FİLO YÖNETİM SİSTEMİ TASARIMI

Transkript

1 Selçuk Üniversitesi Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Öğretiminde 30. Yõl Sempozyumu,16-18 Ekim 2002, Konya SUNULMUŞ BİLDİRİ FİLO YÖNETİM SİSTEMİ TASARIMI Caner GÜNEY 1, Ö. AVCI 2, A.Ö. DOĞRU 2,C. KILIÇ 2,Rahmi Nurhan ÇELİK 1 1 İstanbul Teknik Üniversitesi, Jeodezi Anabilim Dalõ, İSTANBUL 2 İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İSTANBUL Özet:Toplumlarõn konum bilgisine olan ihtiyaçlarõ tarihin hemen hemen her döneminde önemini koruyan bir sorun olmuştur. Güçlü ekonomilere sahip devletlerin, I. ve II. Dünya savaşlarõ sõrasõnda ve sonrasõnda savunma sanayine ve bunun paralelinde de konum bilgisi üretmeye yönelik olarak uydu teknolojilerine yaptõklarõ yatõrõmlar bu bilgiye olan ihtiyacõn sonucudur. Günümüzde bir çok uygulama alanõna sahip olan Global Konum Belirleme Sistemi (GPS), geniş araç filolarõnõ bünyesinde bulunduran firmalarõn, araçlarõnõn nerede ve ne durumda olduklarõnõ bilmek istemeleri nedeniyle, araç takibi konusunda da yaygõn olarak kullanõlmaktadõr. Öğrenci servis araçlarõnõn, dağõtõm yapan şirketlerin araçlarõnõn, büyük marketlerin araç filolarõnõn, önemli evrak ve para taşõyan araçlar, ambulans, itfaiye, polis araçlarõnõn takibi konularõ Araç Takip Sisteminin sürekli olarak gelişmekte olan kullanõm alanlarõna verilebilecek örneklerdir. Araç Takip Sistemlerinin kullanõm alanlarõnõn hõzla artmasõ, bu konuda oluşan taleplerin de çeşitlenmesine sebep olmuştur. Salt Araç Takibi yapan sistemlere olan ihtiyaç azalmõş ve günümüzde, konum bilgisinin yanõnda çeşitli sorgulamalara da cevap üreten Filo Yönetim Sistemleri (FYS) geliştirilmiştir. Filo Yönetim Sistemleri dahilinde üzerinde durulmasõ gereken bileşenlerin başõnda sistemin yapõtaşõ sayõlabilecek olan konum verisi gelmektedir. Ayrõca konum verilerinin yorumlanabileceği jeodezik altyapõ ve uygun sayõsal haritalarõn elde edilmesi de en az konum verisi kadar önem teşkil etmektedir. GPS tekniği ile elde edilen konum verisinin doğruluğunu artõrmak amacõyla çeşitli sistemler kullanõlmaktadõr. Bunlarõn başõnda Diferansiyel GPS (DGPS) tekniği gelmektedir. Yoğun yapõlaşmanõn görüldüğü bölgeler, tüneller ve ormanlõk alanlarda karşõlaşõlan GPS verisinin kaybõnõ telafi etmek amacõyla Atalet Seyir Sistemi (Inertial Navigation System, INS) tasarlanan sisteme dahil edilmelidir. Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) uygulamasõ oluşturulurken, konum verisinin yanõnda, oluşturulan bilgi sistemine dahil edilecek öznitelik verileri üzerinde de durmak gerekmektedir. İhtiyaç duyulan veri türleri tespit edilip, tasarlanan CBS için nasõl bir veri yapõsõ, ve analiz yönteminin kullanõlacağõ saptanmalõdõr. Filo Yönetim Sistemi nin kullanõcõlarõ olan, Veri Yönetim Merkezindeki (VYM) kullanõcõ (system developer), firma yöneticisi (decision maker), firma müşterisi (user), ve araçtaki kullanõcõ (end-user) arasõnda iletişim sağlanmadan, ortaya çõkabilecek problemlere yönelik olarak üretilen çözümlerin aktarõmõ söz konusu olmayacak, tasarlanan CBS uygulamasõndan gerekli verim alõnamayacaktõr. Bunun sonucunda da, sistemi benzer sistemlerden üstün kõlan CBS uygulamasõ amacõna ulaşmamõş olacaktõr. Sistem dahilindeki her kullanõcõnõn erişmesi gereken bilgiler farklõ olduğundan, bu bilgileri iletmek için kullanõlacak sistemlerde farklõlõk göstermektedir. 550

2 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik 1. GİRİŞ Önlenemez bir hõzla gelişmeye devam eden teknolojinin nimetlerinden, en çok yararlanan ve yararlanacak olan çalõşma alanlarõndan biri, hiç şüphesiz, Araç Takip ve Filo Yönetim Sistemleridir. Araç Takip Sistemlerinin temelinde, bir tek aracõn takip edilip yönlendirilmesi yatmaktadõr. Filo Yönetim Sistemleri ise, bünyesinde birçok aracõ barõndõran bir filonun düzenli bir şekilde yönetilmesini amaç edinmektedir. Dolayõsõyla, her geçen gün daha geniş bir coğrafyada kullanõlan bu sistemler, şehir içinde seyir halinde bulunan tek bir aracõn takip edilmesinden, tüm dünya çapõnda hizmet veren bir firmanõn araç filolarõnõn yönetilmesine kadar, çok geniş bir yelpazede hizmet vermektedir. Sözü edilen hizmet yelpazesinin her bir parçasõnda, o parçanõn amacõna yönelik bir sistem kullanõlmakta ve değişik amaçlara yönelik hazõrlanmõş