Akıllı Şehir Teknolojileri ile Artan Nüfus Azalan Kaynaklara Çözümler; Şehirlerimiz tüm dünyada ekonominin ve yaşamın döndüğü yer olarak görülmektedir. Her geçen sene şehir nüfusu artmakta ve kırsal alandan şehre kaydığı görülmektedir. Birleşmiş Milletler in 2016 yılında yaptığı bir çalışmaya göre (UN ,“The World’s Cities” / 2016) dünya nüfusun %54,5 şehirlerde yaşarken, 2030 da bu %60 ın üzerine çıkması öngörülmüştür.

Aynı şekilde nüfusu 1 milyondan fazla olan şehir sayısı 2016 da 512 iken, 2030 da 662 olarak beklenmektedir. Mega kentler, yani nüfusu 10 milyondan fazla olan yerleşimlerin sayısı 2016 da 31’den 2030 da 41’e yükselmesi, olası şehir birleşimlerinden konuşulmaktadır.

Tüm bunlar ciddi fırsatlar kadar, ciddi sorunlar da beraberinde getirmektedir. Planlamaların normal artışlar dikkate alınarak yapılması durumunda, ani beklenmedik değişiklikler şehir yönetimlerini ciddi anlamda sıkıntıya sokmaktadır.

Bu konuda yeni yaşanan bir örneği Muğla / Fethiye de görüldü. Sahilde görünen yeşil alg yoğunluğu, denizin kirliliği ve denize dökülen atıklar nedeniyle arttığı görüşü ortaya çıktı. Fethiye ne yazık ki planlamayı mevcut nüfusunu dikkate alarak yapmış, yazın gelen misafirler dikkate alınmadığı için ise anlık değişim yaşandığı belirtilmektedir (normalin 10 katına ulaşmaktadır).

Bu yaşanan örneklerden sadece birisi ve benzer pek çok olumsuzluk ne yazık ki yaşandı, yaşanıyor ve gelecekte ’de yaşanacaktır. Benzeri olaylardan etkilenmemek ve etkin önlem alabilmek nüfus davranışlarından yola çıkılabilir. Elbette bilgi ve veriyi bir şekilde toplanmalı ve teknoloji bize burada ciddi bir katma değer ve kaynak yaratmaktadır.

Akıllı Şehir Teknolojileri ile Artan Nüfus Azalan Kaynaklara Çözümler; Türkiye

Özellikle büyük şehirlere bakıldığında ciddi nüfus hareketleri bulunduğunu herkes gündelik hayatta görebilir. Yazın azalan ancak diğer mevsimlerde ciddi bir yoğunluk yaşamaktayız ve bu yoğunluk yıllara göre zaman zaman azalsa da son yıllarda kırsal alandan şehir e göçler devam etmektedir. Cazibe merkezleri olması nedeniyle de ciddi bir nüfus artışı da olmaktadır.

Üç büyük şehre bakıldığında 2000 ile 2016 yıllarında Birleşmiş Milletler kaynaklarına göre %50 ve üzeri artışlar görünmekte ve 2030 için ise 2000 yılların değerine göre iki katı bir artış olacağı öngörülmektedir.

Şehirler 2000 2016 2030 Ankara 3.179.000 4.852.000 5.875.000 İstanbul 8.744.000 14.365.000 16.694.000 İzmir 2.216.000 3.090.000 3.701.000

Tablo 1: BM 2016 Şehir verileri

Tüm bunlar ne anlama gelmektedir. Şehir altyapıları için yapılan kimi planlamanın öngörülemeyen nedenleri algılayamadığı ve doğal olarak yetersiz olduğu ifade edilebilir. Altyapılarımızın eskimeye başladığı, yorulduğu ve artan yükü bir süre sonra kaldıramadığından ek yatırımların gerekliliği görünmektedir. Bunu her gün yaşadığımız trafikte, sokaklardaki kalabalıkta, beklediğimiz sıralarda v.b. görebiliriz.

Peki önlemler neler olabilir? Şehirlerimizi daha yaşanır hale getirmek veya giderleri azaltmak için neler yapılabilir?

Teknoloji yol göstermektedir

Şehirlerin daha yaşanabilir hale gelmesi için teknolojiden yararlanarak AKILLI hale gelmelidir. Akıllı Şehir tanımları pek çok farklılık ve beklentilere göre değişim gösterebilmektedir, ancak hepsindeki ortam payda teknolojinin kullanımıdır.

Kullanılacak teknoloji Bilgi İşlem ve Haberleşme odaklı olmaktadır. Tek başına yeterli olmayacak ve haliyle insanı, yönetim tarzımızı ve benzeri teknoloji dışı kavramlar da içermelidir.

