Akıllı limanlar

Faruk DOĞAN – ISPS ve IMDG Yöneticisi TEPE SAVUNMA VE GÜVENLİK A.Ş. 24 Eyl 2021 Elektronik Güvenlik

İlk dijital bilgisayarın 1943 yılında İngiltere’de icat edilmesi sonrasında1, bilginin iki bilgisayar arasında transferi 1969’da2, bilginin ağ sistemleri üzerinden transferine olanak sağlayan internetin resmen icadı ise 1983 yılında mümkün oldu3. Bilgi teknolojilerinin birbirine entegre olarak kullanılma süreci 40 yıllık bir süreç gerektirse de 10 yıllık bir süreçte neredeyse hayatımızın her aşamasında yer almaya başladı. Bilişim teknolojilerinin ilk olarak uygulandığı akıllı şehir örneği ise 1994’te Amsterdam’da sanal bir dijital şehrin yaratılması ile gerçekleşti. 2000’lerin ortalarına gelindiğinde, Silikon Vadisi’ndeki öncü bilişim şirketlerinin ayrı ayrı girişimler başlatmasıyla işler hızlandı.

“Akıllı sensörler, limanın fiziksel altyapı ve tesislerin izlenmesine, işletilmesine ve bakımına yardımcı olur.”

Akıllı şehirlerin fonksiyonel olarak yaşamımızın içinde daha etkin bir şekilde yer alması, 2011 yılında Barselona’da gerçekleştirilen ilk Akıllı Şehir Expo Dünya Kongresi sonrasında hız kazandı4. Böylelikle bilgi teknolojisi, eğitim, iletişim, iş, ticaret, tedavi, bankacılık, ulaşım ve lojistik gibi hayatın her alanında kullanılır hale geldi. Dijital teknolojilerinin gelişmesi ile bağlantılı olarak, uluslararası rekabetin artması, küresel pazarın duyarlılığı, kişiselleştirilmiş ürünlere yönelik talep ve ürünlerin yaşam döngülerinin kısalması, 21’inci yüzyılın başında dördüncü sanayi devrimini başlatan temel nedenlerini oluşturdu. “Endüstri 4.0” olarak da adlandırılan bu yeni oluşum “Akıllı Lojistik” adıyla Lojistik sektöründe geniş uygulama alanları buldu. Küresel ekonomik büyümenin eşlik ettiği “Akıllı Lojistik” kavramının, tedarik zincirinde önemli bir arayüz oluşturan ve karmaşıklığı ile yeniden yapılandırılmasına ihtiyaç duyulan limanları da kapsaması kaçınılmaz bir süreç oldu. Bu süreçte teknolojinin limanlara uygulanmasına neden olan temel zorlukları5;

Coğrafi üretim, dağıtım ve tüketimdeki yapısal değişiklikler
Operasyonel mükemmellik ihtiyacı,
Uluslararası ticarette serbest dolaşımdan kaynaklanan yapısal değişiklikler, yeni iş fırsatları ve ticaret anlaşmaları,
Çevre limanlarda artan rekabet,
Terör saldırıları ve yasadışı kontrolsüz göç başta olmak üzere diğer güvenlik sorunları
Doğal afetler ve diğer çevresel kaygılar, başlıkları altında toplamak mümkündür6.

Tedarik zincirini daha az esnek ve daha az verimli hale getiren bu zorlukların üstesinden gelinmesi, teknolojinin tüm imkanlarını kullanarak, limanları günün ihtiyaçlarına karşılık verebilen, akıllı limanlara dönüştürmekle mümkün olmuştur. Böylelikle yeniden yapılandırılan “akıllı limanlar”, rekabet gücü ve işbirliğini kolaylaştırma, farklı liman paydaşları arasında yatay ve tüm tedarik zincirlerinin dikey entegrasyonunu iyileştirmeye odaklanmıştır7.

“Akıllı liman”, yapısal çerçeve olarak siber-fiziksel sisteme dayalı ileri teknolojilerin yenilikçi uygulamasıyla desteklenen, tam entegre ulaşım sistemine sahip, yeni bir liman türü olarak tanımlanmıştır.
Geleneksel limanlardan farklı olarak akıllı liman; akıllı yönetişim, akıllı ticari işlem, akıllı işletme ve otonom yükleme ve boşaltma dahil olmak üzere akıllı hizmetler sunma yeteneğine sahiptir8.
“Akıllı Liman” konsepti tasarımı üç modüler alanda dijital dönüşüm gerektirir9. Bunlar;

Akıllı altyapı,
Akıllı trafik
ve Akıllı ticarettir.

