Theses supervised by Dr. Öğr. Üyesi Ömer Faruk Cansız
17 theses · İskenderun Technical University
Türkiye ulaştırma sistemlerindeki emisyon değerlerinin analizi ve tahmini
Günümüzde dünya genelinde ulaşım için harcanan enerjinin %95'ten fazlası fosil yakıt kullanan araçlardan oluşmaktadır. Ulaşım sektörü için kullanılan enerji kaynaklarından ortaya çıkan emisyonlar dünya çapındaki emisyonun yaklaşık olarak %20'sine denk gelmektedir. Bu durum çevre kirliliği açısından büyük bir tehdit oluşturmaktadır. Çevre kirliliğinin büyük bir kısmı hava kirliliğinden meydana gelmektedir. Enerji kaynakları ile yapılan çalışmalar sonucunda ortaya çıkan karbondioksit (CO2), hidrokarbonlar, azot oksitler (NOx) ve kükürtlü bileşenler gibi zararlı emisyonların ozon tabakasının delinmesine ve küresel ısınma gibi ülkemiz ve dünya açısından kötü sonuçlara yol açmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'deki ulaştırma sistemlerinden kaynaklanan emisyon değerlerinin analiz ve tahmini yapılmaktadır. Yapılan bu analizler için yapay sinir ağları (YSA), çok değişkenli lineer regresyon (MLR), bulanık mantık ve logaritmik regresyon yöntemleri kullanılmaktadır. MLR yönteminin lineer, interaction ve purequadratic metotları uygulanmaktadır. Analizler korelasyon katsayısı (R), hataların karelerinin ortalaması (HKO) ve yüzde hata ortalaması (YHO) kriterleri baz alınarak değerlendirilmektedir. Sonuç olarak YSA'dan elde edilen R değeri 0,9809, HKO değeri 8 050 363 681 418,75 ve OYH değeri %4,1555 olarak elde edilmiştir. MLR modelinin lineer metodunun R değeri 0,9855, HKO değeri 4 793 845 004 079,31 ve YHO değeri ise %3,7989 olarak elde edilmiştir. Interaction metodunun R değeri 1,0000, HKO değeri 0,000000004839 ve YHO değeri ise %0,0000000001672 olarak elde edilmiştir. Purequadratic metodunun R değeri 0,9900, HKO değeri 3 314 943 364 316,79 ve YHO değeri ise %2,5781 olarak elde edilmiştir. Logaritmik regresyon yönteminin R değeri 0,9872, HKO değeri 4 236 601 138 306,92 ve YHO değeri ise %3,4057 olarak elde edilmiştir. Bulanık mantık yönteminin R değeri 0,9855, HKO değeri 4 895 753 910 316,73 ve YHO değeri ise %4,9089 olarak elde edilmiştir. Elde edilen tahminler sonucunda en iyi sonucu veren yöntem çok değişkenli lineer regresyon yönteminin interaction metodu olarak gözlemlenmektedir.
Yük taşımacılığında coğrafi bilgi sistemi tabanlı en kısa güzergâh analizi
Ülkemizde nüfusun artmasıyla beraber birçok sorun ortaya çıkmaktadır. Artan nüfus ve sanayileşme, köyden kente göçü hızlandırmakta ve şehirleşme artmaktadır. Tüm bunların sonucunda ise hizmet sektörü ön plana çıkmaktadır. İnsanların ihtiyaçlarının doğru ve zamanında karşılanması için lojistik sektörü önemli hale gelmektedir. Bu önemli sektörün başarılı olabilmesi için ürün ve hizmet gibi kaynakların istenilen zamanda ve ihtiyaç duyulan yerde olması lazımdır. Bu çalışmada, lojistik sektörünün önemli problemlerinden biri olan Gezgin Satıcı Problemi' ni (GSP) temel alarak örnek bir uygulama yapılmaktadır. Örnek olarak ülkemizin her ilinden bir tane olmak üzere toplam 81 Organize Sanayi Bölgesi (OSB) arasında yük taşımacılığı en kısa güzergâh seçilerek yapılmaktadır. Yapılan yük taşımacılığı hem tek türlü taşımacılık hem de çok türlü taşımacılık kullanılarak yapılmaktadır. En kısa güzergâh analizi, coğrafi bilgi sistemi olan ArcGIS programının kullandığı Tabu Arama (TA) algoritması ile yapılmaktadır. Bu analiz sonucu ise Genetik Algoritma (GA), Lineer Optimizasyon (LO) ve Parçacıklı Sürü Optimizasyonu (PSO) yöntemleri ile kıyaslanmaktadır. ArcGIS programında TA algoritması kullanılarak yapılan analiz sonucunda 81 OSB arasındaki en kısa güzergâh, tek türlü yük taşımacılığı ile 10277 km, çok türlü yük taşımacılığı ile 10187 km çıkmaktadır. Çıkan sonuçlar TA algoritmasının, LO tekniğine göre daha kötü, GA ve PSO tekniklerine göre ise daha iyi bir sonuç verdiği gözlemlenmektedir.
