Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı 1

AKSOY Mehmet

Danışman : Prof.Dr. Ali KAHRİMAN

Anabilim Dalı : Maden Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Ali KAHRİMAN

Prof.Dr. Nuh BİLGİN

Prof.Dr. Sinan ÖNGEN

Prof.Dr. Şafak Gökhan ÖZKAN

Doç.Dr. Selamet G. ERÇELEBİ

Patlatmadan Kaynaklanan Titreşim Dalgalarının, Stokastik Yaklaşımla 3-Boyutlu Sayısal Analizi

Bu çalışmanın amacı; çalışma sahası olarak seçilen ve patlatmalı kazı çalışması yapılan Akyol Taşocağı’nda, sahadaki kaya kütlesinin jeomekanik parametreleri ve bu parametrelerdeki değişkenlik belirlenerek (özellikle Elastisite Modülü) 3-Boyutlu sayısal modelleme yapabilen bir bilgisayar programı aracılığıyla, Elastisite modülündeki bu değişkenliğin patlatmadan kaynaklanan titreşim dalgalarının üzerindeki etkisini incelemek ve buna bağlı olarak parçacık hızlarının tahmininde, Stokastik (olasılık) yaklaşımlarından biri olan Monte Carlo Simülasyon tekniğini uygulayarak analizini yapmaktır.

Arazi çalışmaları ve laboratuvar deneylerinden sonra sayısal modelleme aşamasına geçilmiştir. Bu aşamada, elde edilen bu veriler kullanılarak, ANSYS firmasına ait AUTODYN yazılımında dört ana sayısal modeller oluşturulmuştur. Kaya maddesi ve Kaya Kütlesi davranışı ve bunların kombinasyonundan oluşan modeller çalıştırılmıştır. Elde edilen veriler arazi ölçümleri karşılaştırılarak, çalışmanın sonraki aşamasında kullanılacak model seçimi yapılmıştır. Elastisite Modülünün değişkenliği göz önüne alınarak, seçilen model, farklı şarj miktarlarında çalıştırılmıştır. Bu modeller üzerinde seçilen gözlem noktalarında, x-y-z yönlerindeki hızlar zamana bağlı olarak gözlemlenmiş ve grafiksel olarak elde edilmiştir. Modellerden elde edilen PPV-SD veri çiftleri istatiksel analize tabi tutularak PPV tahmin formülleri oluşturulmuştur. Bu çalışmada önerilen tahmin denklemine, Monte Carlo similasyon tekniği uygulanmıştır. Bu tekniğin uygulanmasıyla, parçaçık hızlarının tahmininde var olan belirsizlikler, belirli mesafe ve şarj miktarları için olasılık yoğunluk fonksiyonları olarak belirlenmeye çalışılmıştır.

3-D Numerical Analysis of Ground Vibration Waves Induced by Blasting With Stochastic Approach

The prediction of ground vibrations and the realization of controlled blasting based on this prediction have a great importance in terms of environmental effects of blasting. The medium for the propagation of these vibrations is the rock where the shots are fired. It is well known fact that the geomechanical properties of the rock affect the ground vibration propagation. Another well known fact is that these properties, by nature, are not constant, but vary through the rock mass. In this study, the effect of these variations, especially variation of Elasticity Modulus, on the ground vibrations was investigated.

The purpose of this study is to analyze the ground vibrations induced by blasting at Akyol Quarry which selected as a test site, and to investigate the effect of the elasticity modulus variability on the ground vibrations after the determination of the geomechanical properties of the rock mass and their variations with a computer software that is able to model three dimensionally, and also to apply the Monte Carlo simulation technique which is the one of the stochastic analysis methods to the proposed prediction equation.

In the numerical modeling stage, four main numerical models were prepared in the AUTODYN software by using the data obtained from the field and laboratory studies. These main models are different from each other in terms of the modeled rock material such as intact rock, rock mass and the two combinations of these materials. The data obtained from these model runs was compared to the data obtained in the field measurements. As a result of this comparison, the model that would be used for the rest of the study was selected. The selected model was run with different charge amounts by taking the variability of elasticity modulus into account. X-Y-Z particle velocities with respect to the time on the gauge points were monitored and obtained graphically. PPV-SD data pairs were subjected to the statistical analysis. In this analysis, a relationship was established and compared to the data obtained during the field study. The proposed prediction equation was evaluated by applying the Monte Carlo simulation technique. After this analysis, the uncertainty in the prediction of peak particle velocity was tried to be explained in terms of probability density function for certain distances and charge amounts.

