Yapay zekâ sistemleriyle Türkiye demiryollarının enerji analizi ve sürdürülebilir ulaşım planlaması stratejileri ile ulaştırmada enerji verimliliği


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HULUSİ AYDEMİR

Danışman: MUSTAFA KÜRŞAT ÇUBUK

Özet:

Bu çalışmada; Türkiye için 1998-2018 yılları arası çeşitli verilerin durumları ve değişimleri dikkate alınarak ulaştırma türlerinde (özellikle demiryollarının) yük ve yolcu taşımacılığı için ayrı ayrı enerji analizi yapılmakta ve 2020-2038 yılları için farklı ulaştırma türlerinin desteklenmesi ile ulaştırma türlerinin dağılımlarından faydalanılarak alternatif senaryolar oluşturulmaktadır. Oluşturulan senaryoların uygulanması ile hem enerji verimliliği hem de ulaştırmada sera gazı salınımı durumunun tahmin edilerek sürdürülebilir ulaşım planlaması stratejileri geliştirilmektedir. Genel yaklaşım olarak, enerji tüketim değerleri ve toplam taşımacılık değerleri enerji analizinde temel öğeler, toplam tüketilen enerji değerleri ve sera gazı emisyonu değerleri ise sürdürülebilir ulaşım planlamasında temel öğeler olarak kabul edilmiştir. Ayrıca, demiryolları için gelecek yıllar enerji tüketim değerleri iki farklı yapay sinir ağı modeli ile tahmin edilerek, gelecekteki hem enerji tüketim tahmin değerleri hem de enerji yoğunluğunun değişimi irdelenmiştir. Bu itibarla, demiryollarının 2030 yılında YSA-1 modeli ile 9,82, PJ YSA-2 modeli ile 9,49 PJ bulunmuş; 2019’dan 2038 yılına kadar demiryollarının enerji yoğunluğunun ortalaması, 2014-2018 yılları ortalamasına göre %21,53 azalacağı sonucuna ulaşılmıştır. Türkiye ulaştırma sistemlerinde oluşturulan senaryolar sonucunda yük taşımacılığında beş ve yolcu taşımacılığında beş farklı model incelenmiştir. Bu bağlamda, en büyük kümülatif enerji verimliliği kazanım oranları; yolcu ve yük taşımacılığında senaryo 3 ile gerçekleşmiş olup yolcu taşımacılığında kazanç 2025, 2030 ve 2035 yıllarında sırasıyla %1,47, %2,04 ve %3,01; yük taşımacılığında ise söz konusu yıllarda sırasıyla %2,12, %3,95 ve %5,83 olmuştur. Ayrıca, beş farklı sera gazı senaryoları oluşturulmuş ve oluşturulan senaryolarda kümülatif en büyük kazanç senaryo 3’te 2025 ve 2030 yılları için sırası ile %1,85 ve %3,44 olmuştur. Destek vektör makinesi regresyonu (SMOreg öğrenme algoritması) ile sera gazı emisyonu 2025 yılı için 91 967, 2030 yılı için 96 396 kiloton CO2 eşdeğeri olarak tahmin edilmiştir. Ulaştırma kaynaklı ortalama birim enerji tüketimine karşılık oluşan sera gazı emisyonu; 2019’dan 2030 yılına kadar, 2013-2017 yılları ortalama durumuna göre %10,71 oranında daha az olacağı sonucuna ulaşılmıştır.