Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

279-285

Authors: Celal Fadıl KUMRU1 , Oktay ARIKAN2

Öz Enerji iletim hatlarında incelenmesi gereken önemli konulardan biri de hatların meydana getirdiği elektrik alanın, çevresindeki yaşam alanları üzerindeki etkileridir. Yüksek gerilim nedeniyle oluşan elektrik alanın insan sağlığını etkilemesi ve olası atlama risklerinin engellenmesi için iletim hatları ile yaşam alanları arasında yeterli açıklıkların bırakılması gerekmektedir. Günümüzde, hızla artan nüfus ve genişleyen yerleşim alanları nedeniyle, havai iletim hatlarının yaşam alanları üzerinden geçtiği veya bu bölgelere yaklaştığı durumlarla karşılaşılabilmektedir. Bu nedenle, özellikle yaşam alanları içerisinde bulunan iletim hatlarının neden olduğu elektrik alan değerlerinin hesaplanması, ölçülmesi ve insan sağlığı bakımından kritik yaklaşma mesafelerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, çift devre 154 kV ve tek devre 400 kV’luk iki iletim hattından oluşan enerji iletim sisteminin ayrı güzergâhlarda olması ve deplase edilerek tek devre üzerinde toplanması durumları dikkate alınarak elektrik alan analizleri gerçekleştirilmiştir. Modelleme çalışması, sonlu elemanlar yöntemi kullanan Comsol Multiphysics yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar yardımıyla, uluslararası kriterlere uygun olarak güvenli yaklaşma mesafeleri belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Elektrik alan analizi, Enerji iletim hatları, Sonlu elemanlar yöntemi. Abstract One of the important topics to be examined in the energy transmission lines is the effects of the electric field generated by the lines on the public areas around it. It is essential to leave enough spaces between the transmission lines and the living areas in order to prevent the risks of potential discharges and the electric field caused by high voltage. Today, due to the rapidly growing population and expanding residential areas, the situations where overhead transmission lines pass through or get close to living spaces can be encountered. Therefore, it is very important to calculate and measure the electrical field values caused by the transmission lines in the living areas and to determine the critical safe right of way distances in terms of human health. In this study, electric field analysis are performed by taking into account two lines, double circuit 154 kV and single circuit 400 kV, for separate routes and displaced on single tower. Modeling study is performed by Comsol Multiphysics software based on finite element method. By the help of the results obtained, safe right of way distances are determined in accordance with international criteria.

295-300

Authors: Mehmet Aytaç CINAR1

Abstract Medium power transformers are responsible of the great part of total power losses in the grid. With EN50588-1 regulation, no-load and load losses have strictly classified fo r high-efficient transformer designs. Manufacturers are currently focusing on obtaining the most efficient design with minimum cost. In this paper, manufacturing feasibilities of Si-Fe graded distribution transformers, considering the requirements of EN50588-1 regulation, are investigated. Eleven different steel types in three grades are evaluated using twenty different electrical designs. A prototype transformer was both simulated and experimentally tested to verify the results of design studies. Obtained results show that the manufacturing of A0 and AA0 class transformers are feasible using Si-Fe grades with suitable manufacturing methods. However, amorphous materials seem to be a mandatory choice for AAA0 class transformers in technical manner. Öz Dağıtım transformatörlerinde meydana gelen güç kayıpları elektrik şebekesindeki toplam kayıpların büyük kısmını oluşturmaktadır. EN50588-1 standardı ile yüksek verimli transformatörlerde izin verilen en yüksek boşta ve yükte güç kayıpları yeniden düzenlenmiştir. Elektriksel kısıtlara ek olarak, transformatör üreticileri için maliyet parametresi önemli de bir kriter olmaktadır. Bu çalışmada, EN50588-1 standardında belirtilen kayıp sınıflarındaki dağıtım transformatörlerinin Si-Fe nüve malzemeleri ile üretim imkanı Teknik ve ekonomik yönden değerlendirilmektedir. Bu amaçla, üç ayrı sınıftaki onbir farklı Si-Fe nüve malzemesi kullanılarak yirmi farklı elektriksel tasarım gerçekleştirilmiş olup, bu tasarımların üretilebilirliği teknik ve ekonomik açıdan değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, uygun üretim yöntemleri ile A0 ve AA0 kayıp sınıflarındaki transformatörlerin Si-Fe malzemeler ile üretilebileceğini, fakat AAA0 kayıp sınıfındaki dağıtım transformatörü üretimi için amorf malzeme kullanımının zorunlu olduğunu ortaya koymaktadır. Anahtar kelimeler: Transformatör, Tasarım, Üretilebilirlik, Si-Fe malzeme, EN50588-1.

