Geri Dön

Water distribution system for smart cities

Akıllı şehirler için su dağıtım sistemi

PDF İndir

  1. Tez No: 894577
  2. Yazar: VAHDEDDİN ASLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. CANER GÜNEY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, İnşaat Mühendisliği, Geodesy and Photogrammetry, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 116

Özet

Yeryüzünde bulunan içilebilir su kaynakları çok sınırlıdır var olan su kaynakları ise ya içilememektedir ya da su kaynaklarına ulaşılamamaktadır. Kısıtlı su kaynakları çeşitli nedenlerden dolayı azalmaktadır. Çeşitli nedenlerinin varlığından dolayı ve özellikle su yönetimi doğru bir şekilde yapılmadığı için su kıtlığı çeken ülkelerin sayısı her geçen gün artmaktadır. Bu durum hem insanlık için hem de bütün canlılari için çok büyük bir tehlike oluştumaktadır. Bu kaynakların doğru bir şekilde temsil edilmesi ve kullanıcılar ile buluşturulması ve yönetilmesi için akıllı şehirlerin doğru bir şekilde inşa edilmesi gerekmektedir. Akıllı şehirler sadece bugünün ihtiyacını değil aynı zamanda gelecekte var olan ihtiyacında karşılandığı şehirler anlamına gelmektedir. Akıllı şehirler planlanırken ve yönetilirken en önemli tesislerden biri elbette ki su dağıtım sistemidir. Su dağıtım sistemininin tasarlanması ve aynı zamanda gözetlenmesi ve denetlenmesi büyük önem taşımaktadır. Sürdürülebilir bir şehir oluşturmak için su dağıtım sisteminin doğru ve uygun bir şekilde geliştirilmesi ve bu sistemin gerekli olan teknolojiler ile uygun bir şekilde yönetilmesi gerekmektedir. Bu tezde öncelikle suyun önemli bir ihtiyaç olduğundan bahsedilecektir. Daha sonra dünya üzerinde şu an halihazırda var olan su miktarından ve gerekli miktarda su kaynağına sahip olmayan su kıtlığı çeken ülkelerden bahsedilecektir. Aynı zamanda bu ülkelerin neden su kıtlığı çektiği konusu ifade edilecek ve bunun için çeşitli nedenler sıralanacaktır. Su dağıtım sisteminin en önemli parçası olan su döngüsünden, temiz su ve atık su sistemlerinde ve yine su dağıtım sistemlerinin bir parçası olan borular, vanalar, yangın muslukları, depolar gibi su dağıtım sistemi bileşenlerinden mekansal modellerde etk,n kullanımına yönelik olarak bahsedilecektir. Daha sonra su dağıtım sistemi için daha önceden yapılan çalışmalarda en kullanılan ve tercih edilen iki sistem olan Yapı Bilgi Modellemesi (YBM/BIM) ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS/GIS)'in su dağıtım sisteminde nerede, nasıl ve hangi düzeyde kullanılabilecekleri hakkında bilgi verilecektir. Ayrıca bir su dağıtım sisteminde bu iki yaklaşımın tek başına kullanıldıklarında eksik kaldıkları noktalara ve bu eksiklikleri azaltmak için birlikte çalıştıklarında ise elde edilen kazanımlara değinilecektir. Her iki sisteminin yetersiz kaldığı konular üzerinde durulup eksiklikleri belirlendikten sonra akıllı şehirlerde su dağıtım sisteminin oluşturulması ve yönetilmesi için kullanılan çeşitli veri modellerinden bahsedilecektir. Şu an halihazırda çeşitli veri modelleri vardır fakat su dağıtım sistemi için en uygun veri modelleri arasında bulunanlar; Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE), Industry Foundation Classes(IFC), Land and Land Infrastructure (LANDInfra) ve City Geography Markup Language (CityGML) Utility Network ADE'dir. Bu çalışmada her bir veri modelinin su dağıtım sisteminde nasıl kullanıldığı UML modellerinin su dağıtım sistemi için nasıl olduğu ve en önemli şey olan, su dağıtım sistemi bileşenlerinin sözü edilen veri modellerinde temsil edilipedilmediği üzerinde durulmuştur. En uygun veri modeli su ağı sisteminin bütün bileşenlerinin temsil edildiği modeldir ve sürdürülebilir bir su ağı sistemi için bu gereklidir. Amaca uygun veri modeli kullanılması öneli bir konudur. Veri modelleri açıklandıktan sonra veri modelleri hakkındaki bilgiler bir tabloda özetlenmiştir. Bu tabloda bu veri modellerinin eksiklikleri ve üstünlükleri belirtilmiştir. Bu veri modellerinin bir tabloda özetlenmesi ile bazı veri modellerinin eksikliklere sahip olduğu görülmüştür. Su ağı sisteminde bazı veri modelleri