FBE- Deniz Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Çiçek, Kadir" ile FBE- Deniz Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeA dynamic risk assessment methodology (Dy-RAM) in port waters(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Öztürk, Ülkü ; Çiçek, Kadir ; 10289456 ; Deniz Ulaştırma Mühendisliği ; Maritime Transportation and Mangement EngineeringDenizdeki acil ihtiyaçlar ve emniyet hususunun yüksek öneme haiz olması, denizde güvenli bir şekilde seyir yapmanın gereksinimlerini oluşturmakta ve by yöndeki çalışmaları teşvik etmektedir. Denizde seyir güvenliği ve emniyeti, denizcilik endüstrisindeki ana kaygılardan ve üzerinde çalışılmakta olan konulardan biridir. Dünya, nüfus ve ticaret artışına paralel olarak ticari gemilerin boyutları gittikçe artmakta ve su yolları buna bağlı olarak yoğunlaşmaktadır, ancak buna rağmen gemi zabitanları seyir güvenliğine ilişkin tek sorumluluğa sahip bireyler olmaya devam etmektedirler. Bu sorumluluğun üstesinden gelmelerine yardımcı olan en temel araç ise elde ettikleri deneyimlerdir. IMO standardizasyon çalışmaları; COLREG, seyir emniyetini ve güvenliğini sağlamak için kullanışlı, pratik ve güvenilir yöntemler sunmaktadır. Ancak, COLREG Kural 7, çarpışma riskini yetersiz bir şekilde tanımlamıştır; yaklaşan bir geminin nisbi kerterizinin kayda değer bir şekilde değişmemesi durumunda riskin var olduğu kabul edilmektedir. COLREG, çatışamadan kaçınma durumlarına yönelik sade ve ayrıntılı tavsiyeler vermemekle birlikte daha çok iyi denizcilik uygulamalarına atıf yapmaktadır. Sonuç olarak, köprü üstündeki seyir yardımlarıcıları ve zorunlu denizcilik eğitim/sertifikasyonu deniz kazalarını tatmin edici bir şekilde önleyememiştir. IMO'nun standardizasyon çabaları gibi diğer karar destek sistemlerinin temel dayanaklarından bir tanesi risk değerlendirme sürecidir. Bu nedenle, seyir çarpışma riski değerlendirmesi bu tip destek sistemlerinin temel dayanaklarından bir tanesidir. Ayrıca, seyir çarpışma riski değerlendirmesi son zamanlarda deniz otonom seyri kapsamında sıklıkla kullanılan önemli bir kavramdır. Bu nedenle, seyir çarpışma riskini sürekli olarak değişkenlerin durumlarını izleyerek değerlendirmek için etkili bir sistematik model gereklidir. Hem seyir yönetim hem de seyir güvenlik ve emniyet yeteneklerinin arttırılması için bu özelliklere sahip bir modele ihtiyaç duyulabilir. Bu gereklilik, gemi seyrine ilişikin veriler arttıkça daha da somut olabilir. Denizcilik düzenlemelerinin seyir çarpışma riskinin açık bir şekilde tanımlamasının eksikliği bir çok bilimsel çalışma ile giderilmeye çalışılmıştır. Herbir bilimsel çalışmanın avantajları ve dezavantajları vardır. Bununla birlikte, her bir deniz alanının (açık deniz, dar kanallar, liman sular vb.) farklı özellikleri olduğundan dolayı seyir çarpışma riskini bulmanın tek bir yolu yoktur. Diğer yandan, bilimsel anlamda deniz seyir çarpışma riskine yönelik belirli ve ortak kabul gören bir risk tanımlaması da yapılmamıştır. Uygun ve tutarlı bir çarpışma riski değerlendirme yönteminin seçimi, genellikle her bir deniz alanı için değişebilir. Bu alandaki bilimsel çalışmalar bugüne kadar özellikle iki ana deniz alanı ile ilgilenmiştir; açık deniz ve kısıtlı ya da yoğun su yolları. Fakat, liman bölgesinde aborda ve avara manevralarını da içeren