A fuzzy cognitive mapping approach for carbon emission factors prioritization during COVID-19 period
COVID-19 döneminde karbon emisyon faktörlerinin önceliklendirilmesi için bir bulanık bilişsel haritalama yaklaşımı
- Tez No: 676529
- Danışmanlar: PROF. DR. FERHAN ÇEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İşletme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Özellikle yirminci yüzyılın son çeyreğinde çevre sorunları küresel boyutlara ulaştı. Çevre sorunlarının küreselleşmesinin en önemli göstergeleri, ozon tabakasının incelmesi ve sera etkisi sonucu küresel ısınmadır. Küresel ısınma, dünyamızı ve dolayısıyla insanlığın geleceğini tehdit eden en önemli sorunlardan biri haline geldi. Bunun nedeni, küresel ısınmanın bir sonucu olarak buzulların erimesi, denizlerin genel seviyesinin yükselmesi ve sonuç olarak verimli tarım alanları ve kıyı kentlerinin sular altında kalması riskidir. Öte yandan sera etkisinin neden olduğu küresel ısınma, küresel iklim değişikliklerine neden olmakta ve dünyanın iklimi, atmosferi ve toprak yapısı onarılamaz şekilde olumsuz yönde değişmektedir. Dünyayı çevreleyen atmosferde bulunan CO2, CH4, N2O, CFC, O3, CO gibi gazlar sera etkisi yaparak yeryüzünün mevcut sıcaklığında kalmasına neden olur. Sera gazlarının giderek artması, tüm canlıların yaşamını tehdit eden küresel ısınma adı verilen bir olaylar zincirinin oluşmasına neden olur. Özellikle fosil yakıtların aşırı kullanımı, hızlı nüfus artışı ve yaşam standardının yükseltilmesi gibi insan faaliyetleri küresel ısınmanın etkilerini artıran olaylardır. Küresel ısınma sonucunda görülen doğal afetler, bitki ve hayvanların, özellikle insan yaşamının yaşam koşullarını zorlaştırmaktadır. Küresel ısınmanın iki ana nedeni, ozon tabakasının incelmesi ve atmosfere salınan karbon emisyonudur. Bu çalışmada karbon emisyonları ve onu etkileyen faktörlere odaklanılmıştır. Kömür, doğalgaz ve petrol gibi karbon içeren fosil yakıtların atmosfere yakılması sonucu açığa çıkan karbondioksit gazının emisyonu karbon emisyonu olarak adlandırılır. Karbon emisyonu, kentselleşme, yeşil alan yönetimi, çevresel atıklar, fosil yakıtların kullanımı, yenilenebilir enerji kullanımı, popülasyon gibi birçok faktör ile doğrudan bağlantılıdır. İnsan hayatına, ekosisteme ve çevreye olan etkilerinden dolayı ülkeler bu konu ile ilgili olarak çözüm arama yoluna gitmişlerdir. Bazı ülkeler küresel ısınmayı önlemek için Kyoto Protokolü'nü imzaladı ve bu protokolle emisyon seviyelerini azaltacaklarını taahhüt ettiler. Ekonomik büyüme, sorunun kaynağı olmaktan çok çözüm olabilir. Bu, ekonominin büyümesiyle birlikte çevre kalitesine olan talebin artması olarak yorumlanabilir. Çevresel sürdürülebilirlik odaklanılması gereken yararlı bir konu olarak ele alınabilir. Birleşmiş Milletler Dünya Çevre ve Kalkınma Komisyonu'na göre çevresel sürdürülebilirlik, insanların gelecekte şu anki jenerasyonlara benzer veya mümkünse daha iyi bir yaşam sürmek için ihtiyaç duydukları çevresel sermayeye sahip olmalarını garanti edecek şekilde davranmak anlamına gelir. Hepimizin daha sürdürülebilir bir şekilde yaşayabilmesi için çeşitli yolları vardır. Örneğin; sürdürülebilir topluluklar tarafından yaşam ortamlarının yeniden yapılandırılması, yeşil inşaat ve organik tarım veya iş alışkanlıkları gibi ekonomik endüstrilerin yeniden değerlendirilmesi, ortaya çıkan teknolojinin iyileştirilmesi (yenilenebilir enerji, yeşil teknolojiler, vb.). Bu çalışmada, karbon emisyonuna etki eden faktörler detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bununla birlikte karbon emisyonuna direkt olarak etki eden faktörlerin birbirlerine olan etkilerinin de dikkate alınmasıyla hem doğrudan hem de dolaylı etkiler incelenmiştir. Bu inceleme sırasında Bulanık Bilişsel Haritalar yöntemi kullanılmıştır. Bulanık Bilişsel Haritalama, bir bireyin belirli bir konu hakkındaki algısını şematik bir biçimde elde etmeyi amaçlayan profesyonel bilgi oluşturmak için niteliksel veya daha ziyade yarı niceliksel ve dinamik bir tekniktir. Bu yöntemin en büyük avantajı, insanların düşünme ve muhakeme şekline yakın bir çalışma prensibine sahip olmasıdır. Bu yöntem, karar vericilerin sisteme bütüncül bir şekilde yaklaşmasına ve eylemlerin uzun vadede hangi sonuçları alacağını tahmin etmesine olanak tanır. Klasik Bilişsel Haritalamadan temel farkı, karmaşık bir sistemin değişkenleri arasındaki nedensel ilişkiler aracılığıyla sistemin davranışını dinamik olarak modelleyebilmesidir. Sistemin matematiksel denklemler yerine grafiksel olarak tanımlanmasının sebebi, sistemi tanımlarken günlük konuşma dilinin kullanılmasıdır. Bu özellikler, diğer uzmanların yöntemi daha kolay ve doğru anlamasına olanak sağlamakta ve yöntemin farklı alanlarda uygulanabilme yeteneğini artırmaktadır. Karbon emisyonuna etki eden faktörler uzman görüşlerine başvurularak belirlenmiş olup literatür araştırması ile desteklenmiştir. Bulanık Bilişsel Haritalar yöntemi sayesinde belirlenen bu faktörlerin zaman içerisinde hangisinin sivrileceğini gözlemleme fırsatı bularak hangi faktörler üzerine yoğunlaşılması gerektiği amaçlanmıştır. 