İstanbul boğazı'nda kritik dönüş manevralarının simülatör tabanlı risk analizi: Aframax tanker örneği

Abstract

İstanbul Boğazı, dünyadaki en jeopolitik ve ekonomik açıdan önemli deniz geçişlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Karadeniz'i Marmara Denizi'ne, oradan da Akdeniz'e bağlayan bu dar su yolu; petrol, doğalgaz ve ticari yük taşımacılığı açısından küresel çapta hayati bir geçiş koridorudur. Sadece 31 kilometre uzunluğunda olmasına rağmen, Boğaz'ın darlığı, asimetrik kıyı çizgisi, keskin dönüşleri, değişken derinlikleri ve son derece dinamik akıntı sistemleri, büyük tonajlı gemiler için seyri son derece zorlaştırmaktadır. Bu fiziksel zorluklara çift yönlü yoğun gemi trafiği, mevsimsel rüzgârlar ve zıt yönlerde akan katmanlı akıntı sistemleri de eklendiğinde, özellikle dönüş manevralarında kaza riski ciddi şekilde artmaktadır. Denizcilik trafik istatistiklerine göre, Boğaz'dan geçen gemi sayısı yıllar içinde azalmış olsa da geçen gemilerin ortalama boyutları ve taşıdıkları yük miktarı önemli ölçüde artmıştır. Örneğin yalnızca 2023 yılında İstanbul Boğazı'ndan geçen 39.000 geminin %24'ü tankerlerden oluşmuş ve bu gemilerin %12'sinden fazlası 200 metre uzunluğu aşmıştır. Bu istatistikler, dar, kıvrımlı ve akıntıların hâkim olduğu bir geçitte büyük tonajlı gemilerin manevrasının ne denli karmaşıklaştığını gözler önüne sermektedir. Bu tür geçişlerde yalnızca gelişmiş seyir cihazları değil, aynı zamanda ileri düzey manevra stratejileri ve risk yönetimi uygulamaları da zorunlu hale gelmektedir. Özellikle Kandilli ve Yeniköy gibi bölgelerde 45° ile 80° arasında değişen rota değişimlerinin güçlü akıntılarla birleşmesi, bu ihtiyacı daha da artırmaktadır. Bu çalışma, İstanbul Boğazı'ndaki gemi dönüş manevralarının çevresel etkenlerle nasıl şekillendiğini incelemekte ve simülasyon temelli modellemeler aracılığıyla güvenli ve verimli seyir için öneriler sunmayı amaçlamaktadır. Gerçekçi bir analiz gerçekleştirmek amacıyla, İstanbul Teknik Üniversitesi Denizcilik Fakültesi'nde bulunan tam donanımlı köprüüstü simülatörü kullanılarak senaryoya dayalı bir simülasyon yöntemi uygulanmıştır. Bu simülatör, Boğaz'ın hidrodinamik, meteorolojik ve coğrafi koşullarını yüksek hassasiyetle taklit edebilmekte ve gemi hareketlerini gerçek zamanlı olarak izlemeye olanak tanımaktadır. Test gemisi olarak ise, manevra hassasiyeti yüksek ve Boğaz'da sıkça kullanılan Aframax sınıfı bir ham petrol tankeri seçilmiştir. Çalışmada 24 farklı senaryo tanımlanmıştır. Bu senaryolar, üç farklı akıntı rejimini (kuzeyden güneye 2 knot ve 3,5 knot, güneyden kuzeye 2 knot) ve tecrübeli kılavuz kaptanlarla belirlenen dört kritik dönüş noktasını (Büyükdere, Yeniköy, Kandilli ve Kız Kulesi) içermektedir. Her bir senaryo; sapma açısı, dümen tepki süresi, yön değiştirme oranı ve hızlanma gibi parametreleri dikkate alarak gerçekçi seyir koşullarını yansıtacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca akıntı hızı, yönü ve değişkenliği gibi çevresel etmenler de senaryolara dinamik olarak entegre edilmiştir. Bu çalışmayı özgün kılan en önemli unsurlardan biri, AIS (Otomatik Tanımlama Sistemi) verilerinin entegrasyonudur. AIS verileri sayesinde geçmiş gemi rotaları, anlık konum bilgileri ve trafik yoğunluğu gibi bilgiler elde edilmiş, bu veriler hem simülasyonun doğrulanmasında hem de TAD (Trafik Ayrım Düzeni) dışında yer alan ve seyrin tehlikeli hâle geldiği "yasak bölgelerin" görselleştirilmesinde kullanılmıştır. Ayrıca tüm manevra analizleri, Senol'un bulanık çıkarım sistemine dayalı dinamik risk modeli ile