sistemler, birbirlerinden farklõlõklar göstermektedirler. Günümüzde bir çok uygulama alanõna sahip olan GPS, geniş araç filolarõnõ bünyesinde bulunduran firmalarõn, araçlarõnõn nerede ve ne durumda olduklarõnõ bilmek istemeleri nedeniyle, araç takibi konusunda da yaygõn olarak kullanõlmaktadõr. Öğrenci servis araçlarõnõn, dağõtõm yapan şirketlerin araçlarõnõn, büyük marketlerin araç filolarõnõn, önemli evrak ve para taşõyan araçlar, ambulans, itfaiye, polis araçlarõnõn takibi konularõ Araç Takip Sisteminin sürekli olarak gelişmekte olan kullanõm alanlarõna verilebilecek örneklerdir. Önemli olan husus, araç takibi için gerekli konum verisinin yanõnda, öznitelik verileri ile birlikte, talebe yönelik yaklaşõmlar ortaya koyabilmektir. Geliştirilen Filo Yönetim Sistemi (FYS) dahilinde, araçlarõn konum verileri ile birlikte, firmalarõn gereksinimlerine yanõt üretilebilecek nitelikteki öznitelik verileri de toplanmaktadõr. Tüm bu verilerin, geliştirilen bir Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) uygulamasõnda ilişkileri kurulmakta, bu sayede firmanõn istediği en yakõn araç nerede, araçta hangi ürünler, ne miktarda bulunmakta, gibi sorgulamalar ile analizler gerçekleştirilebilmektedir. CBS uygulamasõnõn gelişimine firmanõn talepleri yön vermektedir. Böyle oluşturulan bir sistem, salt bir Araç Takip Sistemi olmayõp, firmalarõn çeşitli ihtiyaçlarõna yanõt verebilecek bir teknoloji olacaktõr. Oluşturulan bu tür sistemlerde, üzerinde en çok durulmasõ gereken konu jeodezik altyapõdõr. Oluşturulacak bilgi sisteminin en önemli verisi olan konum verisinin ve sayõsal altlõğõn güvenilirliği, sağlam bir jeodezik altyapõnõn ortaya konulmasõyla mümkün olacaktõr. Değişik ölçeklerde hizmet vermesi planlanan bu uygulamada, GPS tekniği ile elde edilen konum doğruluğunu artõrmak amacõyla Diferansiyel GPS (DGPS) tekniği kullanõlmaktadõr. GPS verisinin sağlõklõ elde edilemediği yoğun şehirleşmenin görüldüğü bölgeler ve ormanlõk arazilerde, konum verisini elde edebilmek amacõyla da Atalet Seyir Sistemi (INS) tasarlanan sisteme dahil edilmiştir. Filo Yönetim Sistemi nin kullanõcõlarõ olan, VYM deki kullanõcõ (system developer), firma yöneticisi (decision maker), firma müşterisi (user), ve araçtaki kullanõcõ (enduser) arasõnda iletişim sağlanmadan, üretilen çözümlerin aktarõmõ söz konusu 551

3 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ olmayacak, tasarlanan CBS uygulamasõndan gerekli verim alõnamayacaktõr. Bunun sonucunda da, sistemi benzer sistemlerden üstün kõlan CBS uygulamasõ amacõna ulaşmamõş olacaktõr. Sistem dahilindeki her kullanõcõnõn erişmesi gereken bilgiler farklõ olduğundan, bu bilgileri iletmek için kullanõlacak sistemlerde farklõlõk göstermektedir. Yapõlan çalõşmada, VYM-Kullanõcõ ve VYM-Araç arasõ iletişim ve bu iletişimde kullanõlacak donanõmlarla ilgili bilgiler verilmiştir. Yapõlan çalõşmanõn sonucunda, tasarlanan Filo Yönetim Sistemi bir bütün olarak ortaya konulmuş, sistemin çalõşmasõ anlatõlmõş ve bu anlatõmlar örneklerle desteklenmiştir. 2. KONUM BELİRLEME SİSTEMLERİ 2.1 Global Konum Belirleme Sistemi (GPS) GPS, nerede? ve ne zaman? sorularõna günümüzde en doğru cevabõ veren ve doğruluğu giderek artmakta olan bir konum belirleme yöntemidir. Dünya üzerinde konum belirlemede kullanõlan ve uydu bazlõ çalõşan bu sistemin gelişimiyle birlikte konum bilgisinin gerekli olduğu bir çok yerde GPS kullanõmõ hõzla artmaktadõr. Tarõmdan balõkçõlõğa, dağcõlõktan koşuya, havacõlõktan araç takibine birçok uygulamada GPS kullanõlmaktadõr. 2.2 Diferansiyel GPS (DGPS) Diferansiyel GPS tekniği, GPS tekniği ile elde edilen konum verisinin doğruluğunu artõrmak, GPS in hata kaynaklarõnõn bir kõsmõnõ gidermek ve bir kõsmõnõn etkisini azaltmak için uygulanan bir yöntemdir. Uydu hatalarõ (yörünge ve saat kaymasõ ve sinyal gecikmesi), iyonosferik ve troposferik gecikmeler, multipath, alõcõ saat hatasõ, yörünge hatalarõ, uydu sinyal doğruluğunun ABD Savunma Bakanlõğõ nca azaltõlmasõ olarak bilinen ve 1 Mayõs 2000 tarihinde uygulamadan kaldõrõlan Selective Availability (SA) hata kaynaklarõndan bazõlarõdõr. DGPS tekniğinde referans ve gezen alõcõ arasõndaki korelasyonlu hatalarõn giderilmesi ya da en aza indirilmesi söz konusudur. DGPS'in temelinde, belli bir alan içerisindeki nokta