İstanbul boğaz köprülerinin gelirlerinin tahmin edilmesi
İstanbul ili Türkiye'nin en kalabalık şehridir. Şehrin genişlemesi ile birlikte iki yaka arasındaki geçiş ihtiyacı da artmaktadır. Artan ihtiyaçlara bağlı olarak İstanbul şehrinde 3 adet köprü yapılmıştır. Bu köprülerden geçen araç sayısına bağlı olarak gelirlerin tahmin edilmesi gelecekte yapılacak ulaştırma yatırımlarının planlanmasında büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada İstanbul Boğazı'nda bulunan 15 Temmuz Şehitler Köprüsü ve Fatih Sultan Mehmet Köprüsü'nden geçen araçlara bağlı olarak gelir tahmin modelleri oluşturulmaktadır. Bu çalışmada kullanılan analiz yöntemleri yapay sinir ağları (YSA) ve çok değişkenli lineer regresyon (MLR) yöntemleridir. Bu analizlerde nüfus, dolar kuru, net asgari ücret, toplam gider ve köprüden geçen toplam araç sayısı değişkenlerine bağlı olarak yıllık gelir hesaplanmaktadır. MLR modelinin lineer metodunun sonuçlarına bakıldığında korelasyon katsayısı (R) 0.9746, hataların karelerinin ortalaması (HKO) değeri 603047344915727 ve yüzde hataların ortalaması (YHO) değeri ise %8.51 olarak hesaplanmaktadır. İnteraction metodunun sonuçlarına bakıldığında R değeri 1.00, HKO değeri 1.2*10-11 ve YHO değeri ise %4*10-12 olarak hesaplanmaktadır. Purequadratic metodunun sonuçlarına bakıldığında R değeri 0,9956, HKO değeri 106006178076566 ve YHO değeri ise %3.52 olarak hesaplanmaktadır. YSA ile yapılan analizler sonucunda, 20 nörona, tansig transfer fonksiyonuna, Levenberg-Marquardt eğitim algoritmasına sahip olan model en iyi sonucu vermektedir. Bu sonuçlara göre elde edilen R değeri 0.9649, YHO değeri %9.6665 ve HKO değeri ise 923528331783739 olarak hesaplanmaktadır. Bu sonuçlara göre R,HKO ve YHO kriterlerine bağlı olarak en iyi sonucu veren yöntem çok değişkenli lineer regresyon yöntemidir.
Kaza analizlerinde regresyon yöntemleri ile yapay zekâ tekniklerinin karşılaştırılması
Trafik kazalarının sayısının tahmin edilmesi ulaştırma politikalarının geliştirilmesine yön veren önemli çalışmalardandır. Makro düzeyde karayollarında meydana gelen kaza sayısı üzerinde etkili olan birçok değişken mevcuttur. Bu çalışmada, nüfus, taşıt sayısı, sürücü sayısı, taşıt-kilometre makro değişkenleri bağımsız değişken olarak düşünülmektedir. Bu makro değişkenler kullanılarak tahmin edilen yıllık kaza sayısı, ölüm sayısı ve yaralı sayısı bağımlı değişkendir. Bu çalışmada kullanılan veriler ABD eyaletlerine ait 1988-2016 yıllarına ait verilerdir. Bu çalışmada çok değişkenli regresyon yöntemleri ile oluşturulan tahmin modeli, logaritmik regresyon, yapay sinir ağları (YSA) ve Bulanık Mantık (BM) ile karşılaştırılmaktadır. Çok değişkenli lineer regresyon modelinin, lineer, interaction, quadratic ve purequadratic türleri uygulanmaktadır. Modeller arası karşılaştırmalar korelasyon katsayısı (R), yüzde hataların ortalaması (YHO) ve hataların karesinin ortalaması (HKO) ile yapılmaktadır. Kaza sayısı tahmini için yapılan analizler sonucunda çok değişkenli lineer regresyon yöntemlerinden, lineer regresyon modelinin R değeri 0,8577, YHO değeri %4,8027, HKO değeri 14501376454,2255 olarak hesaplanmaktadır. İnteraction regresyon modelinin R değeri 0,9692, YHO değeri %2,0864, HKO değeri 3326475148,8991 olarak hesaplanmaktadır. Purequadratic regresyon modelinin R değeri 0,9672, YHO değeri %2,1795, HKO değeri 3540099887,9246 olarak hesaplanmaktadır. Quadratic regresyon modelinin R değeri 0,9889, YHO değeri %1,4379, HKO değeri 1214042257,7187 olarak hesaplanmaktadır. Logaritmik regresyon modeli sonucu elde edilen R değeri 0,8502, YHO değeri %4,8007 ve HKO değeri 15243601485,0837 olarak hesaplanmaktadır. YSA analiz sonucu elde edilen R değeri 0,9816, YHO değeri %1,6463 ve HKO değeri ise 2152002423,0350 olarak hesaplanmaktadır. BM analiz sonucu elde edilen R değeri 0,8869, YHO değeri %5,7766 ve HKO değeri ise 16956785090,7348 olarak hesaplanmaktadır. Yaralı sayısı tahmini için yapılan analizler sonucunda, lineer regresyon modelinin R değeri 0,9390, YHO değeri %4,5540, HKO değeri 21634202561,6271 olarak hesaplanmaktadır. İnteraction regresyon modelinin R değeri 0,9934, YHO değeri %1,4955, HKO değeri 2420035918,9591 olarak hesaplanmaktadır. Purequadratic regresyon modelinin R değeri 0,9925, YHO değeri %1,6821, HKO değeri 5340363074,3138 olarak hesaplanmaktadır. Quadratic regresyon modelinin R değeri 0,9951, YHO değeri %0,6148, HKO değeri 600590065,7349 olarak hesaplanmaktadır. Logaritmik regresyon modeli sonucu elde edilen R değeri 0,9481, YHO değeri %4,1322 ve HKO değeri 18549631727,8743 olarak hesaplanmaktadır. YSA analiz sonucu elde edilen R değeri 0,9860, YHO değeri %2,4522 ve HKO değeri 6268315631,2724 olarak hesaplanmaktadır. BM analiz sonucu elde edilen R değeri 0,9518, YHO değeri %5,0739 ve HKO değeri 26260831083,4280 olarak hesaplanmaktadır. Ölüm sayısı tahmini için yapılan analizler sonucunda, lineer regresyon modelinin R değeri 0,9971, YHO değeri %0,6600, HKO değeri 99919,4830 olarak hesaplanmaktadır. İnteraction regresyon modelinin R değeri 0,9994, YHO değeri %0,2926, HKO değeri 19416,1569 olarak hesaplanmaktadır. Purequadratic regresyon modelinin R değeri 0,9993, YHO değeri %0,3437, HKO değeri 25040,2321 olarak hesaplanmaktadır. Quadratic regresyon modelinin R değeri 0,9996, YHO değeri %0,2071, HKO değeri 13087,7865 olarak hesaplanmaktadır. Logaritmik regresyon modeli sonucu elde edilen R değeri 0,9972, YHO değeri %0,6375 ve HKO değeri 96023,6160 olarak hesaplanmaktadır. YSA analiz sonucu elde edilen R değeri 0,9972, YHO değeri %0,3949 ve HKO değeri 98718,9991 olarak hesaplanmaktadır. BM analiz sonucu elde edilen R değeri 0,9437, YHO değeri %4,4421 ve HKO değeri 4737707,4473 olarak hesaplanmaktadır. Yapılan analizler sonucunda kaza, yaralı ve ölüm sayılarının tahmininde en iyi sonuçları veren model quadratic regresyon modeli olarak bulunmaktadır.