14 adet faktör belirlenerek toplam 52 bağlantı içeren model oluşturulmuştur. Bu bileşenler arasında nedensel bir ilişki olup olmadığı uzmanlar tarafından belirlenmiştir. Nedensel bir ilişki olduğunu düşündükleri durumlarda, dil değişkenleriyle ilişkinin gücünü sıralamaları beklenmiştir. Bu dilsel değişkenler bulanık sayılara dönüştürülmüştür. 16 uzman tarafından yapılan değerlendirmeler incelenmiş ve uzmanların çoğunluğunun nedensellik ilişkisi içinde olduğunu belirttikleri kavramlar modele dahil edilmiştir. İlişkilerin gücünü belirlemek için uzman değerlendirmelerinin aritmetik ortalaması alınmıştır. Bulanık Bilişsel Harita modeli,“Mental Modeler”adlı bir yazılımda toplanan verilerle oluşturulmuştur. Simülasyon sonucunda çevre atığının en büyük merkeziyet değerine sahip olduğu ve onu kentleşmenin takip ettiği görülebilmektedir. Çevresel atıklar ve kentselleşme yüksek değişken değerlerine sahiptirler. Dolayısıyla bu kavramlar bu konuda daha da önem kazanmaktadır. Bitişiklik matrisine dayanarak, birkaç faktörün veya kavramın doğrudan birbiriyle bağlantılı olduğu söylenebilir. Çevresel atığın merkezlilik değeri hem başlangıç durumunda hem de kararlı duruma geldiğinde yüksek derecede önem arz ettiğinden, bu konuda ileride yapılacak çalışmaların karbon emisyonları üzerinde önemli bir etkisi olacağı söylenebilir. Bunun yanı sıra yüksek değerde kararlı duruma ulaşan diğer faktörler ile ilgili de aksiyonlar alınabilir. Örneğin, evde kullanılan elektrik ve yakıt miktarını azaltmak, atmosfere salınan karbon miktarını olumlu yönde etkileyebilir. Ayrıca bu çalışmada, 2020 yılının başından itibaren dünyanın yüzleşmekte olduğu COVID-19 salgınının insan hayatında yarattığı etkilerin karbon emisyonuna olan sonuçları incelenmiş olup Bulanık Bilişsel Haritalar yönteminden elde edilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır. COVID-19, insanlık tarihinde bir süredir görülmemiş bir salgındır. Salgın dünya çapında yüz binlerce insanın hayatına mal oldu, insan faaliyetlerinde yaygın düşüşlere neden oldu ve çeşitli ulusal ekonomiler üzerinde önemli bir etkiye sahip oldu. Halk sağlığını korumak için uygulanan sokağa çıkma kısıtlamalarının bir sonucu olarak, belirli ülkelerde endüstriyel üretkenlik ve enerji kullanımı sadece birkaç hafta içinde %30'a kadar düştü. Fosil yakıtlardan ve çimentodan CO2 üretimi, insan faaliyetleri ile yakından ilgilidir. Küçük bir enerji santrali örneğine ve hava kirleticilerinin kısmi uydu ölçümlerine dayanan ilk kirlilik tahminleri, İkinci Dünya Savaşı'nın sona ermesinden bu yana emisyonlarda en büyük düşüşü görebileceğimizi göstermektedir. Bununla birlikte, salgının tüm birincil endüstriler için enerji kullanımı ve CO2 kirliliği üzerindeki etkilerine ilişkin nicel tahminler eksik olmasına rağmen Koronavirüs salgınının etkilerinin olabildiğince gerçek bir ölçümünü sağlamak için, elektrikle ilgili yüksek frekanslı ve güncel emisyon istatistiklerinin yanı sıra endüstri emisyon tahminleri ve özellikle emisyonlarla bağlantılı insan davranışının çevrimiçi veri akışlarının toplandığı ve değerlendirildiği bir çalışma dikkate alınmıştır. Bu verilerle yapılan kıyaslama sonucunda COVID-19 salgını ile ilgili olarak sokağa çıkma yasaklarının karbon salınımını pozitif yönde büyük ölçüde etkilediği görülmüştür. COVID-19 salgını nedeniyle birçok ülke 2020 yılının Nisan ayı başından itibaren sokağa çıkma kısıtlaması uygulamak zorunda kaldı. Kısıtlamaların uygulandığı 69 ülkede yapılan bir çalışmada, karbon emisyon oranları incelendi. 2019 ile karşılaştırıldığında, karbon emisyonlarının günlük yüzde 17 azaldığı görülmüştür. Çin, Amerika ve Hindistan gibi yüksek karbon emisyon oranına sahip ülkelerin yüksek düzeyde sokağa çıkma kısıtlaması tarihlerde yüzde 17'lik en yüksek değere ulaşıldığı görülmüştür. Dolayısıyla, bu ölçekte oldukça yüksek olan sokağa çıkma kısıtlamalarının merkezilik değeri 5,55 olduğu için bu durum bu çalışmanın sonuçlarıyla desteklenmektedir. Buna ek olarak sokağa çıkma kısıtlamaları devamlı bir durum olmadığından dolayı, bu faktör etkisizleştirilerek farklı senaryolar oluşturulmuştur. Bu senaryolarda ise çevresel atık faktörünün karbon emisyonuna etkisinin belirleyici olduğu gözlemlenmiştir. Çevresel atıkların kendisi karbon emisyonuna sebep olurken, bunların geri dönüştürülmesi sırasında gerçekleştirilen işlemlerde de karbon emisyonu meydana gelmektedir. Bu noktada da çevresel sürdürülebilirliğin önemi gözler önüne serilmektedir.
