LEE- Deniz Ulaştırma Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 41
-
ÖgeEnvironmental assessment of alternative marine fuels and installations(Graduate School, 2024-07-10)The rise in fossil fuel consumption has made global warming an inevitable outcome. Fossil fuels emit harmful air pollutants such as black carbon (BC), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O), nitrogen oxide (NOX), organic carbon (OC), particulate matter (PM), sulfur oxide (SOX) and volatile organic compounds (VOCs). The primary contributors to climate change are greenhouse gases (GHGs), including CO2, CH4, and N2O. Besides, BC, OC, and VOC emissions have an impact on global warming. Moreover, acid rain, changes in the ecosystem, health issues, and alterations in ozone are the other effects of emissions. Stricter regulations have been introduced in land, aviation, and maritime transportation to limit the impacts of emissions. This thesis particularly focuses on the ship-based emissions side. Regulations have been adopted in the maritime sector for years under The International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL), but in the last decades, constrictor rules have been introduced. One of which is the NOX Technical Code adopted on 10 October 2008 to limit the NOX emissions produced by ship engines. Additionally, on 1 January 2013, new sets of rules were announced, namely the Energy Efficiency Design Index (EEDI) and Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP), which are aimed at decreasing CO2 emissions. Moreover, on 1 July 2015, Monitoring, Reporting, and Verification (MRV) and on 1 March 2018, the Data Collection System (DCS) entered into force to mitigate CO2 pollutants. Besides, on 1 January 2020, a new sulfur limit was set for the ships sailing in the Emission Control Area (ECA) and outside ECA zones. Also, on 1 January 2023, the Energy Efficiency Existing Ship Index (EEXI) and Carbon Intensity Indicator (CII) became effective, focusing on CO2 emission. In addition, a recent update on the GHG strategy of the International Maritime Organization (IMO) was made on 7 July 2023. The revision now targets a 20% reduction in GHG emissions by 2030, intending to reach 30%, and aims for a 70% decrease by 2040, striving for 80% compared to 2008 levels. Also, by 2050, total decarbonization is targeted. Moreover, on the same date, a Life Cycle Assessment (LCA) Guideline was announced to evaluate the emissions of marine fuels from a well-to-wake (WTW) perspective. Additionally, on 1 January 2024, a new regulation entered into force named the European Emission Trading Scheme (EU ETS). EU ETS is currently focusing solely on CO2 emission, but in the upcoming years, it will also involve other GHGs. Furthermore, on 1 January 2025, the FuelEU rule will be enforced to mitigate GHG emissions, and each five-year interval GHG intensity will be reduced. In order to comply with the regulations, various means of emission abatement measures have been proposed. While some of those measures involve modifications on a ship, some are operational solutions. For instance, slow-steaming, weather routing, ballast water operation, trim-draft optimization, autopilot improvement, smart propulsion control system, planned maintenance, hull-propeller cleaning, and artificial intelligence predictive maintenance are operational ways of mitigating ship-based emissions. On the other hand, pre-swirl stator propeller, propeller cap, propeller nozzle, propeller and rudder optimization, hull optimization, exhaust gas recirculation, water and steam injection, use of alternative fuel, engine and machinery modification, air lubrication system, hybrid power systems, fuel cells, electric ship, renewable energy, waste heat recovery system, shaft generator, carbon capture system, selective catalytic reduction system and sulfur scrubber are the measures require modifications on a vessel. Despite many emission abatement means being available, alternative fuels became a promising way to meet the limits enforced by the regulations. In the literature, many studies were conducted on alternative marine fuels, yet there are limited papers regarding the whole life cycle emissions of the fuels. Hence, this thesis study considered the WTW emissions of ammonia, biodiesel, dimethyl ether (DME), Electro Fischer-Tropsch Diesel (E-FT-Diesel), Electro-Methanol (E-Methanol), Fischer-Tropsch Diesel (FT-Diesel), hydrogen, liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), marine bio-oil, methanol, pyrolysis oil, renewable diesel and straight vegetable oil (SVO). Furthermore, marine diesel oil (MDO), marine gas oil (MGO), and ultra-low sulfur fuel oil (ULSFO) are included in the study to enable a comparison chance with the currently utilized fuel choices. To investigate the WTW emissions of the fuels, the LCA method was employed. This analysis was conducted on a general cargo vessel equipped with a 2500 kW main engine and three auxiliary diesel engines, each with a power output of 220 kW. The WTW emissions were determined in two stages. At first, well-to-pump (WTP) results were obtained from the GREET Model 2023 software according to the assumptions made. In the second stage, pump-to-wake (PTW) emissions were calculated considering the voyage data received from the ship management company for