Liman topluluk sistemi, kara terminali demiryolu bağlantısı ve sahil güç besleme sistemi olanakları ile çok amaçlı bir limanın rekabetçiliğinin geliştirilmesi
Improving competitiveness level of a multipurpose port by port community system, dry port railway connection and on shore power supply system opportunities
Yazar: SELİM AKSOY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YALÇIN DURMUŞOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Denizcilik = Marine ; Ulaşım = Transportation ; İşletme = Business Administration

Özet:
Limanların bulundukları bölgelerle aralarında tarihten gelen güçlü bir bağ vardır. Bu güçlü bağ günümüz koşullarında giderek zayıflamaktadır. Liman kaynaklı pozitif etkiler daha geniş alanlara yayılırken negatif etkiler liman bölgesinde yoğunlaşmaktadır. Limanların rekabet düzeylerini artırarak bölgesel ekonomik gelişime öncülük etmelerini sağlarken oluşan negatif etkilerin ise asgari düzeye indirilmesi bu çalışmada ele alınan başlıca konudur. Birçok açıdan bölgelerinin ekonomik gelişimi limanların rekabet düzeylerinin artmasıyla ilişkilidir. Ticari maliyetlerin düşmesi, katma değer oluşumu, istihdamın artması ile bölgenin cazibe merkezi haline gelmesi kolaylaşmış olur. İki ülkede liman verimliliğinin ikiye katlanmasıyla aralarındaki ikili ticaret hacminin %32 oranında arttığı daha önceki çalışmalarla ortaya konmuştur. Kısa vadede liman performansındaki 1 tonluk artış ortalama 100$'lık katma değer oluştururken, 1 milyon tonluk artış bölgede 300 farklı iş türü için istihdam artışına sebep olmaktadır. Dahası, limanlar bağlantılı sektörlerdeki yeniliklere direk olarak etki ederler. Dünyada gemicilik alanında en çok patent başvurusu yapılan on bölgeden dokuzu bir veya daha fazla küresel limana ev sahipliği yapmaktadır. Limanların negatif etkileri ise genel olarak çevre kirliliği, araziden faydalanamama ve trafik sıkışıklığı şeklinde sıralanabilir. Bu negatif etkiler bazen azımsanamayacak derecede olabilir.
Bu çalışmada, limanların rekabetçiliklerini ve performanslarını artırmaya ve aynı zamanda çevresel zararların en aza indirilmesine yönelik öneriler getirilmiş ve sonuçları araştırılmıştır. Bu amaçla, Marmara Bölgesi'nde faaliyet gösteren çok amaçlı bir liman ele alınmıştır. Limanın rekabet ve performans düzeyini artırmak için "Port Community System (PCS)"yani liman topluluk sistemi kurulumu ile kara terminali demiryolu bağlantısının gerçekleştirilmesi önerileri getirilmiştir. Limanda gemi kaynaklı zararlı gaz salınım değerlerinin azaltılmasına yönelik olarak ise gemiler için "Organic Rankine Cycle (ORC)"yani organik Rankine çevrim metodu kullanılarak yenilenebilir ve çevreyle arkadaş enerji kullanımı önerisi getirilmiştir.
Liman topluluk sistemi ile donatılmamış geleneksel limanlarda gemi ve yük işlemleri için gerekli evrak ve bilgi alışverişi genellikle faks veya e-posta mesajları gibi kağıt içerikli çözümler üzerinden gerçekleştirilmektedir. Bir liman operasyonunda gümrük ofisleri, sahil sıhhiye, liman başkanlığı, nakliye şirketleri, gemicilik şirketleri ve benzerleri gibi sayısız ilgili taraf vardır. Her bir ilgili görev ve sorumluluklarını yerine getirebilmek için gemi temsilcisi tarafından kesin olan belirli bilgilerin kendilerine ulaştırılmasına ihtiyaç duyar. Her bir ilgili tarafından istenen belge ve verilerde gemi ve yük bilgilerinde birçok ortaklık olmaktadır. Dolayısıyla bu durum para, zaman ve iş gücü gibi birçok kaynağın önemli ölçüde tekraren kullanımına ve gereksiz harcanmasına ve hatta aralarında bir veri uyumsuzluğuna yol açabilmektedir. Liman bilgi paylaşım sistemi ile amaçlanan da, ortak bir elektronik bilgi havuzu oluşturarak her ilgilinin gerek duyduğu bilgiye ulaşmasını sağlamak ve bu şekilde kaynak israfı ve bilgi uyumsuzluklarının önüne geçmektir.
