Demiryolu taşımacılığı için en kısa yol ve maksimum akış optimizasyonu
Shortest path maximum flow optimization for rail transportation
Yazar: BEKİR KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. EVRENCAN ÖZCAN
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Süreç optimizasyonu = Process optimization ; Uluslararası demiryolu taşımacılığı = International railroad transportation

Özet:
Son yıllarda sanayide yaşanan hızlı gelişmeler beraberinde ham madde, yarı mamul, ürün ve stokların akışını hızlandırmıştır. Ayrıca üretim girdi maliyetlerinin artması geri dönüşüm olgusunun gelişmesine öncülük etmiş böylece ürün ve atıkların akışı da hızlanarak taşıma faaliyetleri küresel boyutta hareketlilik kazanmıştır. Söz konusu bu akış beraberinde küresel lojistik sektörünün büyümesine neden olmuştur. Günden güne gelişen lojistik sektörü, hamule akışını kontrol etmekte ve ihtiyacı karşılamakta zorlanmıştır. İşte bu küresel yük taşımacılığını kontrol etmeyi ve ihtiyacı karşılamayı kolaylaştırmak için alternatif çözümler gündeme gelmiştir. Bunlardan bir tanesi de taşıma modları arasından demiryolu taşımacılığını geliştirme düşüncesidir. Bu noktada da tek kuşak-tek yol sloganı ortaya çıkmıştır. Tek kuşak tek yol projesi küresel boyutta bir proje olmakla birlikte oldukça geniş bir alana sahiptir. Proje üç ayaklı olarak Kuzey Koridoru, Orta Koridor ve Güney Koridoru olarak planlanmıştır. Modern ipek yolu projesiyle orta koridor kullanılarak Asya ve Avrupa arasında kısa, güvenli, ekonomik ve risk faktörlerinin minimize edileceği kombine taşımacılık yapılması planlanmıştır. Söz konusu bu hat kesimi için taşıma projeksiyonuna bakıldığında ilk etapta yıllık bir milyon yolcu ve altı buçuk milyon ton yük taşıma kapasitesi ile, 2034 yılı sonunda üç milyon yolcu ve on yedi milyon ton yük taşınması planlanmaktadır. 
Güney Koridoru üzerinde "Evergreen" olarak anılan, "Ever Given" adlı geminin Süveyş Kanalı'nda karaya oturması, gemi trafiğini durdurması ile dünya deniz ticaretine sadece bir haftalık süre içinde milyarlarca dolar zarar vermesi, Rusya üzerinden geçen Kuzey koridoru üzerinde yaşanan Rusya-Ukrayna savaşı gibi olumsuz gelişmelerden dolayı orta koridorlara ilişkin demiryolu şebekesinin Ahılkelek-Kapıkule hat kesimi için şebeke optimizasyonu yapılması amaçlanmıştır. 
Bu itibarla yüklerin demiryolu ile Türkiye üzerinden Asya-Avrupa geçişinde Ahılkelek-Kapıkule arasındaki demiryolu ağı şebeke olarak seçilmiş, güzergâh üzerinde önemli istasyonlar şebekenin düğümleri olarak belirlenmiştir. Bu seçimler ile 29 düğüm ve 34 daldan oluşan bir şebeke elde edilmiştir.
Bu çalışmada farklı olarak Floyd-Warshall algoritması en kısa yol hesaplaması için Python'da kodlanarak çözülmüş olup, ayrıca söz konusu demiryolu ağı üzerinde hem mevcut hat kapasitesine hem de gelecek projeksiyonuna göre maksimum akış modeli oluşturulmuştur. Seçilen en kısa yol ile maksimum akış modelleri kıyaslama yapılarak ortaya çıkan sonuçlar yorumlanmıştır.

Abstract:
In recent years, rapid developments in the industry have accelerated the flow of raw materials, semi-finished products, products and stocks. In addition, production has led to the increase in input costs and the development of the phenomenon of recycling, so that the flow of products and wastes has accelerated and transportation activities have gained mobility on a global scale. The flow of these products and wastes has led to the growth of the global logistics industry. The logistics sector, which is developing day by day, has had difficulties in controlling the flow of freight and meeting the need. And alternative solutions have come to the fore in order to control this global freight transport and make it easier to meet the need. One of these solutions is the idea of developing rail transport among transport modes. At this point, the slogan of "One Belt, One Road" emerged. The "One Belt, One Road" project, besides being a global project, also has a very wide area. The project is planned as three legs, these are the north corridor, middle corridor and south corridor. And what is planned with the modern silk road project is to make combined transportation between Asia and Europe by using the middle corridor, which will be short, safe, economical and risk factors will be minimized. Considering the transportation projection for this line separation, it is planned to carry three million passengers and seventeen million tons of load by the end of 2034, with an annual capacity of one million passengers and six and a half million tons of load.
The ship named "Ever Given", known as "Evergreen" on the south corridor, ran aground in the Suez Canal and stopped the ship traffic, causing billions of dollars of damage to the world maritime trade in just one week and it was aimed to work on the network optimization and maximum flow of the line for the Ahılkelek-Kapikule line section of the railway network related to the middle corridor.
In this respect, the railway network between Ahılkelek-Kapıkule was chosen as the network in the transit of loads via Turkey through Asia-Europe, and important stations on the route were determined as the nodes of the network. With these selections, a network consisting of 29 nodes and 34 twigs was obtained.
In this study, differently, the Floyd-Warshall algorithm was coded in Python for the shortest path calculation, and a maximum flow model was created on the railway network in question according to both the current line capacity and the future projection. And by comparing the selected shortest path and maximum flow models, the results were interpreted.