the general cargo ship. Additionally, an Environmental Impact Assessment (EIA) was conducted using the OpenLCA program to evaluate the environmental impacts of the fuels. The EIA was carried out in nine different categories, which are acidification potential, climate change, freshwater ecotoxicity, marine eutrophication, terrestrial eutrophication, non-cancer human toxicity, particulate matter, photochemical oxidant formation, and photochemical ozone formation. Besides the LCA, a Life Cycle Cost Analysis (LCCA) was done to evaluate the fuels cost-wise. The LCCA involves Capital Expenditure (CapEx), life cycle fuel cost, and life cycle maintenance cost of each fuel and power installation. The LCA analysis reveals that in the acidification potential criterion, LNG is the prominent choice followed by DME. In the climate change environmental impact category, hydrogen, E-Methanol, and E-FT-Diesel are the superior options. In the freshwater ecotoxicity potential category, hydrogen is the dominant choice with a quiet margin. In marine eutrophication and terrestrial eutrophication, LNG is having a promising result, followed by DME. In the non-cancer human toxicity criterion, hydrogen once again emerges as the best fuel. Moreover, in the particulate matter impact category, LNG, LPG, and hydrogen have the lowest impact. In photochemical oxidant and ozone formation criteria, LNG prevails. The LCA results indicate that there is not a single fuel choice to mitigate the environmental impact of the fuels, but some of them have the potential to reduce overall environmental harm. LNG, DME, LPG, hydrogen, methanol, E-FT-Diesel, and E-Methanol are the most attractive options considering the LCA analysis. On the other hand, regarding the current trends of the regulations on GHG emissions, E-FT-Diesel, E-Methanol, hydrogen, and LPG have a lesser effect on climate change compared to MDO, considering the WTW results. In addition, LPG cannot meet the 2030 limits; thus, it can only benefit in the short term. Besides, hydrogen possesses the lowest impact on climate change, yet the NOX emission is an issue because of the NOX Technical Code. On the contrary, E-FT-Diesel and E-Methanol have better performance in each impact category with respect to MDO. The LCCA analysis shows the other essential point of the fuels. The primary contributor to the life cycle cost is the fuel cost, while maintenance and CapEx have similar impacts. According to the findings, MDO, ULSFO, and FT-Diesel have the lowest life cycle costs with $8.91M, $8.93M, and $9.43M, respectively. E-FT-Diesel, which is one of the prevailing fuels according to LCA, has the twelfth highest life cycle cost with $18.11M, while E-Methanol is the fifteenth with $32.81M. The difference between the E-FT-Diesel and E-Methanol is $14.70M, with a slightly lower environmental impact of E-Methanol. Therefore, E-FT-Diesel becomes the most cost-efficient fuel choice. When making a final decision, other important aspects include the ship type, age, and sailing region. For instance, for cruise and roll-on-roll-off (Ro-Ro) ships, safety gains importance, while for cargo ships, the amount of carried cargo is essential. In addition, younger vessels will have to comply with upcoming regulations and thus are required to utilize cleaner fuels, while investments in older ships need to be lower. Furthermore, vessels sailing in less developed areas may have issues related to infrastructure and scarcity of fuel. Considering those, E-FT-Diesel, E-Methanol, LNG, LPG, and methanol can provide the desired conditions for the vessels.
-
ÖgeMultimodal integration of intracity sea transport the case of İstanbul(Graduate School, 2023-08-09)Maritime transport has significant potential in cities with wide coastlines or divided by canals. This type of transportation is much better than wheeled transportation in terms of sustainable urbanism, because it produces low carbon emissions per passenger (it is environmentally friendly), has low operating costs, does not occupy space on the roads where traffic flows (hence low consumpton of land), and requires a minimum level of land in big cities where land is scarce and expensive. However, the biggest disadvantage of urban maritime transportation compared to wheeled vehicles is that it is made between two fixed points on the sea coast, and with this feature, it almost always needs other vehicles from start to the arrival location. Therefore, increasing the use of the maritime route is only possible by optimizing the "integrated multimodal transport including sea voyage" (IMTISV) routes from an integrated perspective. Currently, 54% of the world's total population live in the cities. The world population is expected to grow to 3 billion in the next 40 years, of which 75% is expected to live in cities (UN, 2015). A significant part of the increasing urbanization is concentrated in megacities, Istanbul represents 18.5% of Turkey's population and approximately 1/3 (31%) of Turkey's total economic activity. According to UN 2020 data, Istanbul is ranked 14th among the 34 global megacities which have a population exceeding 10 million. Concerns about growth and longevity are a priority at top of mind as a result of the ongoing population growth in Istanbul and other megacities brought on by immigration and new