| Popis: |
Muhabere (askeri anlamda taktiksel haberleşme), oldukça dinamik ve hassas bir yapıya sahip olan muharebe sahasında harekât icra eden askeri birliklerin komuta ve kontrolünde her zaman oldukça önemli bir role sahip olmuştur. Telsiz haberleşmesi de, muhabere vasatlarının özelinde, taktik haberleşmenin direnek noktası olarak muharebe sahasında çok uzak mesafelerde harekât icra eden, yüksek hareket kabiliyetine sahip askeri birliklerin haberleşme ihtiyaçlarını gidermekte oldukça başarılı bir vasıta olmuştur.Günümüzde, son derece karmaşık hale gelen muharebe sahası ile beraber özellikle elektronik harp teknolojisi ile ortaya çıkan tehditler de düşünüldüğünde en iyi şekilde tasarlanmış olan bir telsiz haberleşme ağına olan ihtiyaç her zamankinden daha da fazladır. Böyle bir telsiz haberleşme ağı son dönemde ortaya çıkan bu tehditlere karşı hassasiyetleri azaltmakla beraber sürekli, kesintisiz ve güvenli bir muhabere imkânı da sunacaktır.Bahse konu özelliklere sahip bir telsiz haberleşme ağını oluşturabilmek maksadıyla düşmanın elektronik harp imkân kabiliyetleri kapsamında kullanabilmesi muhtemel karıştırıcıların sebep olabileceği etkiyi de dâhil ederek vericilerimizin muharebe sahasındaki en uygun yerlerini bulabilen Radyo Haberleşme Ağını Sekteye Uğratma problemi tanımlanmıştır. Bu problem tam sayılı iki seviyeli bir matematiksel olarak formüle edilmiş, bu formülasyon tek seviyeli bir matematiksel modele dönüştürülmüş ve en iyi sonucu verecek bir çözüm yöntemi sunulmuştur. Çözüm yöntemi olarak sunulan algoritmanın performansı da üstünlük ilişkisi, önişlem ve daha iyi başlangıç çözümleri şeklinde sezgisel yöntemler ile geliştirilmiştir.İletişim sinyallerinde yansıma, kırılma ve engellemeden dolayı oluşabilecek değişkenlik dolayısıyla alıcıların karıştırılma olasılığı ve müteakibinde oluşacak olan beklenen kaplama nedeniyle problemi daha gerçekçi olarak modelleyebilmek maksadıyla problemin olasılıklı versiyonu formüle edilmiştir. Bu formulasyon doğrusal olmayan bir yapıda olduğundan amaç fonksiyonunu parçalı doğrusal bir fonksiyonla ifade edilmiş ve bir önceki model için önerilen çözüm yöntemi bu problem için uyarlanmıştır.Kapsamlı hesaplamalar ile başlangıç durumu ile beraber harekâtın zamanla gelişerek oluşturabileceği düşünülen gerçekçi senaryolar için de taktiksel öngörüler elde edilmiştir. Aynı zamanda değişik parametreler altında ve değişik büyüklükteki problemler üzerinde önerilen çözüm metodunun performansı da değerlendirilmiş ve önerilen çözüm metodunun etkinliği ortaya konmuştur.Son olarak, dost birlik imkân kabiliyetleri dahilinde olan topçu birliklerinin telsiz haberleşme ağının en iyileştirilmesine entegre edilebilmesi için sınırlı sayıda topçu ateşinin en etkin planlamasını ifade edebilecek üç seviyeli matematiksel modeli ortaya konmuştur ve modelin çözümü için iç içe geçmiş ayrıştırmaya dayalı bir çözüm yöntemi geliştirilmiştir. Çözüm yöntemi değişik senaryolar üzerinde test edilerek taktiksel öngörüler elde edilmiştir. Tactical communications have always played a pivotal role in maintaining effective command and control of troops operating in hostile, extremely fragile and dynamic battlefield environments. Radio communications, in particular, have served as the backbone of the tactical communications over the years and have proven to be very useful in meeting the information exchange needs of widely dispersed and highly mobile military units, especially in the rugged area.Considering the complexity of today's modern warfare, and in particular the emerging threats from the latest electronic warfare technologies, the need for optimally designed radio communications networks is more critical than ever. Optimized communication network planning can minimize network vulnerabilities to modern threats and provide additional assurance of continued availability and reliability of tactical communications. To do so, we present the Radio Communications Interdiction Problem (RCIP) to identify the optimal locations of transmitters on the battlefield that will lead to a robust radio communications network by anticipating the degrading effects of intentional radio jamming attacks used by an adversary during electronic warfare. We formulate RCIP as a binary bilevel (max-min) programming problem, present the equivalent single level formulation, and propose an exact solution method using a decomposition scheme. We enhance the performance of the algorithm by utilizing dominance relations, preprocessing, and initial starting heuristics.To reflect a more realistic jamming representation, we introduce the probabilistic version of RCIP (P-RCIP) where a jamming probability is associated at each receiver site as a function of the prevalent jamming to signal ratios leading to an expected coverage of receivers as an objective function. We approximate the nonlinearity in the jamming probability function using a piecewise linear convex function and solve this version by adapting the decomposition algorithm constructed for RCIP.Our extensive computational results on realistic scenarios that reflect different phases of a military conflict show the efficacy of the proposed solution methods. We provide valuable tactical insights by analyzing optimal solutions on these scenarios under varying parameters.Finally, we investigate the incorporation of limited artillery assets into communications planning by formulizing RCIP with Artillery (RCIP-A) as a trilevel optimization problem and propose a nested decomposition method as an exact solution methodology. Additionally, we present computational results and tactical insights obtained from the solution of RCIP-A on predefined scenarios. 128 |