konum hatalarõnõn birbirine benzer olduğu düşüncesi yatar. Yüksek performanslõ alõcõlarla, koordinatlarõ bilinen noktalarda yapõlan GPS ölçüleri kullanõlarak hatalar belirlenir, ve konumu aranan noktalara düzeltme olarak getirilir [1-5]. Diferansiyel düzeltmeler, konumu aranan noktalardaki alõcõlara iki farklõ yöntemle uygulanabilir. Bu yöntemler, Gerçek Zamanlõ DGPS (Real-Time DGPS, RT-DGPS) ve Post-Process DGPS tir. Gerçek Zamanlõ DGPS, hesaplanan konum doğruluğunu artõrmak için GPS sinyali ile eş zamanlõ olarak, alõcõlar tarafõndan diferansiyel servislerden alõnan bir düzeltmedir. Gözlemlenen her bir uyduya ait hata, veri düzeltme mesajõ olarak formatlanõp, doğrudan GPS alõcõlarõna gönderilir. Bazõ DGPS uygulamalarõ prezisyonlu konuma anõnda gereksinim duymayabilir. Sabit alõcõlar tarafõndan her bir uydu için hesaplanan düzeltme değerleri ve gezici alõcõlar tarafõndan hesaplanan kendi konumlarõ veya doğrudan GPS ölçü değerleri kayõt edilir. 552

4 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik Bu veriler, sonradan, referans istasyonda, gezici istasyonun ölçüm yaptõğõ süre içerisinde kayõt edilen düzeltme verileri ile birleştirilerek, düzeltilmiş veriye ulaşõlõr. Post-Process DGPS in en büyük özelliği gözlem sonrasõ kullanõlacak bir yazõlõma gereksinim duyulmasõdõr. [4,6] Yöntem olarak hangisinin seçileceği uygulamaya da bağlõdõr. Eğer GPS tekniğini navigasyon amaçlõ kullanõlõyorsa Gerçek Zamanlõ DGPS tek seçenektir. Post-Process, Gerçek Zamanlõ Düzeltmeler alõnamadõğõ zaman oluşan boşluğu tamamlamak için uygundur. Gezici GPS alõcõlarõna Gerçek Zaman amaçlõ düzeltme yayõnlarõ yapõldõğõ gibi, alõcõ, çalõşma süresi boyunca topladõğõ ham veriyi Post-Process çalõşmalarõ için arşivlemektedir. Böylelikle Gerçek Zamanlõ çalõşmalarda kullanõlan sistem aynõ zamanda Post-Process çalõşmalarda da kullanõlabilir. Bir başka tür DGPS yöntemi ise Inverted DGPS tir. Bazõ araç takip uygulamalarõnda az maliyet sağlayan bir yöntemdir. Inverted DGPS te araçlara standart GPS alõcõlarõ ve vericiler yerleştirilir, ve GPS konumlarõ vericiler yardõmõyla merkez istasyonda toplanõr. Konumlara düzeltmeler burada uygulanõr [7]. Inverted DGPS in Post-Process DGPS den en büyük farkõ, toplanan konum verilerini GSM (Global System for Mobile) ya da benzeri iletişim teknolojileri kullanõlarak merkeze gönderilmesi ve burada düzeltmenin uygulanmasõdõr. Post-Process DGPS yönteminde ise konum verileri bir ünitede depolanõr ve araç merkeze döndüğünde gerekli yazõlõmlar kullanõlarak sisteme dahil edilir. Bir DGPS sistemi, düzeltme oluşturmakla kalmayõp, kullanõcõlara düzeltmeleri daha hõzlõ ulaştõrmak için yöntemler geliştirir. Günümüzde geniş alanlarda hizmet verebilen uydu bazlõ DGPS düzeltme servisleri yaygõn olarak kullanõlmaktadõr. Bu servisler yersel baz istasyonlarõ yerine iletişim uydularõnõ kullanarak ürettikleri kullanõcõlara ulaştõrmaktadõr. 2.3 Atalet Seyir Sistemleri (Inertial Navigation Systems-INS) Atalet Seyir Sistemi, yerde veya uzayda herhangi bir istasyon ile haberleşilmesine veya referans alõnmasõna gereksinim duyulmayan ve konum belirlemek amacõyla radyo dalgalarõnõn kullanõlmadõğõ tek uzun menzilli navigasyon sistemidir. Araç takibinde de yaygõn olarak kullanõlan bu sistemde, aracõn ivmesinin, yöneltme bileşenlerinin ve zamanõn belirlenmesiyle, o araca ait konum değişikliği belirlenir. Yani aracõn konumu, rölatif olarak belirlenir. Elde edilen rölatif konum bilgisinin mutlak konum bilgisine çevrilebilmesi için aracõn hareket (başlangõç) noktasõnõn koordinatlarõ bilinmelidir. Temel bir Atalet Seyir Sistemi, gyroscope (Gyro), accelerometer, seyir bilgisayarõ (navigation computer) ve saatten oluşmaktadõr. Gyroscope, seyir halindeki aracõn açõsal hõzõnõ ve açõsal dönüklüklerini belirleyen bir alettir. Belirlenen dönüklüklerden yararlanõlarak aracõn azimut değişiklikleri saptanõr. Odometer yada accelerometer yardõmõyla da doğrusal konum değişiklikleri ölçülür. En kõsa yolun hesabõ ve bulunulan nokta koordinatlarõ gibi hesaplar, sistemin diğer bir parçasõ olan navigation computer tarafõndan, ek yazõlõmlar kullanõlarak yapõlmaktadõr. Tipik bir Atalet Seyir Sistemi, karşõlõklõ ve dik (ortogonal) olarak yerleştirilmiş üç gyro ve yine aynõ şekilde yerleştirilmiş üç accelerometer den oluşur. Bu accelerometer konfigürasyonu, vektörel olarak ifade edilebilen üç ortogonal ivme 553