Coğrafi bilgi sistemi tabanlı optimizasyon analizleri için çok türlü taşımacılık güzergâhlarının oluşturulması
Çok türlü taşımacılık güzergâhlarının harita üzerinde oluşturulması, en doğru optimizasyon sonuçlarına ulaşmak için önemlidir. Haritalar üzerinde mevcut yollar dikkate alınarak çizilen karayolları, demiryolları güzergâhları ile gerçek değerlere ulaşılmaktadır. Benzer olarak denizyolları güzergâhlarının da harita üzerinde oluşturulması en doğru değerlere ulaşmaya yardımcı olmaktadır. Aynı zamanda taşımacılık türlerinin harita üzerinde mevcut yollara göre birleştirilmesi gerçeğe uygun olmaktadır. Bu şekilde çok türlü taşımacılık yollarının harita üzerinde oluşturulması ve birleştirilmesi, coğrafi bilgi sistemi tabanlı programlarda mümkün olmaktadır. Bu programlar sayesinde, oluşturulan çok türlü taşımacılık yolları üzerinde en kısa yol analizleri yapılabilmektedir. Bu çalışmada, coğrafi bilgi sistemi programı olan ArcGIS kullanılarak, Türkiye'nin çok türlü taşımacılık yolları harita üzerinde oluşturulmakta ve birleştirilmektedir. Daha sonra ArcGIS programının Network Analyst araç çubuğu kullanılarak en kısa yol analizi yapılmaktadır. Öncelikle karayollarında yük taşımacılığı yapılan yollar tespit edilmektedir. Daha sonra bu yollar harita üzerinde çizilerek yük taşımacılığı için karayolları ağı oluşturulmaktadır. Demiryollarının bütün hatları çizilerek demiyolları ağı meydana getirilmektedir. Denizyollarında yük taşımacılığı yapılan limanlar baz alınarak muhtemel rotalar, harita üzerinde gerçeğe en yakın olarak oluşturulmaktadır. Bütün türlere ait yollar çizildikten sonra harita üzerindeki yollara uygun olarak taşımacılık türleri birleştirilmektedir. Böylece bütün türlerin yer aldığı yük taşımacılığı ağı oluşturulmaktadır. Network Analyst araç çubuğu kullanılarak 18 nokta arasında optimum güzergah ve mesafe değeri elde edilmektedir. Elde edilen mesafe değeri, lineer optimizasyon ve parçacıklı sürü optimizasyonu sonucu elde edilen değer ile kıyaslanmaktadır.
Hatay ili Aantakya ve Defne merkez ilçeleri toplu taşıma sistemlerinin analizi ve rehabilitasyonu
Günümüzde kentlerimizin gelişmesiyle birlikte nüfus yoğunluğu artış göstermekte, dolayısıyla şehir içindeki trafik yoğunluğunun artması ile birçok problem ortaya çıkmakta ve daha önceden hatalı veya hiçbir teknik altyapıyla planlanmamış mevcut ulaşım sistemleri artık ihtiyaca cevap veremeyecek duruma gelmektedir. Bu çalışmada ki amacımız, Hatay İli Merkez ilçelerindeki toplu taşıma sisteminde ki mevcut güzergâh yapıları, araç türleri ve yolculuk analizlerini inceleyerek gelişen kent yapısı içerisindeki olumlu veya olumsuz noktaların değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Mevcut toplu taşıma sisteminin tespit edilebilmesi için güzergâhlara, araçlara ve yolculara bağlı karar değişkenlerinin ölçümleri yapılmaktadır. Bu karar değişkenleri, gün içerisinde servise çıkan araç sayısı, araçların yolcu taşıma kapasitesi, sefere başlama ve bitiş saatleri, toplu taşıma hattının uzunluğu, gün içinde yapılan tur sayısı, bir turun toplam süresi, ortalama ticari hız, araç başı yapılan km, araç başı tur sayısı, aracın seferde kaldığı süre, aracın toplam çalışma süresi, aracın çalışma verimliliği, tur başına yolcu sayısı, araç başına yolcu sayısı ve toplam yolcu sayısıdır. Bu değişkenler kullanılarak mevcut toplu taşıma sisteminin yapısı belirlenmektedir. Böylece akıllı ulaşım sistemine entegrasyon için uygun analizler yapılabilmektedir.
