Atık Yönetimi

Kentleşme ile birlikte gelişen üretim ve tüketim döngüsü arkasında her geçen gün yönetimi güçleşen bir atık yığını bırakmaktadır. Şehirli nüfusun tüketimine yönelik üretilen ve dağıtılan elektrik, su ve doğalgaz tüketimi ve bunların kullanımı ile başlayan üretim zinciri her geçen dakika atık üretmektedir. Bu devasa atık stoku günümüzde uygulanan konvansiyonel statik yöntemler ile toplanmaktadır. Bu yöntemlerde şehrin önceden belirlenmiş noktalarına hidrolik sıkıştırmalı çöp kamyonları ve çöp taksi olarak adlandırılan damperli araçlar belirli saatler içerisinde gelmekte ve mevcut çöpleri toplayarak arabirimler ve çöp toplama

merkezlerine ulaştırmaktadır. Ancak mevcut bu yöntemde çöp konteynerlerinin doluluk oranları ve çöp olup olmadığı ancak araçların bu noktalara gelmesi ile anlaşılmaktadır. Her yeni gün binlerce çöp kamyonunun yüzbinlerce ve hatta sayısı milyonları bulan çöp konteynerlerine ulaşması başta yakıt masrafı olmak üzere giderleri arttırırken aynı zamanda bu araçların neden olduğu karbon salınımı çevre kirliliğini arttırmaktadır. Bu nedenle atık toplamanın dinamik bir yapıya kavuşturulması gerekmektedir. Dinamik ve yenilikçi atık toplamanın temelinde yer alacak öncelikli iki problem ise planlama ve yönlendirmedir72. IoT cihazları ile desteklenmemiş statik atık yönetimi, temelinde yer alan bu iki problemden ancak dinamik ve IoT cihazları ile donatılmış bir sistem aracılığıyla arındırılabilir.

a) Atık Yönetiminde Karşılaşılan Problemlere IoT Çözümleri

aa) Planlama

Günümüz atık toplama ve yönetiminde standartlar, belirli noktalarda belirli saatlerde konteynerlerin dolu olduğu prensibine dayanmaktadır. Buna göre atık toplamada bölgenin belirli birimlere ayrılması ve her bir birimin doluluk oranı dikkate alınmadan ziyaret edilmesi yüksek maliyetli olduğu kadar verimsizdir. Halbuki IoT cihazları ile desteklenmiş atık yönetiminde, konteynerlerdeki kablosuz doluluk seviyesi algılayıcıları aracılığıyla günlük olarak hangi konteynerlerin dolu olduğu merkeze anlık olarak iletilmektedir. Böylece atık toplanması ve toplanan atıklarının yönetimine dair her yeni güne özel eylem planı uygulanabilecektir.

IoT cihazlarının atık yönetiminde kullanımı, günlük planlamanın yanı sıra uzun vadeli eylem planlarına da olanak sağlamaktadır. Şöyle ki; atık toplanan bölgenin bütün birimlerinin eş zamanlı olarak monitörlenmesi ve belirli aralıklarda raporlar oluşturulması uzun vadede atık yönetiminin gelişimine ivme kazandıracaktır. Eşzamanlı olarak izlenen konteyner noktalarından hangilerinin daha sık

72 _{Medvedev, A., Fedchenkov, P., Zaslavsky, A., Anagnostopoulos, T., & Khoruzhnikov, S. (2015,}

August). Waste management as an IoT-enabled service in smart cities. In Conference on Smart

dolduğunun, buna bağlı olarak konteyner ihtiyacının ve yeni birimlerin nerelerde konumlandırılması gerektiğinin belirlenmesi IoT cihazları ile donatılmış bulut temelli atık yönetimi sistemi ile mümkün olabilcektir.