312-317

Authors: Ümit Çiğdem TURHAL1 , Yavuz BÜYÜKKOÇAK2

Öz Nesnelerin doğru olarak algılanması, ortam aydınlatmasının uygunluğu ile direk olarak ilişkilidir. Bu uygunluk seviyesi, lüksmetre olarak bilinen ve noktasal olarak ölçüm yapan bir ölçüm aleti ile tespit edilmektedir. Ancak, noktasal bazda yapılan bu ölçümlerin, maliyet, uzun işlem süreleri gibi bazı dezavantajları vardır. Son yıllarda bu dezavantajları ortadan kaldırmak için CCD kamera, cep telefonu ve video kameranın lüksmetre olarak kullanıldığı çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalarda, sözü edilen cihazlar direk olarak ışık kaynağının karşısına yerleştirilerek lüksmetre gibi bir ışık toplayıcı olarak kullanılmışlardır. Sonrasında, yakalanan kaynak görüntüleri kullanılarak görüntü işleme ile aydınlatma şiddeti hesaplamışlardır. Sunulan bu çalışmada, kamera direk lüksmetre olarak kullanılmamıştır. Ancak ortamın tamamını temsil eden genel bir görüntü alınmıştır. Aydınlatma şiddeti hesabı için görüntü işlemeye dayalı yeni bir yöntem sunulmuştur. Alınan görüntü homomorfik filtreleme ile frekans düzleminde bileşenlerine ayrılmış, kaynak aydınlatmasını temsil eden aydınlatma bileşeni, alçak geçiren filtre ile tespit edilmiştir. Bu bileşeninin ortalama piksel değeri hesaplanmış ve aydınlatma şiddeti olarak tanımlanmıştır. Önerilen yöntemin kullanılabilirliğinin testi için ortam aydınlatmasını tanımlayan lüksmetre ölçüm sonuçları ile hesaplanan sonuçlar istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Bu analiz sonuçları, ölçüm ve hesaplama değerleri arasında tatmin edici R2 değerleri ile bir lineer ilişki olduğu göstermiştir. Anahtar kelimeler: Işık kaynağı, Aydınlatma şiddeti, Homomorfik filtreleme, Lüksmetre, Fourier dönüşümü. Abstract The correct perception of objects is directly related to the suitability of the ambient illumination. This level of conformity is determined by a measuring instrument which is known as luxmeter which measures on point based. However, these measurements made on a point basis have some disadvantages such as cost, long processing times. In order to eliminate these disadvantages in recent years, there have been studies in which CCD cameras, mobile phones and video cameras have been used as luxmeters. In these studies, said devices are placed directly opposite the light source and used as a light collector such as a luxmeter. They then calculated the illumination intensity by digital image processing techniques using aquired source images. In this study, the camera is not used directly as a luxmeter. However, an overall image representing the entire environment is taken. A new method based on image processing is presented for illumination intensity calculation. The image acquired is separated into its frequency components in the frequency plane by the homomorphic filtering, and the illumination component representing the source's illumination is detected by the low pass filter. The average pixel value of the illumination component is calculated and defined as illumination intensity. In order to test the usability of the proposed method, the measured illumination intensity with a luxmeter and the computed results of the developed method are statistically analyzed. The results of this analysis showed that there was a linear relationship between the measurement and calculation values with satisfactory R2 values.

328-334

Authors: Evren DEĞİRMENCİ1 , Okan YALÇIN2 , Özge ÇEKİRGE3 , Cansu GELGEÇ4 , Zülal KIZILASLAN5 , Ülkü ÇÖMELEKOĞLU6