births. With the participation of private vehicles, the traffic density is constantly increasing. Tomtom traffic index, which publishes worldwide traffic data, ranked Istanbul 5th among world cities with a traffic density of 59% in 2017. The said index published an estimation in 2017, estimating 26 minutes of lost time in the morning and 36 minutes in the evening, over a normally 30 minutes journey. According to the calculation, a person traveling in heavy traffic every day would experience 243 hours of traffic-related time wasted per year. The transportation problem of megacities cannot be solved by building new infrastructure for rubber tyred vehicles (road, bridges, etc) and providing more opportunities for motorized vehicles. Focusing on public transportation investments, increasing the share of rail systems and maritime transportation, and reducing the use of private motorized vehicles by making vehicles such as bicycles and scooters widespread ,the components of the solution that are most crucial at close range stand out. With the investments made in recent years, a partial improvement is seen in the 2019 data of the tomtom index compared to 2017. Annual traffic-related time loss decreased to 225 hours in 2019, and Istanbul fell from 5 to 9th place in two years, with an average traffic density of 55%. However, while this decrease in traffic increased the share of rail systems, the share of maritime transportation did not increase. To complement the analysis of IMTISV routes, it seems to be a meaningful method to analyze the piers used in maritime transport and evaluate them in terms of accessibility and connectivity. In other terms, the larger the population reached from a pier in a reasonable time using other modes of transport, the stronger the "hinterland" of that pier. In this study, the integration level of maritime transport services in Istanbul with other modes of transport will be examined and strategies for increasing the use of maritime transport will be proposed. When it comes to redeveloping a city in a way that is both environmentally friendly and forward-looking, one of the most difficult subsystems to tackle is transportation. Many people living in big cities use more than one mode of transportation. To operate the metropolitan transportation network in an efficient and environmentally friendly way, it is necessary to use many forms of public transportation during a single journey. Much of the attention in the field of intermodality research has been given to long-distance and private transport. According to the research's findings, a significant number of people often combine several modes of transportation. Combinations of various modes of transport are essential for the effectiveness of urban transport. Driving and using public transport are two essential aspects of multimodal travel. The combination of walking, cycling, and public transport is most common in urban areas, but in more rural and distant areas, driving is the norm. For our purposes, we want to better know how people travel on the Asian and European sides of Istanbul, and one way to do this is by researching the features that cause customers to choose sea transportation over Metrobus and Marmaray. 2,343 people participated in the "Marine Transportation Satisfaction Survey". In this period, a model was created by using the "frequency of use" item (dependent variable) in the questionnaire. The success of this method was assessed using a variety of questionnaires and evaluation techniques. The study provides insight into the opinions of multimodal users about intersections, as well as the reasons why they choose to travel in intermodal modes. Urban planning must include both user expectations and the travel patterns of different forms of transportation in order to guarantee the viability of an urban transportation system. Existing improvements are being made in Istanbul's water transportation system. A conventional watercraft is inadequate in every respect from start to finish. An integrated strategy for route optimization is required to meet the need to increase the efficiency of sea routes. We predict that as marine transportation links become better, water usage will rise. A few of the datasets utilized for this study are as follows: A total of 2343 sea carriers were inspected on 8 March 2020 before the outbreak of the coronavirus pandemic (Different surveys were conducted with City Lines, Private Motors, Metrobus, and Marmaray customers to compare their preferences and reasons for using certain modes of transportation). It is based on Multivariate Statistical Analysis, Multiterm Logistic Regression, and Discriminant Analysis models. These models use both K-fold and an exclusion criterion to determine which features are valid in the regression model and which features are valid in the discriminant technique. Multivariate Statistical Analysis also relies on Multinomial Logistic Regression and Discriminatory Analysis models. In order to assess MLR characteristics, a p-value larger than 0.05 was recommended by the Hosmer-Lemeshow test criterion. After assessing the satisfaction of citizens as described, we will also use the intensity of connectivity options as a parameter to assess customer preference data. As per the illustration below, 3 sets of data will be used.
