An optimization approach for historical building restoration planning

In this study, an optimization model has been developed to plan the restoration works envisaged to be done in historical buildings. There are very few studies in the literature on modeling the restoration works of historical monuments and cultural heritages, and most of these studies are based on multi-criteria decision-making models that aim to prioritize the works to be done. Restoration of historical monuments is an expensive and long process. Considering the cultural, social and economic importance of the buildings under the assumption that the works under restoration will be closed to visitors, the importance of optimizing the restoration works is understood. However, no study has been found in the operations research literature that deals with this problem in the scope mentioned. Where the minimum set of actions required to correct defects in a building is termed a 'work', it can be assumed that there may be more than one 'work' due to different defects in a building. Restoration works need to be assigned to work packages and scheduled according to the limited budget allocated for the restoration of the works. Since the budget is limited, the entire budget allocated for a certain period is reserved for only one work package. That is, work packages cannot be executed in parallel, a new work package cannot be started before a work package is completed. It is conceivable that similar types of work could be done by the same teams. There are economic advantages for similar works to be done by the same teams for different historical buildings located at close distances to each other. Under the assumption that the building will remain closed to use/visit before all the restoration works on a work are completed, it can be aimed to complete the restoration works of the buildings as early as possible. In this context, with the developed mathematical model, it is aimed to assign the works to the work packages by taking into account their similarity and geographical proximity, thus making optimal assignment and scheduling under limited budget conditions.

Tarihi eser restorasyonu planlamasý için bir optimizasyon yaklaþýmý

Bu çalýþmada tarihi binalarda yapýlmasý öngörülen restorasyon iþlerini planlayacak bir optimizasyon modeli geliþtirilmiþtir. Literatürde tarihi eser ve kültürel miraslarýn restorasyon iþlerinin modellenmesine yönelik çok az sayýda çalýþma bulunmakta olup, bu çalýþmalarýn çoðu yapýlacak iþleri önceliklendirmeyi amaçlayan çok kriterli karar verme modellerine dayanmaktadýr. Tarihi eser restorasyonu pahalý ve uzun süren bir süreçtir. Restorasyonu devam eden eserlerin ziyarete kapalý olacaðý varsayýmý altýnda eserlerin kültürel, sosyal ve ekonomik önemi göz önünde bulundurulduðunda, restorasyon iþlerinin optimize edilmesinin önemi anlaþýlmaktadýr. Ancak yöneylem araþtýrmasý literatüründe bu problemi bahsedilen kapsamda ele alan herhangi bir çalýþmaya rastlanmamýþtýr. Bir binadaki kusurlarý düzeltmek için gereken minimum eylemler dizisinin “’iþ” olarak adlandýrýldýðý durumda, bir binada farklý kusurlardan ötürü birden fazla “’iþ” olabileceði varsayýmý yapýlabilir. Eserlerin restorasyonu için ayrýlan sýnýrlý bütçeye göre restorasyon iþlerinin iþ paketlerine atanmasý ve çizelgelenmesi gerekmektedir. Bütçe kýsýtlý olduðundan, belirli bir dönem için ayrýlan bütçenin tamamý yalnýzca bir iþ paketi için ayrýlmaktadýr. Yani iþ paketleri paralel olarak yürütülemez, bir iþ paketi tamamlanmadan yeni iþ paketi baþlayamaz. Benzer türdeki iþlerin ayný ekipler tarafýndan yapýlabileceði düþünülebilir. Birbirine yakýn mesafelerde bulunan farklý tarihi eserler için benzer iþlerin, ayný ekipler tarafýndan yapýlmasýnýn saðlayacaðý ekonomik avantajlar bulunmaktadýr. Bir eserdeki restorasyon iþlerinin tümü tamamlanmadan binanýn kullanýma/ziyarete kapalý kalacaðý varsayýmý altýnda, binalarýn restorasyon iþlerinin mümkün olduðunca erken bitirilmesi hedeflenebilir. Bu kapsamda, geliþtirilen matematiksel model ile iþlerin benzerlik ve coðrafi yakýnlýklarý dikkate alýnarak iþ paketlerine atanmasý ve böylece kýsýtlý bütçe koþullarýnda optimal atama ve çizelgeleme yapýlmasý amaçlanmaktadýr.