Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SERCAN AKTİ
Danışman: Hilmi Berk Çelikoğlu
Özet:
Taşıt kullanımındaki sürekli artış ile birlikte karayolu ulaşımı, diğer
ulaşım sistemleri arasında önemli bir konuma gelmiştir. Gelişen karayolu
ağının bir sonucu olarak küresel ısınma, doğal arazinin bozulması,
enerji tüketimi ve toprağın asitlenmesi gibi olumsuz çevresel etkiler
ortaya çıkmaktadır. Bunun yanında karayolu ağları; biyolojik çeşitlilik
kaybı, mevcut doğal yaşam alanlarına erişimin engellenmesi ve yaşam
alanlarının parçalanması gibi önemli sorunlara da neden olmaktadır.
Karayolu ulaşımı tüm dünyada günlük olarak milyonlarca hayatı
etkilediğinden bu sistemlerle ilgili karar verme aşamasında ihtiyaçlara
en uygun seçeneğin belirlenmesi oldukça önemli bir rol oynamaktadır.
Günümüzde taşıt üreticileri, hem farklı özelliklerde taşıt üretmeye hem
de değişen kullanıcı taleplerine göre mevcut tasarımları iyileştirmeye
çalışmaktadır. Bu amaca hizmet etmek üzere çok sayıda marka ve model
seçeneği sunulmaktadır. Bu seçenekler kendi aralarında boyut ve renk
gibi fiziksel donanım özellikleri ile performans ve yakıt tipi gibi
mekanik özellikler açısından farklılık göstermektedir. Hedeflenen
kullanım için en uygun taşıtı seçmek, çevresel kaygıları olan alıcılar
için zorlu bir görev haline gelmektedir.
Karar verme, önceden belirlenmiş bir amaca yönelik olarak çeşitli
seçenekler arasından bir veya birden fazla seçeneğin belirlenme süreci
olarak tanımlanabilmektedir. Karar verme sürecinde ise mevcut
kaynakların kullanılarak olası seçeneklerin değerlendirilmesi ile
mantıklı bir seçim yapılması hedeflenmektedir. İyi planlanmış bir karar
verme süreci, değerlendirme ölçütleri arasındaki ilişkiyi anlamayı ve
karar vericiler için en uygun yaklaşımı kullanarak nihai karar vermeyi
mümkün kılmaktadır. Sınırlı kaynakları en etkin şekilde kullanarak doğru
kararı vermek büyük önem taşımaktadır. Ülke ekonomisinde önemli bir
yere sahip olan ulaştırma yatırımları çok pahalı olduğundan ve
genellikle geri dönüştürülmeleri mümkün olmadığından, bu yatırımlar için
karar verme süreci dikkatle gerçekleştirilmelidir. Ekonomik etkenlere
ek olarak bu yatırımların çevresel yönleri de karar verme sürecine dahil
edilmelidir.
Çok Ölçütlü Karar Verme (ÇÖKV) çözümlemesi, ele alınan karar verme
problemine yönelik olarak belirlenen ölçütlerin bir arada
değerlendirilerek seçeneklere değer atanması ve bu seçeneklere ait
tercih edilme sırasının belirlenmesi sürecini ifade etmektedir. ÇÖKV
çözümlemesi ile karar vericinin amacına yönelik olarak birden fazla
seçenek arasından en uygun bir veya birden fazla seçeneğin tercih
edilmesi mümkündür. Yıllar içerisinde geliştirilen farklı modeller ile
hem nicel hem de nitel ölçütlerin karşılaştırılmasına olanak sağlayan
ÇÖKV çözümlemesi, eğitim, sağlık, işletme ve mühendislik gibi birçok
farklı sektörde karar verme sürecinde yaygın olarak tercih edilmektedir.
ÇÖKV çözümlemesinin bu kadar yaygın olarak tercih edilmesindeki en
önemli etken, kolay uygulanabilir yöntemlerden oluşan güçlü bir mantık
yapısına sahip olmasıdır.
ÇÖKV yöntemleri, birçok gerçek dünya probleminin çözümünde önemli bir
rol oynamasına rağmen bu yöntemlerden elde edilen sonuçlar her zaman
nihai sonuç olarak değerlendirilmeyebilir. Değerlendirme ölçütlerinin
ağırlıklarının hesaplanması bireysel kararlara ve uzmanların kişisel
görüşlerine bağlı olduğundan, çözümün doğruluğu özellikle nitel
ölçütlerin değerlendirilmesinde önemli ölçüde farklılık
gösterebilmektedir. Bu olumsuz durumu ortadan kaldırmak için Analitik
Hiyerarşi Süreci (Analytic Hierarchy Process-AHP) yönteminde bireysel
tercihlerin tutarlılık oranını hesaplayan ve bu oranı bir sabit ile
karşılaştıran tutarlılık çözümlemesi uygulanmaktadır. Farklı ÇÖKV
yöntemlerini kullanarak ve bu yöntemlerle elde edilen sonuçları
karşılaştırarak karar verme problemleri için daha doğru ve sağlam
çözümler elde etmek mümkündür.
Bu tez kapsamında, karmaşık bir kentsel alana hizmet veren bir okul
otobüsü filosu için çevresel açıdan sürdürülebilir bir ulaşım sisteminin
gereklilikleri göz önünde bulundurularak, en uygun taşıtın belirlenmesi
problemi analiz edilmiştir. Servis filosunun yenilenmesi probleminin
çözümünde kullanılacak değerlendirme ölçütleri, taşıt seçimi üzerine
yapılan çalışmaların incelenmesi ve taşıt kullanıcılarının görüşlerinin
alınması sonucunda farklı ana başlıklar altında belirlenmiştir.
