Determining the barriers and opportunities for the integration of extended reality in disaster management using MCDM methods

Afet yönetiminde genişletilmiş gerçeklik teknolojilerinin entegrasyonu önündeki engeller ve fırsatların ÇKKV yöntemleriyle belirlenmesi

PDF İndir

Tez No: 974281
Yazar: EREN MERT KAŞ
Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER EKMECİOĞLU
Tez Türü: Yüksek Lisans
Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Teknik Eğitim, Science and Technology, Engineering Sciences, Technical Education
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2025
Dil: İngilizce
Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Ana Bilim Dalı: Afet ve Acil Durum Yönetimi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Bilim Dalı: Afet Yönetimi Bilim Dalı
Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Gelişen teknoloji ile birlikte insanlık fiziksel dünyanın ötesinde sanal varlıklar oluşturmaya başlamıştır. Özellikle Covid 19 pandemisinden sonra iş dünyası, eğitim, reklamcılık gibi alanlarda giderek yaygınlaşan kullanımı alanlarıyla günlük yaşamdaki entegrasyonu artmıştır. Gelişen yapay zekâ modelleri ile birlikte teknolojinin kullanım şekli günden güne değişmektedir. Bu teknolojik sıçramalarla birlikte farklı donanımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Genişletilmiş gerçeklik kavramı bu gelişimin bir parçası olarak hayatımıza girmiştir. Başta oyun endüstrisi olmak üzere eğitim ve savunma sanayi gibi alanlarda yenilikçi fikirler geliştirilirken, sanal gerçeklik ve arttırılmış gerçeklik entegrasyonları ile üretilen birçok proje hayata geçmiştir. Afetlerin doğası gereği karmaşık olan yapısı daha sistematik ve akılcı çözümler üretmeyi gerektirmektedir. Bununla birlikte, günümüzde nüfusun artmasıyla birlikte insanların afetlerden etkilenme şiddeti de artmaktadır. Afet yönetiminin zarar azaltma, planlama, hazırlık, müdahale ve iyileştirme aşamalarında hem toplumun hem de karar alıcıların bir araya geldiği bütünleşik bir yaklaşım sağlamak daha dirençli toplumlar yaratmak için önemlidir. Bu bağlamda tehlikelerin farkında olmak, riskleri belirlemek, buna uygun tedbirler almak ve planlamalar yapmak gibi eylemler toplumun kırılganlığını en aza indirmek için bilimin ışığında farklı metodolojiler ile ele alınmalıdır. Gelişen teknoloji bu tür karmaşık olaylara bilimsel ve kalıcı çözümler sunmak için büyük bir potansiyel taşımaktadır. Teknolojinin yaygınlaşması ile birlikte bu araçlar eğitim, iletişim, farkındalık gibi daha geniş kapsamlı etki alanları sunmakla beraber, bilim ve mühendislik alanlarında da daha iyi çözümler sunabilmektedir. Afet yönetimi toplumdan ayrı düşünülemeyeceğinden dolayı akademik ve bilimsel çalışmalara toplumu kapsayacak şekilde bütünleşik olarak yaklaşılması o toplumu daha dirençli hale getirecektir. Afet yönetiminde insan kaynağı önemli bir konudur, zira geniş kitleleri etkileyebilecek olaylar ancak doğrudan ya da dolaylı yoldan etkilenebilecek bütün paydaşların iş birliği ile çözümlenebilir. Bunun için insan odaklı kapsayıcı çözümler geliştirmek, bunları geniş kitlelere ulaştırmak ve mümkün olduğunca fazla temas sağlamak önem arz etmektedir. Bu bağlamda genişletilmiş gerçeklik teknolojilerinin afet yönetimi evrelerine entegrasyonu büyük kitlelere ulaşmak ve afetler gibi ciddi bir konuyu daha ilgi çekici bir şekilde sunarak bu konuda farkındalığı arttırmak için büyük potansiyel taşıdığı görülmektedir. Hem toplumdaki teknoloji kullanan her bireye ulaşabilme hem de akademik ve bilimsel çalışmalarda yenilikçi yaklaşımların önünü açma potansiyelini barındırdığı son yıllarda bu konuda artan literatürde de kendini göstermektedir. xxiii Sanal gerçeklik (VR) ve artırılmış gerçeklik (AR) teknolojileri, afet yönetiminde öncesi, sırası ve sonrası süreçlerde