Performance Analysis Of Wireless Storage Units For Search And Rescue Operations After An Earthquake

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011Bir depremden sonraki arama-kurtarma çalışmalarının etkin ve verimli bir şekilde yapılmasını sağlayan en önemli etkenlerden biri ekiplerin depremden etkilenen afet bölgesi ile ilgili, arama-kurtarma faaliyetlerini hızlandıracak ve kolaylaştıracak lokal bilgilere (örneğin, yerleşim yeri, binalar ve bina sakinleri ile ilgili bilgiler) kısa sürede ulaşabilmeleridir. Ancak mevcut durumda arama kurtarma ekipleri ilgili lokal bilgilere kısa sürede ve sağlıklı bir şekilde ulaşamamaktadır. Bu durum arama-kurtarma çalışmalarının yavaş veya yanlış yönde ilerlemesine neden olmaktadır. Bu tezin amacı, arama-kurtarma ekiplerince afet bölgelerinde ihtiyaç duyulduğu belirlenmiş bilgileri modellemek ve arama-kurtarma bölgesinde ekiplerin lokal bilgiye ihtiyaç duydukları anda erişimini mümkün kılacak ve bilginin dağıtılmış (decentralized) bir şekilde depolanmasını sağlayacak bir sistem geliştirmektir. Tez kapsamında geliştirilen sistem RFID ve Kablosuz Duyarga olmak üzere iki farklı teknolojiye dayalı olarak tasarlanmış ve bu iki teknolojinin başarım analizi yapılmıştır. Bu doğrultuda, öncelikle arama kurtarma ekiplerinin ihtiyaç duyduğu bilgiler veri saklama birimi olarak kullanılacak teknolojilerin özellikleri göz önünde bulundurularak modellenmiştir. Bellek kapasitesi her iki teknoloji için de en önemli kısıt olarak belirlendiğinden, verinin temsili için özel bir kodlama sistemi kullanılarak saklama birimlerinde depolanabilmesi sağlanmıştır. Bunun yanında, ihtiyaç duyulan verilerin merkezi birimlerde (muhtarlık) depolanabilmesi için bir veritabanı tasarlanmıştır. Bir sonraki aşamada, arama-kurtarma çalışmalarında ihtiyaç duyulan lokal bilgilerin depolanması ve ihtiyaç duyulduğunda arama-kurtarma ekiplerinin kullanımına hazır şekle getirilebilmesi için bir sistem tasarlanmıştır. Bu amaçla, iki gelişmiş veri saklama teknolojisi (RFID ve duyarga) sistem tasarımında kullanılmış ve her iki teknoloji için de bir prototip sistem geliştirilmiştir. Bu sistem kapsamında, RFID ve duyarga teknolojileri için verinin saklama birimlerine yazılması ve birimlerden okunmasına yönelik yordamlar geliştirilmiş ve paket kayıplarını önleyen güvenilir bir iletişim yöntemi geliştirilmiştir. Aynı zamanda sistemin işleyişi için ilgili arayüzler tasarlanmıştır. Sistem tasarımı sonrasında, her iki teknoloji için de laboratuar ve saha ortamında ilgili testler gerçekleştirilerek belirlenen amaç doğrultusunda gösterdikleri başarım analiz edilerek karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, RFID ve kablosuz duyarga teknolojileri kullanılarak geliştirilen sistemin, depremden sonraki arama-kurtarma faaliyetlerini yürüten ekiplerce ihtiyaç duyulan lokal bilgileri depolamada kullanılabileceğini ve gerektiğinde bu bilgileri ekiplerin kullanımına sunarak, bilgilere kısa sürede ulaşılmasını sağlayabileceğini göstermiştir. Bu tez kapsamında her iki teknolojinin avantajları ve dezavantajları karşılaştırıldığında duyargaların RFID’ye oranla daha avantajlı olduğu görülmüştür.Availability of information related to buildings and their residents is an important factor that affects not only the time spent for the search and rescue (S&R) efforts but also the effectiveness of the S&R operations. Currently, S&R teams cannot access this information in a fast and reliable way. The current process is time-consuming and inefficient. The first goal of this thesis was to model the local information items that are collected or needed during the S&R operations. The second goal was to develop an approach and a related system to store the local information in a decentralized manner and to make the local information readily available and easily accessible for search and rescue teams. The system developed was utilized the Radio Frequency Identification (RFID) and the Wireless Sensors technologies. At the first step, the local information needed by search and rescue teams is modeled regarding the specifications of the storage unit technologies. Since memory space can be considered as the most important constraint for these technologies, data model is constructed by encoding local information items for representing information in storage units. Furthermore, a database model for required information is constructed to store data in central databases. In the next step, a system is designed to store the local information that is needed by search and rescue teams and to make it available on demand. For this reason, two different technologies (RFID and wireless sensors) are used for the implementation of the system and a prototype system is developed using both technologies. Basic procedures for reading and writing data to/from storage units are designed and a reliable data transmission to prevent packet losses is implemented for both systems. Besides, user interfaces are designed for data input/output in both systems. After the system is developed, the data storage technologies were tested both in the laboratory and in the field, and their performances were analyzed based on the needs. The results show that both RFID and wireless sensor based systems can be used to store local information and make this information available to search and rescue teams. When two technologies are compared based on this thesis requirements, wireless sensor technology seems advantegous over RFID technology.Yüksek LisansM.Sc