TEKNOFEST
HAVACILIK, UZAY VE TEKNOLOJİ FESTİVALİ
AKILLI ULAŞIM ARIŞMASI PROJE DETAY RAPORU
PROJE ADI: Takım Kural
TAKIM ADI: Ön Koltuk Büyüklerin
TAKIM ID: T3-26585-202 TAKIM SEVİYESİ: Ortaokul
DANIŞMAN ADI: M. Hilal Demirkan
İÇİNDEKİLER
1. Proje Özeti ……….3
2. Problem / Sorun ……….3
3. Çözüm ………4
4. Yöntem ………..5
5. Yenilikçi (İnovatif) Yönü ………..6
6. Uygulanabilirlik ……….7
7. Tahmini Maliyet ve Proje Zaman Planlaması ……….7
8. Proje Fikrinin Hedef Kitlesi………7
9. Riskler ………8
10. Proje Ekibi ………..8
11. Kaynaklar ………....8
12. Ekler ………...10
İçindekiler
1. Proje Özeti (Proje Tanımı)
Dünya Sağlık Örgütü, 3 Mart 2010’da Cenevre’de yaptığı toplantıda, 2011-2020 yıllarını yol güvenliği için hareket dönemi olarak belirlemiştir. Bu kararın alınmasında 5-29 yaş grubunda ölüm nedenlerinin önemli bir kısmının trafik kazalarına bağlı olması etkili olmuştur (WHO, 2020). Her yıl çocukların yaklaşık %90’ında istenmeyen yaralanmalar sonucu ölümün meydana geldiği; ölüm nedenlerinin
%60’ının trafik kazası, suda boğulma, yanık, düşme veya zehirlenme ile ilişkili olduğu bildirilmektedir (Demir, vd., 2017). Özellikle 0-14 yaş arası çocuklarda trafik kazasına bağlı ölümlerde ülkemiz 6. sırada yer almaktadır (Çınar, vd., 2010). Trafik kazalarında ölen çocukların % 36’sı araç içinde yolculuk yapanlardır (Ankara Trafik Vakfı, 2020). Yapılan araştırmalar sonucunda alınan önlemler ile birlikte yüz binlerce kişinin hayatının, yaşanılan trafik kazalarında kurtulabileceği tespit edilmiştir.
İstatistiksel veriler dikkate alınarak bu projede hedeflenen trafik kazaları sebebi ile çocuk ölümlerini önlemektir. Yaşanılan trafik kazalarının büyük ölçekte insan kaynaklı olması otonom araçların çıkmasını mecbur kılmıştır. Akıllı taşıtlar, çağımız dijital teknolojisi ile donatılmış araçlardır (Gokozan, vd., 2017). Tasarımımız yeni bir araç içi güvenlik donanımıdır. Bu donanım ön koltuğa oturan çocuklar için bir uyarı sistemi olarak tasarlanmıştır. Donanım için belirlenen ölçüler çocuk gelişim anatomisine uygun olarak bilimsel verilere dayanarak belirlenmiştir. Aynı zamanda tasarımımız araçlara kolaylıkla monte edilebilme özelliğine sahiptir. Tasarladığımız sistem ön koltukta loadcell sensör ve ön koltuk kısmı tavan bölümünde ultrasonik sensörden oluşmaktadır. Tasarımımız, Arduino kodlama programı ile kodlanmıştır.
Tasarım sistemi, kodlamada belirtilen ağırlık (36 kg ve altı) ve mesafe (15 cm’den fazla) ölçeklerinin entegresi ile çalışmaktadır. Sesli uyarı vererek aracın çalışmasını engellemektedir.