5 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ bileşenini verir. Bu bilginin gyro ile elde edilen yöneltme bilgileri ile kombinasyonu ise, Atalet Seyir Sistemi ünitesinin üç boyutlu uzaydaki toplam ivmesini verir. Tüm bu bilgiler, sistemde bulunan saat tarafõndan belirlenen zaman bileşeni ile birleştirilerek, aracõn hõz vektörü elde edilir. Elde edilen hõz vektörü, yine zamanla entegre edilerek, konum vektörleri elde edilir. Atalet Seyir Sistemi nde gerçekleşen bu adõmlara, navigasyon işlemi denir (navigation process) [8]. 3. TASARLANAN SİSTEMİN JEODEZİK ALTYAPISI Filo Yönetim Sistemlerinde, üzerinde en çok durulmasõ gereken konu jeodezik altyapõdõr. Oluşturulacak bilgi sisteminin en önemli verisi olan konum verisinin ve sayõsal altlõğõn güvenilirliği, sağlam bir jeodezik altyapõnõn ortaya konulmasõyla mümkün olur. Bu bağlamda yapõlan çalõşmalarda, bir jeodezik altyapõnõn temelini oluşturan koordinat sistemleri, datum, geoit, elipsoit ve projeksiyon kavramlarõ önem kazanmaktadõr. 3.1 Mevcut Sistemler Bu çalõşma dahilinde iki tür sistem kullanõlmaktadõr. Bunlardan ilki, ülkemizdeki mevcut haritalarõn yapõmõnda kullanõlan, ED50 datumundaki ülke sistemidir. Ülkemizde yapõlan birçok imar ve kadastro çalõşmasõ bu sisteme bağlõdõr. Diğer bir sistem ise araç takibi sõrasõnda elde edilen GPS verilerinin dayandõğõ WGS84 sistemini ve dolayõsõyla ITRF96 sistemini datum alan Türkiye Ulusal Temel GPS Ağõdõr (TUTGA) Ülke Sistemi (ED50) Uydu teknikleri geliştirilinceye kadar ülkeler, kontrol noktalarõnõn yatay ve düşey konumlarõnõ klasik yöntemlerle belirlemek zorunda kaldõklarõndan, bölgesel datumlarda çalõşõlmasõ bir zorunluluk olmuştur. Mevcut Ülke Sistemimizde ise yatay konum bilgileri için referans yüzeyi olarak Hayford Elipsoidini kullanan ED50 datumu kullanõlmaktadõr [9]. Koordinatlarõn 2D+H şeklinde ifade edildiği ülke sisteminde Gauss-Krüger ve onun özelleşmiş halleri olan Transversal Merkator (TM) ve Universal Transversal Merkator (UTM) projeksiyonlarõ kullanõlmaktadõr Türkiye Ulusal Temel GPS Ağõ (TUTGA) TUTGA, homojen dağõlõmlõ noktalardan oluşan, dünya ölçeğinde geçerli ve uluslararasõ standartlarda bir yersel referans sisteminde üç boyutlu bir ulusal kontrol ağõ olarak, Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü nün bir protokol kapsamõnda Harita Genel Komutanlõğõna yaptõrdõğõ bir jeodezik ağdõr ve 1997 yõlõnda oluşturulmaya başlanmõştõr. TUTGA, Uluslararasõ Yersel Referans Sistemi nde (International Terrestrial Referance Frame 1996, ITRF96), 1-3 cm duyarlõğõnda 3 boyutlu koordinatlarõ (X,Y,Z) ve bu koordinatlarõn zamana bağlõ değişimlerini gösteren hõz vektörünün bileşenleri (V x,v y,v z ) bilinen bir ağdõr. Aynõ zamanda bu ağ noktalarõnõn Helmert yükseklik sisteminde yükseklikleri (H), geoit yükseklikleri (N) bilinmektedir [10]. 554

6 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik Bu bölümde anlatõlanlara ek olarak, uydu bazlõ konum belirleme sistemlerin geliştirilmesi, uluslarõn değişik amaçlõ ve farklõ bölgesel datumlarõnõn birbirine bağlanmasõ isteği ile ortaya çõkan ve tüm dünyada kullanõlabilen bir jeodezik sistem olan, Dünya Jeodezik Sistemi (World Geodetic System-WGS) bulunmaktadõr. Tüm dünyada GPS ölçmelerinin datumunu, WGS sisteminin bir parçasõ olan Dünya Jeodezik Sistemi 1984 (WGS84) oluşturmaktadõr. Üç boyutlu (3D) bir koordinat sisteminde ifade edilen WGS84 sistemi, WGS84 elipsoidine dayandõrõlarak oluşturulmuştur. WGS nin amacõ, tüm dünyayõ kapsayacak şekilde her türlü askeri ve sivil faaliyeti destekleyebilecek prezisyonlu konum bilgisini sağlamaktõr[10]. Tablo 3.1. Mevcut sistemlerin özellikleri Datum Elipsoit Koordinat Sistemi Ülke Sistemi ED50 Uluslararasõ Hayford 2D+H Projeksiyon TM-UTM TUTGA ITRF96 GRS80 3D+T TM-UTM GPS WGS84 WGS84 3D TM-UTM 3.2 Sistemin Jeodezik Olarak Değerlendirilmesi Yapõlan çalõşma dahilinde elde edilen sonuçlarõn görselleştirilmesinde jeodezik altlõk olarak uygun ölçekte, sayõsal yol haritalarõ kullanõlmaktadõr. Bu durumda, kullanõlacak olan yol haritalarõ, ya doğrudan sayõsal olarak elde edilmeli ya da yetkili kurum yada kuruluşlarca yapõlmõş mevcut güvenilir haritalar sayõsallaştõrõlmalõdõr. Ülkemizde, son