Öz Abstract Beyin osilasyonlarının nicel analizi, başta epilepsi olmak üzere çeşitli beyin patolojilerinde beyin dinamiklerinin anlaşılmasına katkıda bulunur. Bu çalışmada dalgacık dönüşümü temelli yeni bir nicel yaklaşım kullanılarak beyin osilasyonlarının enerji değişimlerinin saptanması ve haritalanması amaçlanmıştır. Oluşturulan sinyallerin analizinde EEG’yi dört temel alt frekans bandına ayrıştıran ve ardından bu bantların enerji değerlerini nicelleştiren bir yaklaşım önerilmiştir. Ayrıca, bu enerji değerleri kullanılarak kafa yüzeyi enerji haritaları oluşturulmuştur. Önerilen yöntemi test etmek için CHB-MIT Scalp EEG Database veri tabanından alınan epilepsili hastalara ait EEG kayıtları kullanılmıştır. Analiz edilecek sinyaller nöbet anı ortada olmak üzere nöbet süresi uzunluğu kadar öncesi ve sonrasını kapsayacak şekilde tüm kayıttan ayrılarak hazırlanmıştır. Elde edilen sayısal veriler kullanılarak her bir alt bant enerji yüzdesi için nöbet öncesi, nöbet anı ve nöbet sonrası enerji farklılıkları istatistiksel olarak da karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada sunulan yöntemin epilepsi ve diğer beyin patolojileri için kayıtlanan tüm EEG’ler için uygulanarak beyin dinamikleri hakkında bilgi edinilebileceği ve aynı anda çok sayıda montajdan kayıt alınması durumunda beyin patolojilerine yol açan odakların belirlenmesinde diğer beyin görüntüleme yöntemleriyle birlikte kullanılabileceği düşünülmüştür. The quantitative analysis of brain oscillations has an importance in understanding brain dynamics of several brain pathologies. In this study, it is purposed to determine and map the change in the energy of brain oscillations using a new quantitative approach, based on wavelet transform. An approach, seperating the EEG records to four main sub-band and then quantizing the energy values of them, is suggested. Moreover, energy maps of scalp surface are formed by using these energy values. To test the suggested method, EEG records of epileptic patients which had been obtained from CHB-MIT Scalp EEG database were utilized. The signals which would be analyzed were prepared such that the seizure was in the middle and the signal consists of pre-seizure and post-seizure as long as the seizure time. Then, by using the data obtained, energy differences during pre-seizure, seizure and post-seizure were compared for each sub-band energy percentage. It is thought that the suggested method can be applied to EEGs recorded for epilepsy and other pathologies to be informed about brain dynamics. In addition, in case of getting records simultaneously from several montages, the method can be used for localization of sources causing brain pathologies with other brain imaging techniques. Anahtar kelimeler: Epilepsi, EEG, Nicel analiz, Beyin enerji haritası, Dalgacık dönüşümü. Keywords: Epilepsy, EEG, Quantitative analysis, Brain energy map, Wavelet transform. Abstract The quantitative analysis of brain oscillations has an importance in understanding brain dynamics of several brain pathologies. In this study, it is purposed to determine and map the change in the energy of brain oscillations using a new quantitative approach, based on wavelet transform. An approach, seperating the EEG records to four main sub-band and then quantizing the energy values of them, is suggested. Moreover, energy maps of scalp surface are formed by using these energy values. To test the suggested method, EEG records of epileptic patients which had been obtained from CHB-MIT Scalp EEG database were utilized. The signals which would be analyzed were prepared such that the seizure was in the middle and the signal consists of pre-seizure and post-seizure as long as the seizure time. Then, by using the data obtained, energy differences during pre-seizure, seizure and post-seizure were compared for each sub-band energy percentage. It is thought that the suggested method can be applied to EEGs recorded for epilepsy and other pathologies to be informed about brain dynamics. In addition, in case of getting records simultaneously from several montages, the method can be used for localization of sources causing brain pathologies with other brain imaging techniques.

342-346

Authors: Eren KÜREN1 , Akın CELLATOĞLU2

Abstract Replica correlation is performed for reaching better data transfer results in communication systems. The use of a pulse code signal pattern with replica correlation detection in a transmitted pulse packet is an important requirement to ensure high performance in noisy communication channels. In this paper, a BPSK modulation design with a system software is proposed to study the performance under varied noise inclusions in the system channels. Using this design, 7-cell and 9-cells replica correlation model are applied to get lossless data in communication systems. The results are produced to show the improved performance of the system in pulse type communication. Öz İletişim sistemlerinde daha iyi veri aktarım sonuçlarına ulaşmak için yenileme korelasyonu uygulanmıştır. İletilen darbe paketinde çoğaltma korelasyon tespitine sahip bir darbe kodlu sinyal örüntüsü kullanılması, gürültülü iletişim kanallarında yüksek performans sağlanmasını sağlayan önemli bir gerekliliktir. Bu yazıda, bir sistem yazılımı ile bir BPSK modülasyon tasarımı, kanallardaki çeşitli gürültülü ortamlar altında performansı incelemek için önerilmiştir. Bu tasarımı kullanarak, iletişimde kayıpsız veri elde etmek için 7 hücreli ve 9 hücreli çoğaltma korelasyon modeli uygulanmaktadır. Darbe tipi iletişim sistemlerinde sistemin gelişmiş performansını gösteren sonuçlar üretilmiştir. Anahtar kelimeler: BPSK, Gauss, Replika, Korolasyon, İletişim, Sinyal işleme.