-
ÖgeGemi adamlarının işe alım süreci için ölçme değerlendirme sisteminin geliştirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-03-25)Denizcilik sektörü, insan hatasına bağlı kazaların yüksek sıklıkta meydana gelmesi nedeniyle ciddi düzeyde operasyonel ve güvenlik riskleriyle karşı karşıyadır. Bu durum, gemi adamı işe alım süreçlerinin yalnızca idari bir prosedür olarak değil, aynı zamanda güvenlik odaklı bir risk yönetimi aracı olarak ele alınmasını zorunlu kılmaktadır. Mevcut uygulamalarda, psikolojik değerlendirme araçlarının yetersizliği ve dijital teknolojilerin sınırlı düzeyde entegrasyonu, adayların bütüncül bir şekilde değerlendirilmesini engellemekte; bu da nitelikli personelin doğru biçimde seçilmesini zorlaştırmakta ve işe alım süreçlerinin standartlaşmadan uzak, kişisel yargılara dayalı ve önyargılı kararların etkisinde yürütülmesine zemin hazırlamaktadır. Ayrıca, sektör içerisindeki çeşitliliğin azalması ve belirli demografik grupların sistematik olarak dışlanması gibi yapısal sorunlar da bu sürecin doğrudan bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. İnsan hatalarının denizcilik kazalarındaki belirleyici rolü göz önüne alındığında, işe alım süreçlerinin yeniden yapılandırılması ve bu sürecin veri temelli, nesnel ve bilimsel ilkeler çerçevesinde kurgulanması kaçınılmaz hale gelmektedir. Bu bağlamda, bu çalışma denizcilik sektöründe gemi adamı seçim süreçlerine yönelik yeni bir ölçme ve değerlendirme sistemi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Çalışma yalnızca pratik düzeyde bir ihtiyaçtan değil, aynı zamanda insan kaynakları yönetimi, karar destek sistemleri ve örgütsel psikoloji literatüründe tanımlanan değerlendirme eksikliklerinden hareketle şekillendirilmiştir. Hedeflenen model, yalnızca mesleki yeterlilikleri değil, aynı zamanda adayların psikolojik özelliklerini de dikkate alarak, insan hatalarını en aza indirmeye yönelik; nesnel, şeffaf ve manipülasyona kapalı bir yapı sunmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, Minnesota Çok Yönlü Kişilik Envanteri (MMPI) ile makine öğrenimi algoritmaları bir araya getirilmiş ve sektörün mevcut işe alım stratejilerine yenilikçi, etik ve işlevsel bir alternatif sunulması hedeflenmiştir. Çalışmada, gemi adamlarının işe alım süreçlerini analiz etmek ve iyileştirme önerileri sunmak amacıyla karma bir araştırma yaklaşımı benimsenmiştir ve üç ana aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, literatür taraması yapılarak işe alım süreçlerine dair mevcut bilgi birikimi değerlendirilmiştir. İkinci aşamada, gemi adamlarına yönelik anket çalışmaları yürütülerek işe alım süreçlerindeki sorunlar ve geliştirme alanları tespit edilmiştir. Son aşamada ise, elde edilen veriler kullanılarak makine öğrenimi temelli bir model geliştirilmiş ve bu model ile işe alım süreçlerinin etkinliği değerlendirilmiştir. Bu çok aşamalı yöntem, hem mevcut sürecin eksikliklerini anlamayı hem de veri odaklı bir yaklaşım ile yenilikçi çözümler sunmayı amaçlamaktadır. Nicel ve nitel yöntemlerin bir arada kullanıldığı bu araştırma, sektörel gereksinimlere uygun bir analiz ve değerlendirme sağlamayı hedeflemiştir. Tarama Araştırmasında elde edilen bulgular, işe alım süreçlerinin operasyonel etkinlikten yoksun olduğunu ve süreçlerde şeffaflık ile bilgilendirme eksiklikleri bulunduğunu göstermiştir. Gemi adamlarının işe alım testlerine yönelik algıları genellikle olumsuz olup, çalışanlar gemideki ekip arkadaşlarının iş için yeterince donanımlı olmadığını ve psikolojik olarak bu ortama uygun olmadığını düşünüyor. Bu da işe alım süreçlerinin yalnızca bireylerin işe alınmasını değil, gemideki genel çalışma ortamını ve iş birliğini de olumsuz etkilediğini gösteriyor.Bu bağlamda, araştırma soruları büyük ölçüde cevaplanmış; işe alım süreçlerinin geliştirilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Son aşamada ise, denizcilik öğrencilerine ait verilerden yararlanarak, adayların uygunluklarını öngörmek amacıyla insan kaynakları analitiği yaklaşımında makine öğrenimi metodolojilerini kullanmaktadır. Bu yeni metodoloji, denizcilik sektöründeki geleneksel işe alım süreçlerine yenilikçi bir yaklaşım sunarak mevcut literatürde önemli bir eksikliği gidermeye yönelik bir potansiyele sahiptir. Önerilen yöntem, mevcut veri setlerini analiz ederek gelecekteki değerleri tahmin etmeyi hedefler. Çalışmada, 183 gönüllü adaydan başvuru