A bilevel p-median problem for location and protection planning of critical facilities

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: NURAY PİYADE

Danışman: MUSTAFA NECATİ ARAS

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, kritik tesisler için yerseçimi ve koruma planlaması problemi üzerinde çalışılmıştır. Bu problem, bir sistem planlamacı (koruyucu) ve potansiyel saldırgan arasında gerçekleşen statik Stackelberg oyunu içerir. Sistem planlamacı, p kritik hizmet tesisinin yerseçimini yapmayı ve hangilerinin korunması gerektiğini belirlemeyi amaçlar. Bu iki aşamalı eylem gerçekleştikten sonra, tesislerin yerleşimi ve koruma durumları bilgisine sahip olan saldırgan, saldıracağı tesisleri belirler. Bu karar verme problemi, ardışık veya eş-zamanlı verilebilen stratejik ve taktiksel kararlar içerir. Bu çalışmada, bahsedilen her iki durum da göz önünde bulundurulmuştur. İlk durumda, sistem planlamacı öncelikle açılacak tesislerin yerlerine karar verir ve daha sonra bu tesisler için bir koruma planı hazırlar. İkinci durumda ise, sistem planlamacı tesislerin yerseçimi ve koruma planlamasını yaparken eş-zamanlı kararlar alır. Her iki durumda da problem, çift-düzeyli bir yapıya sahiptir. Bu nedenle, problem çift-düzeyli karışık-tamsayılı matematiksel programlama olarak modellenmiştir. Değişkenlerin sürekli olduğu durumda bile çift-düzeyli problemlerin çözümü oldukça zordur ve etkili algoritmalara ihtiyaç duyulur. Bu sebeple, problemin çözümünde sistem planlamacının eş-zamanlı karar verdiği durum için iki aşamalı Tabu Arama sezgiseli, ardışık kararların alındığı durum için ise bir sıralı çözüm yöntemi önerilmiştir. Önerilen her iki metod da çift-düzeyli problemin çözümünde ikili arama ağacı algoritmasından yararlanmaktadır. Algoritmaların testi, rassal olarak üretilen problemler üzerinde değişik koruma bütçesi miktarları kullanılarak denenmiş ve sonuçlar alınmıştır.Bu çalışmada ayrıca sistem planlamacının koruma bütçesine sahip olmadığı durum da incelenmiştir. Probleme bir de bu açıdan yaklaşılarak, saldırganın gözünden sistemdeki kritik tesislerin tespiti yapılmış olmaktadır. Elde edilen sonuçlar göstermektedir ki; koruma bütçesi saldırı sonrası hizmet verebilirliği devam ettirmede önemli bir role sahiptir.