Tek türlü ve çok türlü taşımacılığın performans indeksi baz alınarak karşılaştırılması: İskenderun örneği
Küresel ticaretin artışına paralel olarak, uluslararası lojistik sektörü bilgiye dayalı planlamaların önemli hale geldiği bir rekabet ortamına dönüşmektedir. Bu nedenle lojistik sektörü üzerine akademik çalışmalar da artmaktadır. Lojistik alanında yapılan akademik çalışmalar, lojistik faaliyetlerin işletilmesi alanında yoğunlaşmaktadır. Bu tez çalışmasında, lojistikte nakliye sürecinin düzenlenmesi ve optimizasyonu üzerine çalışılmaktadır. Çalışmada Türkiye'de şehirlerarası yük taşımacılığında güzergâh tasarımı ve güzergâh tasarımlarının çeşitli kriterlere bağlı olarak performans değerlendirmesi yapılmaktadır. Çalışmanın birinci aşamasında İskenderun'dan çıkan bir filtre malzemesi yükü için diğer 80 ile tek türlü ve çok türlü taşımacılık güzergâhları tasarlanmaktadır. Geliştirilen güzergâh senaryolarında İskenderun'dan 71 ile tek türlü karayolu taşımacılığı, 39 ile tek türlü demiryolu taşımacılığı ve 9 ile tek türlü denizyolu taşımacılığı yapılmaktadır. Yük elleçlenmeden konteyner ile taşındığı kabul edilmektedir. Yük tonajı olarak filtre fabrikasından alınan veriler sonucu 5, 10, 14 tonluk yük birimleri seçilmektedir. Yüklerin kıymet değeri filtre malzemesine göre 5 tonluk yük için 40.000 TL, 10 tonluk yük için 145.000 TL, 14 tonluk yük için 250.000 TL alınmaktadır. Belirlenen güzergâhlarda yakıt tüketimi, maliyet, seyahat süresi, aracın karbondioksit salınımı gibi lojistik performans indeksini etkileyen parametreler hesaplanmaktadır. Güzergahların maliyetleri; araç yakıt tüketimi, kıymet primi, sürücü ve diğer dolaylı giderler baz alınarak hesaplanmaktadır. Seyahat süresi; yükleme ve boşaltma, yolculuk ve sürücü dinlenme süresine göre hesaplanmaktadır. Her bir taşımacılık türü için emisyon miktarı; yük tonajı, taşıma mesafesi ve taşıt cinsine bağlı olarak seçilen emisyon faktörüne göre hesaplanmaktadır. Bunlara göre belirlenen güzergahların maliyet, seyahat süresi ve emisyon miktarı değerleri ağırlıklandırılarak güzergahların performansları incelenmektedir. Böylece İskenderun'dan 80 ile olan tek türlü ve çok türlü güzergahlar yakıt tüketimi, maliyet, zaman ve emisyon değerleri ile aynı anda değerlendirilmektedir.
Gezgin satıcı problemleri baz alınarak multimodal taşımacılık güzergahlarının optimizasyonu ve akıllı ulaşım sistemlerine entegrasyonu
Küreselleşen dünya ve büyüyen ekonomi, ekonomik rekabet ortamı içerisinde şirketleri ayakta kalabilmek ve varlığını devam ettirebilmek adına yeni arayışlar içerisine yöneltmiştir. Hammadde ve üretim maliyetlerinin aynı sektörler içerisinde hemen hemen aynı seviyede olması, bu arayışta tanım olarak taşıma faaliyetlerinin bütününü içeren lojistiği ön plana çıkarmaktadır. Çünkü lojistik, hammadde temininden ürünün müşteriye arzına kadar her aşamada aktif rol oynamaktadır. Lojistik giderlerinde yapılabilecek bir optimizasyon ve masrafların iyileştirilmesi, kurum ve kuruluş ekonomilerini doğrudan etkileyecektir. Çalışmada Türkiye Cumhuriyeti Sınırları içerisindeki Multimodal Taşımacılık için ulaşım modu değişimine uygun yerler olan, Lojistik Köyler ve Ticari Limanlar üzerinden GSP baz alınarak, PSO ile bir Multimodal Taşımacılık optimizasyonu denemesi yapılmıştır. Optimizasyon ile özellikle Ülkemizde yaygın kullanılan Unimodal Karayolu Taşımacılığı için ve Multimodal Taşımacılık için; mesafe, süre ve maliyet olmak üzere üç ayrı parametre için çözüm yapılmıştır. Her parametre için yapılan çözümler Unimodal Karayolu Taşımacılığı ve Multimodal Taşımacılık için ayrı ayrı karşılaştırılıp değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmede Multimodal Taşımacılığın üç ayrı parametre için de daha avantajlı olduğu görülmüştür. Son olarak ise yapılan optimizasyonun AUS'a entegrasyonu araştırılmıştır.
