Phase-aware flight data simplification for digital twin systems using classification and dynamism scoring

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, AVİYONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ÖMER FARUK KUTLU

Danışman: Ufuk Sakarya

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Dijital İkiz (Dİ) sistemleri, hava aracı izleme ve operasyonel verimliliği artırmak için önemli bir teknolojidir. Ancak, modern sensörlerin ürettiği devasa veri hacmi, bu sistemlerin pratik kullanımını sınırlamaktadır. Bu tezin amacı, her bir uçuş fazına özgü daha küçük fakat kritik öneme sahip bir sensör parametre setini belirleyerek karmaşık uçuş verilerini basitleştiren bir model tasarlamak ve doğrulamaktır. Bu araştırmada, NASA'dan alınan 1000'den fazla uçuştan oluşan bir veri seti üzerinde iki aşamalı bir analitik model kullanılmıştır. İlk olarak, her bir uçuş fazını tanımlayan en ayırt edici özellikleri bulmak için bir Random Forest sınıflandırma modeli ile temel bir çalışma yapılmıştır. Modelin %98'in üzerinde doğruluk oranına ulaşması, verinin bilgi açısından zenginliğini doğrulamıştır. Bu temele dayanarak, Phase-Aware Dynamism Scoring (PADS) olarak adlandırılan yeni bir istatistiksel puanlama metodolojisi geliştirilmiştir. Bu yöntem, sürekli eğilimler, faza özgü etkinlik ve diğer sinyal karakteristiklerine dayalı metrikleri dengeleyerek en dinamik olarak anlamlı parametreleri belirler. PADS metodolojisi, çoklu uçuş tutarlılık analizi ile doğrulanmıştır. Sonuçlar, Tırmanış fazı için irtifa değişim oranı ve Taksi fazı için fren basıncı gibi kilit parametrelerde yüksek tutarlılık (%90'ın üzerinde) göstermiş ve yöntemin sağlamlığını kanıtlamıştır. Ayrıca, boyutluluk analizi, bu yaklaşımın her faz için %70'in üzerinde bir veri indirgemesi sağladığını göstermiştir. Bu tez, akıllı veri basitleştirme için doğrulanmış bir çerçeve sunmaktadır. Her uçuş fazı için küçük ve tutarlı bir değerli parametre seti belirleme süreci, veri hacmi sorununa pratik bir çözüm sağlayarak daha verimli Dijital İkiz uygulamalarının önünü açmaktadır.