Anabilim Dalı : Maden Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Ali KAHRİMAN,

: Prof.Dr. Nuh BİLGİN (İ.T.Ü),

: Prof.Dr. Şafak Gökhan ÖZKAN,

: Doç.Dr. Cengiz KUZU(İ.T.Ü),

: Doç.Dr. Ataç BAŞÇETİN

Madencilik çalışmalarında, kazılan malzemenin madde ve kütle özelliklerine bağlı olarak, kazı metodu olarak delme ve patlatmanın kaçınılmaz olduğu durumlarda, patlatma sonrası elde edilen yığının parçalanma derecesinin ve parça boyut dağılımının, kazı sonrası takip eden yükleme, nakliye, kırma, öğütme vb. diğer madencilik işlemlerinin performansında ve toplam maliyetler üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Bu amaçla patlatmalı kazı metodunda sahaya ve çalışılan kaya birimine ait patlatma tasarımı yapılırken patlatma sonrası hedeflenen ortalama parça boyutunun yakalanması işletmeler açısından zaman, iş gücü, enerji, patlayıcı madde tüketimi ve toplam maliyet konularında optimizasyonu sağlamak için çok büyük bir önem arz etmektedir.

Bu konuyla ilgili Türkiye’de ve diğer ülkelerde yapılan çalışmalar sonucu, patlatma sonrası elde edilen uygun olmayan parça boyutunun işletmelerde enerji, patlayıcı madde tüketimi, iş gücü ve toplam maliyetler açısından genel olarak %12 ile %40 arası oranda kayıplara sebep olduğu saptanmıştır. Bu oran büyük çaplı üretimlerin yapıldığı madencilik sektörünün ülkemiz ekonomisine kazandırdığı katma değerin azalmasına ve yüksek maliyetlerle maden üretimine yol açmaktadır. Bunun sonucunda ise ülkemizde üretilen madenlerin uluslar arası piyasada rekabet edebilme yetenekleri azalmaktadır.

Bu araştırmanın amacı, patlatama sonrası oluşan yığının parça boyut dağılımın ardışık madencilik işlemlerine olan etkilerinin araştırılmasıdır. Böylece delme patlatma işleminden öğütmeye kadar olan işlemler zinciri daha iyi kontrol edilebilecek ve patlatma tasarımı yükleme ve birincil kırma işlemlerinin en verimli şekilde sürdürlmesi sağlanacaktır.

Çalışma kapsamında saha çalışmalarının yapılması için seçilen taşocaklarında, ekskavatör ve çeneli kırıcı performan ölçümleri farklı parça boyut dağılımları için ölçülmüştür. Ayrıca Kuz-Ram ve JKMRC parçalanma tahmin modellerinin patlatma optimizasyonunda kullanılabilirliği araştgırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucu patlatma sonrası parça boyut dağılımının ekskavatör ve çeneli kırıcı performansına olan etkileri tespit edilmiştir.

Ayrıca elde edilen bulgular kullanılarak, parça boyut dağılımına bağlı açık ocak patlatma-ardışık işlemler üretim optimizasyon modeli oluşturulmuştur.

In the condition that drilling and blasting technique is inevitable depending on the rock mass and material characteristics on mining activities, the fragmentation rate and particle size distribution of the muckpile obtained after blasting has important influences on the performance of subsequent mining activities such as loading, hauling, crushing, grinding etc. and the total costs of that mine. Therefore catching the average particle size target after blasting while designing a blast design suitable for that site and rock properties has a great importance for achieving optimization on time, labor, energy, explosive consumption and total cost.

The studies held in Turkey and other countries have found out that undesired particle size causes losses between 12% and 40% on energy, explosive consumption, labor and total costs on mines. This losses in mining sector where large scale productions are made cause decreases on supplementary value to our country’s economy and mine production with high costs. Consequently the rivalry capability in globe market of mines produced in Turkey decreases.

The objective of this study is to investigate the effects of particle size distribution of blasted rock to consecutive minin activities. Therefore, chain of minin processes starting from drilling and blasting and continue to grinding, would be well controlled and the consecutive mining activities would be run efficiently.

Within the scope of the study, the performance analysis of excavator and jaw crusher were carried out for different particle size distribuiton levels on study fields. In addition, JKMRC and Kuz-Ram fragmentation predicition models were investigated in order to understand if they can be used for blast optimisation practices. As result of this research, the relationships of particle size distribution with excavator and jaw crusher performance were determined.

METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

YÜKSEL Berat

Danışman : Prof. Dr. Tevfik Osman ÖZKAN

Anabilim Dalı : Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Tevfik Osman ÖZKAN

Prof. Dr. İbrahim YUSUFOĞLU

Prof. Dr. Ercan AÇMA

Prof. Dr. Enver OKTAY

Prof. Dr. İ. Servet TİMUR

Bor Oksit Katkısının Çinko Oksit’in Mikroyapı ve Elektriksel Özelliklerine Etkisi

Yarı iletken çinko oksit yaygın olarak varistör, UV ışık filtreleri, gaz sensörleri ve güneş pillerinde elektrot olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle çinko oksit’in elektriksel özelliklerine alüminyum oksit, indiyum oksit ve galyum oksit gibi çeşitli donor katkıların etkisi ile ilgili detaylı çalışmalar yapılmıştır. Bor oksit katkısının etkisine yönelik yapılan çalışmaların sayısının az olması nedeniyle, bu tez kapsamında bor oksit katkısının çinko oksit’in mikroyapı ve elektriksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla klasik seramik üretim yöntemiyle saf çinko oksit ve molce % 0.1, 0.5, 1, 1.5 ve 2 bor oksit katkılı karışımlardan hazırlanarak 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 ve 1250 oC’de 1, 2, 3, 5 ve 10 saat sinterlenen numunelerin bulk yoğunluk ölçümleri, X-ışınları difraksiyon analizi, taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskopla mikroyapı incelemeleri yapılmış ve -100 oC ile +25 oC arasında direnç ölçümlerinden hesaplanan elektriksel iletkenliğinin sıcaklıkla değişim grafiklerinden donor aktivasyon enerjileri bulunmuştur.

Bulk yoğunluk ölçümlerinde 1000 oC’de sinterlenen saf çinko oksit numunelerin relatif bulk yoğunluğunun ~% 60 olduğu ve artan sinterleme sıcaklığı ve süresiyle numunelerin ~% 90 relatif bulk yoğunluğa ulaştığı belirlenmiştir. Buna karşılık, bor oksit katkılı numunelerin relatif bulk yoğunluklarının % 84-97 arasında olduğu saptanmıştır. Termogravimetrik (TG) ve diferansiyel termal analiz (DTA) ile karışımlara bor oksit kaynağı olarak ilave edilen borik asit’in dehidrasyonunun iki kademede 350 oC’de tamamlandığı tespit edilmiştir.

X-ışınları difraksiyon analiziyle Zn3B2O6 fazının molce % 1-2 B2O3 katkılı karışımlarda oluştuğu belirlenmiştir. Bu fazın molce % 1’den daha düşük B2O3 katkılı karışımlarda bulunmaması ZnO ile B2O3 arasında limitli katı çözünürlük olduğunu göstermiştir. Mikroyapı incelemelerinde bor oksit katkısının tüm sinterleme sıcaklıkları ve sürelerinde çinko oksit’in tane boyutunun artmasına neden olduğu belirlenmiştir.

Düşük sıcaklık ve sürede sinterlenen saf çinko oksit numunelerin özdirencinin 104-105 Ohm.m olduğu, bor oksit katkısının ise numunelerin özdirencini ~100-1.0 Ohm.m’ye düşürdüğü saptanmıştır. Düşük sıcaklıkta sinterlenen saf çinko oksit numunelerinin elektrik iletim aktivasyon enerjisinin ~0.80 eV olduğu belirlenmiştir. Bu değer 1250 oC’nin üzerindeki sinterleme için literatürde belirtilen ~0.05 eV değerinden yüksektir ve nedeni numunelerin gözenekli ve 1 μm’ den küçük tanelerden oluşan bir mikroyapıya sahip olmalarıdır. Sinterleme 1250 oC’de 1 saat yapıldığında elektrik iletim aktivasyon enerjisi 0.04 eV olarak bulunmuştur ve literatürde rapor edilen bir elektron vererek iletkenliğe katkı sağlayan arayer çinko atomunun aktivasyon enerjisi ile aynı mertebededir. Sinterleme 5 saat yapıldığında elektrik iletim aktivasyon enerjisinin 0.01 eV’un altında olduğu belirlenmiştir. Bunun nedeni artan sinterleme sıcaklığıyla çinko oksit içerisinde oluşan arayer çinko hatalarının sayısının artması ve oda sıcaklığında bu hataların neredeyse tümünün iyonize olarak numunenin metalik iletkenlik özelliği göstermesidir. Elektrik iletim aktivasyon enerjisi, 1000 oC gibi düşük sinterleme sıcaklığında molce % 0.1 B2O3 katkısıyla ~0.08 eV, molce % 0.5 B2O3 katkısıyla ise ~0.04 eV değerlerine düşmüştür. Bu bor katkısının elektrik iletiminde etkili bir donor katkısı olduğunu göstermiştir. Sinterleme sıcaklığı ve süresinin daha da artmasıyla aktivasyon enerjisi daha da azalarak ~0.02 eV değerine düşmüştür. Bu azalma, yüksek sıcaklıkta bor oksit katkısının etkisine ilaveten çinko arayer hatası sayısının artmasının da elektrik iletiminde etkin bir rol oynadığını göstermektedir.