2. Problem/Sorun:
Projemizin problem durumlarını şu şekilde sıralayabiliriz;
Trafik Kazalarındaki Çocuk Ölüm Oranlarının Artışı:
Çocukların trafik kazalarında oturdukları yerin seçimi çok önemlidir. Yapılan çalışmada 0-4 yaş grubu % 14.0’ı ve 5-9 yaş grubu % 17.9’unun ön koltukta seyahat ettiği belirtilmiştir (Biçer, vd., 2012). Çocukların kazalarda yetişkinlere oranla yaralanma ve ölüm risklerinin daha fazla olma sebebi, tehlikeyi algılama ve tepki verme gibi motor nöron süreçlerinin daha yavaş çalışması, motor- kas gücünün yeterince gelişmemiş olması olaylara hızlı tepki verememelerine neden olmaktadır (Byard, 1996). Ülkemizde, 0-14 yaş grubu çocukların, meydana gelen trafik kazalarında ölüm oranı %14.7’dir; bu oranın İngiltere’de %5.86, Almanya’da % 4.09, ABD’de %6.59, Yunanistan’da %2.89 olduğu göz önüne alındığında, ülkemizde çocukların trafik eğitimi ve trafikte güvenli ulaşım sağlamaları konusunda alınan tedbirlerin yetersiz kaldığı görülmektedir (Hatipoğlu, 2020). Dünya Sağlık Örgütü Çocuk Trafik Kazaları belgesine göre, Avrupa Birliği ülkelerinde oranlar yüksek olmasa bile trafik kazası yaralanmaları her 5 çocuktan 1’i için çocukluk dönemi yaralanmaya bağlı ölüme sebep olmaktadır. New York Times haberine göre, 2010 ve
2014 yılları arasında 2,885 çocuk ülke genelinde trafik kazaları sebebiyle hayatını kaybetti, bu haftada ortalama 11 çocuk demektir. Hayatını kaybeden çocukların %43ü emniyet kemeri takmıyor, ya da yanlış takıyordu, %15i ön koltukta oturuyordu uslararası literatür tarandığında problem durumunun sadece ulusal değil uluslararası düzeyde öneme sahip olduğu görülmektedir.
Karayolları Trafik Yönetmeliğinde Uygulanan Cezaların Yetersiz Kalması:
Karayolları Trafik Yönetmeliği Altıncı Kısım Madde 150 incelendiğinde 135 cm’den kısa çocuklar için araç içi çocuk koltuğu bulundurulmak zorunludur iken 150 cm’den kısa ve 36 kg’ın altındaki çocukların ise ön koltukta oturmaları yasaktır. Bu kuralın ihlalinde uygulanacak olan trafik cezası 108TL’dir(EGM, 2020). Emniyet Genel Müdürlüğü Trafik Başkanlığı resmî sitesinden alınan bilgiye göre yolcu denetimi sırasında ön koltukta oturma cezası 2017 yılında 9.444 sefer uygulanmış iken; 2018 yılında bu sebeple uygulanan trafik cezası sayısı 24.562’ye yükselmiş ve fark % 160,1 artış göstermiştir (EGM, 2020).
Yapılan denetlemelerde artan ceza oranlarından da anlaşıldığı üzere var olan kurallar, 0-14 yaş aralığındaki çocukların trafik kazalarında ölümünü ve yaralanmalarını engellemek için yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle araca entegre bir mekanizma sayesinde denetime gerek kalmadan bu kural uygulanacak ve ebeveynler dikkat etmek zorunda kalacaktır.
Ebeveynlerin Bilgi Eksikliği:
2006 yılında İsrail’de yapılan bir çalışmada ebeveynlerin araç içi güvenli oturumu söyleme oranı %58’ dir (Hemmo-Lotem, vd., 2006). İstatistiksel bilgilerden de alınan veriler doğrultusunda yapılacak olan araç içi güvenlik sisteminin trafik kazalarında çocuk ölüm oranlarına iyileştirici bir etki sağlayacağı tespit edilmiştir. Projenin ele aldığı problem durumuna örnek bir haber Şekil 1’de gösterilmiştir.
ŞEKİL 1: Projede ele alınan problem durumu 3. Çözüm:
Akıllı taşıtların çalışma algoritması Şekil 2’ de gösterilmiştir (Gökozan & Taştan, 2018).
