Kendi çözücümüz
Akılkent, hazır bir rota kütüphanesi üzerine kurulmuş bir arayüz değildir. Çekirdeğini, toplama operasyonları için sıfırdan geliştirilmiş ve gerçek belediye verisiyle doğrulanmış bir çözücü oluşturur.
Problem tanımı: toplamaya özgü kısıtlarla kapasiteli araç rotalama
Toplama operasyonu, matematiksel olarak Kapasiteli Araç Rotalama Problemi'nin (CVRP) genişletilmiş bir biçimidir ve NP-Hard sınıfındadır. İlçe ölçeğinde binlerce nokta için kesin çözümü makul sürede bulmak mümkün değildir. Genel amaçlı rota yazılımları kargo ve teslimat için tasarlandığından toplama operasyonunun kurallarını içermez. Akılkent'in modeli bu kuralları doğrudan kapsar:
- Heterojen filo: farklı kapasite ve hızdaki araçlar aynı planda değerlendirilir
- Nokta-araç uyumu: her nokta yalnızca uygun bir araca atanır
- Boşaltma dönüşleri: araç dolduğunda tesise gider ve rotasına devam eder; bu süre plana dahildir
- Vardiya süresi: plan vardiya süresi içinde kalır, fazla mesai oluşturmaz
- Çoklu sefer: transfer merkezi bulunan operasyonlarda bir araç birden fazla sefer yapabilir
- Eksiksiz kapsama: planın dışında kalan nokta bulunmaz
Çözücü: dört aşamalı hibrit metasezgisel yöntem
Kesin çözümün elde edilemediği ölçeklerde, kaliteli çözümü kısa sürede bulabilen bir yöntem gerekir. Akılkent'in çözücüsü dört aşamada çalışır ve her aşama bir önceki aşamanın çıktısını iyileştirir.
Kümeleme
Noktalar; coğrafi yakınlık, araç uyumu ve kapasiteye göre bölgelere ayrılır. Her bölge bir araç-vardiya adayı olarak ele alınır.
Kurucu çözüm
Her bölge için gerçek yol ağı mesafeleri kullanılarak ilk rota oluşturulur. Boşaltma dönüşleri ve vardiya sınırı bu aşamada plana yerleştirilir.
Yerel arama
Noktalar rotalar arasında taşınır ve ziyaret sıraları değiştirilir. Her değişiklik yakıt ve süre açısından değerlendirilir; çözümü kötüleştiren değişiklikler kabul edilmez.
Metasezgisel iyileştirme
Yerel aramanın tıkandığı noktadan çıkmak için nüfus tabanlı bir arama uygulanır. En iyi çözüm saklanır; süre bütçesi dolduğunda bu çözüm sonuç olarak sunulur.
Mesafe ve süre, kuş uçuşu değil gerçek yol ağı üzerinden hesaplanır; tek yönlü sokaklar, dönüş kısıtları ve ağır araç yasakları plana yansır. Yakıt tüketimi ve karbon emisyonu amaç fonksiyonunun parçasıdır. Dolayısıyla bunlar sonradan hazırlanan bir rapor değil, rotayı belirleyen ölçütlerdir.
Kendi kendini eğiten özgün sistem modülü
Dört aşamalı çözücünün yanında, sıfırdan tasarladığımız kendi kendini eğiten bir sistem modülü bulunur. Modül problemin yapısını analiz eder, uygun stratejiyi seçer, çözdüğü her örnekten öğrenir ve bulduğu çözümün kalitesini kanıtlar.
Ne yapar
- Örneği çözmeden önce yapısını analiz eder; kurucu çözüm ve arama stratejisini bu analize göre belirler
- Çözdüğü her örnekten elde ettiği bilgiyi kaydeder ve benzer örneklerde kullanır
- Bulduğu çözüm için bir alt sınır hesaplar; alt sınır çözüme eşit olduğunda çözümün optimum olduğu kanıtlanmış olur
- Hiçbir sonuç çözücünün kendi beyanıyla kabul edilmez. Ayrı bir doğrulayıcı mesafeleri baştan hesaplar, kapsama ve kapasite kurallarını denetler
Sağladığı yarar
- Her ilçenin yapısı farklıdır. Dar sokaklı bir eski merkez ile geniş bulvarlı bir yeni mahalle aynı stratejiyle çözülmez; çözücü bu ayrımı kendisi yapar
- Operasyon sürdükçe gelişir: bir vardiyada elde edilen bilgi sonraki planlarda kullanılır
- Çözüm kalitesi ölçülebilir: bulunan çözümün en iyi çözüme ne kadar yakın olduğu sayısal olarak raporlanır
- Çekirdek C++ ile yazılmıştır; büyük ilçelerde saatler süren çalışmalarda ara sonuçlar güvenle kaydedilir
Yöntemin ayrıntıları, patent ve yayın süreci devam ettiği için paylaşılmamaktadır.