bb) Yönlendirme

Yönlendirme, IoT cihazları ile oluşturulan günlük eylem planlarının hangi rotasyon izlenerek gerçekleştirileceğini ifade eder. Yani doluluğu algılayıcılar tarafından tespit edilen konteynerlerin boşaltılması amacıyla yakıt ve zaman ekonomisinin gözetildiği navigasyon temelli bir atık yönetim sistemi söz konusudur. Atık yönetimi merkez ile etkileşimli navigasyon her bir kamyon için rotalamada ve atığın türüne göre tesislere yönlendirmede eşsiz dinamik adaptasyon sağlamaktadır73

. Bu adaptasyon, sürücülerin kullandığı navigasyon sisteminin merkez ile etkileşim içerisinde olması sayesinde gerçekleşmektedir. Bu etkileşim IoT cihazlarının kullanımı ile iki yönlü olacaktır. Güncel trafik bilgileri ve günlük eylem planı gibi bilgiler merkezden sürücülere aktarılabileceği gibi trafik yoğunluğunu anlık olarak değiştiren kaza gibi durumlar sürücüler tarafından merkeze aktarılabilecektir. IoT teknolojilerinin atık yönetiminin yanı sıra akıllı şehirler kapsamında bir çok farklı alanda uygulanması, meydana gelen anlık sorunların çözümü için bir çok birimin etkileşimini sağlayacaktır. Bu bağlamda atık toplamaya ilişkin ortaya çıkan anlık sorunların çözümünde IoT teknolojileri kullanan polis ve hatta itfaiye departmanlarının katılımı kolayca sağlanabilecektir. Böylece merkez ile etkileşim içerisindeki kamyonların oluşturduğu atık yönetim sistemi, ortaya çıkan anlık sorunların giderilmesinde yüksek başarı oranı yakalayacaktır.

Yönlendirme, atık toplama sürecinden atığın dönüştürülmek veya yok edilmek üzere tesislere getirilmesine kadar uzanan bir IoT zinciri oluşturmaktadır. Bu IoT

73

Anagnostopoulos, T., Zaslavsky, A., Kolomvatsos, K., Medvedev, A., Amirian, P., Morley, J., & Hadjiefthymiades, S. (2017). Challenges and Opportunities of Waste Management in IoT- enabled Smart Cities: A Survey. IEEE Transactions on Sustainable Computing.

zinciri belediyelerin ekonomik, çevre dostu ve çevrimiçi bir atık yönetimi hizmeti vermesini sağlayacaktır.

b) Atık Yönetiminde IoT’in Özellikleri ve Olası Senaryolar

Şehir genelinde atık toplama üzerinde kontrolün sağlanması, IoT temelli atık yönetiminin özelliklerinin çıkış noktasıdır. Bu kontrol kapsamında ilçe atık toplama birimlerinin denetimi, bu işlerde yetkili personelin görev tablosunun oluşturulması ve atık aktarım sürecinin takibi gibi unsurlar bulunmaktadır.

Bu unsurları içerisinde bulunduran IoT teknolojisinin kullanıldığı atık yönetimi çevrimiçi, etkileşime açık, denetlenebilir, organize ve değiştirilebilir özelliklere sahiptir. Atık yönetim zinciri koordinasyon merkezi, atık toplama ekipleri ve atık yönetim merkezlerinden oluşmaktadır. Sistemin her bir parçası çevrimiçi bir yapı üzerine temellendirilmiştir. Böylece her bir sistem elemanı günlük eylem planının uygulanması sırasında iki yönlü etkileşimde bulunabilecektir. Bu iki yönlü etkileşim aynı zamanda atık yönetiminin denetlenebilir, değiştirilmeye açık ve organize bir yapıda olmasına vesile olmuştur. Atık yönetiminin her bir aşaması IoT cihazlarının elde ettiği veriler ışığında organize edilmektedir. Bu organizasyon, değiştirilmeye ve denetime açıktır. Şöyle ki günlük eylem planı dahilinde gerçekleştirilen faaliyetlerde gün içerisinde zorunlu veya ihtiyari değişiklikler meydana gelebilir. Bu değişiklikler, operasyon merkezi ile atık toplama ekipleri arasındaki iki yönlü iletişim aracılığıyla eylem planının bütünü bozulmadan anlık olarak görev değişimi ile gerçekleştirilecektir. İhtiyaç dahilinde değiştirilen günlük eylem planı, gün bitimi ile birlikte merkeze rapor olarak iletilecektir. Bu rapor, sistemin denetlenebilir olmasının önünü açacaktır.