The Effect of Boron Oxide Addition to the Microstructure and Electrical Properties of Zinc Oxide

The semi-conductor zinc oxide is used extensively as a varistor, in UV light filters, gas sensors and as conductive electrodes in solar-cells. For this reason extensive research has been carried out on the effect of various donor additives such as aluminium oxide, indium oxide and gallium oxide on the electrical properties of zinc oxide. In this study the effect of boron oxide addition on the microstructure and on the electrical properties of zinc oxide was investigated due to the limited published data on the subject. For this purpose samples of pure zinc oxide and 0.1, 0.5, 1, 1.5 and 2 mol % boron oxide-added compositions were prepared by the conventional ceramics processing technique and the samples were sintered at 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 and 1250 oC for 1, 2, 3, 5 and 10 h. X-ray diffraction analysis was used in the determination of the phases and the bulk density measurements were carried out for the evaluation of densification of samples in different sintering conditions. The effect of the sintering conditions on the microstructure were studied using optic and scanning electron microscopes and donor activation energies were calculated from the logarithmic electrical conductivity versus temperature plots in the range of -100 to 25 oC.

The relative bulk densities of the pure zinc oxide samples sintered at 1000 oC were determined as ~60% and with the increase of sintering temperature and time this value reached ~90% whereas, the addition of boron oxide increased the relative bulk density values to 84-97% .

Thermal gravimetric analysis (TG) and differential thermal analysis (DTA) of the boric acid addition to ZnO as a source of boron oxide to the composition showed two steps of dehydration reaction below 350 oC. The X-ray diffraction analysis revealed a Zn3B2O6 phase in 1-2 mol % B2O3-added composition samples. This phase was not detected in the B2O3-added compositions below 1 mol %, which indicated a limited solid solution of B2O3 within the ZnO crystal structure. The microstructure studies revealed that the addition of B2O3 to zinc oxide enhanced the grain growth of ZnO in all sintering temperatures and sintering times.

The electrical resistivity of pure zinc oxide samples sintered at low temperatures and sintering times were found in the order of 104-105 Ohm.m. The addition of boron oxide under the same sintering conditions decreased the resistivity of samples to the order of ~100-1.0 Ohm.m. The electrical conduction activation energy of pure zinc oxide samples sintered at low temperatures and sintering times were calculated as ~0.80 eV. This activation energy is higher than the value quoted in the published data which is ~0.05 eV for sintering above 1250 oC. This high value was attributed to the high porosity and fine grain size of the samples. However, when the sintering temperature was increased to 1250 oC, the activation energy was found to be 0.04 eV. This value is very close to the activation energy reported in the literature which is attributed to the conduction mechanism due to the interstitial zinc defects donating one electron to the electrical conduction . When the sintering time was increased over 3 h at high sintering temperatures, the measured electrical conduction activation energies were found to be below 0.01 eV, which resulted from the increased concentration of the interstitial zinc defects that gives rise to the metallic type conduction behaviour.

The addition of 0.1 and 0.5 mol % B2O3 to zinc oxide reduced the activation energy of the electrical conduction from the value of ~0.80 eV to 0.08 eV and 0.04 eV respectively at sintering temperatures as low as 1000 oC. This is reflected the pronounced effect of donor boron atoms in ZnO lattice. The increase in sintering temperatures and sintering times further lowered this activation value to ~0.02 eV, which again showed the effect of the increased concentration of interstitial zinc defects at these sintering temperatures.