352-358

Authors: Volkan TUNALI1 , Mehmet Ali Aksoy TÜYSÜZ2

Abstract Software systems are usually designed in a modular and hierarchical fashion, where functional responsibility of a system is decomposed into multiple functional software elements optimally such as subsystems, modules, packages, classes, methods, and functions. These elements are coupled with each other with some kind of dependency relationships to some degree, and their interactions naturally form a graph or network structure. In this study, we generated the static function-call graphs of several open-source software systems, where functions were the most basic type of interacting elements calling each other. Then, we analyzed the call graphs both visually and topologically using the techniques of complex network analysis. We found the call graphs to reveal scale-free and small-world network properties similar to the findings of the previous studies. In addition, we identified the most central and important functions in each call-graph using several centrality measures. We also performed community analysis and found that the call graphs exhibited a tendency to form communities. Finally, we showed that analysis of static function-call graphs of software systems through complex network analysis has the potential to reveal useful information about them. Öz Yazılım sistemleri genellikle sistemin işlevsel sorumluluğunun optimal bir şekilde altsistemler, modüller, paketler, sınıflar, metodlar, ve fonksiyonlar gibi çok sayıda işlevsel yazılım elemanına ayrıştırıldığı, modüler ve hiyerarşik bir biçimde tasarlanırlar. Bu elemanlar birbirleriyle çeşitli ilişki türleri ile bağlıdırlar ve bunların etkileşimleri doğal olarak bir graf veya ağ yapısı oluşturur. Bu çalışmada, etkileşim halindeki en temel eleman türü olarak birbirini çağıran fonksiyonları dikkate alarak, çeşitli açık-kaynak yazılım sistemlerinin statik fonksiyon-çağırma graflarını oluşturduk. Ardından, karmaşık ağ analizi teknikleri kullanarak, çağırma graflarını hem görsel hem de topolojik olarak analiz ettik. Daha önceki çalışmaların bulgularına benzer olarak, grafların ölçekten-bağımsız ve küçük-dünya ağı özellikleri sergilediklerini gördük. Ek olarak, çeşitli merkezîlik ölçütleri kullanarak, her bir çağırma grafındaki en merkezi ve önemli fonksiyonları tespit ettik. Ayrıca, topluluk analizi gerçekleştirdik ve çağırma graflarının topluluk oluşturma eğilimi gösterdiğini bulduk. Son olarak, yazılım sistemlerinin statik fonksiyon-çağırma graflarının karmaşık ağ analizi yoluyla analizinin, sistemlerle ilgili yararlı bilgiler sağlama potansiyeli olduğunu gösterdik. Anahtar kelimeler: Fonksiyon-çağırma grafı, Açık-kaynak yazılım, Karmaşık ağ analizi, Ağ merkezîliği, Ağ bilimi.