ŞEKİL 2: Akıllı taşıt çalışma algoritması (Gökozan & Taştan, 2018)
Bu proje, ön koltuklara çocukların oturmasını engellemek ve bu sebeple yaşanan trafik kazalarında çocuk ölüm ve yaralanma riskini ortadan kaldırmak için geliştirilmiştir. Loadcell sensörü, ultrasonik sensör, buzzer sensörü Arduino veri tabanında kodlanarak donanım kurulmuştur. Bu projede ön koltuğa yerleştirilen ağırlık sensörü ile tavandaki mesafe sensörünün eş güdümlü çalışması ile otonom bir sistem tasarlanmıştır. Araç iç hacmi ve sağlıklı bir çocuğun vücut ölçütleri esas alınarak belirlenen mesafe ile mevzuatta belirtilen ağırlık verileri kodlanmıştır ve istenilen durum mevcut değil ise buzzer öterek sinyal vermekte ve araç motor hızı sıfır olmaktadır. Tasarım, ön koltukta oturan çocukları tespit etmekte ve uygun şartlar sağlanmadan araç hareket etmemektedir. Böylece çocukların trafikte %100 güvenle ulaşması sağlanmış, Karayolları Trafik Yönetmeliğinde bulunan kuralların uygulanması zorunlu hale gelmiştir. Çözümde kullanılan alt bileşenler;
Ultrasonik sensör, gönderdiği ses dalgalarının engele çarpıp yansıması arasında geçen süreden uzaklık ölçümü yapmaktadır. Buzzer Sensör, verilen voltaja göre farklı düzeyde sesler vermektedir. Loadcell Sensör, üzerine etki eden bir yükü veya kuvveti elektronik bir sinyal haline dönüştüren bir sensör veya bir dönüştürücüdür. Tasarlanan prototip ekte gösterilmiştir.
4. Yöntem:
Düzenek algoritması Şekil 3’te belirtildiği gibi çizildi ve çalışması Tinkercad programında test edildi.
ŞEKİL 3: Devre çizim şeması
Kodlama önce mBlock programında yazıldı. Kod, düzenekte test edildikten sonra Arduino programına aktarılmıştır. Arduino programı kod algoritması ekte belirtilmiştir.
Kod algoritmasında basit şekli ile, mesafe olarak yönetmelikte belirtilen 150 cm ve kütle olarak ise yine yönetmelikte belirtilen 36 kg sınır olarak kabul edilmiştir. 12 yaşındaki sağlıklı bir çocuk için pediatrik, fizyoloji ve anatomi bilgileri incelendiğinde toplam vücut yüksekliğinin proporsiyon oranı (belden kafatasına kadar) 1/2 olduğu görülmektedir (Büyükfırat, 2020) Bu oran Şekil 4’te gösterilmiştir.
ŞEKİL 4: Pediatri grubu vücut ölçüleri (Büyükfırat, 2020)
Bu veriden yola çıkarak sınır olan 150 cm’nin 1/2'si sağlıklı bir çocuk boyu olarak max. 75 cm olacak şekilde kodlanmıştır. Standart bir araç iç hacmi (koltuk yüzeyinden tavana kadar) 90 cm olmakla beraber bu ölçü farklı modellerde çeşitlilik göstermektedir. Tasarımımız da ön koltuklara oturulduğunda birey anatomik yapısınca baş hizasına denk gelen noktaya konulan bir adet ultrasonik sensör yardımı ile araç içi yükseklik olan 90 cm ve 12 yaşındaki sağlıklı bir çocuğun oturur pozisyonundaki ölçüsü olan 75 cm çıkarılmış ve sonuç olarak 15 cm (Bu değer farklı araç içi hacimlerinde x’e eşittir.) ile ön koltukların tam kütle merkez noktasına konulan loadcell sensörü max. 36 kg değeri eş güdümlü olarak kodlanmıştır. Mesafe 15 cm’
den fazla ve kütle 36 kg’dan küçük ise buzzer sinyal vererek uyarmakta ve motor hızı sıfır olmaktadır. Prototipimizde tavan yüksekliği 30 cm, cisim yüksekliği 7 cm cisim kilosu 4 kg olarak alınmıştır. Tasarladığımız koltuk modeli çocuk yolcuyu algılayarak uyarı vermiştir.