  

BAMYACI Muhammed

Danışman : Güler Bilen ALKAN

Anabilim Dalı : Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2008

Tez Savunma Jürisi : Pof Dr.Güler Bilen ALKAN

Prof Dr. Necmettin AKTEN

Prof.Dr. Fevzi ERDOĞMUŞ

Prof.Dr. Mehmet TANYAŞ,

Prof.Dr. Mehmet Şakir ERSOY

Modern taşımacılık sistemlerinin geliştirilmesi ve çeşitliliğinin artması, artan çok modlu taşımacılık eğilimleri, iletişim ve bilişim altyapısının iyileşmesi, iletişim hızındaki artışlar bütün ülkeleri etkilemekte ve küreselleşmeyi karşı konulmaz hale getirmektedir. Rekabet artışının yanında ticaret ve yolcu trafik hacminin artışıyla da karakterize edilen ekonomik küreselleşme, malları ve yolcuları daha etkin taşıma ve yeni yöntemler bulma konusunda taşımacılık sistemleri üzerinde büyük baskılar oluşturmuştur.

Lojistikle ilgili unsurların şehrin farklı bölgelerinde dağınık olarak faaliyet göstermesi, lojistik odaklı kentsel trafik problemlerini öngörmeyi zorlaştırmaktadır. Entegre Lojistik Merkezler ya da bu tezde önerdiğimiz ismiyle Organize Lojistik Bölgeleri hem stratejik taşımacılık planlarının daha sağlıklı yapılmasına yardım edecek hem de kamusal ve lojistik maliyetleri düşürecektir. Aynı zamanda hem ulusal hem de uluslararası taşımacılığın geliştirilmesi için gerekli ve önemli bir altyapı unsurudur.

Organize Lojistik Bölgesi yer seçimi karmaşık bir problemdir. Bunun yanı sıra, sağlıklı kantitatif veriler bulmak da zor ve maliyetli olduğundan kalitatif ve kantitatif unsurların bir arada değerlendirildiği çok amaçlı/kriterli programlama yöntemlerinin kullanılmasını gerektirir. Sektörün tarafları arasındaki olası çatışmaların önlenmesi için bütün tarafların görüşlerinin alınması gerekmektedir. Bu tezde kentsel lojistik problemlerinin çözümünde modern bir yaklaşım olan “Organize Lojistik Bölgeleri” için yer seçimine ilişkin ekonomik, kolay anlaşılabilir, hızlı, duyarlılık analizine elverişli, kalitatif ve kantitatif değerlerin birlikte kullanıldığı, esnek ve evrensel bir modelin oluşturması hedeflenmiştir.

Konunun öneminin problemin tanımının anlatıldığı giriş bölümünden sonra, genel kısımlar başlığı altında; sırasıyla lojistik ve tedarik zinciri yönetimi, kentsel lojistik ve lojistik merkezler anlatılmıştır. Üçüncü bölümde malzeme ve yöntem başlığı altında; kullanılacak metodoloji ve Analitik Hiyerarşi Proses yöntemi yazılımı hakkında bilgi verilmiştir.Dördüncü bölümde araştırmanın bulguları ve geliştirilen model tartışılmış, yer seçimi kriterleri ve ağırlıkları belirlenmiş, sonra da bu model kullanılarak İstanbul’un batı yakası için bir yer seçimi uygulaması yapılmıştır. Son bölümde ise araştırmanın sonuçları ve öneriler verilmektedir.
  

Modern Logistics Management: A Location Selection Model for Organized Logsitics Regions

Development of modern transportation systems, its increasing variety and rising intermodality/multimodality trends, development of internet infrastructure, new communication tools and increasing communications speed have affected all countries and has brought globalization as an inevitable consequence. Economic globalization, characterized by increasing trade and passenger volumes, as well as increasing competition has put more pressure on transportation systems to find new ways to transport goods and people in a more efficient way.

It is more difficult to estimate logistics oriented urban traffic problems if logistics companies are disorganized and spread in various parts of a city. Integrated Logistics Centers which are introduced as “Organized Logistics Regions” in this thesis bring up a modern approach to solve city logistics problems. They help decision makers not only easily make long-run transportation plans but also reduce both public and logistic costs. At the same time, they are one of the important and necessary infrastructure components for improvement national and international transportation and trade.

“Optimal Location Selection for Organized Logistics Regions” is a very complex issue when there is a difficulty to find reliable quantitative data with a reasonable cost. Moreover, in order to prevent conflicts among the stakeholders it is better to use multi-objective/criteria techniques such as AHP (Analytic Hierarchy Process). These techniques consider stakeholders’ and specialists’ opinions and allow evaluating both qualitative and quantitative factors and related data together. This thesis aims to build a reliable location selection model for “Organized Logistics Regions” which is an economic, easy to understand, fast, suitable for sensitivity analysis and allows evaluating both qualitative and quantitative factors and related data together.