zamanlarda yapõlan, GPS ölçmeleriyle elde edilmiş sõnõrlõ sayõdaki haritalar dõşõndaki tüm haritalar, elipsoidi Uluslararasõ Hayford olan ED50 datumundadõr. Fakat GPS ölçümleriyle elde edilecek olan koordinat bilgileri ise WGS84 datumunda ve elipsoidinde tanõmlanmõştõr. Bu durumda, yapõlan çalõşma dahilinde kullanõlan haritalarõn ve yine bu çalõşmada elde edilen konum bilgilerinin datumlarõnõn uyuşmamasõ gibi bir problem ortaya çõkmaktadõr. Bu sorunu aşmak için ya eldeki haritalarõn tamamõ WGS84 datumuna dönüştürülüp yeniden çizilmelidir ya da GPS ölçmeleri sonucunda elde edilen WGS84 datumundaki konum bilgilerinin transformasyonu yapõlarak, ED50 datumunda konum verilerine ulaşõlmalõdõr. Bu çözüm yollarõndan ikincisinin, hem zaman, hem de maliyet açõsõndan, daha uygun olduğu açõktõr. Bu durumda elde edilen ölçme sonuçlarõ dönüştürülmelidir. Bu amaçla, iki koordinat sistemi arasõnda iki boyutlu Helmert dönüşümü uygulanabilir. Yapõlan çalõşma dahilinde, aracõn, ekrandaki sayõsal bir harita üzerinde takibinin sağlanabilmesi için yeterli olacak koordinat verilerinin elde edilmesi için iki boyutlu bir dönüşüm yeterli olmaktadõr. Fakat, çalõşmada 3. boyut yani yükseklik verisine gereksinim duyulabilir. Bu durumda, zaten GPS ölçmeleri sõrasõnda toplanan 3. boyut verilerini de kapsayan üç boyutlu (3D) koordinat dönüşümü yapõlarak, bu bilgilerinde kullanõlabilir duruma getirilebilir. Yada sistemde kullanõlacak bilgi sistemine 3. boyut verilerin girilmesi ile üç boyutlu transformasyona olan gereksinim giderilebilir. 555

7 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ 4. COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ Coğrafi Bilgi, yeryüzüne ilişkin cisimler veya olaylar hakkõndaki mekansal bilgidir. Kõsaca mekansal bilginin özel bir halidir. Bir Bilgi Sistemi yaklaşõmõ olarak Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS), veri tabanõnda, gerçekleşen olaylarla ilgili öznitelik verilerini bulunduran ve bu verilerin konumsal verilerle ilişkilendirildiği özel bir bilgi sistemidir. CBS uygulamasõ oluşturulurken hedef kitle ve uygulamanõn amacõ iyi tespit edilip çözüme katkõda bulunabilecek bir sistem oluşturulmalõdõr. Bu da CBS uygulamasõnõn genel amaçlõ değil belli bir amaca yönelik olduğunu göstermektedir[11,12]. Bir CBS uygulamasõ oluşturulurken kullanõcõ çeşitleri ayrõ ayrõ belirlenip sistem içindeki konumlarõ tanõmlanmalõdõr. Bu bağlamda CBS kullanõcõlarõ en genel anlamda dört grupta incelenir. Böylelikle sistem kullanõcõlarõnõn yetki alanlarõ belirlenmiş olacaktõr. Firma Yöneticisi (Decision Maker): Sistemi, kararlarõnõ vermek için bir araç olarak kullanõr. Sistem, firma yöneticisinin talebi doğrultusunda yenilenir. Veri Yönetim Merkezindeki Kullanõcõ (System Developer): Sistemin tamamõna hakim olan bu kullanõcõ, sistem içerisinde en geniş anlamda müdahale yetkisine sahip olan kişidir. Firma Müşterisi (User): Sistemi, talebine yönelik çözümler bulmak için kullanan, ancak sistem üzerinde hiçbir müdahale yetkisine sahip olmayan kullanõcõdõr. Araçtaki Kullanõcõ (End-User): Sõnõrlõ sayõda sorgulama yetkisine sahip ve sõnõrlõ bilginin kendisine ulaştõğõ kullanõcõdõr. Veritabanõnda kullanõlabilecek nitelikteki verilerin terninale aktarõlmasõndan yükümlüdür. CBS uygulamasõnõ diğer bilgi sistemlerinden ayõran bazõ farklar vardõr. Bu farklar; CBS içerisindeki bilgi coğrafi referanslõdõr. Diğer veri tabanlarõnda da konumsal bilgi (sokak adresi vb.) bulunabilir fakat bir CBS veri tabanõ geo-referans'õ bilgi girmede ve saklama da birincil araç olarak kullanõr. İkinci bir fark olarak CBS teknolojileri birleştirir. CBS düzenleme özelliğiyle bir yazõlõm ve donanõmdan farklõ olarak, karar vermede kullanõlõr[13]. Filo Yönetimi Sistemi için CBS Bir CBS uygulamasõ oluşturulurken dikkat edilmesi gereken hususlarõn başõnda veri yapõsõ gelmektedir. Hangi veri yapõsõnõn kullanõlacağõ amaca da bağlõdõr. Nasõl bir yazõlõm ve donanõm kullanõlmasõ gerektiği, hangi tip analiz yapõlacağõ, coğrafi verilerin, öznitelik ve meta verilerin özellikleri ve bu verilerin yapõlarõ uygulamaya bağlõ farklõlõklar göstermektedir. Genel amaçlõ tasarlanan bir Filo Yönetim Sistemi için kesin bir yaklaşõm ortaya koymak mümkün olmamakla birlikte, bazõ önerilerde bulunulabilir. Filo Yönetim Sistemi için daha çok güzergah ve güzergaha bağlõ öznitelik bilgileri dikkate alõnmalõdõr. Yol genişliği, eğimi ve yolun geçtiği bölgelerin trafik yoğunluklarõ buna örnek olarak sayõlabilir. Konum bilgisinin depolanmasõ için hiyerarşik veri modeli, öznitelik bilgilerinin depolanmasõnda ise ilişkisel veri modeli kullanõlmaktadõr. Hibrid 556