Tasarladığımız koltuk prototipi için Solidworks programında sensör yerleri Şekil 5’teki gibi belirlenmiştir.
ŞEKİL 5: Solidworks programında çizilen 3D koltuk modeli ve koltuğun araç içi pozisyonu
Araçta kullanılan sensörler Tablo 1’de gösterilmiştir.
Tablo 1: Araç Üzerindeki Donanımlar
Araç Üzerindeki Donanımlar 1 Ultrasonik Sensör 2 Buzzer Sensörü
3 4 adet Servo motor Sensörü 4 Loadcell Sensörü
5 Loadcell İşlemcisi 6 Motor Sürücü 5 Arduino Kartı 6 Pil
5. Yenilikçi (İnovatif) Yönü:
Otonom araçlarda bizim sistemimize benzer olarak, akıllı navigasyon, 360 derece çevre görüşü, sürücü destek sistemleri, otomatik park, otonom ve bağlantılı araç
sistemleri vb. pek çok dananım ile donatılmışlardır (Tektaş & Tektaş, 2019).
Ancak bu donaımlar da loadcell sensör kullanılmamış ve ultrasonik sensör ile eş güdümlü olarak tasarlanmamıştır. Tesla başta olmak üzere bu sektörde olan firmaların otonom araç donanım sistemleri incelendiğinde çocuklar için ön koltuk alarm sensörü bulunmamaktadır (TESLA, 2020). Tasarladığımız araç içi güvenlik sensörü akıllı ulaşım sistemlerinde güvenli ulaşım da kullanılacak olan ilk model olma özelliğine sahiptir. Patente konu olması beklenmektedir.
6 .Uygulanabilirlik:
Projemiz başta Türkiye ve Dünya’daki trafik kazalarında çocuk ölümlerini engellemek üzere tasarlanmıştır. Akıllı araç sistemlerinde pek çok pahalı sensör bulunurken maliyet açısından oldukça ekonomik olan ve aynı zamanda çocukları koruyan otonom sistemler bulunmamaktadır. Donanımımız başta Türkiye’nin Otomobili TOGG’da kullanılmak üzere tasarlanmış ve diğer otomotiv sektörü firmalarına da tanıtım yapılarak seri üretimde daha uygun bir maliyet ile yurt dışı pazarında yerini alarak ülkemizin sürdürülebilir kalkınmasına yardımcı olacaktır.
7. Tahmini Maliyet ve Proje Zaman Planlaması:
Tablo 2: Proje Zaman Çizelgesi
Faaliyetin Adı Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran
1.Proje takımının kurulması 2.Proje konusunun belirlenmesi ve
malzeme temini
3.Proje takviminin hazırlanması
4.Literatür taranması
5.Tinkercad prog. 3D modelleme ve Mblock prog. kod algoritması yapımı
6.Düzenek kurulumu ve prototip
yapımı
7. Test edilmesi
Maliyet Tablo 3’te gösterilmiş olup seri üretime geçildiğinde daha da düşecektir.
Tablo 3: Maliyet Tablosu
Kullanılan Sensör Maliyet (TL)
1.Arduino Uno 20
2.Breadbord 6
3. Jumper(100’lü) 10
4. Servo (4 adet) 40
5.Buzzer 5
6.Ultrasonik Sensör 5
7.Motor Sürücü 10
8.Loadcell ve İşlemcisi 35 TOPLAM 131 8. Proje Fikrinin Hedef Kitlesi (Kullanıcılar):
Projenin çözüm bulduğu problemi yaşayanlar, Emniyet Genel Müdürlüğü Trafik Başkanlığı tarafından ön koltuğa oturması yasak olan 0-12 yaş aralığında bulunan çocuklardır. Proje, ulaşıma çıkan tüm araçlar için kullanılabilmektedir.