formu ve MMPI-I Kişilik Envanteri kullanılarak toplananan veri, çeşitli makine öğrenimi algoritmalarıyla sınıflandırılmıştır. Veri seti, birkaç makine öğrenme algoritması kullanılarak sınıflandırılmış ve performans metrikleri karşılaştırılmıştır. En iyi performansa sahip beş sınıflandırma algoritması (Karar ağacı, PNN, rastgele orman, gradient boost ağaçları ve naive Bayes) değerlendirilmiş ve en iyi doğru sınıflandırma performansı GBT algoritması ile elde edilmiştir. Sonuçlar, en yüksek değerlerin Gradient Boosted Trees (%86) ve Random Forest (%80) için olduğunu ve GBT algoritmasının diğer metriklerde de daha yüksek değerlere sahip olduğunu göstermiştir. Elde edilen bulgular, makine öğrenmesi destekli veri analitiği yöntemlerinin işe alım süreçlerine başarıyla entegre edilebileceğini ve bu sayede daha isabetli aday seçimi ile önyargıların azaltılmasının mümkün olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle nepotizm, öznellik ve psikolojik uygunluk değerlendirmelerinin ihmal edilmesi gibi mevcut yapısal sorunların giderilmesine katkı sunan bu yaklaşım, işe alım kararlarının daha nesnel, tutarlı ve bilimsel temellere dayalı biçimde gerçekleştirilmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca GBT algoritması gibi makine öğrenimi tekniklerinin yüksek doğruluk oranlarıyla işe alım süreçlerini daha etkili hale getirebileceği gözlemlenmiştir. Çalışmanın teorik, pratik ve sektörel düzeyde ki katkıları aşağıdaki gibidir : Teorik Katkı: Çalışma, literatüre denizcilik sektöründe makine öğrenimi yöntemlerinin psikolojk testlerle birlikte işe alım süreçlerine uygulanabilirliğini gösteren ilk çalışmalar arasında yer almaktadır. Pratik Katkı: Denizcilik sektöründeki şirketler, bu çalışmanın önerdiği veri odaklı işe alım yaklaşımı ile daha adil ve etkili bir personel seçme süreci yürütebilir. Sektörel Katkı: Çalışma, OCIMF gibi sektörel düzenlemelere uyumlu ve desteklenen bir işe alım modelinin geliştirilmesine olanak tanıyarak, denizcilik sektöründe daha sürdürülebilir ve etkin insan kaynakları yönetimine katkıda bulunmuştur. Sonuç olarak, geliştirilen modelin yalnızca insan kaynaklı hataların azaltılmasına değil, aynı zamanda işe alım süreçlerinin güvenilirliğinin ve kurumsal verimliliğinin artırılmasına önemli ölçüde katkı sağlaması beklenmektedir. Modelin sunduğu veri temelli yaklaşım, bireysel performans öngörülerinin ötesine geçerek, gemi operasyonlarının genel güvenlik seviyesine ve operasyonel etkinliğine doğrudan katkı sunabilecek stratejik bir araç niteliği taşımaktadır. Bu yönüyle çalışma, denizcilik sektöründe sürdürülebilir, objektif ve bütüncül insan kaynakları uygulamalarının geliştirilmesine yönelik ekonomik ve yapısal katma değer üretmeyi amaçlamaktadır.
-
ÖgeKimyasal tanker gemilerinde tank yıkama operasyonlarının entegrasyonu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-11-06)Kimyasal tankerlerde gerçekleştirilen tank temizleme operasyonları, deniz ekosistemlerine, liman tesislerine ve kıyı topluluklarına yönelik ciddi çevresel ve operasyonel riskler taşımaktadır. Bu operasyonlar sırasında meydana gelebilecek sızıntı ve dökülmeler, çevre kirliliğine yol açarak insan sağlığı üzerinde olumsuz etkilere ve biyolojik çeşitliliğin zarar görmesine neden olabilir. Bu çalışma, denizcilik sektöründeki bu kritik operasyonel sürecin risklerini değerlendirmek ve güvenliği artırmaya yönelik stratejiler geliştirmek amacıyla yürütülmüştür. Bu bağlamda, Bayes Ağları (BN) ve Bow-Tie tabanlı Bulanık Bayes Ağları (BT-FBN) metodolojisi kullanılarak, tank temizleme operasyonlarındaki insan hatası, ekipman arızaları ve çevresel faktörler gibi unsurlar üzerine dinamik bir risk değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir ve bunun sonuçunda entegre sistem tasarlanarak değerledirmesi yapılmıştır. Çalışmanın temel amacı, kimyasal tanker operasyonlarındaki Bütünlük Kaybı (Loss of Containment, LoC) olaylarının meydana gelme riskini azaltmak ve bu olaylardan kaynaklanan dökülme ve çevresel zararları önlemektir. Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) ve diğer denizcilik otoriteleri tarafından yayınlanan düzenlemelere rağmen, 490 deniz kazasının %8.57'sinin tank temizleme operasyonları ile doğrudan bağlantılı olduğu belirlenmiştir. Bu veriler ışığında, operasyonların riskli doğasını daha iyi anlamak ve bu riskleri azaltmak amacıyla dinamik bir analiz yapılmıştır. Riskin zamanla nasıl değiştiğini gözlemlemek için dört aylık bir süre boyunca gerçek bir kimyasal tanker modeli kullanılarak yapılan bu analiz, özellikle insan hatası ve ekipman arızalarının operasyonel güvenlik üzerindeki etkilerini derinlemesine inceleyerek ortaya bu eksiklikleri minmize edici otamasyon sistemleri entegre bir sistem kurulmuştur. Entegre tank yıkama sisteminin mimarisi ve adımları tek tek ele alınarak sistemin kazanım ve zorluklarından bahsedilmiştir. Dinamik risk değerlendirmesinde, LoC riskinin zamanla sürekli bir artış gösterdiğini ortaya koymuştur. 2022'nin ilk çeyreğinde gerçekleştirilen tank temizleme operasyonları sırasında LoC riskinin birinci ayda %4.33, ikinci ayda %6.57, üçüncü ayda %8.74 ve dördüncü ayda %11.86'ya kadar yükseldiği tespit edilmiştir. Bu artış, operasyonlarda manuel sistemlerin kullanımının insan hatası ve ekipman arızaları kaynaklı risklerin zamanla daha belirgin hale gelmesine yol açtığını göstermektedir. Bulgular ayrıca, insan hatası ve yönetim başarısızlığı (IE4) gibi faktörlerin, LoC riskine en büyük katkıyı sağladığını ortaya koymuş, ekipman arızalarının (IE1) ise zamanla insan hatalarının etkisi altında kaldığını ve arıza oranlarının daha düşük bir ivme ile arttığını göstermiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda, insan hatasının operasyonel süreçler üzerindeki etkisinin azalmadığı, aksine zamanla arttığı görülmüştür. Özellikle "personel sorunları" ve "dış baskılar" gibi değişkenlerin, insan hatasının meydana gelme olasılığını artırdığı ve bu hataların operasyonel aksaklıklara yol açtığı saptanmıştır. Bu durum, denizcilik operasyonlarında, özellikle izole çalışma koşullarında personel psikolojisinin ve iş yükünün operasyonel güvenlik üzerindeki doğrudan etkisini gözler önüne sermektedir. Aynı şekilde, ekipman arızalarının artan çalışma saatleri ile paralel olarak arttığı ve manuel valflerin (BE11) en yüksek arıza oranına sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu tür arızaların operasyonel süreçlerde büyük aksamalara neden olabileceği ve tank temizleme işlemleri sırasında güvenliği tehdit ettiği belirtilmiştir. Bu bulgulara dayanarak, tank temizleme operasyonlarında riskleri azaltmak için çeşitli stratejiler önerilmiştir. Manuel valf operasyonları gibi kritik noktalarda iş başı eğitimlerinin artırılması ve çalışanlara düzenli uyarılar yapılması önerilmektedir. Uzaktan kumanda valflerinin (BE12) düzenli bakımının yapılması ve operasyonel süreçlerin daha güvenli bir şekilde yürütülmesi amacıyla kargo kontrol odasında yapılan yanlış valf açma/kapama hatalarının önlenmesi gerekmektedir. Ayrıca, ekipman yıpranmaları ve deformasyonlarına karşı düzenli bakım prosedürlerinin uygulanması, operasyonların kesintisiz ve güvenli bir şekilde devam etmesini sağlayacaktır. Bu çalışmada geliştirilen dinamik risk analizi, yalnızca tank temizleme operasyonlarındaki riskleri anlamakla kalmayıp, bu risklerin zamanla nasıl değiştiğini de gözler önüne sermektedir. Bayes Ağları ve BT-FBN metodolojisi, dinamik değişkenlikleri dikkate alarak risklerin daha doğru bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanımış ve sızıntı risklerinin azaltılması için hedeflenmiş stratejilerin geliştirilmesine katkıda bulunmuştur. LoC olaylarına karşı önlem almanın, çevresel zararları azaltma ve operasyonel süreçleri optimize etme açısından büyük öneme sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Dinamik risk değerlendirmesi sonucunda tank temizleme operasyonlarında entegre otomasyon sistemlerinin uygulanmasının, insan hatası ve ekipman arızalarından kaynaklanan riskleri büyük ölçüde azaltabileceği gösterilmiştir. ETYOS sisteminin konspeti oluşturularak sistem süreçlerine değinilmiştir. Otomasyon sistemleri, operasyonel süreçleri izleyip kontrol ederek, insan müdahalesini minimuma indirmekte ve bu sayede hataların önüne geçmektedir. Gerçek zamanlı veri toplama ve analiz yetenekleri sayesinde operasyonların daha güvenli ve verimli bir şekilde yürütülmesi sağlanmakta, çevresel riskler en aza indirilmektedir. Gelecekte yapılacak çalışmalar, yapay zekâ ve otomasyon teknolojilerinin entegrasyonu ile bu tür operasyonlardan kaynaklanan kazaların daha da azaltılabileceğini göstermektedir. Bu çalışma, denizcilik sektöründe çevresel ve operasyonel güvenliği artırmaya yönelik önemli katkılar sunmakta ve bu alanda ilerlemeye olanak sağlamaktadır.