geleneksel yöntem olarak ifade edilmektedir. Su dağıtım sisteminde geleneksel yöntemden kasıt geometrik ve topolojik gösterimin tam olarak temsil edilemediği yaklaşımdır. Bu veri modelleri ile temsil edilen su ağı modelleri pek kullanılmamakta ve pek tercih edilmemektedir. Bu veri modelleri ile temsil edilen su dağıtım sistemleri ileri de hata, kaza ve sorunların oluşmasına ve su dağıtım sisteminin izlenmesini, denetlenmesini ve onarılmasını güç hale getirmektedir. Geleneksel yöntem ile inşaa edilen su ağın sisteminin takibi ve yönetimi de zordur. Ne yazık ki bugün gelişmiş olan ülkelerde bile su ağı sistemlerini geleneksel yöntem ile temsil edildiği örnekler bulunmaktadır. Sürdürülebilir bir su ağı için geleneksel veri modellerinin tercih edilmemesi gerekmektedir. Geleneksel veri modellerinin tercih edilmemesinden sonra sürdürülebilir bir su dağıtım sistemi inşa etmek için ve su dağıtım sisteminin temsil edilebilmesi için en uygun veri modelinin belirlenmesi ve amaca uygun olarak geliştirilmesi gerekmektedir. Diğer bir önemli nokta ise, en uygun veri modeli belirlendikten sonra diğer veri modellerinin seçilen en uygun veri modeli ile anlamsal yönden hangi düzeyde eşleştiği konusu üzerinde çalışma yapılmıştır. Su dağıtım sistemi için en doğru veri modeli tercih edilmesi ve eşleşme yapılması da akıllı şehirlerde su yönetimi için yeterli olmayacaktır. Bundan sonraki adım suyun yönetiminin ve denetlenmesinin gerçekleştirilmesidir. Su varlığının azlığından veya var olan su kaynaklarının içilebilir olmamasından dolayı su yönetimi ve denetimi oldukça önemli bir konu haline gelmektedir. Bunun için şu an gerekli çalışmalar yapılmaktadır fakat bugün su kıtlığı çeken ülkelerinin çoğu su kaynaklarını doğru bir şekilde yönetemediği için su kıtlığı çekmekte ve/veya su stresi yaşamaktadır. Küresel ısınma ve suyun iyi yönetilmemesinden dolayı teknolojik gelişmelere olan eğilim artmıştır. Su dağıtım sisteminde var olan veriler Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojileri ile yakın gerçek zamanlı elde edilmekte ve su dağıtım sisteminde var olan arızalar bu teknoloji ile kolay bir şekilde tespit edilmektedir, bu teknoloji ile arızalar tamir edilmekte ve gerekli önlemler alınmaktadır. Bir su dağıtım sisteminde Akıllı Şebeke (Smart Grid), su dağıtım sistemini yöneten kullanıcılar arasında iş birliği sağlayan, yazılımsal ve donanımsal çözümler sunan bir sistemdir. Bu tezde Akıllı Şebeke ve Nesnelerin İnterneti ilişkisi de irdelenmiştir. Bu amaçla su dağıtım sistemi için Açık Coğrafi Bilgi Örgütü (OGC) standartlarından ve çözümlerinden yararlanılmıştır. Bu çözümler ve standartlar tek tek açıklanmış ve su yönetimine katkılarının nasıl olacağı konusunda çalışma yapılmıştır. Sürdürülebilir bir su ağı tesisi için BIM ve IoT ilişkisine, GIS ve IoT ilişkisine yer verilmiş ve bu eşleşmelerin öneminden bahsedilmiştir. Daha sonra su ağının yönetilmesi ve denetlenmesi için firmalar tarafından geliştirilen ticari çözümlerin su yönetimine olan yansımalarından bahsedilmiştir. Yapılan bütün çalışmalardan sonra sonuç olarak akıllı şehirlerde su yönetmine yönelik mekansal bilgi modeli üzerine bir inceleme yapılmış ve yalnız statik yapıda bir bilgi temsili yaklaşımı ile değil dinamik yapıyla statik durumu bütünleştiren bir bilgi modeli yaklaşımının sürdürülebilir bir su ağı için daha uygun olacağı tespit edilmiştir. Bunun için de CityGML Utility ADE yaklaşımı ile Sensor Web Enablement yaklaşımının birlikte kullanılmasının su dağıtım ağlarının yönetilmesi için daha etkin olacağı sonucuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte her iki yaklaşımın birlikte kullanılması su yönetiminde ve yeni yapılacak olan su dağıtım ağlarının planlanmasında gerekli simülasyonların yapılmasına olanak verecektir. Özellikle su dağıtım ağlarında gerçekleştirilen hidrolik modellerin CityGML Utility ADE ve Sensor Web Enablement ile ilişkilerinin kurulması ve tüm bu yaklaşımların birlikte çalışabilir yapıda kullanılabilmesi kıt bir doğal kaynak olan içilebilir suyun yönetimi için çok önemli bir aşama olacağı düşünülmektedir

