Coğrafi bilgi sistemi yardımıyla karayolu üstyapı bakım yönetim modeli geliştirilmesi
Development of highway pavement maintenance management model using geographic information system
Yazar: SERDAL TERZİ
Danışman: PROF.DR. MUSTAFA KARAŞAHİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ivÖZETOtomotiv teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak, ortaya çıkan karayoluihtiyacını karşılamak amacıyla inşa edilen üstyapıların artması, daha fazla kaynağınüstyapı bakım ve rehabilitasyon işlerine aktarılmasını zorunlu kılmıştır. Üstyapıyönetimi kavramı, mevcut kaynakların en iyi şekilde kullanımını sağlamak amacıylailk olarak 1960'lı yıllarda ortaya atılmıştır.Proje düzeyindeki değerlendirmeler önceleri yeterli görülmesine karşın, gelecekyıllarda oluşacak kaynak ihtiyacının belirlenmesi ve detaylı planlamalarınyapılabilmesi amacıyla ağ düzeyinde değerlendirmelere gereksinim duyulmuştur. Buamaçla performans tahmin yöntemleri geliştirilmiştir. Performans tahmininden sonra,üstyapı yönetim sistemi (ÜYS) oluşturulabilmesi için gereken en önemli bileşen,üstyapı bakım ve rehabilitasyon işlemlerinden hangisinin, ne zaman ve hangi üstyapıkesimine uygulanacağının belirlenmesidir.Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler ve masaüstü bilgisayar sistemlerininyaygınlaşması, coğrafi bilgi sistemleri (CBS) teknolojisinde de önemli gelişmelerolmasında etkin rol oynamıştır. CBS' nin kullandığı metodoloji; görüntülemek,çözümlemek ve çeşitli kontrol noktalarından anında alınan veriyi grafik diliylesunmaktır. CBS ile, karayolu ağı bilgisayar ekranında görüntülenebilmekte,çözümleyebilmekte ve sonuçlar raporlanabilmektedir.Yapılan çalışmada bulanık mantık yöntemi ile performans modelleri geliştirilmiştir.Bu modeller, hem üstyapıda oluşabilecek tüm bozulmaları, hem de bu bozulmalaraneden olabilecek tüm etkenleri, gerek asfalt betonu kaplamalı üstyapılar gerekse sathikaplamalı üstyapılar için dikkate almaktadır. Geliştirilen bu modeller için VisualBasic programlama dilinde bir program yazılmıştır. Geliştirilen bu program ile, hemincelenen üstyapının mevcut performansı tahmin edilebilirken, aynı zamandagelecekte beklenen trafiğe göre performans tahmini de yapılabilmektedir. Böyleceprogram, hem ağ hem de proje düzeyi performans tahmininde kullanılabilmektedir.Fayda/maliyet oranının belirlenmesinde, kaynaklardan alınan maliyet ve faydadeğerleri kullanılmıştır. Genetik algoritma yöntemi kullanılarak Visual Basicprogramlama dilinde bir bilgisayar programı yazılmıştır. Geliştirilen modelinuygulanması ile, veri tabanından alınan bilgiler kullanılarak 5 yıllık bakım verehabilitasyon programlaması, verilen bütçe sınırı içinde yapılabilmektedir.Bu çalışmada geliştirilen modellerin bir Üstyapı Yönetim Sistemine uyarlanması vebu modellerin çalışabilirliğini göstermek amacıyla bir CBS yazılımı yazılarakgeliştirilen modeller bu platformda birleştirilmiştir. Bu amaçla, örnek bir ÜYSoluşturulmuştur. Ağ düzeyinde yapılan bu örnek ile modellerin uygulamasınınyanında tüm sistemin denenmesi mümkün olmuştur. Geliştirilen yazılım, ÜstyapıYönetim Sistemi için gerekli olan, verilerin sisteme ak tarılmasına, çözümlenmesineve sonuçların gösterimi için çeşitli senaryoların uygulanmasına olanaksağlamaktadır.Yapılan örnek çalışmada, bu amaçların tamamına ulaşılmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Üstyapı yönetim sistemi, bulanık mantık, genetikalgoritma, coğrafi bilgi sistemleri.

Abstract:
vABSTRACTIn order to meet the highway requirements the transfer of more sources to pavementmaintenance and rehabilitation has been made necessary by the increase of pavementconstruction with paralleling the development of automotive technology. Thepavement management concept was first conceived in the mid-1960?s to organizeand coordinate the activities involved in achieving the best value possible for theavailable funds.Despite the assessments at the project level were sufficient at first, network levelestimations were necessary for planning and determining of available funds at future.In this concept, pavement performance prediction models were developed. After theperformance prediction, in order to constitute pavement management system (PMS)it is the most important component to determine which and when pavementmaintenance and rehabilitation, and technique will be used.The developments of computer technology and the widespread of desktop computersystems play an efficient role in important development of geographic informationsystems (GIS) technology. The methodology used by GIS is to show, analyze, andgive graphically the data obtained from various control points. Highway network isvisualized at the computer screen, the data base is analyzed, and the results arereported.In this study, performance models using fuzzy logic approach are developed. Thesemodels consider both distresses which can occur in the pavement and all factorswhich can cause the distresses for both asphalt concrete and surface treatmentpavements. Software in Visual Basic programming language was written for thedeveloped models. Using this software, both present condition of pavement isexamined and future performance prediction due to expected traffic value can bepredicted. So, the software can be used for both network level and project level.Cost and benefit values taken from the literature were used in determining the cost-benefit ratio. Using genetic algorithm approach, a computer program in Visual Basicprogramming language was written. Using the model developed, five-years-maintenance and rehabilitation program can be planned for a given databaseconsidering budget restraints.In the study, the developed models were merged by writing GIS software in order toshow the effectiveness of models and adopt the models into a GIS. For this purpose acase study of GIS was exposed. The control of overall system can be applied inaddition to application of the model for network level. The developed softwarepermit the data transfer to database, analyzes and different scenario applications forshowing results for GIS. All purposes were reached in the case study.KEY WORDS: Pavement management systems, fuzzy logic, genetic algorithm,geographic information systems.