Türkiye- Hindistan Arasında Uluslararası İş Birliği Projesi

Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Şebnem Karahançer’in yürütücüleri arasında yer aldığı ‘Bitüm ve Asfalt Karışımları için İklim Değişikliği Etkisine Dayalı Yaşlandırma Protokolünün Yapay Zeka ile Geliştirilmesi’ başlıklı proje TÜBİTAK 1071 Uluslararası İkili İşbirliği Destekleri kapsamında, 2506 – Hindistan Bilim ve Sanayi Kurumu (CSIR) ile İkili İş Birliği Programı tarafından desteklenmeye hak kazandı.

‘Bitüm ve Asfalt Karışımları için İklim Değişikliği Etkisine Dayalı Yaşlandırma Protokolünün Yapay Zeka ile Geliştirilmesi’ başlıklı projenin ekibinde Yürütücü olarak ISUBÜ Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Şebnem KARAHANÇER, Prof. Dr. Serdal TERZİ (SDÜ) ve Gülay Malkoç (E-Mak Makine İnşaat Tic. ve San. A.Ş.) yer alırken projede araştırmacı olarak ISUBÜ Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği öğretim üyesi Prof. Dr. Özlem TERZİ, Dr. Öğr. Üyesi Ekinhan ERİŞKİN (SDÜ) yer alıyor.

Hindistan tarafında ise Yürütücü olarak Dr. Abhishek Mittal (CSIR - Merkezi Yol Araştırma Enstitüsü) ve Rajasekhar Rongali (Coact Solutions Ltd.) araştırma ekibinde ise Dr. Siksha Swaroopa Kar (CSIR - Merkezi Yol Araştırma Enstitüsü), Dr. Sarfaraz Ahmed (CSIR - Merkezi Yol Araştırma Enstitüsü) yer aldı.

36 ay sürecek projenin özeti ise şöyle, “İklim değişikliği insanlığın karşılaştığı en büyük problemlerden biridir. Ortalama sıcaklık değeri zamanla artmaktadır. Bölgeler de aynı şekilde sıcaklık artışına maruz kalmaktadır. İklim değişikliği dünyanın birçok yerinde ulaşım altyapısını etkilemekte ve gelecekteki iklim tahminleri, bu etkilerinin muhtemelen daha şiddetli hale geleceğini göstermektedir. Esnek üstyapıların inşası sırasında maksimum sıcaklık değerlerine ulaşılmaktadır. Esnek üstyapılarda bağlayıcı olarak kullanılan termoplastik bir malzeme olan bitüm sınıflandırılırken kullanılan performans derecelendirme sistemi maksimum ve minimum sıcaklık değerleri baz alınarak yapılmaktadır. Ancak, iklim değişikliğinden kaynaklı olarak daha detaylı sıcaklığa dayalı bir sınıflandırma sistemine ihtiyaç duyulmuştur. Asfalt yol kaplamaları geniş yüzey alanlarını kaplar ve bu nedenle yerel iklimdeki değişikliklerden önemli ölçüde etkilenebilir. Hava sıcaklığı, yağış, rüzgar, nem, güneş radyasyonu gibi iklim faktörlerinin tümü, kaplama performansını farklı şekillerde etkileyebilir. Spesifik olarak, asfalt betonu daha yüksek sıcaklıklarda çok daha yumuşak hale gelir ve trafik yükü altında hızla kalıcı deformasyonun (yani tekerlek izinin) birikmesine izin verir.

Bizim yola çıkış hipotezimiz “Yapay zeka kullanarak iklim değişikliğine dayalı yeni bir bitüm yaşlandırma prosedürü geliştirebilir miyiz?” oldu. Böylece üstyapı tasarımının da geliştiği bitümün uzun süreli yaşlanma için PG sınıfı belirlenmiş olacaktır. Bu çalışma, kısa ve uzun vadeli yaşlanma süresi için planlanan inşaat bölgesindeki iklim verilerinin tahminine odaklanacak ve RTFOT ve PAV testlerinin süre ve sıcaklık değerlerini yapay zeka ile önerecektir. Bu işlem, bitümün saha yaşlanmasının daha gerçekçi simülasyonuna yardımcı olacaktır. Bitüm için yaşlandırma parametreleri kesinleştirildikten sonra asfalt karışımlarının performansı üzerindeki etkisi farklı laboratuvar testleri ile değerlendirilecektir. Bu şekilde elde edilen deneysel veriler, asfalt karışımlarının performansını tahmin etmek için modellenecektir. Gelecekteki yol yüzeyi sıcaklıkları, Makine Öğrenimi (ML) ve Uzun-Kısa Süreli Bellek (LSTM) yöntemleriyle tahmin edilecektir. Öncelikle proje kapsamında alınacak Karayolu Hava Durumu Bilgi Sistemi (RWIS) ile toplanan hava sıcaklığı, yağış, rüzgar, nem, güneş radyasyonu verileri ML modellerinde girdi olarak kullanılacaktır. Gelecekteki yol yüzeyi sıcaklıkları, en iyi ML modeli seçilerek tahmin edilecektir. Geliştirilmiş bu model, FEM (Sonlu Elemanlar Metodu- Finite Element Method) veya başka bir uygun yaklaşımla doğrulanacaktır. Son olarak, iklim değişikliğinin Hindistan ve Türkiye koşulları için üstyapı tasarımı üzerindeki etkisi değerlendirilecektir. İkili işbirliğinin katma değeri her iki ülke için de mevcut olmayan yaşlandırma protokolünün oluşturulması olacaktır.  Proje çıktılarının ülkemize sağlayacağı bilimsel ve akademik katkılarının yanı sıra yaşlandırma protokolünün oluşturulmasıyla birlikte ekonomik ve çevresel katkıları da olacaktır. Proje sonunda elde edilecek bilgi birikimi ve deneyim ülkemizin bu konuda uluslararası alandaki etkinliğine katkı yaparak başta ulaşım sektörü olmak üzere birçok farklı sektöre milli çözümler sağlayacak ve dışa bağımlılığı azaltacaktır. Ayrıca bu çalışmada elde edilecek tecrübe ve bilgi birikimi projede görevli araştırmacılar tarafından lisans ve lisansüstü öğrencilerine aktarılarak ülkemizin bu alandaki yetişmiş insan gücünün artmasına katkı sağlanacaktır. Bu proje ile üniversite-sanayi iş birliği gelişecek ve bu iş birliği sonucunda hem ulusal hem de uluslararası seçkin konferans ve dergilerde yayınlar yapılacaktır”

Projede emeği olan akademik personelimizi tebrik eder başarılarının devamını dileriz.