Özet (Çeviri)

It is obvious that water is very important to humans. In order to establish smart cities, water resources must be used suitably. Smart cities must be built with the necessary technologies not only for today's needs, but also for the needs of the future. Countries that do not use water resources suitably will become countries with water scarcity in the future. In this thesis, first of all, the importance of water and the countries suffering from water scarcity will be examined. In order for the water to meet the user, the water distribution facility must be constructed and managed appropriately. Water has a cycle. In other words, it covers a process from meeting with consumers to release water to nature. The components of the water distribution system generally includes pipes, valves, fire hydrants, tanks. In this thesis, information about these components will be given. Then, information will be given about the treatment of water taken from nature, treatment of waste water and releasing water to nature, and disposal of rain water with the drainage system. The water distribution system needs to be well represented in cities and especially in smart cities. To achieve this, all components of the water network should be well represented in a data model. Since there are various data models representing the water distribution system, choosing the most suitable one among them is an important issue. Some of notable models are Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE), Industry Foundation Classes (IFC), Land and Land Infrastructure (LANDINFRA) and City Geography Markup Language (CityGML) Utility Network ADE. In this thesis, information about these data models will be given and the most appropriate data model will be eaxmined by comparing the aforementioned models. If the most appropriate data model is not used, there will be a loss of efficiency in water management in smart cities and the management of water, whih is a valuable natural scarce resource, will not be carried out properly. It will be emphasized that the most suitable data model should make a correct and sufficient geometric, semantic and topological representation of the water distribution system well. After choosing the most convenient data model, it will be emphasized at what level of detail the other data model matches the most suitable data model. Managing the water resource is as important as representing it well. It should be ensured that the water distribution system is controlled and monitored with the help of sensors and meters and that the water meets the users. In this thesis, Smart Grid and its relationship with Internet of Things (IoT) will be discussed. For this purpose, Open Geospatial Consortium (OGC) standards and solutions will be mentioned. The relationship between Building Information Modelling (BIM) and IoT and the relationship between Geographic Information System (GIS) and IoT will be discussed. Within the research of this study, it was determined that there should be a dynamic water management system in smart cities. For such a system, it is recommended to use a combination of CityGML Utility ADE and Sensor Web Enablement (SWE)

Benzer Tezler

  1. Tez No

    676507

    Elektrik dağıtım şebekeleri için CBS tabanlı kesinti analiz sistemi

    GIS based outage analysis system for electric distribution system

    YASEMİN BÜŞRA KARAKAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Coğrafyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZAİDE DURAN

  2. Tez No

    650108

    Suya duyarlı kent uygulamaları: İstanbul Ataköy atıksu toplama havzası örneği

    Water sensitive city practices: Istanbul Ataköy wastewater collection catchment example

    HATİCE KAPLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ FUAT AYDIN

  3. Tez No

    534297

    Sürdürülebilirlik ilkesi doğrultusunda güneş enerjisi potansiyelinin fotovoltaik sistemler ile değerlendirilmesi; Kadıköy-Fikirtepe kentsel dönüşüm alanı test uygulaması

    Evaluation of solar energy potential by photovoltaic systems in accordance with sustainability principle; Kadiköy-Fikirtepe urban transformation area test application

    SELMA URFAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİLİZ BEKTAŞ BALÇIK

  4. Tez No

    564116

    İstanbul 2023 yılı arazi örtüsü/kullanım tahmininin yapay sinir ağları ve mantıksal regresyon metotları ile modellenmesi

    Modeling land use/cover prediction of istanbulfor 2023 with methods of artificial neuralnetworks and logistic regression

    CEMRE FAZİLET ALDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR ALGANCI

  5. Tez No

    718275

    Nesnelerin interneti yöntemi ile kinetik yürüme analiz sisteminin geliştirilmesi

    The development of the kinetic gait analysis based on the internet of things

    MUHAMMET ÇALIŞKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH ERDAL TÜMER

Geri Dön