8 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik (Hybrid) veri tabanõ modeli olarak adlandõrõlan bu veri tabanõ modeli CBS uygulamalarõnda sõkça kullanõlmaktadõr. Çizgi ağõ olarak nitelendirilebilecek yol güzergah yapõlarõnda bir Filo Yönetim Sistemi uygulamasõ için en çok karşõlaşõlan analiz tipi ağ analizidir. Çizgi karakterlerin mekansal analizi olan ağ analizi için, coğrafi veriler, genellikle vektör yapõ olan ağ topolojik veri yapõsõnda kullanõlõr. Böylece düğüm noktalarõ ile çizgiler arasõ ilişkiler sağlanarak, güzergaha bağlõ sorgulamalar yapõlabilmektedir. Ancak, güzergah üzerinde bulunan diğer alansal verilerle birlikte analiz gerektiği zaman raster verilerde ağ analizinde kullanõlabilir. Bu durumda Hibrid veri modelinin kullanõlmasõ uygundur. 5. İLETİŞİM Filo Yönetim Sistemlerinde iletişimin önemi, araç ile VYM arasõnda bir irtibatõn kurulmasõnõn ve aracõn konum bilgilerinin VYM ye ulaşmasõnõn gerekliliğinden kaynaklanõr. İletişim, araca ait konum verisinin VYM ye iletimi ve acil durumlarda araç ile iletişime geçilmesi için kullanõlmaktadõr. Araçtan VYM ye yada VYM den araca, konum verisi, öznitelik verisi, ses verisi veya görüntü verisi gönderilebilir. Günümüzde yaygõn olarak kullanõlan ve araç takip sisteminde de kullanõlmasõ uygun olan iletişim sistemleri Pager, İridyum, Telsiz ve Global System for Mobile Communications dir. Bu sistemlerden en çok tercih edileni GSM dir. 5.1 Global System for Mobile Communications (GSM) GSM Sistemi cellular yani hücresel bir sistemdir. hücre (CELL); GSM ağõnõn (network) en temel ünitesidir. Bir baz istasyonu (BS) tarafõndan kapsama alanõ içine alõnan ve servis verilen en küçük kara parçasõna verilen addõr. GSM network sistemi her hücre için ayrõ frekanslarõn tahsis edilmesi mantõğõ üzerine kurulmuştur. GSM, (T??D??M??A??) Time Division Multiple Acces (TDMA) teknolojisini kullanarak, her konuşma kanalõnõ 8 adet zaman bandõna ayõrarak, bu bantlar üzerinden veri taşõr. 8 zaman bandõ, aynõ anda 8 kişinin görüşmesine olanak sağlar. Fakat bu bantlardan biri kontrol amaçlõ kullanõlõr [14]. GSM sisteminin bir donanõmõ da SMS dir (Short Massage Services Kõsa Mesaj Servisi). SMS aracõlõğõ ile 160 karakterlik yazõlõ verinin bir paket halinde iki telefon arasõnda iletişimi sağlanõr. Araç takip sisteminde de bir konum verisi nin iletimi, 160 karakterlik bir SMS ile sağlanõr. Konum verilerini sõkõştõrõlarak 10 adet konum verisi bir SMS ile iletebilir. GSM sisteminin hõzõ 9.6 Kbps dõr. Bu hõz araç takip sistemi için yeterlidir. GSM sistemi ile araç takibinde, konum, ses, öznitelik ve görüntü verileri iletilebilir [15]. Gelişen teknolojiyle birlikte elde edilen verilerin internet üzerinden aktarõlabilmesi için cep telefonlarõndan internete bağlanmak gerekliliği ortaya çõkmõştõr. Günümüzde sistem için en uygun bağlantõ, General Packet Radio Service (GPRS) ile sağlanmaktadõr. GPRS, verilerin mevcut GSM şebekeleri üzerinden saniyede 28.8 ila 115 kilobit lik hõzlarda iletilebilmesine imkan veren, cep telefonu ve mobil cihaz kullanõcõlarõna kesintisiz Internet bağlantõsõ sunan paket tabanlõ (packet-based) bir mobil iletişim servisidir. Verilerin paketler halinde iletilmesi esasõna dayanan GPRS servislerinin ücretlendirmesi, kullanõcõlarõn iletişim ağõna bağlõ kaldõklarõ toplam süreye göre değil, alõnõp gönderilen veri miktarõna göre düzenlenir. Tüm bu özellikleri sayesinde GPRS 557