9. Riskler:
Risk matrisi Tablo 3’te gösterilmiştir.
Tablo 4: Risk Matrisi
Risk Riskin
Olma İhtimali
Risk Seviyesi
Önleme/ Uyarı /Çözüm Çözümden Sonra Riskin Olma İhtimali
Risk Seviyes i Genetik bir problem
sebebi ile 1.47cm’den kısa olan cücelik hastalığına sahip bireyler araç içlerinde sorun yaşayabilir.
Olası Yüksek
Alarm sistemi boy ve kilo verilerinin entegre çalışması şeklinde kodlanmıştır. Böylece tek bir veri ile sistem
kitlenmeyecektir.
Olasılık dışı Düşük
Aynı anda iki çocuğun ön koltuğa oturma ihtimalinde tasarlanan araç içi donanım eksik çalışabilir.
Mümkün Orta
İki ağırlık aynı yüzeye temas ettiğinde kütle merkez noktası değişir ve uygulanan kuvvet değeri artış gösterir.
Olasılık dışı Düşük
10. Proje Ekibi:
Takım Lideri: Zeynep Moschini Adı Soyadı Projedeki
Görevi
Okulu Projeyle İlgilli Tecrubesi
M.Hilal Demirkan
Danışman Gaziantep Nuray Tuncay Kara Bilim ve Sanat Merkezi
Mekanik,Tasarım,Kod N. Deniz Durucu Takım Üyesi Gaziantep Nuray Tuncay Kara
Bilim ve Sanat Merkezi
Mekanik,Tasarım,Kod Zeynep Moschini Takım Üyesi Gaziantep Nuray Tuncay Kara
Bilim ve Sanat Merkezi
Mekanik,Tasarım,Kod Esmer Bera Şen Takım Üyesi Gaziantep Nuray Tuncay Kara
Bilim ve Sanat Merkezi
Mekanik,Tasarım,Kod 11. Kaynaklar:
(2020, Mart 20). World Health Organization : https://www.who.int adresinden alındı Ankara Trafik Vakfı. (2020). Ankara Trafik Vakfı. Aseştaş: http://atestas.com.tr adresinden
alındı
Biçer, B. K., Özecebe, H., Kacemer, H., & Karaağaç, A. E. (2012). Ankara Merkezinde Çalışan Bir Grup Esnafın Çocuk Oto Güvenlik Koltuğu Kullanımları. Çocuk Dergisi, 16-23.
Büyükfırat, E. (2020, Mayıs 25). Türk Anesteziyoloji ve Reanimasyon Derneği . https://www.tard.org.tr adresinden alındı
Byard, R. W. (1996). Hazardous İnfant And Early Childhood Sleeping Environments And Death Scene Examination. Journal of Clinical Forensic Medicine, 115-122.
Celasin, N. Ş., & Sevinç, H. Y. (2019). Araç İçinde Çocuk Güvenliği: Çocuk Oto Güvenlik
Koltuğu Kullanımı. Life Sciences, 94-103.
Çınar, O., Acar, Y. A., Çevik, E., Kılıç, E., Bİlgiç, S., Ak, M., & Cömert, B. (2010). Acil Servise Başvuran 0-18 Yaş Grubu Adli Olguların Özellikleri. Anatolian Journal of Clinical Investigation, 148-151.
Demir, U., Aşırdizer, M., Etli, Y., Kartal, E., & Gümüş, O. (2017). Beş Yaşın Altındaki Çocukların Kazayla Ölümlerinin Analizi. Adli Tıp Dergisi, 17-25.
EGM. (1997). Karayolları Trafik Yönetmeliği. Ankara: Resmi Gazete.