bir seyir çarpışma risk değerlendirmesi çalışması henüz yapılmamıştır. Bu kapsamda, bu doktora çalışması, liman sularında avara ve aborda manevraları dahil olmak üzere bir seyir çarpışma riski değerlendirme metodolojisi ortaya koymayı hedeflemektedir. Ayrıca, bu önerilen seyir çarpışma riski değerlendirmesi ılımlı ve gerçekçi bir risk değerlendirme yaklaşımdır. Ilımlı ve gerçekçi risk değerlendirmesi ise kısmen uzman görüşlerine dayanan bir risk değerlendirme metodolojisini ifade etmektedir. Bu amaç için seyir çarpışma riski değerlendirmeleri hakkında detaylı bir yazın taraması yapılmıştır. Seyir risk değerlendirmesi kapsamında geminin güvenli alanı ve çarpışmadan kaçınma manevralarına ilişkin yazın taraması çalışmaları olmasına rağmen konumuz olan bireysel seyir risk değerlendirme çalışmalarına odaklanan bir yazın çalışması henüz yapılmamıştır. Bu doktora tezinde yazın açığının bulunması maksadıyla ayrıntılı ve sistematik bir yazın taraması yapılmıştır. Öte yandan, liman yaklaşma manevralarının risk değerlendirmesinin yapılabilmesi maksadıyla mevcut diğer seyir risk değerlendirme çalışmalarında kullanılan değişkenler incelenmiştir. Diğer çalışmalarda nadiren kullanılan ve bu sebeple bazı çalışmalar tarafından eleştirilen çevresel koşulların (rüzgar, akım ve dalga kuvveti) nasıl kullanılabileceği de gösterilmiştir. Bu değişkenler önceli çalışmalarda nadiren ve basit bir şekilde kullanıldığı için bu doktora çalışması, çevresel koşulları uluslararası standartlara uygun olarak ortaya koymuştur. Bu doktora tezi, seyirsel çarpışma riskini değerlendirmek için liman yaklaşımı manevraları için tasarlanmış üç yeni değişken önermektedir. Bu yeni değişkenler, mesafe, rüzgar ve alandır. Bu parameterler liman havzalarındaki seyir risk durumunu izlemek için pratik bir yol sunmaktadır. Bu üç yeni değişkene ek olarak, gemi hızı seyir çarpışma riski değerlendirme metodolojisinde kullanılan dördüncü değişkendir. Seyir risk değerlendirme metodolojisinde risk etiketlerinin belirlenmesi için önerilen bu değişkenler kullanılmakla birlikte modeli eğitmek için gemi üzerindeki algılayıcılardan elde edilebilecek ham veriler kullanılmaktadır. JMS (Japan Maritime Science) Gemi Köprü Üstü Simülatöründe toplam 140 liman yaklaşma (yanaşma / ayrılma) manevra senaryosu uygulanmıştır. Tüm senaryolarının yapıldığı Gemi Komuta Simülatöründa gerçek bir ticari geminin sahip olduğu tüm navigasyon cihazları (ARPA radarı, ECDIS, dümen, römorkör, haberleşme teçhizatı, GPS, alarm panelleri vb.) bulunmaktadır. Bu senaryolar, liman yaklaşımı manevralarında olabilecek olası tüm durumları kapsayacak şekilde gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Bu senaryolardan elde edilen ham veriler R programlama diline aktarılarak gözden geçirilmiş ve istatksel analize uygun hale getirilmiştir. Elde edilen veri kümesi liman yaklaşma manevralarının incelenmesi ve başta risk değerlendirmesi olmak üzere daha bir çok analizin yapılabileceği benzersiz bir imkanın ortaya çıkmasını sağlamıştır. Seyir risk değerlendirmesi için bugüne kadar uygulanan teknikler incelenmiş olup doğrusal ve doğrusal olmayan çeşitli yöntemlerin olduğu tespit edilmiştir. Fakat, risk değerlendirme sürecinde en önemli adımın değişkenlerin ve etiketlerin belirlenmesi olduğu ortaya çıkmıştır. Yazındaki çalışmalar risk