9 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ sadece verimli ve hõzlõ olmakla kalmaz, aynõ zamanda çok çeşitli veri servislerinin ucuz tarifelerle sunulmasõna da imkan tanõr. Araç takip sisteminde tek başõna bir iletişim cihazõ bulunmasõ yeterlidir, fakat sistemin amacõna göre araca ek bazõ donanõmlarda konulabilir. Bunlar GSM ve GPS entegrasyonlu bir cep telefonu, cep telefonlarõ ile uyumlu cep bilgisayarlarõ (PDA) yada dizüstü bilgisayarlar olabilir. 6. TASARLANAN SİSTEMİN YAPISI ve BİLEŞENLERİ Ekonomi, doğruluk, güvenilirlik ve sistemin gerçek zamanlõ güncelleştirilmesi faktörleri göz önüne alõnarak, genel amaçlõ olarak tasarlanan Filo Yönetim Sistemi, farklõ uygulamalar için altlõk oluşturur. Bu nedenle, yapõlan çalõşma dahilinde tasarlanan Filo Yönetim Sisteminde yer alabilecek bileşenler değerlendirilmiştir. Bu kapsamda Veri Yönetim Merkezi, araç ve kullanõcõ faktörleri bileşen olarak ele alõnmõştõr. 6.1 Veri Yönetim Merkezi (VYM) Yapõlan çalõşma sonucunda elde edilen sistem, canlõ bir organizma olarak düşünülürse, sitemin en önemli bileşeni olan VYM, uygulamada beyin görevini üstlenir ve tüm sistemin yönetiminden sorumludur. VYM nin temel yapõ taşõnõ ise veri oluşturur. VYM de kullanõlan ve coğrafi veri adõ altõnda toplanabilecek olan veriler, konum verisi ve öznitelik verisi olarak ikiye ayrõlõr. Veri tabanõ içerisine alõnabilecek öznitelik verilerini; araç özellik, yol, dõş faktörler ve firma verileri olmak üzere dört başlõkta toplamak uygun olacaktõr. Bu dört ana başlõğa ilişkin bazõ örnekler aşağõda sõralanmõştõr. 1. Araç Özellikleri: Araç genişliği, yük kapasitesi, araç yüksekliği; 2. Yol Bilgileri: Yol genişlikleri, yol eğimleri; 3. Dõş Faktörler: Güzergah bilgileri, topoğrafik bilgiler, yol trafik yoğunluğu, okul, hastane, tamirci, benzinlik ve dinlenme tesisi bilgileri; 4. Firma Bilgileri: Firma kimlik bilgileri, firmaya ait merkezlerin konumlarõ, araç stok bilgileri, depo stok bilgileridir. VYM de kullanõlan konum verisi mutlak konum verisidir. Mutlak konum verisi ele alõnõrken bu veri türünün temelini oluşturan datum, elipsoit, koordinat sistemi ve projeksiyon gibi kavramlar göz ardõ edilmemelidir. Tüm bu veriler amaca uygun olarak hazõrlanan bir CBS uygulamasõnda toplanõr ve bu bilgi sistemi dahilinde, istenilen doğrulukta ve devamlõ olarak güncellenen sayõsal yol haritalarõ üzerinde görselleştirilir. Kullanõcõlardan ve araçtan gelen tüm sorularõn ve uygulama esnasõnda ortaya çõkabilecek tüm problemlerin çözümüne, sistem dahilinde oluşturulan CBS üzerinde yapõlacak olan uygun sorgulama ve analizlerle ulaşõlõr. 558

10 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik Şekil 6.1: Veri Yönetim Merkezindeki CBS uygulamasõ Araç-VYM, VYM-Kullanõcõ, haberleşmesini ve veri aktarõmõnõ sağlamak amacõyla bir iletişim sisteminin gerekliliği ortadadõr. GSM kullanõlarak yapõlacak olan iletişimin en etkin şekilde gerçekleştirilebilmesi için VYM-Araç arasõnda aktarõlacak olan konum verisi ve öznitelik verileri için General Packet Radio Service (GPRS) veya Kõsa Mesaj Servisi (SMS) kullanõlabilir. Acil durumlarda ise GSM üzerinden sesli iletişime geçilebilir. VYM-Kullanõcõ arasõndaki iletişim için istenirse VYM-Araç arasõndaki iletişime benzer bir GSM iletişimi sağlanabilir ya da internet üzerinden kullanõcõ VYM ile iletişime geçebilir. 6.2 Araç Filonun birim elemanõ olan aracõn, takibinin yapõlabilmesi için öncelikle konumunun belirlenmesi gerekmektedir. Günümüzde bu amaca hizmet edebilecek sistemler arasõnda en uygun olarak kullanõlanõ Global Konum Belirleme Sistemi dir(gps). Sistem dahilinde GPS le elde edilen konum doğruluğunu artõrmak için kullanõlan yöntem ise Diferansiyel GPS tekniğidir. GPS le konum bilgisinin elde edilebilmesi için minimum 4 uyduya gereksinim vardõr. Özellikle yoğun yapõlaşmanõn görüldüğü kent içi yollarda, ormanlõk alanlarda ya da tünellerde bu şart sağlanamayabilir. Bu gibi durumlarda, ek bir konum belirleme sistemine gereksinim duyulur. Yapõlacak çalõşma dahilinde kullanõlan ek konum belirleme sistemi, Atalet Seyir Sistemleridir (INS). Tasarlanan sistem, araçlarõn takip edilmesinin yanõ sõra yönlendirilmesini de amaçlamaktadõr. Bu yönlendirme, ancak VYM ve araç arasõnda bir iletişim sisteminin kurulmasõyla mümkündür. Bu amaçla, araçta da VYM dekine benzer bir iletişim sistemi kullanõlmaktadõr. Tüm bunlara ek olarak, araç ile VYM arasõnda iletişim kopukluğu gibi problemlerin ortaya çõkmasõ durumunda yapõlmakta olan işlerin aksamasõna engel olmamak için aracõn yönlendirilmesinin devamlõlõğõnõ sağlayan bir bilgi sisteminin araçta bulunmasõ gerekmektedir. Bu bilgi sisteminin, araç kullanõcõsõnõn gereksinim duyacağõ yol ve güzergah bilgileri gibi belli başlõ verileri içermesi yeterlidir. Tasarlanan sistemde, böyle bir bilgi sisteminin oluşturulabilmesi amacõyla, araçta, avuçiçi bilgisayar (PDA) ya da diz üstü bilgisayar (Laptop) bulunmalõdõr. 559

