Kara Yolu Yüzeyindeki Bozuklukların Akıllı Telefon Titreşim Verileri Kullanılarak Evrişimli Sinir Ağı Yardımıyla Belirlenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Harita Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: FURKAN ÖZOĞLU

Danışman: Türkay Gökgöz

Özet:

Kara yolu yüzeyindeki bozukluklar, araçlarda anormal bir titreşime neden olur. Bu çalışmada; böylesi titreşimlere dayalı olarak, kara yolu yüzeyindeki bozuklukların belirlenmesi amaçlanmıştır. Kara yolunda seyreden bir araçta meydana gelen titreşimler, geliştirilen bir iPhone Operating System (iOS) tabanlı mobil uygulama yardımıyla, bir akıllı telefondaki 3-eksenli ivme ölçer, jiroskop ve GNSS verilerine dayalı olarak, konumlarıyla birlikte tespit edilmiş ve lokal bir veri tabanına kaydedilmiştir. Titreşim verilerine dayalı olarak, kara yolu yüzeyindeki bozuklukların belirlenmesi için, deneysel tasarım yoluyla, bir Evrişimli Sinir Ağı (Convolutional Neural Network) modeli geliştirilmiştir. Evrişimli Sinir Ağı, bu amaç doğrultusunda, ilk kez bu çalışmada kullanılmıştır. Her defasında farklı özellikte katmanlar kullanılarak yapılan on deney sonunda; yüksek doğruluklu (%93.24), düşük yitimli (0.2948) bir model elde edilmiştir. Test ve doğruluk analizi sonuçlarına göre; bu model, kara yolu yüzeyindeki bozuklukları, %80-87 aralığında, doğru bir şekilde tespit edebilmektedir. Kara yolu yüzeyindeki bozukluklar; sürüş konforunu, ulaşım ve bakım maliyetlerini olumsuz etkilemekte, kazalara neden olabilmektedir. Bu bağlamda, kara yolu yüzeyindeki bozuklukların olabildiğince onarılması son derece önemlidir. Onarım ise belli bir plan dahilinde yapılması gereken bir iştir. Sonuç olarak, bu çalışmada geliştirilen yöntemin; kara yollarındaki bozuklukların tespitine, yol bakım/onarım çalışmalarının optimum planlanmasına ve böylece ülke ekonomisine ve refahına katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Ayrıca, özgün bir yöntem olarak, literatürdeki yerini alacağına ve yeni çalışmalara esin kaynağı olacağına inanılmaktadır. Bununla birlikte, kara yolu yüzeyindeki bozuklukların, geliştirilen bu model yardımıyla, eksiksiz tespit edilebilmesi, geliştirilen mobil uygulamanın yaygın kullanımına bağlıdır. Ne kadar çok sayıda araçta kullanılırsa, o kadar çok farklı yüzeyden veri toplanacak ve değerlendirilecektir. Geliştirilen modelin, çukur ve kasisi ayırt edebilecek düzeye getirilmesi ise gelecekte yapılacak bir çalışma olarak planlanmıştır.