etiketlerini bir çok farklı yöntemle elde etmektedirler. Bu doktora tezinde, her bir gözlemin etiketleri, bulanık ve yarı denetimli öğrenme yaklaşımını içeren bir metodoloji ile belirlenmiştir. Bulanık kümeleme yöntemi sayesinde değişkenler sınıflandırılarak sözlü olarak ifade edilme imkanı yaratılmıştır. Risk etiketlerinin belirlenmesinde en temel yöntemlerden bir tanesi uzman bilgisine başvurmaktır. Bununla birlikte, bu çalışmada 1440 kural birleşimi olduğu için uzman bilgisinden tüm kuralları oluşturmak zor olabilir. Bu nedenle, uzman bilgisinin çalışmaya aktarılamsı maksadıyla oluşturulan ankette sadece yirmi kural belirlenmiştir. Hazırlanan anket 20 deneyimli kılavuz tarafından doldurulmuştur. Tüm kılavuzlar en az 10 yıllık deneyime sahip olmakla birlikte bunların on iki tanesi en az 20 yıllık deneyime sahiptir. Geriye kalan etiketsiz gözlemler ise, yarı denetimli destek vektör makineleri (S3VM) ile etiketlenmiştir. S3VM ile elde edilen etiketler simülasyona ait ham veriler ile birleştirilmiş ve rastgele orman modeli ile eğitilmiştir. Öte yandan, başka iki istatistiksel model, yapay sinir ağı ve gradyan artırma, aynı veri kümesi kullanılarak eğitilmiştir. Rastgele orman modelinin şaşıtıcı doğruluk oranına sahip olmasından dolayı veriye gürültü eklenerek tekrar yeni bir eğitim veri kümesi oluşturulmuştur. Model, gürültülü veri kümesi ile de iyi bir performans göstermiştir. Modelin sonuçları, mesafe, alan ve rüzgar değişkenlerinin liman yanaşma manevralarında seyir risk değerlendirmesi için uygun olduğunu göstermektedir. Ayrıca, hız değişkeninin kümelenmesi sonucunun ISO standardına paralel olduğu görülmüştür. Bu değişkenler seyir güvenliği hakkında faydalı ve pratik bilgiler verebilir. Metodoloji her ne kadar konu ile ilgili özelleştirilmiş değişkenler ile kurulmuş olsa da algoritmanın eğitimi ham verilerle yapılmış ve gayet iyi sonuçlar alınmıştır. Önerilen değişkenler yerine simülasyonların ham verilerinin kullanılması, modelin uygulanabilirliğini artırabilir ve gerçek hayatta operasyonel amaçlar için de kullanılabilirliğini arttırabilir. Bu durum sonuçta liman havzalarında seyir güvenliği çabalarına da katkıda bulunabilir. Gemi hız vektörlerinden birinin risk derecesi ile en yüksek ilişkiye sahip olduğu beklenen bir sonuçtur. Fakat, rüzgar hızının ikinci en yüksek ilişkiye sahip değişken olarak bulunması, seyir çarpışama riski üzerinde hidro-meteorolojik verilerin önemini vurgulaması açısından önemlidir. Her bir risk sınıfının belirlenmesindeki değişkenlerin kısmi etkilerini gösteren kısmi grafikler çıkarılmış olup değişkenlerin liman içerisinde risk üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ortaya konan seyir risk değerlendirme metodolojisinin uygulanan örnek senaryo üzerinden de değerlendirilerek liman yaklaşma manevralarında gayet başarılı bir şekilde çalıştığı görülmüştür. Sonuç olarak, Küresel anlamda deniz trafiği artmakta ve buna bağlı olarak liman manevralarının sayısı da artmaktadır. Bu nedenle, önerilen risk değerlendirme modeli sadece seyir çarpışma risk değerlendirmesi için değil liman havzalarındaki seyir trafiğinin güvenliğinin izlenmesine de katkıda bulunabilir. Ayrıca, seyir çarpışma riskinin seviyelerine göre önleyici eylemlerin belirlenmesine de parametrelerin önceliklendirmesi aracılığıyla katkıda bulunulabilir.