Marshall deneyi sonuçları için oluşturulan tahmin modellerinin incelenmesi
Günümüzde asfalt kaplamalı yollar son zamanlarda artan trafik yüklerine maruz kalmaktadır. Yük ve yolcu taşımacılığının büyük oranda karayolları ile yapıldığı ülkemiz koşulları düşünüldüğünde kaliteli ve sağlıklı bir yol kaplaması elde etmek önem arz etmektedir. Asfalt yol tasarımında en önemli hususlardan biri optimum bitüm yüzdesi tayinidir. Bitüm yüzdesi tayini için Marshall stabilitesi deneyinden yararlanılmaktadır. Çalışmamızda uzun ve zahmetli Marshall deneyi süreci yerine, alternatif olarak istatistiki yöntemler ve yapay zeka metotlarından yararlanılmaktadır. Marshall deney sonucu olan Marshall stabilitesi tahmini için modeller oluşturulmaktadır. Tahmin modelleri oluşturulurken önceden yapılmış olan deney verilerden yararlanılmaktadır. Bu veriler; bitümün penetrasyonu (P), numunelerin havadaki ağırlığı (H), sıcaklık (C), bitüm ağırlığı (G), numune yükseklikleri (T), bitüm yüzdesi (W), numunelerin sudaki ağırlığı (S), stabilite (ST) değişkenleridir. Modeller oluşturulurken Regresyon ve Yapay sinir ağları (YSA) tekniklerinden yararlanılmaktadır. Kullanılan tekniklerin performans kıyası için korelasyon katsayısı (R), yüzde hataların ortalaması (YHO) ve hataların karesinin ortalaması (HKO) teknikleri kullanılmaktadır. Regresyon ile oluşturulan modellerde performans değeri en yüksek olan model HPCYWSST olduğu görülmektedir. HPCYWSST modelinin korelasyon katsayısı 0,57125, hataların karesinin ortalaması 14841,82, yüzde hataların ortalaması 9,5858 değerinde çıktığı görülmektedir. YSA ile veri setleri rastgele seçilerek oluşturulan modellerden performans değeri en yüksek olan model HCPGSST olduğu görülmektedir. HCPGSST modelinin korelasyon katsayısı 0,75168, hataların karesinin ortalaması 9616,43, yüzde hataların ortalaması 7,657227 değerinde çıktığı görülmektedir. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda YSA ile oluşturulan modellerin Regresyondan daha küçük hatalarla sonuca ulaştığı görülmektedir.
Yük taşımacılığında optimizasyon tekniklerinin karşılaştırılması
Ülkemizde yolcu ve yük taşımacılığının yaklaşık % 90'nı diğer taşımacılık sistemleri ile karşılaştırıldığında daha düşük altyapı maliyetlerine sahip karayolları taşımacılığı ile gerçekleştirilmektedir. Ülkemizde son yıllarda mevcut karayolu ağlarındaki yatırımlar ile birlikte hava, demir, deniz ve boru taşımacılığı altyapılarında da ciddi yatırımlar gerçekleştirilerek taşımacılık sektörü güçlendirilmektedir. Taşımacılık sistemlerinin altyapılarının iyileştirilmesinin yanında taşıma mesafelerinin kısaltılması ve farklı taşımacılık sistemlerinde gerekli bağlantıları sağlayarak çok türlü taşımacılığın güçlendirilmesi ile taşımacılık maliyetlerinin azaltılması ülke ekonomilerine ciddi katkıları olmaktadır. Bu tez çalışmasında, taşımacılık maliyetlerinin düşürülmesi çalışmalarına katkı sağlamak amacı ile ülkemizdeki 81 şehirde bulunan Organize Sanayi Bölgeleri (OSB) arasında karayolu taşımacılığının optimum mesafe değeri hesaplanmaktadır. Yapılan çalışmada Gezgin Satıcı Problemi (GSP) baz alınarak Genetik Algoritma (GA), Lineer Optimizasyon (LO) ve Parçacıklı Sürü Optimizasyon (PSO) yöntemleri kullanılmaktadır. LO ile yapılan analizler sonucunda elde edilen optimum mesafe değeri 9923 km olarak hesaplanmaktadır. GA ile yapılan analizler sonucunda elde edilen optimum mesafe değeri 10689 km olarak hesaplanmaktadır. PSO ile yapılan analizler sonucunda elde edilen optimum mesafe değeri 11313 km olarak hesaplanmaktadır. LO, PSO ve GA yöntemleri sonucu elde edilen değerler birbirleri ile kıyaslandığında, Lineer Optimizasyonun genel anlamda daha iyi sonuç verdiği görülmektedir.