After giving the brief description of the problem and its importance in the first chapter, the second chapter of the thesis is dedicated to logistics and supply chain management, urban logistics, Logistics Centers/Organized Logistics Regions, and literature review. In the third chapter named “Materials and Methods” used methodology and Analytic Hierarchy Process are explained. In the fourth chapter, the research’s findings and the developed model are discussed, location selection criteria and their weights are determined, and an organized logistics regions location selection application is realized for the West Side of Istanbul according to the location decision factors used in the developed location selection model. Finally, the model, findings and proposed further research are summarized in the last chapter of the thesis.

YILDIZ Murat

Danışman : Prof. Dr. Necmettin AKTEN

Anabilim Dalı : Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2008

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Necmettin AKTEN (Danışman)

Prof. Dr. Ahmet Dursun ALKAN

Prof.Dr. Öner ESEN

Doç. Dr. Şakir ESNAF

Doç. Dr. Sezer ILGIN

Layner Ulaştırma Sistemlerinde Optimum Filo Planlaması Modeli

Layner taşımacılık, önceden belirlenmiş limanlar arasında, müşterilere önceden açıklanan sefer programları ile yapılan denizyolu taşımacılığıdır. Layner taşımacılıkta hizmetin düzenliliği, belirliliği ve kalitesi esastır. Bu durum taşımacılık hizmetini gerçekleştiren kurumlara önemli sorumluluklar ve maliyetler yüklemektedir. Layner taşımacılık bu özelliklerinden dolayı, diğer deniz yolu taşımalarına göre daha maliyetli ve pahalı bir taşımacılık şeklidir.

Maliyetlerini kontrol edebilen ve düşük düzeylerde tutabilen işletmeler diğer işletmeler ile rekabette, uygun hizmet kalitesi ve uygun hizmet ücretleriyle üstünlüklerini korumaktadırlar. Bir layner işletmesi için maliyetlerini oluşturan en önemli unsurlar; filo yatırım maliyetleri, filo işletme maliyetleri ve filo amortisman maliyetleridir. İşletmeler, rekabette üstünlüklerini korumak için yapacakları filo yatırımlarında bu maliyetleri toplamda en aza indirecek kararları vermek durumundadırlar.

Çalışmada bir layner işletmesi açısından uzun dönemli filo planlaması stratejileri ve önemi konusunda bilgiler verilerek uzun dönemli ve belirli talep koşullarında talebi karşılayabilecek, gelecekte yapılacak filo yatırım, işletme ve amortisman maliyetlerinin Net Bugünkü Değerini toplamda en aza indirecek dinamik bir yapıda iki aşamalı bir filo planlama modeli geliştirilmesi amaçlanmıştır.

Birinci aşamada; tamsayılı karma doğrusal programlama ve dinamik programlama yöntemleri kullanılarak, yatırım yapılabilecek farklı kapasitede farklı maliyetlerde bir gemi seti içerisinden, planlama dönemi boyunca oluşan yatırım, işletme ve amortisman maliyetlerinin Net Bugünkü Değerini en aza indiren uygun taşıma kapasitelerinde ve uygun sayıda gemilerden oluşacak bir filo yapısına ve daha önceden belirlenmiş güzergâhlar üzerindeki seferlerin yıllık sayısına karar verilmektedir.

İkinci aşamada ise birinci aşamada oluşturulan uzun dönemli filo yapısı ve yıllık sefer sayıları dikkate alınarak. gemiler güzergâhlara en az işletme maliyeti oluşacak şekilde atanmaktadır. Ayrıca ikinci aşamada önceden tahmin edilemeyen talepler sebebiyle artabilecek yıllık sefer sayılarını gerçekleştirebilmek için spot piyasadan kiralanacak en az işletme maliyetlerinde uygun gemi kapasitesi ve sayıları da belirlenmektedir.

Çalışmanın sonunda geliştirilen filo planlama modelinin bir uygulamasına yer verilmiştir. Uygulamada bir işletmenin farklı başlangıç durumları göz önüne alınarak dört senaryo geliştirilerek sonuçları incelenmiş, modelin geçerliliği tartışılmıştır.

Optimum Fleet Planning in Liner Transporting Systems

Liner shipping is the type of shipping service carried out amongst nominated ports / port terminals under scheduled sailing programmes offered for shippers. It is of utmost importance to provide the service properly, with quality and regularity. Such criterion gives rise to important responsibilities for liner carriers with rationalized shipping costs. Hence the liner shipping is costly type of shipping service compared with other forms of shipping.