değerlendirilmiştir. Bu model, hem statik (gemi konumu, rotası) hem de dinamik (dönüş hızı, kıyıya yakınlık) verileri kullanarak karaya oturma ve çarpışma riskini hesaplamaktadır. Simülasyon sonuçlarına göre, en riskli senaryo SU-7 (Kandilli dönüşü, kuzeyden güneye geçiş, 3,5 knot arkadan gelen akıntı) olarak belirlenmiştir. Kandilli dönüşü 45°'yi aşan bir rota değişimi gerektirmektedir ve bu dönüş, gemiyle aynı yönde ilerleyen güçlü bir akıntı altında gerçekleştirildiğinde, dümen etkisi azalmış, sapma açısı artmış ve gemi neredeyse tad sınırlarını ihlal etmiştir. Gemi ayrıca, modelde tanımlanan yüksek riskli bölgeye kısa süreli olarak girmiştir. Senol's modele göre bu senaryoda %63 oranında çarpışma ve %47 oranında karaya oturma riski hesaplanmıştır. Bu bulgular, tecrübeli kılavuz kaptanların sahadaki gözlemleriyle de örtüşmektedir. Buna karşılık, en güvenli senaryo SU-16 olarak belirlenmiştir (Kız Kulesi dönüşü, güneyden kuzeye geçiş, 2 knot yanal akıntı). Bu senaryoda, ılımlı bir yanal akıntının etkisine rağmen gemi minimum dümen müdahalesi ile dönüşü başarıyla tamamlamış ve rota dışına sapma gözlemlenmemiştir. Gemi TAD sınırları içinde kalmış ve model sonuçlarına göre çarpışma riski %12, karaya oturma riski ise %5'in altında kalmıştır. Bu bulgu, belirli bölgelerdeki yanal akıntıların dönüş sırasında geminin eylemsizliğini dengeleyerek manevra kararlılığını artırabileceğini göstermektedir. Bu karşılaştırmalı analizler, akıntının yönü ve şiddetinin gemi manevra kabiliyeti üzerindeki kritik etkisini ortaya koymakta ve özellikle dönüş noktalarında güvenli geçiş planlaması açısından simülasyon destekli analizlerin önemini vurgulamaktadır. Ayrıca bu çalışma, Boğaz'daki riskli bölgelerde daha etkili pilotaj uygulamaları veya VTS (Gemi Trafik Hizmetleri) desteği gerektiğini göstermektedir. Araştırma, özellikle dar ve yüksek riskli suyolları bağlamında denizcilik güvenliği ve seyir risk değerlendirmesi alanına önemli katkılar sunmaktadır. Çalışma, Senol'un bulanık mantık temelli modeli ile tam görevli bir simülasyon altyapısını entegre eden nadir çalışmalardan biridir. Ayrıca, önceki araştırmalardan farklı olarak, manevra risklerini genel değil, dönüş bazlı olarak analiz etmekte ve AIS verileriyle doğrulanan senaryolar üzerinden yüzdesel risk skorları sunmaktadır. Bu yaklaşım, sadece teorik bir katkı değil, aynı zamanda denizcilik otoriteleri, pilotaj kuruluşları ve VTS merkezleri için uygulanabilir bir operasyonel çerçeve de oluşturmaktadır. Çalışmanın bulguları, İstanbul Boğazı'ndaki seyir güvenliği açısından doğrudan pratik faydalar sunmaktadır. Akıntı kaynaklı sapmalar ve tehlikeli bölgeler önceden tanımlanarak rotalar optimize edilebilir. Simülasyon çıktıları ise kılavuz kaptan eğitim programlarına entegre edilerek gerçek koşullara dayalı senaryo eğitimi sağlanabilir. VTS otoriteleri için model, gemilere yönlendirme sağlayacak dinamik karar destek sistemi olarak kullanılabilir. Ayrıca bu bulgular, büyük tonajlı veya tehlikeli yük taşıyan gemilere yönelik akıntıya duyarlı pilotaj düzenlemeleri geliştirilmesine de katkı sağlayabilir. Sonuç olarak, bu tez İstanbul Boğazı gibi karmaşık suyollarında gemi manevralarının güvenli şekilde gerçekleştirilebilmesi için simülasyon, bulanık mantık ve AIS verilerinin entegrasyonu ile oluşturulmuş güçlü ve uygulanabilir bir yöntem sunmaktadır. Sunulan yöntem, yalnızca İstanbul Boğazı ile sınırlı kalmayıp; Malakka Boğazı, Panama Kanalı, Hürmüz Boğazı, İngiliz Kanalı ve Çanakkale Boğazı gibi benzer risk profilindeki dar su yolları için de uygulanabilir niteliktedir.