371-384

Authors: Müslüm ALTUN1 , Mustafa TÜRKER2

Öz Kentsel alanlarda uzaktan algılama görüntülerinden bina, ağaç, araç, vb. coğrafi nesnelerin otomatik olarak tespiti oldukça gerekli ve önemlidir. Bu çalışmada, çok yüksek konumsal çözünürlüklü renkli (Kırmızı, Yeşil, Mavi) stereo insansız hava aracı (İHA) görüntülerinden kentsel alanlarda sabit araçların tespiti yapılmıştır. Kullanılan yaklaşımın ilk adımında stereo İHA görüntülerinden sayısal yüzey modeli (SYM) oluşturulmaktadır. Sonra, SYM verisinden sayısal arazi modeli (SAM) ve SYM kullanılarak İHA görüntülerinden ortofoto oluşturulmaktadır. Ardından, yalnız yer üstü nesneleri elde etmek için SYM ve SAM verilerinin farkı alınarak normalize edilmiş sayısal yüzey modeli (nSYM) hesaplanmaktadır. Daha sonra, elde edilen nSYM verisi ek bant olarak kullanılmak suretiyle ortofotonun çoklu çözünürlük segmentasyonu ve ardından nesne-tabanlı sınıflandırması yapılmaktadır. Yaklaşım, Hacettepe Üniversitesi, Beytepe Yerleşkesi’nde farklı özelliklere sahip iki alan üzerinde uygulanmıştır. Oluşturulan referans veriyle yapılan karşılaştırma neticesinde, araç tespiti doğruluğu birinci test alanı (Alan#1) için %78.53 ve ikinci test alanı (Alan#2) için %92.15 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, önerilen yaklaşımla sabit araçların çok yüksek konumsal çözünürlüklü İHA görüntülerinden tespitinin yüksek doğrulukla yapılabildiğini göstermiştir. Anahtar kelimeler: İnsansız hava aracı (İHA), Ortofoto, Sayısal yüzey modeli (SYM), Sayısal arazi modeli (SAM), Segmentasyon, Sabit araç tespiti. Abstract It is very essential and important in urban areas for the automatic detection of geographical objects such as buildings, trees, and vehicles by using remotely sensed images. In this study, the stationary vehicles were detected from very high spatial resolution stereo color (Red, Green, Blue) unmanned aerial vehicles (UAV) images in urban areas. In the first step of the approach used, digital surface model (DSM) is generated from the stereo images. Then, digital terrain model (DTM) is generated from the DSM, and by using the DSM orthophotos are generated from IHA images. Next, the normalized digital surface model (nDSM) is calculated by taking the difference between the DSM and DTM to obtain only the ground objects. After that, using the obtained nDSM data as an additional band, the multi-resolution segmentation and then object-based classification of the orthophoto are carried out. The approach was applied on two areas with different characteristics at Hacettepe University, Beytepe Campus. After comparing the results with the reference data, the vehicle detection accuracy was computed as 78.53% for the first test field (Field # 1) and it was computed as 92.15% for the second test field (Field # 2). The results show that the detection of stationary vehicles from very high spatial resolution UAV images can be performed with high accuracy using the proposed approach.

392-401

Authors: Sabri UZUNER1 , Nihat AKKUS2 , Metin TOZ3

Abstract In this study a five Degrees of Freedom (DOF) serial robot manipulator was designed and implemented. The inverse kinematics problem, which has not exact analytical solution (only one inverse kinematic solution for a predefined end effector position in three dimensional space), of the robot mechanism was solved by using the combination of the analytical method and a simple search method. In order to use the proposed method in real-time applications, the method is designed so that it can be used to solve the inverse kinematics problem for the next point of the end-effector while the mechanism is working. Moreover, so that to control the implemented mechanism, a user interface program was written by using Visual Basic programming language. Finally, the proposed inverse kinematic solution method was tested on two different trajectories, an arc shaped trajectory that composed of 58 points and a linear trajectory divided into 29 points. The obtained results revealed that the proposed method can be used successfully in solving the inverse kinematic problem of the designed mechanism. Öz Bu çalışmada, beş serbestlik derecesine (SD) sahip bir seri robot manipülatörü tasarlanmış ve test edilmiştir. Robot mekanizmasının kesin analitik çözümü (üç boyutlu uzayda önceden tanımlanmış bir uç işlevcisi konumu için yalnızca bir ters kinematik çözümü) olmayan ters kinematik problemi, analitik yöntem ve bir basit arama metodu kombinasyonu kullanılarak çözülmüştür. Önerilen yöntem, gerçek zamanlı kullanılabilmesi için mekanizma çalışırken uç işlevcinin gideceği bir sonraki nokta için çözüm yapılabilecek şekilde tasarlanmıştır. Gerçekleştirilen mekanizmayı kontrol etmek için Visual Basic programlama dili kullanılarak bir kullanıcı arayüzü programı yazılmıştır. Son olarak, önerilen ters kinematik çözüm yöntemi 58 noktadan oluşan yay şeklinde bir yörünge ve 29 noktaya bölünmüş doğrusal bir yörünge olmak üzere iki farklı yörüngede test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen yöntemin tasarlanan mekanizmanın ters kinematik problemini çözmede başarıyla kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Anahtar kelimeler: 5 SD seri robot, Ters kinematik, İleri kinematik, Basit arama algoritması, Robotik kol.