Ulaştırma sistemlerinde enerji analizi parametrelerinin tahmin edilmesi
Türkiye'nin enerji tüketim değerleri yük ve yolcu olarak ayrılmamaktadır. Bu sebeple Kanada'nın enerji tüketim değerlerinden faydalanılarak yük ve yolcu ayrım katsayıları bulunmaktadır. Bu katsayılar yardımıyla Türkiye ulaştırma sektöründe türlere göre enerji tüketim değerleri yük ve yolcu olarak ayrılmakta ve enerji yoğunluğu değeri hesaplanabilmektedir. Bu hesaplar sonucunda bulunan enerji yoğunlu değerleri incelendiğinde Türkiye ulaştırma sektöründe gittikçe artan bir verimsizlik olduğu görülmektedir. Logaritmik regresyon, çok değişkenli lineer regresyon ve yapay sinir ağları (YSA) yöntemleri kullanılarak Türkiye ulaştırma sektöründe türlere göre enerji tüketim değerleri tahmini yapılmaktadır. Karayolları için yapılan analizlerde kullanılan yöntemlerden en iyi sonucu veren model çok değişkenli lineer regresyon türlerinden biri olan quadratic regresyon türüdür. Quadratic regresyon modeli için hataların karesinin ortalaması (HKO) değeri 5806018987,9117, yüzde hataların ortalaması (YHO) değeri %0,5068 ve korelasyon katsayısı (R) değeri 0,9999 bulunmaktadır. Demiryolları için yapılan analizlerde kullanılan yöntemlerden en iyi sonucu veren model YSA modelidir. YSA modeli için HKO değeri 63870745,2578, YHO değeri %2,2466 ve R değeri ise 0,9064 bulunmaktadır. Denizyolları için yapılan analizlerde kullanılan yöntemlerden en iyi sonucu veren yöntem YSA yöntemidir. YSA analizi sonucunde elde edilen HKO değeri 1786726958,4754, YHO değeri %4,6616 ve R değeri ise 0,9637 bulunmaktadır. Havayolları için yapılan analizlerde kullanılan yöntemlerden en iyi sonucu veren yöntem YSA yöntemidir. YSA analizi sonucunde elde edilen HKO değeri 26341153522,5271, YHO değeri %10,6019 ve R değeri ise 0,9417 bulunmaktadır. Bu analizler sonucunda oluşturulan regresyon ve yapay zekâ modelleri arasında karayollarında quadratic regresyon modeli en iyi sonucu verirken, demiryollarında, denizyollarında ve havayollarında YSA modeli en iyi sonucu vermektedir.
Lastik tekerlekli toplu taşıma sistemlerinin rehabilitasyonu ve kurumsal yapılanmanın önemi, Hatay örneği
Ülkemizde her geçen gün bireysel araç kullanımı artış göstermektedir. TÜİK verilerine göre, Hatay İl'inde 2014 ile 2019 yılları arasında bireysel araç artış hızı yaklaşık olarak %30,22 olmuştur. Bu artış birçok problemi de beraberinde getirmektedir. Trafik yoğunluğu, gürültü kirliliği, görüntü kirliliği, egzoz gazı salınımı, trafikte geçirilen süre, vatandaşların ulaşım hizmetleri için harcadığı ücret vb. birçok olumsuz ortaya çıkmaktadır. Belirtilen problemler ile alakalı çözüm önerileri üretilmeli ve önerilerin sürekli olarak içinde bulunulan koşullara göre güncellenmesi gerekmektedir. Gerekli çözüm önerileri üretilmediği takdirde; şehir merkezinde ki yaşam kalitesinin düşüş göstermesi kaçınılmaz olmaktadır. Bu durum şehirlerin yaşanıla bilirliğini azaltmaktadır. Konu ile alakalı pek çok çözüm önerisi olmaktadır. (alt geçitler, akıllı kavşaklar uygulamaları, tek yön uygulamaları, toplu taşıma sistemlerinin daha verimli bir şekilde kullanılması vb. uygulamalar) Şehirlerin yapısına en uygun olanı, toplu taşıma sistemlerinin yüksek verimle kullanılması olmaktadır. Bu çalışmada; Hatay İl'inin Samandağ İlçesi ele alınmaktadır. İlçede ki lastik tekerlekli toplu taşıma sisteminin analizi yapılarak, mevcut durum yapısı ortaya çıkarılmaktadır. Analiz süreçlerinde; güzergâhlarda ki araç sayısı, günlük güzergâhta taşınan yolcu sayısı, güzergâh uzunluğu, kilometre başına taşınan yolcu sayısı, güzergâhta yapılan günlük toplam kilometre, araç başına yapılan kilometre, sefere başlama ve bitiş süreleri, ücret tarifeleri, günlük tur sayıları vb. parametreler değerlendirmeye alınmaktadır. Daha sonra, mevcut durumda ki toplu taşıma sistemine öneriler getirilerek, sistemin daha verimli ve sürdürülebilir olması esas alınmaktadır. Yapılan çalışmalarda; toplu taşıma sisteminde ki problemlerin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Problemlerin tespiti ile beraber gerekli çözüm önerilerinin geliştirilmesi önerilmektedir. Bu kapsamda; toplu taşıma güzergâhlarının daha verimli bir şekilde kullanılması, aynı güzergâh üzerinde birbiri ile rekabet halinde olan işleticiler arasında ki rekabetin son bulması, toplu taşıma sistemlerine belirli standartların getirilmesi (engelli erişimine uygun araçlar, elektronik bilet sistemi vb. uygulamalar), trafik yoğunluğunun azaltılması, çevre kirliliğinin azalması, toplu taşıma sisteminin verimli ve sürdürülebilir olması gibi pek çok olumlu durumun hayata geçirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmalar sonucunda; toplu taşıma faaliyeti gösteren 336 adet toplu taşıma aracı 113 âdete indirgenmiş olup, araç sayısı yaklaşık olarak %66,4 oranında azaltılmaktadır. Ayrıca işleticilerin kurumsal yapıları da incelenerek gerekli çözüm önerileri getirilmektedir. Aynı güzergah üzerinde yer alan işleticilerin birbiri ile rekabet etmeden kurumsal anlayışla aynı havuz hesabı içerisinde yer alması önerilmektedir. Sonuç olarak şehirlerimiz için, toplu taşıma sistemlerinin yüksek verimle kullanılması büyük önem arz etmektedir. Toplu taşıma sisteminde ki verilerin sürekli olarak güncellenmesi ve elde edilen veriler doğrultusunda çalışmaların devam ettirilmesi büyük önem arz etmektedir.