Akıllı altyapı
Akıllı altyapı binalar, depolama alanları, kreynler, demir yolları ve yollar gibi sabit değerlere odaklanmıştır. Akıllı altyapının amacı, verimi artırmak ve akıllı bakım yöntemleri ile varlıkların kullanım ömrünü yükseltmektir.

“Limanlar için tasarlanan terminal randevu sistemleri, kamyon taşımacılığı yapanlara, kargoyu yüklemek veya boşatmak/indirmek için hem terminalin hem de taşıyıcının programlarına uygun belirli periyotlar öneren çözümler sunar”

Akıllı Trafik
Akıllı trafik, gemiler, kamyonlar, trenler ve konteynerler gibi hareketli varlıklara odaklanmıştır. Akıllı Trafiğin amacı, hareketli varlıkların akışının etkinliğinin sağlanması, üretime katkı sağlanması ile hareketli varlıkların uygunluğunun ve kullanımının teminidir.

Akıllı ticaret
Akıllı ticaret ise malların sorunsuz akışına odaklanmıştır. Akıllı Ticaretin amacı, malların limana/limandan hızlı, pürüzsüz ve etkin bir şekilde akışının sağlanması, liman operasyonları esnasında bozulabilir malların çürümesinin önlenmesi ve etkin bir gümrük sistemiyle etkin güvenlik ve emniyetin sağlanmasıdır. Akıllı liman konseptinde bu modüller birbirine entegre bir şekilde oluşturulur. Ayrıca âkıllı limanın merkezi bir Liman Lojistik Sistemine ve kağıtsız iletişim ağına sahip Liman Topluluk Sistemine (liman paydaşları iletişim sistemi) sahip olması da öngörülmektedir. Ayrıca limanın verimini süratle artıracağı, işletim giderlerini düşüreceği ve personelin emniyetini geliştireceği düşüncesiyle, akıllı kapı ve akıllı enerji, akıllı limanların inşasında öncelikli olarak görülen modül fonksiyonlarını oluşturmaktadır. Özellikle Bilgi Teknolojilerindeki yeni gelişmelere paralel olarak, “Akıllı Liman” kavramı, liman operasyonlarının çeşitli yönlerini optimize etmek ve verimliliği artırmak için Nesnelerin İnterneti (IoT), Bulut Bilişim Teknolojileri, Coğrafi Bilgi Sistemleri (GPS) ve Bilgisayar Simülasyon Teknolojilerini kullanan limanlar konsepti olarak son on yılda daha da gelişmiştir.

Akıllı bir limanda kullanılan temel teknolojiler
Bu teknolojiler incelendiğinde10;

