Mekansal karar destek sistemi ile doğal gaz acil müdahale istasyonu yerlerinin belirlenmesi: İstanbul örneği

Abstract

Enerji, yaşam döngüsünün devamı için hayati öneme sahiptir. Canlılar için temel ihtiyaç olan enerji günlük hayattaki fonksiyonların yerine getirilmesi açısından da büyük rollere sahiptir. Hayatımızın birçok alanında farklı enerji kaynaklarından yararlanmaktayız. Temelde iki ana enerji kaynağı kullanılmaktadır. Birincisi fosil yakıtlar olarak bilinen yenilenemeyen ve sınırlı miktarda olan petrol, doğal gaz, kömür ve nükleer gibi yenilenemeyen enerji kaynakları. Diğeri ise doğal kaynaklardan elde edilen ve kendi kendini yenileyen rüzgar, güneş, jeotermal ve hidroelektrik gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Günümüzde ise kullanılan enerjinin büyük bir çoğunluğu fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıtlar arasında en düşük karbon emisyonuna sahip olan doğal gaz, hava kirliliği ile mücadelede ve sağlıklı bir çevrenin sürdürülebilir olması açısından önemli bir enerji kaynağıdır. Yüksek enerji yoğunluğu ve nispeten düşük maliyetli olan doğal gaz birçok enerji türüne göre daha çok tercih edilmektedir. Elektrik üretimi, ısıtma, sıcak su, araç yakıtı ve pişirme gibi temel ihtiyaçları karşılayabilen, konutlarda ve sanayide geniş kullanım alanı olan doğal gaz önemli avantajlar sağlamaktadır. Özellikle gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin şehirleşme ve sanayileşme süreçlerine ciddi katkılar sunan doğal gaz toplumlar için önemli bir enerji kaynağı olmuştur. Doğal gaz renksiz, kokusuz ve havadan daha hafif olan yanıcı bir gazdır. Sızıntı durumlarında ortamdaki oksijenin yerini doğal gaz alması ve yüksek konsantrasyonlarda solunması sonucunda boğulmaya ve ölümlere sebep olabilir. Son kullanım noktasında doğal gaz cihaz ve sistemlerinin hatalı kurulumu ya da ortamdaki havalandırma eksikliği nedeniyle doğal gazın tam yanmaması karbonmonoksit zehirlenmelerine yol açar. Doğal gazın yanıcı ve patlayıcı bir gaz olmasından dolayı kullanımında bazı teknik emniyetlerin alınması gereklidir. Doğal gazın çıkarılmasında, taşınmasında ve tüketiciye ulaştırılmasındaki tüm süreçlerde alınan güvenlik önlemleri ile kaza riskleri en düşük seviyede tutulabilmektedir. Güvenli doğal gaz kullanımının sürekliliğini sağlamak için gaz şirketleri ulusal ve uluslararası acil durum planlarını uygulamaktadırlar. Acil durumlarda, doğal gaz kullanıcılarına güvenli ve en az kesintili doğal gaz arzı sağlamak için hızlı ve etkin bir şekilde müdahale etmeye hazır doğal gaz acil müdahale ekiplerine ihtiyaç vardır. Bu nedenle, can ve mal güvenliğini korumak adına acil durum ihbarlarına müdahale etmek, doğal gaz acil müdahale ekipleri için en yüksek önceliğe sahiptir. Bu noktada gaz şirketleri tarafından oluşturulan doğal gaz acil müdahale istasyonları tarafından, olası acil durumlarda gerekli eylem planlarının uygulanması, son kullanıcı ve kamu kurumları ile koordinasyon ve doğal gaz hizmetinin devamlılığı sağlanır. 7/24 çalışan doğal gaz acil müdahale istasyonları gerekli teknolojik ekipmanları ve doğal gaz konusunda yetkin acil durum uzmanlarını bünyesinde bulundurmaktadırlar. Bu istasyonlar oluşabilecek krizleri kontrol altına alınmasında ve doğal gaz ihbarlarına en kısa sürede müdahale ulaşılmasında kritik bir rol oynamaktadırlar. Doğal gaz aboneleri tarafından 7/24 doğal gaz acil hatlarına ihbarlar bildirilmekte. Doğal gaz acil müdahale istasyonlarının konumuda, doğal gaz ihbarlarına zamanında müdahale edilmesi ve olası can/mal kayıpların azaltılması açısından kritik öneme sahiptir. Özellikle nüfus ve trafik yoğunluğunun yüksek olduğu büyükşehirlerde doğal gaz acil müdahale istasyonlarının doğru konumlandırılması gerekir. İstanbul ili 6.5 milyon üzerinde doğal gaz abonesine ve yılda 200.000'in üzerinde doğal gaz ihbarına sahiptir. Acil doğal gaz ihbarlarına 15 dakika içerisinde müdahale edilmesi gerekliliği ve yoğun trafik koşulları İstanbul ilindeki doğal gaz acil müdahale istasyonlarının dağılımlarını ve yer seçimlerini daha önemli bir noktaya taşımıştır. Bu tez çalışmasında, İstanbul'da doğal gaz acil ihbar çağrılarına en hızlı şekilde cevap verebilecek hizmet standartlarına ulaşmasını sağlamak amacıyla doğal gaz acil müdahale istasyon yer seçimi için bir mekansal karar destek sistemi geliştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, İstanbul'daki mevcut 32 doğal gaz acil müdahale bölgesinde yer alan 36 istasyonun dağılımı ve çalışma alanları incelenmiştir. 