Çok türlü taşımacılık güzergâhlarında lineer optimizasyon veparçacıklı sürü optimizasyonunun karşılaştırılması
Yolcu ve yük taşınmasında hemen her ülkede demiryolu, karayolu ve havayolu ulaştırmasının yanında ülkenin coğrafi konumuna göre deniz yolu ulaştırmasından yararlanmaktadır. Son yıllarda ki genel yaklaşım, taşımacılığı bir bütün olarak ele alıp, aynı taşımacılıkta her ulaşım türünden en etkin bir şekilde yararlanma yoluna gitmektir. Bu sayede taşıma maliyetlerinin ve toplam taşıma süresinin azaltılmasına kadar birçok konuda avantaj sağlanmaktadır. Bu çalışmada, 18 şehir ve bunlar arasından seçilen 3 ve 4 şehir için çok türlü taşımacılık ile mesafe, süre ve birim maliyet değeleri hesaplanmaktadır. Yapılan çalışmada Lineer Optimizasyon ve Parçacıklı Sürü Optimizasyonu (PSO) yöntemi kullanılmaktadır. Lineer Optimizasyon ile yapılan analizler sonucunda 3 şehir için elde edilen değerler; mesafe 1560 km, süre 36,97 saat ve birim maliyet 116,21 TL olarak hesaplanmaktadır. 4 sehir için elde edilen değerler; mesafe 1572 km, süre 37,75 saat ve birim maliyet 125,37 TL olarak hesaplanmaktadır. 18 şehir için elde edilen değeler ise; mesafe 3282 km, süre 71,65 saaat ve birim maliyet 394,62 TL olarak hesaplanmaktadır. PSO için yapılan analizler sonucunda 3 şehir için elde edilen değeler; mesafe 1560 km, süre 36,97 saat ve birim maliyet 116,21 TL olarak hesaplanmaktadır. 4 sehir için elde edilen değerler; mesafe 1572 km, süre 37,75 saat ve birim maliyet 125,37 TL olarak hesaplanmaktadır. 18 şehir için elde edilen değeler ise; mesafe 3295 km, süre 71,65 saat ve birim maliyet 394,62 TL olarak hesaplanmaktadır. Lineer Optimizasyon ve PSO yöntemleri sonucu elde edilen değeler birbirleri ile kıyaslandığında; 18 şehir arasındaki mesafe değeri Lineer Optimizasyonda daha iyi çıktığı, diğer değerlerin ise aynı olduğu görülmektedir.
Karayolu projelerinde bilgisayar programları kullanılarak proje aşamalarının mühendislik açısından değerlendirilmesi
Karayollarının projelendirmesi uzun ve zahmetli bir sürecin sonunda gerçekleşmektedir. Arazi ölçümlerinden, yarma ve dolgu hacimlerine ulaşılmasına kadar yorucu ve zaman alıcı çalışmaların yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada karayolu projelendirmesinin en baştan en sona kadar sanal ortamda yapılmasının imkânları üzerinde durulmaktadır. Öncelikle arazinin ölçülmesi, topoğrafik noktaların alınması ve eşyükselti eğrilerinin oluşturulması gibi işlemlerin gerçekleşmesi Google Earth ve Global Mapper programları ile sağlanmaktadır. Arazinin tespit edilmesi ve karayolunun yapılacağı koridorun kot değerlerinin bulunması Google Earth programı ile yapılmaktadır. Elde edilen .kmz uzantılı dosya Global Mapper programında açılarak Autocad programının alabileceği .dem uzantılı dosya haline getirilmektedir. Daha sonra Auotcad Civil 3D programı ile üçgenleme ve tekrar eşyükselti eğrileri oluşturularak proje çözümüne devam edilmektedir. Güzergâhın oluşturulması, boy profilinin çizilmesi, enkesitlerin meydana getirilmesi ve dolgu ve yarma hacimlerine ulaşılması gibi işlemler yine Autocad Civil 3D programında yapılmaktadır. Benzer olarak Netcad programı ile üçgenlemeden dolgu ve yarma hacimlerine kadar bütün işlemler gerçekleştirilmektedir. Böylece karayolu projesinde, arazi işlemlerinden paftalamaya kadar geçen bütün süreç sanal ortamda bilgisayar programları ile yapılmaktadır.
Makine öğrenmesi yöntemleri ile Hatay ili karayolları yol hasar tespiti
Bugünlerde, karayollarındaki bakım ve onarım genellikle fiziki gözlemlere ve kişisel inisiyatiflere dayanmaktadır. Bu, karayolu hasarlarının düzeltilmesini yavaşlatır. Karayolu hasarları, sürücülerin rahatlığını ve güvenliğini büyük ölçüde etkiler. Yol hasarlarının belirlenmesi sadece taşımacılık güvenliği açısından değil, aynı zamanda maliyet açısından da önemlidir. Yol hasarlarının tespit edilmesi, erken müdahale ve onarımın sağlanması açısından büyük önem taşır. Bu nedenle, makine öğrenmesi teknikleri yoluyla yol hasarlarının tespiti, belirlenmesi ve sınıflandırılması için birçok çalışma yürütülmektedir. Bu çalışmada, YOLOv8 algoritmasının yol hasar tespiti performansı, Çekya-Türkiye, Hindistan-Türkiye, ABD-Türkiye ve Japonya-Türkiye olmak üzere farklı coğrafyalardan elde edilen veri setleri üzerinde değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, algoritmanın hasar tespiti konusundaki yeteneklerinin yanı sıra, modelin bazı hasar türlerini ayırt etmede karşılaştığı zorlukları da ortaya koymuştur. Türkiye veri setini oluşturmak için Hatay ilindeki yolların görüntüleri kayıt altına alınmıştır. Oluşturulan veri seti, yol hasarlarının detaylı bir şekilde analiz edilmesine olanak tanımaktadır. Veri seti üzerinde etiketleme işlemi Microsoft'un VoTT uygulaması kullanılarak yapılmıştır. Yol hasarlarının belirlenmesi için makine öğrenmesi algoritmaları kullanılmaktadır. Oluşturulan modeller arasında değerlendirmeler ve karşılaştırmalar yapılmıştır. Modellerden en iyi sonucu 0.55 mAP ve 0.54 F1 skoru ile Japonya-Türkiye modeli vermiştir. Modellerden elde edilen değerler ışığında hasarın görsellerinin coğrafya ve yol verilerine göre değişkenlik gösterdiği görülmüştür. Verilerin lokal görüntülerden oluşması ve netliği belli olmayan hasar türlerine eğitimde daha fazla önem verilmesi gerektiği gözlemlenmiştir.