Değerlendirme ölçütleri kapsamlarına göre: i) ekonomik; ii) performans;
iii) fiziksel; iv) çevresel; ve, v) güvenlik ölçütleri olmak üzere beş
ana başlıkta sınıflandırılmıştır. Bu beş ana başlık altında toplam yirmi
dört alt ölçüt listelenmiştir. Değerlendirme ölçütlerine ek olarak
seçilen ölçütlere göre karşılaştırılacak ve sıralanacak taşıt
seçenekleri de sunulmaktadır. Taşıt seçenekleri; içten yanmalı motorlu
taşıtlar (ICEV'ler), hibrit elektrikli taşıtlar (HEV'ler) ve elektrikli
taşıtlar (EV'ler) olmak üzere üç taşıt sınıfına ait toplam on iki farklı
tip otobüsten oluşmaktadır. Göz önünde bulundurulan sorunu çözmek üzere
Analitik Hiyerarşi Süreci (Analytic Hierarchy Process-AHP), Ideal
Çözüme Benzerliğe Göre Tercihlerin Sıralanması Teknniği (Technique for
Order Preference by Similarity to Ideal Solution-TOPSIS), Karar Verme
Deneme ve Değerlendirme Laboratuvarı (Decision Making Trial and
Evaluation Laboratory-DEMATEL) ve Oran Çözümlemesi ile Çok Amaçlı En
İyileme ve Tam Çarpımsal Durum (Multi-Objective Optimization by Ratio
Analysis plus Full Multiplicative Form-MULTIMOORA) yöntemlerinden oluşan
bütünleşik bir ÇÖKV çerçevesi önerilmektedir.
Karar verme sürecinde, önerilen modellerin tamamında ortak olan aşamalar
şu şekilde sıralanabilmektedir: i) karar verme probleminin
tanımlanması; ii) probleme ait modelin oluşturulması; iii) ölçüt
ağırlıklarının belirlenmesi amacıyla ikili karşılaştırma matrislerinin
oluşturulması; iv) seçeneklerin değerlendirme aşamasında doğrudan
kullanılabilmesi amacıyla normalizasyon işleminin gerçekleştirilmesi; v)
önerilen modeller ile çözüme ulaşılması; vi) elde edilen sonuçların
karşılaştırılması; ve, vii) nihai kararın belirlenmesi.
AHP yönteminde, uzmanlardan, değerlendirme ölçütlerini Saaty (1994)
tarafından geliştirilen 1-9 ölçeğini kullanarak karşılaştırmaları
istenmiştir. Bu yöntemde, ölçüt ağırlıkları uzmanların kişisel
görüşlerine göre hesaplanmaktadır. AHP yöntemi tutarlılık çözümlemesi
ile kullanıcılara, ölçütlere ait ikili karşılaştırmalardan tutarsız
olanların değerlendirmeden çıkarılması imkanını tanımaktadır.
Hesaplanan ölçüt ağırlıkları dikkate alınarak taşıt seçeneklerinin
tercih edilebilirlik sıralamasını belirlemek amacıyla TOPSIS yöntemi
kullanılmıştır. Bu yöntemde, nicel ölçütlerin gerçek değerleri
kullanılırken nitel ölçütler için ise farklı ölçekler kullanılmaktadır.
Örneğin; en kötü ölçütün 1 en iyi ölçütün 3 ile temsil edildiği 1-3
karşılaştırma ölçeği veya "Hayır" ve "Evet" anlamına gelen 0-1
karşılaştırma ölçeği kullanılabilmektedir.
AHP yönteminde olduğu gibi ikili karşılaştırmaya dayanan DEMATEL
yöntemi, kullanıcıların ölçüt ağırlıklarını hesaplamasına izin
vermektedir. Karşılaştırma ölçeği olarak bu yöntemde 0-4 ölçeği
kullanılmaktadır. Mevcut yöntem ayrıca, Etki-İlişki Haritası yoluyla
değerlendirme ölçütleri arasındaki ilişkinin grafiksel olarak
gösterilmesine de olanak tanımaktadır.
Oran Sistemi (The Ratio System), Referans Noktası Yaklaşımı (The
Reference Point Approach) ve Tam Çarpımsal Durum (The Full
Multiplicative Form) olmak üzere üç farklı yaklaşımdan oluşan MULTIMOORA
yöntemi, hesaplanan ölçüt ağırlıklarını kullanarak seçeneklere ait
tercih edilebilirlik sıralamasının belirlenmesi amacıyla
kullanılmaktadır.
Önerilen bütünleşik çerçeve ile seçeneklerin tercih edilebilirlik
sıralaması belirlendikten sonra duyarlılık çözümlemesi uygulanmıştır.
Duyarlılık çözümlemesi ile AHP ve DEMATEL yöntemleri kullanılarak
hesaplanan değerlendirme ölçütlerine ait ağırlık değerlerinin
değişiminin, seçeneklerin tercih edilebilirlik sıralaması üzerindeki
etkilerinin belirlenmesi hedeflenmiştir.
Tez kapsamında önerilen ve AHP-TOPSIS ve DEMATEL-MULTIMOORA yaklaşım
çiftlerinden oluşan bütünleşik karar verme çerçevesinin, dikkate alınan
karar verme probleminin amacına uygun olduğu ve belirlenen taşıt
seçeneklerinin sıralanması açısından tutarlı sonuçlar verdiği
belirlenmiştir. Önerilen bütünleşik çözüm çerçevesi ile elde edilen
çözüm tabloları, İstanbul Ulaşım Ana Planı'nda ve İstanbul için önerilen
tamamlanmış veya inşaatı devam eden orta ve uzun vadeli projelerde
belirlenen sürdürülebilirlik hedefleri ile tutarlı sonuçlar vermektedir.