Nesnelerin İnterneti (IoT) Teknolojisi: Limanlardaki tipik IoT uygulaması, konteynerler için elektronik etiketler, liman operasyon ekipmanlarının izlenmesi, mühendislik ekipmanı varlık yönetimi ve akıllı enerji yönetim sistemlerini içermektedir.
Büyük Veri Teknolojisi (Big Data): Liman sanayi sektöründe, liman için iş fırsatlarının geliştirilmesine, gemicilik şirketleri ve deniz taşımacılığı gibi sektörlerde tarafların ticari karar verme süreçlerine yardımcı olacak büyük miktarda ithalat/ihracat verisini inceler. Veri madenciliği yapabilen bu teknoloji istatistiksel analiz ve tahmin işlevi ile karar verme süreçlerini kısaltır ve bilimsel yöntemler ile riski azaltır. Ayrıca kaçakçılıkla mücadeleye ve denetim faaliyetlerini geliştirmeye de yardımcı olabilir.
Blok zincir (Blockchain) Teknolojisi: Yüksek miktarda veriyi sonsuza kadar depolama kapasitesine sahip olan Blok zincir Teknolojisi ile lojistik şirketleri tedarik zincirinde meydana gelen her olayı takip edebilir ve denizcilik endüstrisinin karar verme süreçlerini kısaltabilir.
5G Teknolojisi: 5G internet sistemi, 4G’den 1000 kat daha fazla trafiği işleyebilen, çok süratli geçiş hızlarına sahip bir ağdır. 5G, bağlantı noktalarının daha düşük güç tüketimi ile daha fazla veri kullanmasını, gerçek zamanlı olarak veri aktarmasını ve IoT sistemlerinden aldıkları verilerin hızlı ve verimli bir şekilde kullanılmalarını sağlar. Ayrıca, limanlarda metal yüzeyler nedeniyle diğer sinyaller zayıflayarak, kaybolurken, 5G’nin kullandığı hüzmeleme teknolojisi ile kablosuz sinyaller kesintiye uğramadan belirli bir yönde gönderilebilir.
Yapay Zeka Teknolojisi (Artificial Intelligence-AI): Yapay zeka, akıllı liman ekipmanı planlaması, akıllı saha planlaması ve akıllı rıhtım planlaması gibi liman işletim sistemlerinde geniş uygulama alanları bulabilir. Bu çerçevede AI kullanan Akıllı Limanlar, kargo ve trafikteki artışın üstesinden gelebilir, çalışanların çalışma saatlerini optimize edebilir, insan hatalarını azaltabilir ve tedarik zincirini daha üretken hale getirebilir. Ayrıca, derin öğrenme (deep learning) özelliği ile gelecekteki ekipman ihtiyaçlarını, uzun vadeli saha kullanımını, konteyner hasarını, kapı ziyaretlerinin sayısını ve daha fazlasını tahmin etmek için de kullanılabilir. Tedarik zinciri paydaşlarını bir araya getirebilme özelliğinin yanı sıra AI’nın limanlarda ve terminallerde en önemli faydası verimlilik ve güvenliktir. AI’nin mevcut ve potansiyel kullanım alanlarıyla gelecekte denizcilik endüstrisinin gelişimini etkilemeye devam edeceği değerlendirilmektedir.
Otomatik liman elleçleme ekipmanı: Gelişmiş sensörler, otomatik konumlandırma (automatic positioning), makine görüşü (machine vision), uzaktan kumanda (remote control), akıllı teşhis ve değerlendirme ekipmanı (equipment intelligent diagnosis), büyük ölçekli limanlara insansız veya otonom yükleme ve boşaltma operasyonlarında uygulamak için kurulabilir. Akıllı limanlarda kullanılan bu teknolojiler, temel altyapıyı destekleyen sistemlerin yanı sıra kargo elleçleme, trafiği yönetme, gümrük işlemleri, güvenliği sağlama ve enerji kullanımını izleme araçlarını da içerir.;
Akıllı bağlantı noktası teknolojileri, dijital tabanlı, çok paydaşlı sistemlerdir. Liman paydaşları, yeni altyapı ve ekipmana büyük yatırımlar yapmadan önce temel işlevleri yeniden yapılandırmak ve mevcut operasyonları iyileştirmek için de bu teknolojileri kullanabilmektedir.

Dijital teknoloji, liman ve terminallerin akıllı bağlantı noktalarına dönüşümüne hangi alanlarda yardımcı olabilir?11