önemli rol oynamaktadır. Afet öncesi hazırlık aşamasında, bu teknolojiler risklerin tanımlanması, acil durum planlarının geliştirilmesi ve güvenlik eğitimlerinin gerçekçi simülasyonlarla desteklenmesinde kullanılmaktadır. Örneğin, VR tabanlı“ciddi oyunlar”(serious games), katılımcıların yangın veya deprem senaryolarında tahliye becerilerini geliştirmelerine olanak tanırken, AR ile entegre Yapı Bilgi Modellemesi (Building Information System) araçları, bina tasarımında gizli risklerin önceden tespit edilmesini sağlamaktadır. Afet sırasında, VR/AR, bina içi tahliye davranışlarını analiz etmek, acil çıkış işaretlerinin etkinliğini test etmek ve gerçek zamanlı yönlendirme sistemleriyle kaçış rotalarını optimize etmek için kullanılır. AR tabanlı akıllı şehir sistemleri, itfaiye ekiplerine en güvenli müdahale yollarını gösterirken, VR ile arama-kurtarma eğitimleri, karmaşık senaryolarda deneyim kazanma olanağı sunmaktadır. Afet sonrası iyileşme sürecinde ise AR, yapısal hasarları hızlıca değerlendirmek ve yeniden yapılanma planlarını 3B modellerle görselleştirmek için kullanılır. Teknolojinin başlıca avantajları arasında gerçekçi ancak risksiz simülasyonlar, değişken kontrolü kolay deneyler ve etkileşimli eğitimler yer alır. Ancak, katılımcılarda baş dönmesi, sanal ortamların gerçekçilik sınırları ve karma gerçeklik (MR) uygulamalarının sınırlı araştırılması gibi eksiklikler mevcuttur. Gelecekte, duyusal geri bildirimlerin (ısı, koku) eklenmesi ve akıllı şehir entegrasyonları gibi gelişmelerle bu teknolojilerin afet yönetimindeki etkinliğinin artması beklenmektedir. Bu tez genişletilmiş gerçekliğin (XR) afet yönetimine entegrasyonunun önündeki engelleri ve fırsatları farklı perspektiflerden değerlendirmeyi hedeflemiştir. Yapılan sistematik literatür taraması sonucunda 16 engel ve 16 tane fırsat belirlenerek çok kriterli karar verme (ÇKKV) algoritmaları ile değerlendirmeler yapılmıştır. Literatür taraması sonucunda bulunan engeller; (i) yatırım belirsizliği, (ii) personel yatırımı, (iii) operasyonel maliyetler, (iv) ekipman yatırımı, (v) entegrasyon eksikliği, (vi) uyum zorluğu, (vii) yönelme direnci, (viii) davranışsal bozukluk, (ix) gizlilik endişeleri, (x) etik yönerge eksikliği, (xi) şeffaflık eksikliği, (xii) yasal çerçeve eksikliği, (xiii) araştırma eksikliği, (xiv) entegrasyon zorluğu, (xv) çevresel yansıtma, (xvi) sınırlı kapasite olarak belirlenmiştir. Bu engeller ise finansal, davranışsal, legal ve teknik olarak 4 ana kategori altında derlenmiştir. Literatür taraması neticesinde elde edilen 16 fırsat ise (i) verimli kaynak kullanımı, (ii) finansal işbirliği, (iii) maliyet avantajı, (iv) düşük maliyetli tekrarlamalar, (v) performans geliştirme, (vi) senaryo oluşturma, (vii) işbirliği sağlama, (viii) verimli eğitim süreçleri, (ix) dirençlilik arttırma, (x) güven geliştirme, (xi) bilgi edinimi, (xii) motivasyon arttırma, (xiii) öğrenme hızlandırma, (xiv) bilişsel yük ölçümü, (xv) veri toplama, (xvi) nicel eğitim çıktıları sağlama olarak belirlenmiştir. İlgili fırsatlar ise finansal, organizasyonel, sosyal ve finansal olarak 4 ana kategori altında derlenmiştir. ÇKKV analizleri sonucunda bulanık analitik hiyerarşi süreci kullanılarak en önemli kriter belirlenmiştir. Tutarlılık seviyelerine bakıldığında ise, her bir değerlendirme yaklaşık %6 değer ile tutarlı olarak elde edilmiştir. Engeller başlığında ana kategoriler geometrik ortalaması hesaplanarak sıralandığında, en önemli değerler finansal ve teknik çıkarken sırasıyla legal ve kültürel etkiler takip etmiştir. Engeller arasında en büyük öneme sahip değerler ise sırasıyla entegrasyon zorluğu, sınırlı kapasite, yatırım belirsizliği ve ekipman yatırımı şeklinde bulunmuştur. Fırsatlar aynı işlemlerle değerlendirildiğinde ise, en önemli ana kriterler sırasıyla finansal, teknik, organizasyonel ve sosyal faktörler olarak elde edilmiştir. 