Çözücü seçenekleri
Tüm seçenekler aynı modeli kullanır ve aynı kısıtları sağlar; aralarındaki fark arama bütçesinden, yani çözüm kalitesi ve süreden kaynaklanır. Saha amiri, günün ihtiyacına göre seçim yapar.
| Seçenek | Ne zaman | Ne yapar |
|---|---|---|
| Hızlı planlama | 1–2 dakika. Günlük revizyonlar, araç arızası ve acil durumlar için. | Kurucu çözüm ve kısa bir yerel arama uygular; planı dakikalar içinde yeniler. |
| Dengeli çözüm | 5–10 dakika. Günlük standart toplama planı için. | Konteyner doluluğundaki belirsizliği olasılıksal olarak hesaba katar ve tam arama bütçesi kullanır. |
| Yüksek kalite | 10 dakika ve üzeri. Haftalık planlama ve ihale öncesi filo boyutlandırma için. | Belirsizliğe dayanıklı model ve derin arama kullanır; en az araçla en kısa toplam yolu hedefler. |
| Uzman modu | Talep eden kurumlar için. | Son iyileştirme aşamasında genetik arama kullanılır ve bütçe paylaşımı ayarlanabilir. Bulunan çözüm mevcut çözümden kötüyse dikkate alınmaz; rota hiçbir zaman kötüleşmez. |
| Kendi kendini eğiten modül | Operasyon büyüdükçe tercih edilir. | Örneğin yapısını analiz eder, stratejiyi kendisi seçer, her vardiyadan öğrenir ve çözümün en iyi çözüme ne kadar yakın olduğunu kanıtlar. |
Doğrulama: önce kesin çözümle, sonra gerçek veriyle
| Adım | Ne yapıldı |
|---|---|
| Matematiksel model | Problem karışık tamsayılı program olarak modellenmiş; küçük ölçekli verilerde ticari bir kesin çözücü ile optimum çözümler üretilmiştir. |
| Sezgisel doğrulama | Hibrit çözücü bu kesin çözümlerle karşılaştırılmıştır. 259 düğüme kadar olan örneklerde ayrıca yaygın bir açık kaynak çözücü ile kıyaslanmıştır. |
| Gerçek veri | Bir büyükşehir ilçe belediyesinin araç, konteyner, vardiya ve yol ağı verisi üzerinde model analizi yapılmıştır. Değer katmayan süre %30,9'dan %6,2'ye düşmüş, yakıt tüketimi ve emisyon %34,5 azalmış ve tüm konteynerler kapsanmıştır. |
| Bağımsız değerlendirme | TOBB ETÜ Endüstri Mühendisliği bitirme projesi ve poster birincilikleri; YAEM 2026 Kongresi'nde 106 takım arasında Türkiye birinciliği. |
| Süre | İlçe geneli plan 20 dakikanın altında üretilir. Araç arızası veya yol çalışması durumunda plan aynı sürede yeniden oluşturulur. |
Sonuçlar akademik bir analize dayanmaktadır; rotalar sahada henüz uygulanmamıştır. Pilot uygulamada gerçekleşen tasarruf ölçüldükten sonra bu sayfada yayımlanacaktır.
Yaklaşımlara göre karşılaştırma
Tabloda ürün adı verilmemiştir; her satır bir yaklaşım türünü temsil eder.
| Yaklaşım | Toplamaya özgü kısıtlar | Ek donanım | Yurt içi veri | Emisyon |
|---|---|---|---|---|
| Akılkent | Çekirdekte yer alır: heterojen filo, nokta-araç uyumu, boşaltma dönüşü, çoklu sefer | Gerekmez | Yurt içi barındırma veya kurum içi kurulum | Amaç fonksiyonunda, araç bazında |
| Donanım tabanlı akıllı atık platformları | Var | Nokta ve araç başına sensör, terminal | Çoğunlukla yurt dışı bulut | Sınırlı |
| Genel amaçlı rota yazılımları | Yok; kargo ve teslimat için tasarlanmıştır | Gerekmez | Yurt dışı bulut | Sınırlı |
| Araç takip sistemleri | Yok; araçları izler, planlama yapmaz | Araç cihazı | Var | Sınırlı |
| Açık kaynak çözücüler | Kısmen; modelleme uzmanlığı gerektirir | Gerekmez | Kuruma bağlı | Yok |