-
ÖgeDenizcilikte kompleks sistem kaza analizi için yeni bir model önerisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-08-01)Kazaların neden oluştuğunu anlayabilmek, ileride oluşacak kazaları engellemek adına son derece önemlidir. Kaza nedenselliğinin sonuçları mal, çevre ve insan yaşamı için son derece yıkıcı etkilere sebep olabileceğinden, birçok alan için her zaman kritik ve sıklıkla çalışılan bir konudur. Bu bağlamda, kazaların analiz edilerek güvenlik kavramının iyileştirilmesi, birçok sistemin temel hedefi haline gelmiştir. Kazaların neden oluştuğunu anlamak ve kazanın ardında gizlenen tüm faktörleri ortaya çıkartmak amacıyla tarih boyunca çeşitli kaza analiz yöntemleri önerilmiş ve kullanılmıştır. Bu yöntemler, genellikle içinde bulunduğu ortamı yansıttığından, bazıları salgın hastalık durumundan, bazıları ise dönemin teknolojik şartlarından etkilenmiştir. Fakat genel olarak kaza analiz yöntemleri oluşan kazaların, birbiri ardına tetiklenen olaylar sonucu meydana geldiğini kabul eden, doğrusal bir akış içerisinde kazayı inceleyen mekanizmalara sahiptir. Son yıllarda hızla gelişen teknoloji sayesinde gelişmiş ekipman, yazılım ve sistemler endüstride kullanılmaya başlanmıştır. Daha önceki yıllarda sadece mekanik temellere dayanan endüstri insan, makine ve yazılım unsurlarını beraber barındıran dinamik ve karmaşık süreçlere sahip yapılara evirilmiştir. Artık, pek çok sistem, yazılım ve insan tarafından kontrol edilen makineler ve bunların birbiri ile etkileşimini içermektedir. Tarih boyunca, diğer mekanik sistemlerde olduğu gibi, günümüz karmaşık sosyo-teknik ortamlarında da kazalar yaşanmakta ve bu kazalar analiz edilmektedir. Kompleks yapıdaki tesislerin mühendislik sistemleri, dinamik ve karmaşık bir yapı içerisinde hareket eden bileşenlere sahiptir. Bu sosyo-teknik sistemin kaza analizi, süreç güvenliği ve risk mühendisliği açısından diğer sistemlerden daha büyük bir öneme sahiptir. Ancak günümüz kompleks sistemlerinde, ortaya konduğu dönemin mekanik endüstri anlayışını yansıtan ve olayların zincirleme reaksiyonlar sonucu geliştiği fikriyle çalışan kaza analiz yöntemleri başarılı olamadığı görülmüştür. Uzun yıllar önce ortaya konmuş bu yöntemler, insan, makine ve yazılım etkileşimlerinin tümünü yakalamada başarısız olabilmektedir. Ayrıca anlık olarak değişen dinamik sistemlerde, sıralı olarak analiz yapan bu yöntemlerin etkili olması beklenmemektedir. Bu yöntemlerin ortaya konduğu tarihteki mekanik sistemler ile günümüz kompleks sistemleri kıyaslandığında, çok büyük farklar olduğu açıktır. Bu nedenle, bugünün karmaşık sistemlerini analiz edebilen, yeni nesil kaza analiz tekniklerinin önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu ihtiyaç ışığında, araştırmacılar tarafından sistem teorisine dayalı yeni kaza analiz yöntemleri tanıtılmaya ve kullanılmaya başlanmıştır. Sistem teorisi tabanlı AcciMap, Sistemler-Teorik Kaza Modeli ve Süreçleri (STAMP) ve Fonksiyonel Rezonans Kaza Modeli (FRAM) en tutarlı yapıdaki ve sık çalışılan sistematik yaklaşımlardır. Bu analiz yöntemlerinden biri olan STAMP, Leveson tarafından karmaşık sistemlerde analiz yapmak üzere, geleneksel kaza analizinin sınırlamalarına cevap verebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu yöntem, güçlü algılama kabiliyeti sayesinde, dinamik ve karmaşık bir yapının her türlü bileşen hatasını ve bunların etkileşimlerini tespit edebilmektedir. Diğer sistem teorisine dayalı yöntemlerle karşılaştırıldığında ise, STAMP'ın kazanın temel nedenlerinin belirlenmesinde daha kapsamlı olduğu, bazı çalışmalarla ortaya konmuştur. Ek olarak, bu yöntemin, karmaşık sistemlerde daha etkin bir kapasiteye sahip olduğu ve Accimap gibi diğer tekniklerden daha güvenilir analiz sonuçları üretebildiği de çeşitli çalışmalarla vurgulanmıştır. Fakat bu teknik sistem teorisine dayanmasına ve dinamik analitik yeteneklere sahip olmasına rağmen, hala geliştirmeye açık zayıf noktaları vardır. Dezavantajlardan biri, STAMP'ın sayısal bir analiz