Shipping companies with improved cost control mechanism and aiming to achieve to manage their shipping costs take the advantage of superiority against fierce competition by way of service quality and proper service rates. Factors affecting service cost are inter alia costs of fleet investment, fleet operation and fleet depreciation. Therefore decisions to be taken in favour of minimising such costs are deemed to be essential in the eyes of shipping companies to be the winners of fierce competition prevailing in shipping.

In this study relevant information for a liner company’s long-term strategic planning is given in the study and accordingly is aimed to develop a dynamic, two- stages fleet planning model which will minimize the total NPV for the investment, operation and depreciation costs

At the first stage, by using mixed integer linear programming through a dynamic programming relevant decision is taken on the basis of annual number of voyages on the routes fixed beforehand, and with regard to structure of the fleet comprising of a set of vessels suitable in size and carrying capacity, those which as convenient as for minimising the NPV on the basis of investment, operation and depreciation costs

At the second stage, having considered the structure of the fleet formed in the long run and annual number of voyages, vessels are deployed to relevant routes forming the minimum operational cost. Similarly in order to verify the excessive voyages in excess of annual number of voyages having come up due to unpredicted reasons, number of vessels with suitable capacity can well be deduced via spot market.

Finally, an application for the developed fleet planning model is placed at the end of the study. Outcomes are studied in four different scenarios and effectiveness of the model is measured.


BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  

KILIÇ Niyazi

Danışman : Prof. Dr.Osman NURİ UÇAN

Anabilim Dalı : Bilgisayar Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2008

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Osman NURİ UÇAN

Prof. Dr. Prof.Dr. Aydın AKAN

Prof. Dr. Prof.Dr. Ahmet SERTBAŞ

Prof. Dr .Prof.Dr. Serhat ŞEKER

Prof. Dr. Prof.Dr. Sedef KENT (İ.T.Ü.)

Kalın bağırsak kanseri (kolon kanseri), kolon iç yüzeyini örten ve tabaka içine doğru büyüyüp şişlik olarak tanımlanan poliplerden gelişir. Kolon kanserleri daha çok gelişmiş batı ülkelerinde görülür. Kolonik poliplerin erken teşhisi oldukça önemlidir. Tarama teknikleri ile henüz kansere dönüşmemiş kolonik polipleri ve erken dönem lokalize kanserleri saptamak ve tedavi etmek mümkündür. Bu yüzden kolon kanserleri önlenebilir ve tedavi edilebilir bir hastalıktır. Gaytada gizli kan testi, baryumlu kolon grafileri, sigmoidoskopi ve kolonoskopi kolon kanserlerinin erken tanısında kullanılan tarama yöntemleridir. Bilgisayarlı Tomografi (BT) Kolonografi (Computed Tomography Colonography) veya diğer ismiyle sanal kolonoskopi (virtual colonoscopy), polip tespiti için bütün kolonu tarayan yeni bir tarama yöntemidir. Bununla birlikte, Bilgisayar-Destekli Tespit (BDT) (Computer-Aided Detection (CAD)) son yıllarda, ileri örüntü tanıma (pattern recognition) ve görüntü işleme yöntemlerini kullanarak radyoloji uzmanlarına BT kolonografi görüntülerindeki poliplerin tespitinde yardımcı olan yazılımlardır. BDT ile birlikte radyologların yorum yapma sürelerinin düşürülmesi ve aynı zamanda polip tespitinde tanı doğruluk yüzdesinin arttırılması sağlanabilmektedir.

Bu tez çalışmasında literatürdeki çalışmalara alternatif olabilecek, kolonik polip tespiti için yeni bir BDT sistemi geliştirilmiştir. Önerilen BDT, üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, BT kolonografi görüntülerinin önce genetik algoritma kullanılarak eğitilmiş hücresel yapay sinir ağları ile bölütlendirilmiştir. Bölütlendirme işlemi hem kolonik polip tespit duyarlılığının arttırılması hem de yanlış pozitif sayısının azaltılması için yapılmıştır. Daha sonra bölütlenmiş BT kolonografi görüntüsü ile orjinal BT kolonografi görüntüsü arasında kural tabanlı bir işlem uygulanarak olası kolonik polip adaylarını içeren ilgi alanları belirlenmiştir. Aynı hastaya ait ilgi alanları, tek bir görüntüde toplanarak üç boyutlu hale getirilmiştir. İkinci bölümde, ilgi alanları görüntüsünden kolonik polipleri tespit etmek amacıyla şablon eşleme yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemde, polip anatomisine göre oluşturulmuş üç boyutlu şablonlar ile her bir ilgi alanı arasındaki benzerlik, üç boyutlu konvolüsyon kullanılarak ölçülmüştür. Şablon olarak; , ve piksel boyutlarındaki polip şablonları kullanılmıştır. Böylece ilk iki bölüm sonunda; , ve piksel boyutlarında şablonlar kullanılarak sırasıyla, hasta başına 14.9 YP oranı ile %100, 10 YP oranı ile %100 ve 9.2 YP oranı ile %80 tespit duyarlılığı bulunmuştur.