36 istasyonun kendi çalışma bölge sınırları içindeki 15 dakikalık kapsama alanları çıkarılmış ve konumlarının yeterliliği analiz edilmiştir. CBS'de gerçekleştirilen ağ analizi sonucunda mevcut 26 doğal gaz acil müdahale istasyonunun geniş çalışma alanı, trafik yoğunluğu veya konumları nedeniyle 15 dakika içerisinde ihbarlara müdahale etmede yetersiz kaldığı anlaşıldı. İstanbul Büyükşehir bölgesindeki doğal gaz hatlarının %70,04'ünün ve doğal gaz abonelerinin %91,03'ünün mevcut 36 istasyonun 15 dakikalık hizmet alanı içinde olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu sonuçlar neticesinde İstanbul ilinde yeni doğal gaz acil müdahale istasyonlarının açılması ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, doğal gaz acil müdahale istasyonlarının yer seçimi probleminin çözümünü kolaylaştırmak için literatürdeki acil müdahale merkezleri yer seçimi, doğal gaz güvenlik çalışmaları ve ulusal doğal gaz acil müdahale planları incelenerek yedi ana yer seçim kriteri önerilmiştir. Bu çalışma kapsamında doğal gaz acil müdahale istasyonları için ilk kez yer seçim kriterleri önerilmiştir. Doğal gaz abone yoğunluğu, doğal gaz ihbar yoğunluğu, doğal gaz hatlarına yakınlık, ana yollara yakınlık, pazarlara uzaklık, mevcut doğal gaz acil müdahale istasyonlarına uzaklık ve RMS-B istasyonlara yakınlık olmak üzere 7 kriter belirlenmiştir. Vektör veri formatında olan bu kriterler raster veri formatına dönüştürülerek mekansal analiz için uygun hale getirilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında, doğal gaz acil müdahale uzmanları eşliğinde çok kriterli karar verme yöntemlerinden biri olan bulanık analitik hiyerarşi prosesi (BAHP) kullanılarak yedi kriterin ağırlıklandırılması yapılmıştır. Ağırlıklandırma sonrası CBS'nin ağırlıklı bindirme mekansal analiz aracı kullanılarak doğal gaz acil müdahale istasyonları için ilk yer seçim analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda 12 yeni doğal gaz acil müdahale istasyonu açılması önerilmiştir. İkinci yer seçimi analizinde mülkiyeti gaz dağıtım şirketinde olmayan 22 istasyon analiz dışında tutularak tekrardan çalışma yapılmıştır. Bu analiz sonucunda da mülkiyeti gaz dağıtım şirketinde olan 14 istasyona ek olarak 31 yeni istasyon açılması önerilmiştir. Her iki yer seçim analizinde önerilen istasyon lokasyonların büyük oranda birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında, ilk yer seçim çalışmasında önerilen 12 ve mevcut 36 doğal gaz acil müdahale istasyonu için yeniden CBS'nin ağ analizi fonksiyonu kullanılarak 15 dakikalık yanıt süresi içindeki kapasam alanındaki değişikler analiz edildi. Analiz sonucunda İstanbul ilindeki doğal gaz şebekesine erişebilirlik oranı %83,86'ya, doğal gaz abonesine erişebilirlik oranı %96,27'ye yükselmiştir. Yer seçimi planlamasında doğal gaz acil müdahale istasyonların mekânsal etkinliği, mekânsal erişilebilirliği ve ilgili yer seçimi kriterleri bütüncül olarak ele alınmıştır. Bu çalışma ile ilk defa doğal gaz acil müdahale istasyonları için yer seçimi çalışması yapılmış ve literatüre önemli bir katkı sağlanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında, mevcut doğal gaz acil müdahale istasyonların yeterliliğini ve hizmet alanı kapsamını dikkate alan CBS-BAHP tabanlı bir mekânsal karar destek sistemi önerilmiştir. Elde edilen sonuçlar sonrasında kullanılan mekânsal karar destek sisteminin uygun istasyon yerlerinin seçiminde kullanılmaya değer olduğu görülmüştür.