Burada kısaca birkaç uygulamayı paylaşmaya çalışacağım. Özellikle şehirlere yönelik en çok ve hızlı uygulanan AKILLI çözümlerden Aydınlatma yapıları, Çöp ve Atık toplama ve Su kullanımı aktarmaya çalışacağım. Bunun dışında ulaşım içinde yer alan trafik, taşıma, limanlar (denizyolu ve havayolu), Okul ve Personel servislerin izlenmesi v.b. pek çok çözüm için benzeri uygulamalar görülebilir.

Aydınlatma Yapıları

Akıllı Aydınlatma ve Şehir Aydınlatlamaları

Tüm belediyeler ve büyük şehirler de aydınlatma sisteminde dönüşümler devam etmektedir. Dönüşüm ülke ve anlayışlara göre farklılıklar gösterdiği de kaçınılmaz bir gerçekliktir. Herkes öncelikle klasik ampulleri (yüksek basınçlı cıva buhar v.b.) LED ile değiştirerek %20 ile %40 arasında bir getiri sağlamaktadır. Türkiye de bu ülkeler arasında yer almaktadır. Ağırlıkla ve nispeten kolay olan değişikliğe gidilmektedir.

İşi daha ileriye götüren belediye, şehir ve ülkelerde bununla yetinmemiş, komple yapıyı ele almış, direklerin içine yerleştirilen sensörler yardımıyla da tüm aydınlatma ekipmanına uzaktan yönetme olanağını elde etmiştir.

LED’lerin çalışma saatleri uzaktan denetlenmekte, arızalı atomik saat veya fotosel nedeniyle gündüz yanan lambalar algılanmakta, arızalı cihazlar için bakım planlanır ve gereksiz bakım çalışmaların önüne geçilmekte, civar aydınlatma (otoyol, araçlar, dükkanlar vb.) seviyeleri ölçerek verilecek ışık miktarı optimize edilmekte, saat bazlı “dimleme” yapılır ve gereksinim halinde (artan trafik, araç ve/veya yaya) arttırılır, tüketilen enerji miktarı incelenmektedir.

Görüleceği gibi, olay sadece aydınlatmadan ibaret olmamakta, yan katkı sağlayan olgular ve çevrede eklenmektedir. Tüm bunların yanında, sık sık arıza yapan yedek parçalar izlenebilir, satan firmalar denetlenebilir ve varlıkların daha uzun ömürlü olabilmesinin önü açılmaktadır.

Akıllı Şehir Teknolojileri ile Artan Nüfus Azalan Kaynaklara Çözümlerin Yurtdışı örneklerinden Oslo, Los Angeles, Paris vb. de aydınlatma sisteminde %60 ve üzeri tasarruflar sağlanmaktadır. Bakım planlamaların yapılmasında daha az gidilen yol nedeniyle, bakım araçları, yakıt, zaman vb. den de ciddi getiri sağlanacağı görülmektedir.

Bugün için aydınlatma direklerinde ister eski sistemim devamı olan yönetim panosu içinden yönetilebilir, isterse her bir direk tek tek uzaktan yönetilebilir olsun, mutlak teknoloji burada Sensörlere dayanan Nesnelerin İnterneti (IoT) kullanılmaktadır.

Veri Noktası; Aydınlatma Direkleri

Akıllı Şehir Teknolojileri ile Direklere eklenecek hava kalite ölçümü, nem algılayıcıları, su basma sensörleri, kamu iletişimi için hoparlör sistemi, adli vakaları algılayabilen mikrofon sistemleri (yüksek sesler, patlama, silah sesi vb.), şarj noktası ve daha pek çok hizmet entegre edilebilir ve çokça kazanç sağlayan çözümler sunulabilir, tasarruf, güvenlik ve refah üçgenine hizmet edebilmektedir.

Türkiye genelindeki aydınlatma direk sayısının 17 milyon olduğu ifade edilirken, İstanbul da toplam 400.000 civarında olduğu tahmin ediliyor. Bu değer her iki elektrik dağıtım şirketi Boğaziçi EDAŞ ve AYEDAŞ tarafından hizmet verilen sokak aydınlatmalarını da kapsamaktadır.

İstanbul Büyükşehir Belediyesinin sorumluluk alanında, yani şehrin doğrudan dokunabildiği direk adetleri sadece 17.500 adet olmaktadır. Yıllık sokak aydınlatma maliyetlerinin TEDAŞ 2018 raporuna göre 650 Milyon TL olarak açıklanırken, birim aydınlatma 38 TL maliyete gelmektedir.

Akıllı Şehir Teknolojileri ile Sokak aydınlatmalarında yapılması gereken çalışmanın sadece belediye değil, dağıtım şirketlerin sorumluluğunda olan direklerde de dahil olması halinde ciddi bir katma değer sağlanabilir.