Altyapı: Akıllı sensörler, limanın fiziksel altyapı ve tesislerin izlenmesine, işletilmesine ve bakımına yardımcı olur. Rıhtım duvarlarına, yollara, demiryollarına ve köprülere yapımları esnasında monte edilen sensörler, söz konusu altyapıların durumları, dayanıklılıkları ve fiziki ömürleri konusunda gerçek zamanlı verileri iletebilir. Bu maksatla yerleştirilen sensörler, yıllık denetim ihtiyacını azaltabilir ve sağladığı verilerle önleyici bakımın planlamasına yardımcı olur. Birçok sensör tabanlı yapısal sağlık izleme sistemi (sensor-based structural-health-monitoring systems) yapıların kendilerine göre daha az maliyetlidir ve bu durum işgücü maliyetinin yüksek olduğu ülkelerde nispeten hızlı bir yatırım getirisi anlamına gelir.
Kargo İşleme: : Güvenilir izleme sistemleri, vinçlerin ve diğer kargo elleçleme ekipmanlarının en yüksek verimlilikte çalışmasını ve uygun şekilde bakımlarının yapılmasını sağlayarak, terminal operatörlerinin artan iş hacimlerini kolaylıkla yönetmesine ve verimin artırmasına yardımcı olur. Örneğin İspanya’nın Valencia limanında kurulan akıllı konteyner terminalinde, kreyn taşıyıcısı (straddle), kamyon ve forklift üzerine monte edilen “kara kutular” vasıtası ile toplanılan mevkii, operasyon durumu ve enerji tüketimi gibi bilgiler, sistem tarafından gerçek zamanlı olarak analiz ederek, işletim sorunlarını belirler ve uygun eylemi başlatmak için terminal personeli ile paylaşır. Bu sistemin geliştiricileri, ekipmanın boşta kalma süresini azaltarak ve enerji kullanımını en aza indirerek işletme maliyetlerinden %10’a kadar tasarruf sağlayabileceğini değerlendirmektedir.
Intermodal Trafik: Kamyonların ve trenlerin, çok sık tıkanıklık yaşanan terminal alanlarından olabildiğince hızlı bir şekilde yönlendirilmesi, kargo elleçleme verimliliği kadar önemlidir. Bu çerçevede limanlar için tasarlanan terminal randevu sistemleri (Terminal appointment systems), kamyon taşımacılığı yapanlara, kargoyu yüklemek veya boşatmak/indirmek için hem terminalin hem de taşıyıcının programlarına uygun belirli periyotlar öneren çözümler sunar. Randevu sistemleri, zaman aralıklarını önceden ayırarak dönüş sürelerini en aza indirmeye yardımcı olur, kamyoncuların liman arterlerini tıkamak veya boşta oturmak için harcadıkları zamanı azaltır ve hava kirliliğinin önlenmesine de katkıda bulunur. Örneğin Singapur Limanı, kamyon hareketlerini izleyen, araçlar tesislere yaklaştığında, terminalleri bilgilendiren ve nasıl devam edileceğine dair talimatlar sağlayan GPS tabanlı bir trafik izleme sistemini deneyimlemektedir. Başka bir uygulamada ise Hamburg Limanı, ana liman yolları boyunca gömülü trafik izleme sensörlerini kullanmaktadır.
Gümrük: Limanlarda kargonun daha verimli bir şekilde taşınması tek sorun değildir. Uluslararası ticaretin gümrük kapılarını da oluşturan limanlar ve teminallerde, ticaret lisanslarının işlenmesi, ithalat ve ihracat izinleri ve gümrük izinleri dahil olmak üzere kargo bilgilerinin ve ödemelerinin de daha iyi yönetimi gerekmektedir. Önde gelen Avrupa limanları, kağıt bazlı kargo belgeleri ve gümrük ödemeleriyle ilgili maliyetleri azaltmak için “blok zincir” teknolojisini kullanmaktadır. Blok zinciri, verileri birden fazla yerde depolayarak süreçleri hızlandırır ve verilerin kurcalanma riskini azaltır. Kurcalamaya karşı korumalı olan blok zinciri teknolojisi, gözetim kayıtları oluşturmak ve kağıt konşimentoların yerine kolaylıkla kullanılabilmektedir. Böylece nakliyecilerin, deniz yolları, limanlar, terminaller ve gümrük yetkilileri ile olan bürokrasisini azaltarak, işçilik ve işletme maliyetlerinde konteyner başına yüzlerce dolar tasarruf etmelerine yardımcı olur. Antwerp ve Rotterdam’daki limanlar, konteyner güvenliği ve yük takibi için blok zincir teknolojisini kullanmaktadır.
Güvenlik ve Emniyet: Hem ISPS Kodu gereğince hem de iş sağlığı ve güvenliği kapsamında, limanlarda yer alan tesisler ve varlıklar için minimum emniyet ve güvenliğin tesis ve idame edilmesi gerekmektedir. Mevcut klasik liman güvenlik ve emniyet sistemleri sadece fiziksel altyapıyı ve sınırlı alanları izlemektedir. Akıllı teknolojilerle donatılmış modern liman izleme ve gözetim sistemleri ise hareket ve görüntü tanıma yetenekleri, izinsiz girişleri tespit etmek için gelişmiş video analitiği özellikleri ve güvenlik personelini olası tehditlere karşı uyaran erken ihbar sağlama imkan ve kabiliyetleri ile daha etkinlikle kullanılabilmekte ve yüksek verim sağlamaktadır. Birçok liman tesisi, kapı giriş sistemlerini ağ bağlantılı biyometrik tarayıcı (networked biometric scanners) sistemler ile modifiye ederek, çalışanların, sürücülerin ve ziyaretçilerin limana erişimi için daha güvenli, emniyetli ve süratli bu sistemden istifade etmektedir. Limanlar iş emniyeti endişelerini gidermek için güvenli çalışma prosedürlerini uygulayan sensör tabanlı sistemler kurmaktadır. Örneğin, liman içerisinde hareket eden kamyon sürücülerini tahsisli karayolu güzergahında kalmaları konusunda uyaran sensör ağları bunlardan biridir.
Enerji ve Çevre: Söz konusu teknolojiler, limanların enerji tüketimini ve israfı azaltmasına yardımcı olmaktadır. Bu konuda örnek bir uygulama; yalnızca araçlar yakındayken aktif olan, harekete duyarlı bir terminal aydınlatma sistemidir. Valencia Limanı’ndaki bir terminale kurulan harekete duyarlı aydınlatma sisteminin, enerji tüketimini iki yıldan daha kısa bir sürede amorti ederek, enerji tüketimini %80 oranında azalttığı bildirilmiştir. Enerji kullanımını en aza indirmek için Hamburg Limanı da liman içi ulaşım yollarında benzer akıllı aydınlatmalar kullanmaktadır. Ayrıca bazı limanlarda, ekipmanı incelemek, petrol sızıntıları için su yollarında devriye gezmek ve temizleme çabalarını kontrol etmek için düşük maliyetli bir seçenek olarak dronlar da kullanılmaktadır.