IoT cihazlarının atık yönetiminde kullanılmasına yönelik bir takım gelecek senaryoları da bulunmaktadır. Bu senaryolardan en çok öne çıkanı ise hatalı park dolayısıyla ulaşılamayan çöp konteynerleridir. Bu senaryonun çözüm noktası ise dinamik rotalandırmadan geçmektedir. Şöyle ki; atık toplama noktalarından

birisine hatalı park nedeniyle ulaşılamaması durumunda, şoför tarafından sesli mesaj ve gps verileri yardımı ile açıklanan fotoğraf ve video içeren raporlar düzenlenebilecektir74

. Düzenlenen raporun doğruluğu teyit edildikten sonra yeni bir dinamik rota oluşturularak trafik polisi durumdan haberdar edilir. Böylece zaman kaybı olmaksızın diğer noktalardaki atıklar toplanabilecek ve bu süreçte hatalı park sorunu ortadan kaldırılarak atık toplanabilecektir75

.

c) Sistem Mimarisi

Diğer tüm lojistik faaliyetler içeren hizmetlerde olduğu gibi atık toplamadaki en kritik sorun araç yönlendirme olarak tanımlanabilir. Filo yönetiminin temelinde yatan bu sorun nedeniyle, IoT teknolojileri içeren bulut tabanlı bir sistem inşa edilmesi gerekmektedir. İnşa edilecek olan bu sistem; fiziksel altyapı, IoT teknolojileri ve yazılım analizi olarak üç kademeli bir yapıdan oluşacaktır76.

Fiziksel altyapı temel olarak konteynerler, çöp kamyonları ve çöplüklerden oluşmaktadır. Bu bileşenler, sistem içerisinde veri elde etmeye yönelik IoT temelli algılayıcılar ile donatılacaktır. Bu bileşenler, konteynerlerin türünden lokasyonuna; atık işleme sürecinden geri dönüşüme kadar geniş bir alanda faaliyet gösterebilecektir.

IoT teknolojileri fiziksel dünyadaki atık yönetimine dair verilerin RFID etiketleri, algılayıcılar, kameralar, WSN (Wireless Sensor Network) ve GPS teknolojileri kullanılarak işlenmesine olanak sağlayan katmandır. Bu katman aracılığıyla, elde edilen veriler yazılım katmanında işlenmek üzere veri merkezlerinde depolanmaktadır.

74

Medvedev, A., Fedchenkov, P., Zaslavsky, A., Anagnostopoulos, T., & Khoruzhnikov, S. (2015, August). Waste management as an IoT-enabled service in smart cities. In Conference on Smart

Spaces (pp. 104-115). Springer International Publishing.

75

A.g.e.

76

Anagnostopoulos, T., Zaslavsky, A., Kolomvatsos, K., Medvedev, A., Amirian, P., Morley, J., & Hadjiefthymiades, S. (2017). Challenges and Opportunities of Waste Management in IoT-enabled Smart Cities: A Survey. IEEE Transactions on Sustainable Computing.

Yazılım analizi, IoT cihazları ve algılayıcılar tarafından elde edilip veri merkezlerinde depolanan verilerin belirli parametreler kullanılarak atık yönetim sürecinin geliştirilmesi adına işlenmesidir. Böylece, atık yönetim zincirindeki her bir faaliyetin denetlenebilmesi ve bu denetim sonucunda geliştirilmesi mümkün olacaktır.