16 fırsat arasından ana kriterin geometrik ortalamalarını da hesaba katılarak yapılan değerlendirme sonucu xxiv ise, en yüksek değere sahip olanlar sırasıyla düşük maliyetli tekrarlar, verimli kaynak kullanımı, veri toplama, öğrenme hızlandırma olarak elde edilmiştir. Ayrıca tez kapsamında, DEMATEL yöntemi ile faktörler arasındaki neden sonuç ilişkisi ve birbirleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Engellerin ana faktörleri kendi aralarında değerlendirildiğinde finansal ve kültürel faktörler engel teşkil eden nedenler iken teknik ve legal faktörler belirtilen entegrasyonun potansiyel negatif sonuçları olarak bulunmuştur. En kritik faktör ise D+R işleminin en büyük değeri olan finansal kategori olarak belirlenmiştir. Toplam ilişki matrisindeki değerleri baz alarak birbirleri üzerindeki ilişki incelendiğinde, finansal ve kültürel engeller diğer engelleri daha çok etkilemektedir. XR uygulamalarının afet yönetimindeki entegrasyonundaki engel oluşturabilecek nedenler olarak uyum zorluğu, davranışsal bozukluk, ekipman yatırımı, yasal çerçeve eksikliği Sınırlı kapasite olarak belirlenirken, sonrasında engel teşkil edebilecek başlıklar ise entegrasyon eksikliği, yönelme direnci, personel yatırımı, operasyonel maliyetler, yatırım belirsizliği, gizlilik endişeleri etik yönerge eksikliği, şeffaflık eksikliği, Araştırma eksikliği, Entegrasyon zorluğu olarak elde edilmiştir. Fırsatların neden sonuç ilişkisi ve birbirleri üzerindeki etkileme derecesini incelendiğinde ise, finansal faktör potansiyel neden olarak belirlenirken Teknik, organizasyonel ve sosyal etkilerin bir sonuç olduğu bulunmuştur. D+R değerine bakıldığında ise en kritik öneme sahip faktörün organizasyonel etkiler olduğu saptanmıştır. Finansal faktör her bir kriterle güçlü bir şekilde etkilediği total ilişki matrisindeki değerlere göre haritalanmıştır. XR'ın afet yönetiminde pozitif bir neden oluşturan kavramlar düşük maliyetli tekrarlar, verimli eğitim süreçleri, performans geliştirme, senaryo oluşturma, dirençlilik arttırma, motivasyon arttırma, öğrenme hızlandırma, bilişsel yük ölçümü olarak belirlenirken pozitif bir çıktı olabilecek değerler ise finansal iş birliği, maliyet avantajı, verimli kaynak kullanımı, iş birliği sağlama, güven geliştirme, bilgi edinimi, veri toplama, nicel eğitim çıktıları sağlama olarak belirlenmiştir. Bütün kriterlerin sonuçları her bir ana kategori içindeki fırsatların kendi içlerinde değerlendirmesiyle oluşturulmuştur. Örneğin, genel kümede bir sonuç olarak görünen organizasyonel faktörler kendi içinde çoğunlukla bir neden olarak bulunmuştur. İzlenen metodolojinin bu gibi sonuçlar vermesi ise konunun çok katmanlı yapısını ortaya koymaktadır. Sonuçlara göre finansal kümede yer alan başlıklar hem yatırım belirsizliği ve ekipman finansmanı gibi konularda önlem alınması gereken bir engel iken, çok tekrarlı kullanım ve kaynak verimliliği açısından güçlü bir itici güç olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda entegrasyonu sağlayacak gerekli uygulamaları geliştirmek için teknik anlamda bir takım boşluklar göze çarpmaktadır. Organizasyonel anlamda ise, daha verimli eğitim süreçlerini desteklemek ve senaryo oluştururken paydaşların iş birliği ve karar verme becerilerini geliştirmenin güçlü bir potansiyel taşıyabileceği ortaya koyulmuştur. Bu gibi yenilikçi projelere yatırım sağlarken finansal bağlamın hem güçlü bir engel hem de güçlü bir fırsat olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. Aynı zamanda kültürel olarak bu teknolojilere olan uyum zorluğu ve kabul görme derecesi de hesaba katılarak uygun kullanıcı profili seçilerek ilerlenmesi değer-maliyet dengesi açısından değerlendirilmesi gereken bir durumdur.