olmayıp nitel olarak analiz yapmasıdır. Literatürdeki çalışmalara bakıldığında araştırmacıların bu yöntemi çeşitli alanlarda, nitel olarak kullandıkları görülmektedir. Analiz sonucu tespit edilen eksiklikler, bir sıralama olmaksızın okuyucuya sunulmakta, faktörlerin eşit öneme sahip olduğu kabul edilmektedir. Bu sebeple, analiz sonrası bir öncelik sırası paylaşılamamaktadır. Buna ek olarak, yöntemin bilimsel çalışmalarda çok farklı şekillerde uygulanması, net uygulama adımları bulunmadığını göstermektedir. Daha özel bir bakış açısıyla, güverte ve makine bölümleri ile gemiler yukarıda bahsedilen karmaşık mühendislik yapıları arasında yer almaktadır. Ticari bir geminin makine dairesi, farklı süreçlere sahip çeşitli sistemler ve alt sistemler içermektedir. Örneğin, basınçlı hava, yağlama, soğutma suyu, ön ısıtma, egzoz, yakıt, sevk sistemi, yağ buharı algılama, makine koruma güvenlik sistemleri ile ana makine, geminin makine dairesi bileşenlerinden yalnızca bir tanesidir. Sadece geminin ana makinesinde bile, bu kadar çok bileşen varken, gemide bulunan jeneratörler, kazanlar, kompresörler, pompalar, dümen sistemi, acil durum jeneratör ve pompa sistemleri, gibi unsurlar düşünüldüğünde gemilerin son derece karmaşık yapılar olduğu görülmektedir. Makine kısmına ek olarak, geminin güverte kısmı da benzer şekilde çeşitli sistemlerle donatılmış durumdadır. Tüm bunlara insan faktörü ve gelişen teknoloji ile artan insan-makine etkileşimleri de eklendiğinde gemilerin yüksek karmaşıklıktaki durumu daha iyi ifade edilmiş olmaktadır. Karmaşık sistemleri analiz edebilen, yeni nesil kaza analiz yöntemleri, günümüzde çok farklı alanlarda kullanılmaya başlanmıştır. Sağlık, havacılık, demiryolu, petrol üretim, mühendislik süreçleri gibi sektörler bunlardan bazılarıdır. Denizcilik, tamamen karmaşık sistemler içermesine ve sistem teorisi temelli kaza analizleri son derece kapsamlı olmasına rağmen, bu yeni nesil yaklaşımlar denizcilik alanında henüz yeterince kullanılmamıştır. Denizcilik sektöründe, STAMP gibi yeni nesil kaza analiz yöntemlerini kullanan çok az çalışma bulunmaktadır. Yüksek karmaşıklığa sahip yapılar olan gemilerde yürütülecek olan kaza analizlerinin bu karmaşık yapıya cevap verebilen kapsamlı ve yeni nesil teknikler kullanılması gerekliliği açıktır. Bu sebeple, bu tez çalışmasında, yenilikçi kaza analiz yöntemleri ile denizcilikte kompleks sistem kaza analizi için yeni bir model önerisi sunularak bu ihtiyacın karşılanması amaçlanmaktadır. Çalışmada, kazalara katkıda bulunan faktörlerin araştırılması için, yeni bir analiz aracı önermektedir. Bu yaklaşım, karmaşık sistem kaza analizi dâhilinde, alternatif bir çözüm oluşturmak için, STAMP ve kural tabanlı bulanık FMEA yöntemlerini birleştirmektedir. Bu iki yönteme ek olarak, bazı yenilikçi adımlar da çalışmaya dâhil edilmiştir. Tez uygulaması kapsamında, önerilen modelin etkinliğini göstermek adına, iki adet yaşanmış gemi kazası incelenmiştir. İncelenen kazaların, makine kaynaklı olması ve insan, yazılım, donanım etkileşimlerini içeren son derece karmaşık bir yapıya sahip olması gözetilmiştir. Ayrıca, son dönemde artan teknolojik gelişmelerle hızlanan makine-insan etkileşimlerini daha iyi gösterebilmek adına, her iki kaza son yıllarda gerçekleşen, güncel vakalardan seçilmiştir. Her iki vakaya önerilen modelin adımları, sırasıyla uygulanmış, elde edilen faktörler, FRPN puanlarıyla beraber final raporu altında paylaşılmıştır. İlk uygulama olan M/V Vitaspirit kazası kapsamında, kazaya sebep olan faktörler tespit edilmiş, kodlanmış, daha sonra bulanık mantık ortamında uzman görüşü ile ağırlıklandırılarak, final raporu elde edilmiştir. Final raporu ışığında, bu kazanın, %71 insan faktörü, %12 donanım ve yazılım faktörü ve %17 dış faktör nedeniyle ortaya çıktığı ortaya konmuştur. Önerilen yaklaşıma göre, ikinci uygulaması vakası olan M/V Guroni olayında ise, kazanın %79 insan faktörü, %14 donanım ve yazılım faktörü ve %7 dış faktör nedeniyle oluştuğu tespit edilmiştir.