11 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ Şekil 6.2: Araç içi donanõm 6.3 Kullanõcõ Bir Filo Yönetim Sisteminde verilen hizmetten yararlanacak olan kullanõcõdõr. Sistem içerisinde ise VYM deki kullanõcõ (system developer), araç kullanõcõsõ (end-user) ve firma müşterileri (user) olmak üzere üç tip kullanõcõ vardõr. Tüm bunlara ek olarak, sistem içerisindeki bir yöneticinin, yapõlan çalõşmalarõ VYM dõşõndan müdahale edebilen sistem içerisinden bir yönetici (decision maker) vardõr. Şekil 6.3: Filo Yönetim Sistemi 7. SONUÇ ve ÖNERİLER Bu çalõşmada, bir Filo Yönetim Sisteminin yapõsõnda bulunabilecek INS, GPS, GSM gibi sistemler, günümüz teknolojileri de göz önünde bulundurularak ayrõ ayrõ incelenmiştir ve çalõşma sonunda bu sistemlerden birbirleri ile en iyi şekilde uyum sağlayacak olanlarõ bir araya getirilerek, genel anlamda bir Filo Yönetim Sistemi oluşturulmuştur. Yani bu çalõşmada, bir Filo Yönetim Sistemi nasõl olmalõdõr sorusuna en iyi şekilde yanõt verilmeye çalõşõlmõştõr. Bu çalõşma bir sistem tasarõmõ projesinin ürünüdür. Tasarõmõ yapõlan sistemin ana ihtiyacõ olan konum verisi, GPS tekniği ile elde edilmektedir. GPS tekniğinin maliyetinin giderek azalmasõ, bununla birlikte, geliştirilen tekniklerle sağladõğõ konum doğruluğunun giderek artmasõ bu sistemin tercih edilmesinde önemli bir rol 560

12 Güney, Avcõ, Doğru, Kõlõç, Çelik oynamaktadõr. Konum doğruluğunu artõrmak amacõyla DGPS tekniği kullanõlmaktadõr. Yoğun yapõlaşmanõn görüldüğü alanlar, tüneller ve ormanlõk alanlarda karşõlaşõlabilecek GPS verisinin kaybõnõ telafi etmek amacõyla da sisteme INS dahil edilmiştir. Bu sistemlerin entegrasyonu konum verisi kaybõnõn önlenmesi ve konum doğruluğunun artõrõlmasõ açõsõndan önemlidir. Oluşturulacak bilgi sisteminin en önemli verisi olan konum verisinin ve sayõsal altlõğõn güvenilirliği, sağlam bir jeodezik altyapõnõn ortaya konulmasõyla mümkün olur. Bu sebeple bu tür çalõşmalarda jeodezik altlõğõn önemi göz ardõ edilmemelidir. Elde edilen konum verisi ile birlikte firmanõn gereksinimleri doğrultusundaki öznitelik verileri de toplanarak, bir CBS uygulamasõnda ilişkileri kurulmalõdõr. Oluşturulan sistemi benzer nitelikteki araç takibi yapan sistemlerden ayõran en büyük özellik, sorgulama ve analizlerle çözüme yönelik yaklaşõmlarõn ortaya koyulabildiği CBS uygulamasõnõn sisteme entegre edilmesidir. Filo Yönetim Sistemi nin kullanõcõlarõ arasõndaki iletişim, sistemin bir bütün halinde çalõşmasõ açõsõndan önemli bir unsurdur. Bu nedenle, kullanõcõlarõn erişmesi gereken bilgiler tespit edilip, kullanõlacak iletişim sistemleri her kullanõcõ için tanõmlanmalõdõr. Sistemin en az yapõsõ kadar önemli bir unsuru olan işletimine yeteri kadar önem verilememiştir. Her ne kadar sistem, mümkün olduğunca ekonomik bir şekilde tasarlanmõş olsa da, sistemin işletimi sõrasõnda ortaya çõkabilecek ekonomik kaygõlar bilinmediği için uygulamada problemlerle karşõlaşõlabilir. Bu sorunu ortadan kaldõrmak için sistemin işletimi incelenmelidir. 8. KAYNAKLAR Aktuğ B., 2002., Kinematik Objelerin GPS ile İzlenmesi: Sayõsal Harita Destekli Bir Navigasyon Sistemi,Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Altan O., Toz G., Külür S., Cografi Bilgi Sistemlerinin Gelisimi, Cografi Bilgi Sistemleri Sempozyumu, İstanbul, Eylül 1996 Aru H., 2002, Kişisel Görüşme Deniz, R. ve Çelik, R. N., Güncel Gelişmeler Işõğõnda Mekansal Bilgi Sistemleri İçin Jeodezik Altyapõ ve Problemler, Harita Mühendisliğinde 50 Yõl, İstanbul, Türkiye, Mayõs 28 Kasõm Şubat Kasõm Kasõm Kasõm Aralõk Kasõm 2001 Korkmaz, E. ve Oruç, M., GPS ile Statik Ölçme, Ölçülerin Değerlendirilmesi ve Ülke Koordinat Sistemine Dönüşümü, Lisans Tezi, İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi, İstanbul. 561

13 Filo Yönetim Sistemi Tasarõmõ Şengül Y. S., 2002., Tek Alõcõlõ Kullanõcõlar İçin Diferansiyel GPS Düzeltmeleri, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Uluğtekin N., , Geographic Information System Ders Notlarõ, İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi, İstanbul. Yomralõoğlu, T., 2000., Coğrafi Bilgi Sistemleri, Karadeniz Teknik Üniversitesi, İstanbul 562