Özet (Çeviri)

As technology progresses, humans have begun creating virtual entities that transcend physical reality. The integration of technology into everyday life has expanded significantly, particularly during the COVID-19 pandemic, with applications in business, education, and advertising. The advancement of artificial intelligence models is reshaping how people interact with technology on a daily basis. These innovations often require specialized hardware. In this context, the concept of augmented reality has seamlessly merged into our routines, with numerous gaming projects influencing fields such as education and the military, fostering novel concepts through the convergence of virtual and augmented reality. Disasters demand systematic and intelligent solutions due to their inherent complexity. Coupled with population growth, the impact of disasters on individuals has intensified, emphasizing the need for integrated disaster management strategies. These measures encompass damage reduction, planning, preparedness, intervention, and recovery, involving collaboration between communities and decision-makers to enhance societal resilience. To reduce societal vulnerability, it is essential to systematically identify hazards, assess risks, implement appropriate measures, and develop solutions grounded in scientific principles. Technological advancements have the potential to deliver scientific and sustainable solutions to complex challenges. The widespread adoption of technology significantly influences sectors such as education, communication, and awareness, while also improving scientific and engineering solutions. Disaster management, being closely tied to societal dynamics, benefits from an integrated academic and scientific research approach that incorporates social considerations to bolster resilience. Human resources play a pivotal role in disaster management, as addressing large-scale catastrophes requires the cooperation of all stakeholders, whether directly or indirectly affected. Developing inclusive, human-centered solutions that engage broad audiences and facilitate interaction is therefore crucial. The integration of augmented reality technology into disaster management stages has the potential to captivate audiences and raise awareness of critical issues, such as disaster preparedness, by presenting them in compelling ways. This technology can engage society as a whole while fostering innovative approaches in academic and scientific research, as evidenced by the growing literature on the subject. This study aimed to understand the barriers and opportunities in the integration of extended reality (XR) into disaster management. As a result of the systematic literature review, 16 barriers and 16 potentials were identified. The barriers identified as a result of the literature review are: (i) investment uncertainty, (ii) personnel investment, (iii) operational costs, (iv) equipment investment, (v) lack of integration, (vi) difficulty in xix adaptation, (vii) orientation resistance, (viii) behavioral disorder, (ix) privacy concerns, (x) lack of ethical guidelines, (xi) lack of transparency, (xii) lack of legal framework, (xiii) lack of research, (xiv) difficulty of integration, (xv) environmental reflection, (xvi) limited capacity, and categorized into four main categories as financial, behavioral, legal, and technical. The 16 opportunities are: (i) efficient resource use, (ii) financial cooperation, (iii) cost advantage, (iv) low-cost repetitions, (v) performance improvement, (vi) scenario creation, (vii) ensuring collaboration, (viii) efficient training processes, (ix) resilience enhancement, (x) building trust, (xi) knowledge acquisition, (xii) increasing motivation, (xiii) accelerating learning, (xiv) measuring cognitive load, (xv) data collection, (xvi) providing quantitative educational outcomes. Opportunities were also grouped into four main categories: financial, organizational, social, and financial. According to the study's findings, the most important criterion was determined using the Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP), based on expert opinions. When the consistency levels were examined, each assessment was found to be consistent at approximately 0.06. In the barriers category, after calculating the geometric mean of the main categories, the most significant factors were identified as financial and technical, followed by legal and cultural influences. Among the barriers, the factors with the greatest importance were integration difficulty, limited capacity, investment uncertainty, and equipment investment, respectively. Upon opportunities were evaluated using the same procedures, the most important main criteria were found to be financial, technical, organizational, and social factors in that order. Out of sixteen potential factors—taking into account the geometric means of these main criteria—those with the highest values were low-cost repetitions, efficient resource utilization, data collection, and accelerated learning. Using the DEMATEL method, cause-and-effect relationships among these factors