Literatürde liman topluluk sistemleri ile ilgili olarak birçok çalışma olmasına rağmen çoğu betimleyici ve nitel çalışmalardır. Bilgimiz dahilinde liman bilgi paylaşım sistemlerinin nicel etkisi gösteren bir çalışma bulunmamaktadır. Bu yüzden bu çalışmada liman bilgi paylaşım sistemini içeren ve içermeyen olmak üzere iki farklı evrak sürecini karşılaştıracak şekilde simülasyon modelinin kurulması ve limanın rekabetçilik düzeyine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Türkiye limanlarında gerçekleşen operasyonlar için var olan bilgi akış süreci incelenerek ARENA programı kullanılarak simülasyon modeli kurulmuştur. Sonrasında aynı işlemler ve süreç için ikinci bir model liman bilgi paylaşım sisteminin kullanıldığının varsayıldığı şekilde kurulmuştur. Sonuç olarak bu modellerin çıktılarının karşılaştırılmasıyla öngörülen zaman ve işlem maliyetlerindeki tasarruflar hesaplanarak liman için rekabet düzeyine olan katkıları sunulmuştur. Ayrıca bu çalışmada, limanın çevreye olan olumsuz etkisini azaltmak için de yeşil liman konsepti çerçevesinde sahil besleme sistemi olarak önerilen organik Rankine çevrim sistemi ele alınan liman bölgesi için tasarlanmış olup enerji üretim potansiyeli ilgili liman için analiz edilmiştir. Aynı zamanda çevresel anlamda azalan CO2 emisyonu miktarı tasarlanan sistem vasıtasıyla hesaplanmıştır.
Bu amaç doğrultusunda kuru ve genel yük, Ro-Ro ve Konteyner elleçlemesi yapan çok amaçlı bir limanın yük operasyonları modellenmiştir ve kullanılan gerçekçi veriler ile belli bir süre için liman operasyonları simüle edilmiştir. Kurgulanan dört senaryodan elde edilen terminallerin yıllık yük elleçleme miktarları ve pazar payları gibi sonuçlar Boston Danışma Grubu (BDG) portföy analiz metodu kullanılarak karşılaştırılmış ve liman topluluk sistemi ile kara terminali demiryolu bağlantısının liman rekabet düzeyini artırdıkları görülmüştür.
Diğer taraftan rekabet düzeyinin artmasıyla iş hacmi büyüyen limanın çevreye olan olumsuz etkisini azaltmak için de yeşil liman konsepti çerçevesinde sahil besleme sistemi olarak önerilen organik Rankine çevrim sisteminin liman bölgesi için yapılan hesaplamalarına göre gemilerin enerji ihtiyaçlarının %4 ile %8'lik bölümünü karşılayabileceği görülmüştür.

Abstract:
Recently, our world has been globalizing very fast as an indispensable result of technological innovations of today's informatics age that blazes a trail in information management. Nowadays, when industry 4.0 concept is discussed, national borders have become more indistinct day by day and this makes good and cash flow much more rapid.
As a matter of course that much worldwide industry revolutions cause some negative problems need to be kept under control, as much as they have positive results. We can metaphorically say that, our world spins around much faster after each technological innovation. In this sense, it means much faster consumption of material or nonmaterial resources. In other words, technological innovations create need of raw material and that causes fast depletion of goods and financial resources. Increase in production and consumption activities consumes natural resources and causes environmental problems.
As for that fast increase in production and consumption activities intrinsically creates an intensive demand for transportation sector. Beyond any doubt maritime sector is one of the major sectors that influenced by taken steps in order to answer this demand. It is a normal result for maritime sector to catch normal flow of time conditions, to be able to adopt perpetual and fast changing conditions. On the other hand, when it comes to maritime transportation, first of all ships and ports spring to mind. Thereby, going of ship construction technology and port logistics systems against to current conditions cannot be imagined.
Ports have strong bonds to cities that they are located. This strong bonds get weaken under recent circumstances. While positive impacts of a port spread wider area, negative impacts intensify in the location of port. To lead to regional economic development by increasing the competition levels of the ports, while minimizing the negative impacts is the main issue in this study.
In many respects, the economic development of the regions is related to the increase of the competition levels of the ports. Decrease in commercial costs, creation of added value, increases in employment makes it easier for the region to become a centre of attraction. It has been demonstrated in previous studies that the bilateral trade volume between the two countries increased by 32% due to double port efficiency. In the short term, a 1 ton increase in port performance represents an average value added of $ 100, while a 1 million ton increase leads to an increase in employment for 300 different types of jobs in the region. Nine of the ten regions in the world that have the most patent applications in the maritime area are hosting one or more global ports.
