Sürdürülebilir ulaştırma sistemlerinin matematiksel programlama ve çok kriterli karar verme ile optimizasyonu

Abstract

Dünya nüfusu hızla artmakta ve 2050 yılına kadar iki katına çıkması beklenmektedir. Ayrıca birçok insanın kırsal alanlardan şehirlere göçü de devam etmektedir. Bu eğilimin, özellikle gelişmekte olan ülkelerde, önümüzdeki yıllarda daha da hızlanması beklenmektedir. Dünya şehirleri, artan nüfus ve kentleşme nedeniyle sakinlerinin yaşam kalitesini koruma ve geliştirme noktasında birçok zorluk ile karşı karşıya kalmaktadır. Kıt kaynaklar, küresel ısınma ve beraberinde ortaya çıkan iklim değişikliği ve doğal felaketler, büyük yıkımlar ve kayıplar, insanoğlunu problemler karşısında yeni çözümler üretmeye zorlamaktadır. Sonuç itibarıyla, problemlerin çözümünde bilgi ve iletişim teknolojileri ile sürdürülebilir ve akıllı çözümler konusundaki ilgi artmaktadır. Bu kapsamda Türkiye Cumhuriyeti Devleti 11. Kalkınma Planı'nda da öncelikli alanlar belirlenmiş ve daha yaşanabilir şehirler ve yaşam kalitesinin arttırılması noktasında beş yıllık program ortaya konulmuştur. 2019-2023 yıllarını kapsayan kalkınma planında %34,8'lik pay ile en büyük kaynağın ulaştırma sistemlerinin geliştirilmesine ayrıldığı görülmüştür. Bütçe harcamaları içinde en büyük payın ulaştırma sistemlerine ayrılması bu alanın önemini gözler önüne sermektedir. Dolayısıyla ulaştırma sistemlerinin, ekonomi ve uluslararası rekabet üzerinde şimdi ve gelecekte oynayacağı temel rol düşünüldüğünde taşıdığı misyon doğrultusunda tüm etki faktörleri göz önünde bulundurularak etkili ve verimli planlanması kritik öneme sahiptir. Bu tez kapsamında da ulaşımda sürdürülebilirlik, yeşil ulaşım, karbon ayak izi, paydaş katılımı ve akıllı ulaşım kavramları üzerinde durularak gerçek uygulama örneklerine yer verilmiştir. Tez kapsamında üç ana başlıkta ulaşım planlama incelenmiştir; Araç seçimi, proje seçimi ve yer seçimi problemleri. Araç seçim problemi konusunda dört, proje seçim problemi konusunda yedi ve yer seçimi problemi konusunda bir uygulama olmak üzere toplam 12 uygulama yapılmıştır. Uygulamalarda hedef programlama, kısıt programlama ve çok kriterli karar verme yöntemleri kullanılmıştır. Bu tez çalışması ile daha sürdürülebilir şehirler oluşturmak amacıyla ulaşım planlaması alanında 3 temel konu ele alınmış ve kentsel yönetim, şehir ve ulaşım planlamacıları vb. karar vericiler için (planlama süreçlerine yardımcı olunması) yol gösterilmesi hedeflenmiştir.

The world's population is growing rapidly and is expected to double by 2050. Besides, many people continue to migrate from rural areas to cities. This trend is expected to accelerate further in the coming years, especially in developing countries. Due to the growing population and urbanization, the world's cities face many challenges in preserving and improving the life quality of its inhabitants. Limited resources, global warming, and the emerging climate change and natural disasters, major devastation and losses force humanity to come up with new solutions in the face of problems. As a result, interest in solving problems is increasing interest in information and communication technologies and sustainable and intelligent solutions. In this context, the priority areas also are identified in the 11th Development Plan of Turkey, covering the 2019-2023 period, and a five-year program was put forward to improve more livable cities and the quality of life. In the development plan covering the years 2019-2023, it has been observed that the largest resource rate is allocated to the development of transportation systems with a share of 34.8%. The allocation of the largest share in the budget expenditures to the transportation systems reveals the importance of this area. Therefore, considering the main role that transportation systems will play on the economy and international competition now and in the future, it is critical to plan effectively and efficiently, considering all the impact factors in line with its mission. Within the scope of this thesis, real application examples are given with emphasis on sustainability in transportation, green transportation, carbon footprint, stakeholder participation and smart transportation. In the thesis, transportation planning is examined under three main topics: vehicle selection, project selection and site selection problem. A total of 12 current problems are applied: four applications in the vehicle selection problem, seven applications in the project selection problem, and one application in the site selection problem. Goal programming, constraint programming and multi-criteria decision-making methods are used in these applications. Three basic issues in transportation planning are discussed to create more sustainable cities with this thesis. It is aimed to guide the decision-makers in their decisions for urban management, city and transportation planners, etc.