Yük taşımacılığı optimizasyonunda karınca kolonisi ve benzetilmiş tavlama algoritması yöntemlerinin kullanılması
Her geçen gün devam eden nüfus artışı kişisel ve toplumsal ihtiyaçları arttırmakla birlikte, birçok problemi de beraberinde getirmektedir. Artan ihtiyaçları karşılamakta lojistik önemli bir rol almaktadır. Lojistik, bir ürünün üretim noktasından tüketim noktasına ulaşana kadar geçen sürece denilmektedir. Hazırlanan bir ürünün olması istenilen yere zamanında ulaşması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada örnek bir uygulama üzerinde Gezgin Satıcı Problemine (GSP) çözüm aranmaktadır. Yapılan çalışmada her ilden 1 tane olmak üzere 81 ildeki Organize Sanayi Bölgelerine (OSB) uğranıp, başlangıç noktasına dönülen en kısa yol güzergahı bulunmaktadır. Karayolu taşımacılığında yapılan analizler Karınca Kolonisi Optimizasyonu (KKO) ve Benzetilmiş Tavlama Algoritması (BTA) yöntemleri ile yapılmaktadır. Bulunan analiz sonuçları farklı çalışmalarda yapılan Parçacıklı Sürü Optimizasyonu (PSO), Genetik Algoritma (GA), Lineer Optimizasyon (LO) ve Tabu Arama (TA) algoritması yöntemleri ile karşılaştırılmaktadır. KKO ile 81 OSB için yapılan analiz sonucunda en kısa yol mesafesi 10198 km, BTA ile yapılan analiz sonucunda en kısa yol mesafesi 10133 km olarak bulunmaktadır. Çıkan sonuçlar ve daha önce yapılan analizler ile karşılaştırıldığında BTA ve KKO sonuçları TA, GA ve PSO sonuçlarına göre daha iyi, LO sonuçlarına göre daha kötü sonuç verdiği gözlemlenmektedir.
Karayolu CO2 emisyonunun yapay zeka yöntemleriyle tahmini
Küresel ısınma dünyanın en büyük problemlerinden biri olmuştur. Küresel ısınmaya neden olan sera gazları artan nüfus ve kentleşme, enerji üretim ve tüketimi ile artmaktadır. Karayolu ulaşımında kullanılan fosil yakıtların yanmasıyla açığa çıkan CO₂ emisyonları hava kirliliğini önemli derecede etkilemektedir. Türkiye'de karayolu ulaşımı CO₂ emisyonlarının %94,9'unu oluşturmaktadır. Bu yüzden karayolu ulaşımı için geliştirilen politikalar önem kazanmaktadır. Dolayısı ile, bu çalışmada karayolundan kaynaklanan CO₂ emisyonlarının tahmini için Ridge Regresyon ve Yapay Zekâ yöntemleri kullanılmıştır. Kullanılan Yapay Zekâ yöntemleri; Yapay Sinir Ağları (YSA), Adaptif Sinirsel Bulanık Çıkarım Sistemi (ANFIS), Bulanık Basit Üyelik Fonksiyonları ve Kural Oluşturma Tekniği (Bulanık SMRGT) yöntemleridir. Bu çalışmada karayolu emisyon tahmini için TÜİK ve KGM'den 1990-2020 yıllarına ait alınan tüm illerin toplamını içeren 31 yıllık veri kullanılmıştır. Karayolu emisyon tahmini için; Taşıt Kilometre (TK), Yolcu Kilometre (YK), Ton Kilometre (TNK), Karayolu Uzunluğu (KU), Nüfus Sayısı (NF), Motorlu Kara Taşıt Sayısı (MKTS), Asgari Ücret (AÜ), Karayollarında Tüketilen Toplam Enerji (KTTE) değişkenleri bağımsız değişken olarak dikkate alınmıştır. Yapay Zekâ yöntemleri için, verilerin %70'i eğitim %30'u test olarak ayrılmıştır. Model performansları Ayarlı Determinasyon Katsayısı (R2ayarlı), Standardize Ortalama Hata Karelerinin Karekökü (RMSEstandardize) ve Ortalama Mutlak Hata (MAE) ölçütlerine göre karşılaştırılmıştır. Model tahminleri karşılaştırıldığında; YSA yöntemi R2ayarlı (0,999), MAE (0,25*103) ve RMSEstandardize (0,01) değerlerini elde etmesiyle, kullanılan diğer yöntemlerden en iyi sonucu elde etmiştir. Çıkan sonuçlar neticesinde kullanılan yöntemlerin karayolu CO2 tahmin modellerinde kullanılması önerilmektedir.