Sürdürülebilir afet yönetiminde depo yeri seçimi, İstanbul ili örneği

Abstract

Dünya genelinde toplumsal yaşamı, fiziksel, sosyal ve ekonomik açılardan sarsan doğa kaynaklı afetlerin başında, öngörülemeyen ve ani gelişen yapılarıyla depremler gelmektedir. Geçmişte yaşanan acı tecrübeler, afet sonrasında ihtiyaç duyulan insani yardımların bölgeye ulaştırılamaması ya da yanlış sevk edilmesi gibi ciddi koordinasyon ve yönetim krizlerini ortaya koymuştur. Bu olumsuz etkilerin en aza indirilmesi ise, ancak afet öncesi dönemde stratejik bir lojistik planlamanın yapılmasıyla mümkündür. Özellikle İstanbul ilinin karşı karşıya olduğu yüksek deprem riski göz önünde bulundurulduğunda, bu bölgeye yönelik bilimsel ve sürdürülebilir afet lojistiği hazırlıklarının yapılması, hayati bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu noktada ise olası bir İstanbul depremi kapsamında, afet lojistiği ve insani yardım dağıtım süreçlerinin belirli amaç ve kısıtlar çerçevesinde optimize edilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, stratejik düzeydeki depo yer seçimi kararları ile operasyonel düzeydeki heterojen araç rotalama kararlarını eş zamanlı olarak optimize eden, çok ürünlü ve sürdürülebilir bir Lokasyon Rotalama Problemi (LRP) matematiksel modeli geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında öncelikle, çok kriterli karar verme yöntemlerinden Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) kullanılarak afet lojistik merkezlerinin kurulabileceği en uygun lokasyonlar belirlenmiş ve matematiksel olarak ağırlıklandırılmıştır. Ardından, belirlenen bu afet lojistik merkezlerden talep noktalarına (kaymakamlık yerleşkeleri) yapılacak sevkiyatlar için LRP yaklaşımı kullanılarak toplam mesafe, araç ve depo sabit kurulum giderleri ile karbon fiyatlandırma mekanizmasına dayalı çevresel emisyon maliyetlerinin en küçüklenmesi hedeflenmiş, diğer taraftan yüksek altyapı ve erişilebilirlik kalitesine sahip depoların seçilmesini sağlayan stratejik AHS kazanımını maksimize edilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, operasyonların çevreye olan olumsuz etkilerini azaltmak adına karbon emisyonlarının asgari düzeye indirilmesi ve sürdürülebilirlik ilkelerinin afet yönetimine entegre edilmesi, çalışmanın önemli bir diğer boyutunu oluşturmaktadır. Tüm bu yönleriyle çalışma; çok kriterli karar verme, depo seçimi, araç yükleme, sürücü atama ve lokasyon rotalama problemini bütüncül bir yaklaşımla ele alarak literatüre metodolojik bir katkı sunmakta; aynı zamanda karar vericiler ve ilgili kurumlar için afet öncesi hazırlık ve afet sonrası lojistik müdahale süreçlerine yönelik bilimsel temelli bir rehber niteliği taşımaktadır. Tez kapsamında geliştirilen matematiksel model öncelikle küçük boyutlu bir örnek problem üzerinde analiz edilmiştir. Daha sonra büyük boyutlu gerçek hayat problemi (İstanbul ili örneği) önerilen değişken komşuluk araması-tabu arama melez yöntemi ile çözdürülmüş ve tüm hesaplamalı sonuçlar detaylıca raporlanmıştır.

Among the natural disasters that disrupt social life globally from physical, social, and economic perspectives, earthquakes rank first due to their unpredictable and sudden onset. Past painful experiences have revealed serious coordination and management crises, such as the inability to deliver required humanitarian aid to the affected region or the misdirection of these supplies. Minimizing these adverse impacts is possible only through strategic logistics planning conducted in the pre-disaster period. Given the high earthquake risk faced by Istanbul province in particular, preparing scientific and sustainable disaster logistics plans for this region has become a vital necessity. Within the context of a potential Istanbul earthquake, this study aims to optimize disaster logistics and humanitarian aid distribution processes under specific objectives and constraints. Accordingly, a multi-product and sustainable Location-Routing Problem (LRP) mathematical model has been developed, simultaneously optimizing strategic level warehouse location decisions and operational-level heterogeneous vehicle routing decisions. Within the scope of the study, the Analytic Hierarchy Process (AHS), one of the multi-criteria decision-making methods, was first utilized to determine and mathematically weight the most suitable locations for establishing disaster logistics centers. Subsequently, using the LRP approach for shipments from these identified logistics centers to demand points (district governorship campuses), the model aimed to minimize total distance, fixed setup costs for vehicles and warehouses, and environmental emission costs based on a carbon pricing mechanism, while maximizing strategic AHS gains that ensure the selection of warehouses with high infrastructure and accessibility quality. Furthermore, reducing carbon emissions to a minimum level to mitigate the negative environmental impacts of operations and integrating sustainability principles into disaster management constitute another significant dimension of the study. In all these aspects, the study offers a methodological contribution to the literature by addressing the problem of multi-criteria decision making, warehouse selection, vehicle loading, driver assignment, and location routing with a holistic approach; simultaneously, it serves as a scientifically grounded guide for decision-makers and relevant institutions regarding pre-disaster preparedness and post-disaster logistical response processes. The mathematical model developed within the thesis was first analyzed on a small-scale sample problem. Subsequently, a large-scale real-life problem (the Istanbul case) was solved using the proposed hybrid variable neighborhood search-tabu search algorithm, and all computational results were reported in detail.