Özet (Çeviri)
Global warming has become one of the biggest global problems the world has faced in recent years. Due to its effects on human life, ecosystem and environment, countries have sought solutions regarding this issue. One of the most important factors causing global warming is carbon emission. Carbon emissions are directly linked to many factors such as urbanization, green space management, environmental waste, use of fossil fuels, use of renewable energy, and population. In this study, factors affecting carbon emissions have been examined in detail. In addition, taking into account the effects of the factors that directly affect carbon emissions on each other, both direct and indirect effects have been examined. During this analysis, the Fuzzy Cognitive Maps (FCM) method was used. The biggest advantage of FCM is that it has a working principle close to the way people think and reason. This method allows decision-makers to approach the system in a holistic way and predict what long-term results of actions. Factors affecting carbon emissions were determined by consulting expert opinions and supported by literature research. Thanks to the Fuzzy Cognitive Maps method, it was determined which factors should be focused on by finding the opportunity to observe which of these determined factors will become prominent over time. In addition, the effects of the COVID-19 pandemic, which the world has been facing since the beginning of 2020, on carbon emissions have been examined and compared with the results obtained from the Fuzzy Cognitive Maps method. As a result of this comparison, it was seen that curfews related to the COVID-19 outbreak had a positive effect on carbon emissions. In addition, since the curfew restrictions are not a permanent situation, this factor has been neutralized and different scenarios have been created. In these scenarios, it has been observed that the impact of environmental waste factor on carbon emissions is determinant. While environmental wastes themselves cause carbon emissions, carbon emissions occur in the processes carried out during their recycling. At this point, the importance of environmental sustainability is demonstrated.
Benzer Tezler
- Analysis of location selection criteria for sustainable design of biomass to energy conversion plants: A fuzzy cognitive mapping based approach
Biyokütle-enerji dönüşümü tesislerinin sürdürülebilir tasarımı için lokasyon seçimi kriterlerinin analizi: Bulanık bilişsel haritalama tabanlı bir yaklaşım
MERVE ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEBNEM YILMAZ BALAMAN
- İnovasyon performansına etki eden faktörlerin bulanık bilişsel haritalama yöntemi ile önceliklendirilmesi ve telekomünikasyon sektöründe bulanık çok kriterli karar verme yöntemleri ile proje seçimi
Prioritization of factors affecting innovation performance using fuzzy cognitive mind mapping method and project selection in the telecommunication sector using fuzzy multi-criteria decision making techniques
ALİ CAN MUHTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA YANIK ÖZBAY
- Palas Ovası'nda sürdürülebilir yeraltı suyu yönetimi için dinamik simülasyon modeli
Dynamic simulation model for sustainable groundwater management in the Palas Basin
MEHMET SOYLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiErciyes ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ DADAŞER ÇELİK
- Bulanık ortamda yeni bir karar verme yöntemiyle uzay limanı değerlendirmesi
Spaceport evaluation with a novel decision-making method in fuzzy environment
MELİKE İLHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA KUTLU GÜNDOĞDU
- Prioritization of factors affecting agency value for an airline company using fuzzy cognitive mapping method
Bir havayolu şirketi için acente değerini etkileyen faktörlerin bulanık bilişsel haritalama yöntemi ile önceliklendirilmesi
MUHAMMED FATİH ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İREM UÇAL SARI