However, many more port-based benefits are spreading to other regions. Import and export operations of companies in neighbouring regions are also carried out through ports. Links to other sectors are more likely to occur outside the port area. Less than 5% of the link with the suppliers takes place in the port or port area, with the greatest proportion it occurs with the economic central region of the country, which is usually far from the port.
Negative impacts of ports can be listed in general as environmental pollution, ineffectiveness in land usage and traffic congestion. These negative effects can sometimes be too considerable. Most of these harmful effects remain at the local border. It is possible to see noise and dust pollution in the areas close to the port and air pollution, sea pollution, traffic concentration and land wastage in the nearby settlements. Thus, a problem arises that we can call port and zone incompatibility. While the benefits of the port extend to distant regions, their damage is much more limited in the local area. How can this discrepancy be eliminated?
In this study, proposals were made to increase the competitiveness and performance of the ports and at the same time to minimize the environmental damages, and the results were researched. For this purpose, a multi-purpose port operating in the Marmara Region has been dealt with. In order to increase the competitiveness and performance level of the port, it has been proposed to implement the "Port Community System (PCS)" and the dry port railway connection. In order to reduce the harmful gas emission values of ships in port, usage of renewable and environmentally friendly energy generated by "Organic Rankine Cycle (ORC)" method has been proposed.
In traditional ports, which are not equipped with port community systems, the necessary documents and information exchange for ship and cargo operations are usually made through paper-based solutions such as fax or e-mail messages. In a port operation, there are numerous interested parties such as customs offices, coastal sanitary, port presidencies, transport companies, shipping companies and the like. They need to be provided with certain information that is finalized by the ship's representative in order to fulfill their respective duties and responsibilities. There are many partnerships in ship and cargo information in documents and data required by each concerned. Therefore, this situation can lead to a significant amount of untrained use and unnecessary expenditure of many resources such as money, time and labor, and even a data inconsistency between them. With the port information sharing system, it is also aimed to establish a common electronic information pool to reach the information that everybody needs and thus to prevent resource waste and information incompatibilities.
Although there are many studies on port community systems in the literature, most of them are descriptive and qualitative studies. In our knowledge, there is no study showing the quantitative effect of port community systems. Therefore, in this study, it is aimed to examine the effect of the port community system on the port competitiveness level so as to compare two different document processes, with and without the port community system by using simulation model of both systems. For this purpose, the information flow process for existing operations in the ports of Turkey was examined and a simulation model was established using the ARENA program. Later, a second model for the same processes and processes was established assuming that the port community system was used. As a result, the outputs of these models are compared and the contributions to the competition level for the port are presented by calculating the savings in the estimated time and transaction costs. Also, in this study, the organic Rankine cycle system, which is proposed as an onshore power supply system in the framework of the green port concept, is designed for the port area to reduce the negative effect of the port on the environment. At the same time, the amount of CO2 emissions that are environmentally reduced is calculated by means of the designed system.
For this purpose, the cargo operations of a multi-purpose port handling dry and general cargo, Ro-Ro and container are modelled and the port operations are simulated for a certain period with the realistic data used. The results of the four scenarios of the terminals were compared by using the Boston Consulting Group (BDG) portfolio analysis methodology and the results showed that the port community system and the dry port railway connection increased the competitiveness level of the port.
On the other hand, it has been seen that the organic Rankine cycle system, which is proposed as a on shore power supply system in the context of the green port concept, can meet 4% to 8% of the energy needs of the ships according to the calculations made for the port area in order to decrease the adverse effect of growing business volume of the port.
This study is consists of ten chapters. In the first chapter, purpose and the scope of the study have been presented together with the related literature review.
In the second chapter, some intermodal transportation concepts have been discussed and intermodal transportation tendencies in the world and Turkey have been examined.
In the third chapter, some concepts related with ports have been presented such as, classification of ports and port performance indicators.
In the fourth chapter, port operations by means of cargo handling have been explained.
In the fifth chapter, port community system has been analysed and the benefits of the system have been searched.
In the sixth chapter, on shore power supply system based on an organic rankine cycle system has been proposed and calculations have been made.
In the seventh chapter, research methodology used in this study such as, simulation modelling and Boston Consulting Group portfolio analyses have been explained in theory.
In the eighth chapter, application of the research methodology has been told in details by presenting developed simulation models and input analyses.
In the ninth chapter, simulation results have been showed and evaluated.
In the tenth chapter, conclusion and future study proposals have been proposed.