Gemi sefer yönetiminde enerji verimliliğinin optimizasyonu

Denizcilik sektörü son yıllarda gemilerden kaynaklanan sera gazları salınımının azaltılması için ciddi önlemlerin alınması gerekliliği ve yakıt fiyatlarındaki hızlı artış nedenleriyle yakıt tüketiminin azaltılmasına yönelik büyük baskı altındadır. Denizcilik sektöründe, mevcut gemilerin daha verimli işletilmesi ve enerji verimliliği yüksek gemilerin tasarımlanması ile gemilerde %25'den %75'e kadar yakıt tasarrufunda bulunmak mümkündür. Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) tarafından bütün gemilere 1 Ocak 2013 tarihinden itibaren; Gemi Enerji Verimliliği Yönetim Planı (SEEMP) ve Enerji Verimliliği Tasarım İndeksi (EEDI) zorunlu hale getirilmiştir. EEDI, yeni gemiler için yakıt verimliliğini etkileyen tüm bileşenlere yönelik asgari düzeyde enerji verimliliği uygulamalarını içeren teknik önlemler sunarken, SEEMP ise, gemilerin mevcut teknolojilerini kullanarak geliştirilen operasyonel uygulamalar ile enerji verimliliğini artırmayı amaçlamaktadır. Enerji verimliliğini artırmaya yönelik çeşitli teknolojik ve tasarım bazlı yaklaşımlar bulunsa da mevcut gemiler için bu önlemleri uygulama sınırlamaları gemilerin verimli işletilmesinin önemini artırmaktadır. Gemi sefer yönetimi enerji verimliliği optimizasyonu için bilgi sistemlerinin geliştirilip kullanıma sunulmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Yakıt tasarrufu sağlayarak enerji kullanımını verimli bir hale getirebilmek amacıyla hızlı ve doğru kararlar vermeye yönelik bir karar destek sistemi gerekmektedir. Bu çalışmanın ana amaçları; (i) Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemini kullanarak çeşitli operasyonel koşullar altında geminin yakıt tüketimini tahminlemek; (ii) gemi sefer yönetiminde enerji verimliliğinin optimizasyonuna yönelik kararların alınmasında gemi kaptanı/operatörü için yapay sinir ağları tabanlı karar destek sistemi oluşturmaktır. Bu bağlamda öncelikle, SEEMP kapsamındaki kilit operasyonel önlemler detaylı olarak incelenmiştir. Operasyonel önlemlerinin önem derecelerini saptamak için uzman yargılarının dahil edildiği Bulanık Analitik Hiyerarşi Süreci (BAHS) yöntemi kullanılmıştır. Böylece, gemi sefer yönetiminin enerji verimliği açısından önemi vurgulanmış, ayrıca gemi sefer yönetimine dahil olan etkenlerin önceliklendirilmesi öznel olarak yapılmıştır. Ardından, tez çalışması kapsamında gemilerden sefer verileri elde edilmiştir. Sefer verileri, sefer yönetimi kapsamındaki operasyonel faaliyetlerin yakıt tüketimi üzerindeki etkisini tespit etmek üzere istatistiksel olarak incelenmiştir. Yakıt tüketimine etkisi olduğu tespit edilen etkenler kullanılarak sefer ile ilgili çeşitli operasyonel koşullar altında geminin yakıt tüketimini tahminleyen ve yakıt tasarrufu sağlamaya yönelik kararların alınmasında gemi kaptanı/operatörü için yapay sinir ağları tabanlı karar destek sistemi oluşturulmuştur. Böylece, gemi sefer yönetimi enerji verimliliği optimizasyonu için yapay sinir ağları yaklaşımı ile gemi kaptanı/operatörünün sefer yönetimine ait karar tercihini yansıtacak bir fonksiyon tanımlamak hedef olmakta, bu hedefe ulaşılması sonucunda söz konusu fonksiyonun optimize edilmesi de amaç olmaktadır.