Ör. sadece LED uygulanarak %40 lık bir enerji tasarrufu sağlanırsa, tüm direklerde yıllık 6.000.000 TL indirim, bağlı ve kontrollü sistem için ise %60 seviyesi durumunda yıllık 9.100.000 TL üstü bir enerji tasarrufu sağlanabilir.

Çöp Toplama çözümleri

Hepimiz pek çok kez yollara akşam kalabalık saatlerde veya olanaksız bir ortamda çöp arabaların arkasında kuyrukta bekledik. Çöp konteynerleri daha dolmadan belirlenmiş döngüler içinde ziyaret edilmekte veya aşırı dolu olmasına karşın bir türlü toplanmayan çöpler çevreye kötü koku yayarak insanları rahatsız etmektedir.

Özellikle denemelerin de tamamlandığı ülkelerde, çöp konteynerlerin içine seviye kontrol sensörleri kullanılarak, dolma noktasına ulaşan veya dolması olası olan noktalar tespit edilir, en etkin ve verimli rota seçilerek, en az harcama ve kayıpla çöpler toplanmaktadır.

Elde edilen katma değerin en büyükleri çevre temizliği, rahatsız edici kokuların olmaması ve elbette yakıt ile zaman tasarrufu gösterilebilir. Geriye dönük incelemelere bakılarak süreçler optimize edilerek, gerçekte lazım olacak çöp kamyonları planlanabilir.

LPWAN

Özellikle son zamanlarda İstanbul da farklı model ve tipte olan kimi çöp konteynerler için farklı araçlar yola çıkmak zorunda ve bunların adetleri de da geleneksel yöntemlerle tespit edilmektedir. Seviye sensörleri herhangi bir kablosuz teknoloji ile çözüm sunabilir (baskın ve etkin teknoloji LPWA – low power wide area olmaktadır).

Çöp toplama araçları aylık bazda ortalama 3.000 – 4.0000 km yi bulduğunu düşünerek, yıllık bazda 30.000 – 40.000 km yol alacaktır. Günlük 20.000 ton (aylık 600.000 ton) çöpü çıkan İstanbul için ortalama 7 ton çöp toplayan kamyonlardan günde 3.500 adedi devamlı dolaşmalıdır.

Çöp konteynerlerin doluluklarını izleyerek %20 seferlerini daha az yapabileceğinden yola çıkarak, yıllık bazda sağlanabilecek tasarruf en az 5.000.000 TL olacaktır. Azalan karbon emisyonu ve çevre kirlilik faktörünü hesaba da katarsak, ciddi katma değerler görülebilir.

Su Çözümleri

Akıllı Şehir Teknolojileri ile Artan Nüfus Azalan Kaynaklara Çözümler için Türkiye de su ciddi bir sorun haline geleceği ön görülmektedir. DSİ verilerine göre kişi başına olan 4.000 m3 suyu 1.500 m3 ye düşmüş ve su kıtlığı yaşayacak ülkeler statüsüne geçeceği ifade edilmektedir. Kıtlık için neden ise hem kayıplar hem de iklim değişikliği gösterilmektedir. Birleşmiş Milletler raporlarına göre de Türkiye üst seviye su stresi yaşayacak ülkeler arasında yer almaktadır.

Şehirlerimizde kayıplar resmi rakamlara göre %40 seviyelerinde olduğu ifade edilirken, önceki yazılarımdan “Suyun değerini bilmek” zamanın Orman ve Su İşleri Bakanı olan Sn. Veysel Eroğlu Mayıs 2017 deki 3. Su Kayıp-Kaçak Forumunda asıl değerin %50 yi aştığını ifade etmiştir. Su hizmetinin ne kadar önemli ve kritik bir konu başlığı olduğu buradan ortaya çıkmaktadır.

Sadece İstanbul ‘da son 2014 – 2017 yıl rakamlarına bakıldığında yıllık ortalama 1 Milyar TL kayıp – kaçak görünmektedir. Ortalama 6 Milyon abone olduğunu düşünürsek, hane başına yıllık 167 TL ek yük binmektedir. Kaybın en büyük kısmı (%85-90) su sayaçlarında değil, su kaynaklarından şehre su beslemek için kullanılan isale hatlarında ve su kaynakların kendisinde yaşanmaktadır. Son yıllarda olumlu bir gelişme olarak yüzen güneş panelleriyle bunun biraz önüne geçilmeye çalışılarak, elektrik enerjisi de üretilmiştir. Ancak kayıpların yaşanacağı esas ana besleme boru hattındaki durumu tespit etmek o kadar da kolay olmuyor.

Ör. her musluğu açtığımızda ister doğrudan sistemden alalım isterse bina deposundan alalım, şehir su şebekesi eksilen miktarda suyu sisteme basmaktadır. Yani su kaynaklarından hat ve pompa sisteminden yararlanarak eksilen su eklenir.

