The most crowded cities in the world are located in high risk seismic areas. For humanitarian logistics system structure in highly populated cities we must search for fast and reliable monitoring and transportation methods with a futuristic mind. It is desirable to have a pre-planned immediate and automated post-disaster mapping, and transporting system. Due to roads blockage and time limits in the disaster response phase, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) can be utilized for relief distribution and rapid damage assessment. Also for medium to long-term ground response phase more complex but realistic models are needed.
In this study we present relief distribution and damage assessment systems alongside mathematical linear programming formulations and heuristics. In an applied sense the research improves the emergency preparedness and post-earthquake response activities. A relief distribution system by medium-scale UAV helicopters is investigated and the outcomes reveal that the system has efficient capability for urban areas with high population density. Moreover, a rapid damage assessment system is presented in which multiple UAVs are deployed to collect the images from the earthquake site and create a response map for extracting useful information.
Furthermore the covering tour location routing problem with replenishment at intermediate depots (CLRPR) is developed. The investigation represents a new bi-objective integer linear programming model that minimizes the total weighted waiting
time and the total amount of lost demands. Among the different applications of the
problem, this study concentrates on the post-earthquake relief distribution system.
The mathematical models are coded in GAMS and solved by Cplex solver.
Furthermore, some meta-heuristic algorithms are presented for CLRPR in order to find
the near optimal solutions of large scale problems.
Keywords: Post-earthquake response, relief distribution system,
Coverage path problem, Covering tour problem, UAV
ÖZ:
Dünyadaki en kalabalık şehirler yüksek riskli sismik bölgelerde
bulunmaktadır. Böyle şehirlerde insancıl lojistik sistemler geliştirirken geleceği de
gözeten hızlı ve güvenilir takip ve taşıma yöntemleri gözönüne alınmalıdır. Afet
sonrası önceden planlanmış anında ve otomatikleştirilmiş haritalama ve ulaştırma
sistemleri kurulmalıdır. Afet sonrası yolların kapalı ve zamanın da önemli olduğu
düşünüldüğünde İnsansız Hava Araçlarının (İHA) yardımların dağıtımı ve hızlı zarar
tespitinde kullanılabileceği açıktır. Ayrıca orta ve uzun vadeli müdahale aşamasında
karmaşık ancak gerçekçi modellere de ihtiyaç vardır.
Bu çalışmada matematiksel doğrusal programlama ve sezgisel yöntemlerle
yardım dağıtımı ve hasar değerlendirme sistemleri sunulmuştur. Çalışma ayrıca acil
durumlara hazırlıklılık ve deprem sonrası faaliyetleri ugulama anlamında
geliştirmektedir. Orta boyutlu insansız helikopterler kullanarak yapılacak yardım
dağıtım sistemi incelenmiş ve bulgular bu sistemin kalabalık kentsel yerleşkelerde
etkin yeteneklere sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca İHA’lar marifeti ile, önemli
bilgilere ulaşılmasını sağlayacak deprem bölgesinden toplanmış görüntülerle bir
müdahale haritası hazırlanması ve böylece hızlı bir hasar tespit sistemi elde edilmesi
de gösterilmiştir.
Çalışmada ayrıca ara yardım istasyonlarında ikmal edilebilir konum-güzergah
kapsayıcı tur problemi (CLRPR) de geliştirilmiştir. Araştırma toplam ağırlıklı bekleme
süresi ve toplam talep kaybını minimize eden yeni bir çift amaçlı tamsayılı doğrusal
programlama modelini göstermektedir. Problemin diğer uygulamaları mümkün
olmakla birlikte, bu çalışmanın odağı, deprem sonrası yardım dağıtım sistemidir.
Matematiksel modeler GAMS ile kodlanmış ve Cplex ile çözülmüştür. Ayrıca
büyük ölçekli CLRPR probleminin optimale yakın çözümlerini bulacak üst-sezgisel
algoritmalar da gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Deprem sonrası müdahale, Yardım Dağıtım sistemi,
Kapsayıcı Güzergah problemi, Kapsayan Tur problem, İHA