Üçüncü bölümde, tespit edilen kolonik polip kitleleri, Dalgacık Dönüşümü (Wavelet transform) ve Destek Vektör Makineleri (DVM) (Support Vector Machine (SVM)) yöntemi kullanılarak sınıflandırılmıştır. Bu bölümde, Ayrık Dalgacık Dönüşümü yöntemi ile polip görüntülerinden öznitelik çıkarma işlemi gerçekleştirilerek dalgacık katsayılarından oluşan ve herbir görüntüye ait öznitelik vektörleri oluşturulmuştur.

Hesaplanan dalgacık katsayılarının bazı istatikleri alınarak öznitelik vektörleri uzunluğuna düşürülmüştür. Bu vektörler DVM ağının girişi olarak alınmış ve doğrusal (linear), karesel (quadratic) ve radyal tabanlı fonksiyon (radial basis function) çekirdek (kernel) fonksiyonları kullanılarak kolonik polip kitleleri sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma işleminin sonunda; tespit duyarlılığı, RTF çekirdek fonksiyonu ile %80, karesel çekirdek fonksiyonu ile %73.3 ve doğrusal çekirdek fonksiyonu ile %60 olarak bulunmuştur.

The Colonic Polyp Detection Using 3d Templates in Computed Tomography Images

Colon cancer arises from polyps covering the lining of the colon and defined as the growing panicula in the mucosal surface of the colon. Colon cancers are mostly seen in developed western countries. Early detection of colonic polyps is of vital importance for reducing the risk of deaths from colon cancer. Current colon cancer scanning techniques have enabled scientists to detect and cure both the polyps which have not yet been developed into cancer and early localized cancers. Thanks to these techniques, colon cancer is now a preventable and curable illness. Stool exams to detect occult (hidden) blood, barium enema, sigmoidoscopy and colonoscopy are early detection scanning techniques of colon cancer. Computed Tomography (CT) Colonography or also known as Virtual Colonoscopy is a new scanning method for screening the whole interior view of the colon for polyp detection. Besides this, Computer Aided Detection (CAD) has become very important software enabling the radiology experts to detect polyps in CT images by pattern recognition and advanced image processing methods. With the use of CAD, the time needed by radiologists for analyzing the polyps is reduced and the detection accuracy percentage is increased.

In this study, a new CAD for polyp detection has been developed as an alternative to the previous studies in the literature. The proposed CAD constitutes of three parts. In the first part, CT colonography images are segmented by Cellular Neural Networks which are trained by genetic algorithm. The segmentation process is carried out for both increasing the colonic polyp detection sensitivity and decreasing the false positive number. Then, a rule based process is applied between segmented and original CT colonography images and the region of interests (ROI) is extracted for detect possible polyp candidates. ROI images belonging to the same patient are collected in one image and transformed to 3 dimensional images. In the second part, template matching method is used for detecting colonic polyps from ROI images. In this method, the similarities between 3 dimensional templates prepared on the basis of the polyp anatomy and each ROI images are calculated by the 3D convolution operator. , and cell size polyp templates are utilized as template. Therefore, the detection sensitivity is found as 100% with 14.9 false positives (FP) per patient, 100% with 10 FP per patient and 80% with 9.2 FP per patient respectively, using, and cell size polyp templates

In the third part, detected colonic polyp masses are classified by Wavelet Transform and Support Vector Machine (SVM) methods. In this section, the features are taken from polyp images by discrete wavelet transform method. Then, feature vectors of each image, formed by wavelet coefficients are obtained. Some statistics are taken from calculated wavelet coefficients and the feature vectors of the wavelet coefficients are reduced to length. These vectors are taken as inputs of network of SWM and colonic polyps are classified by using linear, quadratic and radial basis function (RBF) kernel functions. At the end of the classification task, the detection sensitivity rates for RTF, quadratic and linear kernel functions are calculated as 80%, 73.3% and 60% respectively.