Suyun Kalitesi

Su akışı ve pompaların çalışmasından oluşan titreşimler, borularda, eklerde, terfi depolarında vb. değişik sıkıntılara neden olabiliyor ve kaçaklar oluşur. Boru hattının eskimesi, beton borularda çatlak oluşması vb. nedenlerle de ana kayıplar burada yaşanıyor. Sensör teknolojileri kullanılarak, kaybın nerelerde olabileceğini bulunabilir ve en az tamirat gideriyle sorunun önüne geçilebilir.

Su’daki diğer bir sorun ise suyun kalitesi. Devamlı olarak ve periyodik yapılan ölçümlerde suyun kalitesi ne kadar iyi olduğu anlatılmaktadır. Pek çok yaşanan olay gösterdi ki, aralıklarla değil devamlı ölçüm yapılmalıdır. Ölçüm her gün değil, belirli aralıklarla olması (ki bu pek çok ülkede de uygulanmakta) potansiyel sıkıntılara neden olmaktadır.

Su kaynaklarına cüruf atılması, hafif etken maddelerle zehirlenmesi, dış etkenlerle bilinçli olmadan kirletilmesi vb. izlenme zorunluluğunu getirmektedir. Bunun için de sensör teknolojisi ve iletişim çözümleri önümüze çıkmaktadır.

Yıllık bazda kayıp kaçakları her yıl %10 azaltılabilirsek, 5 yıllık bir aralıkta yaklaşık getiri %40 yani 400 milyon TL olabilir.

İş Modeli ve Finansman fırsatları

Bu konu başlığı yönetim danışmanlığına girdiğinden ayrıntılara girmeyeceğim. Sadece özetle her bir proje kademeli olarak uygulanması halinde getireceği net kazançlar ile kendi kendini finanse edebileceğini söylemek isterim. Her bir çözüm içine ör. 3 yıllık bir proje öngörüsüyle entegratör firma kendini finanse eder, 4. yıldan itibaren kurum doğrudan kazanım elde ederek, faaliyetlerine devam eder. Yatırımın geri dönüşü 24 – 30 ay arasında gerçekleşebilir.

Bilgi İşlem ve Haberleşme Çözümleri

Bilgi işlem ve haberleşme çözümleri tüm bu ve sayamadığım kimi çözüm için gerekli altyapıyı sunmaktadır. Elde edilen verilerin anlaşılabilir hale getirebilmek için bilgi işlem çözümleri, analitikleri, büyük veri çözümleri vb. kullanılmaktadır. Verileri bu merkezi çözümlere ulaştırabilmek için ise haberleşme çözümleri kullanılmalıdır. En etkin çözüm LPWA olarak anılan haberleşme altyapıları kendilerini göstermektedir.

NB-IoT (dar bantlı nesnelerin interneti) hücresel iletişim / mobil şebekelerin olduğu ve veri iletim sıklığının yeterli geldiği alanlarda kullanılabilir. LoRaWAN, Ingenu veya Weightless gibi çözümler daha noktasal ve geni alan iletişim sistemlerin uzak verileri taşımak için uygulanabilir (kırsal alanlarda, hücresel yapının yetersiz veya olmadığı yerlerde), Sigfox gibi hücresel olup, ancak alternatif operatör üzerinden çalışan sistemler de zaman zaman geleneksel operatörlere destek vermektedir. Bazı durumlarda ise kablolu çözümlerden yardım alınarak katma değer alınmaktadır. Kısaca hibrit olarak adlandırdıklarımız çözümlere (biraz ondan biraz bundan) yönlenmek ve teknoloji bağımsız sistemlere yönlenmek zorunluluğu görülmektedir.

Diğer şehir çözümleri

Limanlarda durum ve ortam izleme (hava ve deniz), trafik çözümleri (sadece kalabalık değil, yol üzerinde biriken kar ve su, olası donma etkenleri v.b.), personel izleme (güvenlik ve güvence amaçlı), servis izleme (öğrenci, çalışan vb.) her biri şehirler için farklı katma değer oluşturan çözümler sunmaktadır.

Ayrı ayrı olarak sıralanan bu çözümler ortaklaşa bir ortamda toplanmalı ve entegre olmalıdır. Veri paylaşımları ortaklaşa yapılmalıdır.

Haberleşme olmadan asla…

Şehirlerimizi geleceğe taşımak ve biz bireyler olarak daha refah içinde bir yaşam sürmek istersek, teknoloji kaçınılmazdır. Teknoloji çalışabilmesi için ise temel araç veridir ve veriyi de ilgili sistemlere taşımak için haberleşme çözümleri olmazsa olmazlar arasında yer almaktadır.

Mevcut ve gelecek yeni çözümlerin her geçen gün doğal yaşantımızın bir parçası olacağını şimdiden kestirmek zor değildir. Yeter ki doru teknoloji, doğru zamanda ve yerde kullanılabilsin ve amaca uygun çözüm sunabilsin.