EGM. (2020, Mart 20). İdari Para Ceza Rehberi: http://www.trafik.gov.tr adresinden alındı EGM. (2020, Mar 26). Trafik Başkanlığı. İstatistikler: http://www.trafik.gov.tr adresinden
alındı
Elçi, Ş. (2007). İnovasyon: Kalkınma ve Rekabetin Anahtarı. İstanbul: Türkiye Bilişim Derneği.
Elçi, Ş., & Karataylı, İ. (2008). İnovasyon Rehberi: Kârlılık ve Rekabetin Elkitabı.
Technopolis Group Türkiye.
Gokozan, H., Taştan, M., & Sarı, A. (2017). Smart Cıtes And Managent Strategıes. Socio- Economic Strategies (s. 115-126). içinde Mauritius: Lambert Academic Publishing.
Gökozan, H., & Taştan, M. (2018). Akıllı Taşıtlar ve Kontrol Sistemleri. Manisa: nternational Vocational Science Symposium .
Hatipoğlu, S. (2020, Mart 20). Okul Öncesi Çocuklarda Trafik Eğitiminin Gerekliliği.
Emniyet Genel Müdürlüğü Trafik Başkanlığı: http://www.trafik.gov.tr adresinden alındı
Hemmo-Lotem, M., Urkin, J., Endy-Findling, L., & Merrick, J. (2006). Parental Knowledge On Car Safety For Children: An Israeli Survey. The Scientific World Journal, 30-34.
doi: 10.1100/tsw.2006.04
İnanç, D. Ç., Baysal, S. U., Çetin, Z., Coşgun, L., Taviloğlu, K., & Ünüvar, E. (2008).
Çocukluk Çağında Yaralanma Kontrolü: Ailenin Davranışı ve Güvenlik Danışmanlığı.
Turk Pediatri Arşivi, 127-134.
Mehmet Tektaş, K. K. (2016). The Future Of Intelligence Transportation Systems . BJSS Balkan Journal of Social Sciences , 561-577.
Sever, M., Saz, E. U., & Koşargelir, M. (2010). An Evaluation Of The Pediatric Medico- Legal Admissions To A Tertiary Hospital Emergency Department. Ulus Travma Acil Cerrahi , 260-267.
TC Cumhurbaşkanlığı Mevzuat Bilgi Sistemi. (2020). https://www.mevzuat.gov.tr/ adresinden alındı
TDK. (2020, Mayıs 22). Türk Dil Kurumu Sözlükleri. Türk Dil Kurumu: https://sozluk.gov.tr adresinden alındı
Tektaş, M., & Tektaş, N. (2019). Akıllı ulaşım sistemleri(AUS) uygulamalarının sektörlere göre dağılımı. Akıllı Ulaşım Sistemleri Dergisi , 32-41.
TESLA. (2020, Mayıs 25). https://www.tesla.com adresinden alındı
Türkiye'nin Otomobil Girişim Grubu . (2020, Mayıs 25). https://www.togg.com.tr adresinden alındı
Vaca, F., Anderson, C. L., Agran, P., Winn, D., & Cheng, G. (2002). Child Safety Seat Knowledge Among Parents Utilizing Emergency Services in a Level I Trauma Center in Southern California. Official Journal Of The American Academy Of Pediatrics, 110-161. doi:https://doi.org/10.1542/peds.110.5.e61
WHO. (2018). Dünya Sağlık Örgütü Yol Güvenliği Raporuna. WHO.
WHO. (2020, Mayıs 22). United Nations Road Safety Collaboration. Decade of Action for Road Safety 2011-2020: https://www.who.int adresinden alındı
Yaprak, Ş., & Akbulut, A. M. (2019). Trafik Kaza ve Denetim İstatistikleri. Ankara: Polis Akademisi Yayınları .
EKLER:
EK 1 : Arduino programında yazılan kod algoritmasının bir bölümü
EK 2: Prototip ölçüleri ve çalışma düzeneği