and their influences on one another were assessed. When examining the main barriers among themselves, financial and cultural factors were identified as causal barriers, while technical and legal factors were determined to be potential negative outcomes of the proposed integration. The most critical factor was the financial category, which had the highest D+R value. According to the total relationship matrix, financial and cultural barriers have a stronger effect on the other barriers. Within the sixteen factors, the primary causes that could hinder the integration of XR applications in disaster management are adaptation difficulty, behavioral disorder, equipment investment, lack of legal framework, and limited capacity. Following these, the next set of potential barriers includes lack of integration, resistance to adoption, personnel investment, operational costs, investment uncertainty, privacy concerns, lack of ethical guidelines, lack of transparency, lack of research, and integration difficulty. When examining the cause-and-effect relationship of opportunities and how strongly they influence one another, the financial factor was identified as a potential cause, while technical, organizational, and social impacts emerged as effects. Based on the D+R values, organizational impacts were found to be the most critical factor. The financial factor strongly affects each criterion and was mapped accordingly using the total relationship matrix. In the context of XR in disaster management, the concepts identified as positive causes include low-cost repetitions (viii), efficient training processes (v), performance enhancement (vi), scenario creation (ix), resilience building (xii), motivation xx enhancement (xiii), accelerated learning (xiv), and cognitive load measurement. Meanwhile, the values regarded as potential positive outcomes are financial collaboration, cost advantages, efficient resource utilization (vii), establishing collaboration (x), trust development (xi), knowledge acquisition (xv), data collection (xvi), and quantitative training outcomes. All criteria results were derived by evaluating each potential within its respective main category. For instance, organizational factors—which appear as“results”in the general group—often function as“causes”within their own context. The multilayered nature of the topic is evident from these findings. According to the results, the topics within the financial cluster have been identified as both an obstacle—requiring measures to address issues like investment uncertainty and equipment financing—and as a strong driving force in terms of repetitive usage and resource efficiency. At the same time, certain technical gaps become apparent in developing the necessary applications to ensure integration. From an organizational perspective, there is strong potential in supporting more efficient training processes and enhancing stakeholders' collaboration and decision-making skills when creating scenarios. When investing in such innovative projects, it should be noted that the financial context can serve as both a significant obstacle and a major opportunity. Additionally, cultural challenges regarding adaptation to these technologies and their level of acceptance must be considered; selecting the appropriate user profile is essential and should be evaluated in terms of the value-cost balance.

Benzer Tezler

Tez No
931539
Demiryolu taşımacılığında enerji verimliliği için enerji depolama sistemi teknolojilerinin analizi
Analysis of energy storage system technologies forenergy efficiency in rail transportation
HASAN SAİM ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi
Raylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
Tez No
911624
Türkiye'de YİD (yap-işlet-devret) modeli ile yapılan otoyol projelerinin bakımı ve işletilmesi
Operation maintenance for highway built with BOT (build-operate-transfer) model in Turkey
HİLMİ ANIL GÜNDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Ulaşım İstanbul Teknik Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ERGÜN
Tez No
72159
Uruguay anlaşmaları ve dünya ticaretine olası etkileri
Başlık çevirisi yok
ARMAĞAN ZALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İşletme İstanbul Teknik Üniversitesi
İşletme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LERZAN ÖZKALE
Tez No
450943
Yüklenici inşaat firmalarının ülke seçimi için geliştirilen çok ölçütlü karar verme modellerinin karşılaştırılması: Vaka çalışması
Comparison of multi-criteria-decision-making tools for country selection of the contractors: Case study
GİZEM FİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL POLAT TATAR
Tez No
945011
Exploring the potential of digital twin technology to improve factors affecting construction productivity during the construction phase
Yapım aşamasında inşaat verimliliğini etkileyen faktörlerin iyileştirilmesinde dijital ikiz teknolojisinin potansiyelinin incelenmesi
İREM KOMAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mimarlık İstanbul Teknik Üniversitesi
Mimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ MURAT GÜNAYDIN

Geri Dön