Dünya üzerindeki akıllı liman uygulamalarından da görüleceği üzere;

Liman paydaşları arasında bilgi alışverişini basitleştiren liman iletişim sistemlerini,
Gümrük işlemleri kolaylaştıran biyometrik erişim kontrol sistemlerini, tek pencereli gümrük sistemlerini, kargo tarama araçlarını,
Yönetim ve karar verme süreçlerini kısaltan, iş yapmayı kolaylaştıran dijital teknolojilerle donatılmış kargo elleçleme sistemlerini ve
Ticaretin kesintisiz sürmesini temin eden güvenlik ve emniyet sistemlerini içeren bu modern teknolojilerin kullanıldığı akıllı limanlarda sağlanan faydalar açıkça gözlemlenebilmektedir.

Sonuç olarak
Hızla gelişen ekonomiler, güçlü ticari büyümeye ayak uydurmak için yeni limanlar inşa etmektedir. Bu yeni limanların çoğu, eski limanların kapasite ve yetenekleri ile rekabet edebilecek veya bunları aşacak şekilde inşa edilmektedir. Gelişmekte olan limanların modern dünya ile entegre olabilmek için iş yapmayı kolaylaştıran teknolojilere ihtiyacı tartışmasız bir şekilde her geçen gün artmaktadır. Bu nedenle modern liman altyapı ve tesisleri inşa edilirken veya eski limanların geliştirilmeleri esnasında akıllı teknolojilerin adaptasyonu mutlaka dikkate alınmalıdır. Akıllı liman teknolojileri limanların daha verimli, güvenli, emniyetli ve tasarruflu işletilmesine çok önemli katkılar sağlayabilmektedir. Önceden inşa edilmiş klasik limanların bile başlangıçta sorun odaklı çözüme yönelik lokal dijital dönüşümler ile fayda sağlayabilecekleri çok çeşitli akıllı liman teknolojileri mevcuttur. Yeni limanlar için ise akıllı liman teknolojilerinin yapılacak güvenlik, lojistik ve idari değerlendirme kriterlerini karşılayacak şekilde inşasından itibaren donatılmasının daha maliyet etkin olacağı değerlendirilmektedir. Günümüzde daha güvenli ve emniyetli bir şekilde, daha fazla kargo elleçlemek, depolamak ve nakletmek, küresel ticaretin verimliliği ve sürdürülebilirliği açısından önceliklidir. Mevcut modern teknolojilerle bunun gerçekleştirilmesi hem mümkün hem de maliyet etkin olduğundan, eski teknoloji kullanan limanların dijital dönüşümü bu yönde atılacak önemli bir adım olacaktır. Tüm dünyada akıllı sistemlere yöneliş ve dijital dönüşüm trendinin daha yeni teknolojilerin ortaya çıkışına kadar devam edeceği açıktır. En yeni teknolojiye daha yakın nesillerin adaptasyonu nispeten daha kolay ve maliyet etkin olacaktır. Limanlarda akıllı dönüşümün devamlılığı, liman verimliliğinde artışın sürdürülebilirliği açısından da önemlidir. Değişmeyen tek şeyin değişim olduğunun bilinciyle, “gelecekte işlevlerini sürdürerek hayatta kalabilecek yegane limanlar, akıllı dönüşümünü sürdürebilenler olacaktır”.

1 https://www.britannica.com/technology/Atanasoff-Berry-Computer
2 https://www.welivesecurity.com/2015/10/28/internet-started-transfer-two-letters-today-changing-millions-lives/
3 https://www.vistacollege.edu/blog/careers/history-information-technology-evolution-jobs/
4 https://www.verdict.co.uk/smart-cities-timeline/
5 https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/nl/Documents/energy-resources/deloitte-nl-er-port-services-smart-ports.pdf
6 https://www.researchgate.net/publication/325701742_Smart_port_Design_and_perspectives
7 Baltic-Exhchange-Xinhua-ISCD-Index-Report.pdf
8 https://safety4sea.com/building-global-intelligent-ports/
9 https://www.slideshare.net/LOGITEXCo/smart-port-framewrok?from_action=save
10 https://www.adv-polymer.com/blog/smart-port
11 https://www.bcg.com/publications/2018/to-get-smart-ports-go-digital