Sıfır Atık Yönetiminde Araç Rotalama Modeli: İstanbul İlinde Uygulama

Yıl 2025, Cilt: 20 Sayı: 80, 654 - 671

Gülizar Ezgi Aydın , İlkay Saraçoğlu

https://doi.org/10.19168/jyasar.1553739

Öz

Her geçen gün insan ihtiyaçları ve istekleri artmaktadır, bu ihtiyaç ve istekleri karşılamak için ise insanoğlu üretim yapmak zorundadır. İnsanlar üretim yaparken bir yandan da kaynakları tüketmektedirler. Bu üretim ve tüketim alışkanlıklarına bağlı olarak atıklar çeşitlenmekte ve miktarları artmaktadır. Atıkların öncelikle kaynağından ayrıştırılması beklenmektedir fakat bunun yapılmasının mümkün olmadığı durumlarda ise atıkların toplanması, atıkların türlerine göre ayrıştırılması ve dolayısıyla atık yönetimi sistemi kurmak gerekmektedir. Atık Yönetim Sistemi kurulurken atık toplama araçlarının kapasitesi ve güzergâhları belirlenmeli, bu güzergâhlarda kullanılacak araç sayısına, araçların kapasitelerine, araçlar için gerekli uzman personel sayısına, bu personel sayısı ve araç kapasitelerine bağlı olarak bir zaman dilimi içerisinde kaç sefer yapılabileceğine ve karbon emisyonlarına kadar her durum kontrol altına alınabilir olmalıdır, kontrol altına alınamayan durumlarda ise durumların negatif koşullarını minimize edecek, geri dönüşümleri ise maksimize edecek çalışmalar yapılmalıdır. Bu çalışmada İstanbul ilinde belirlenen bir kamu kurumunun bağlı bulunduğu ilçe için oluşturulan atık toplama sistemi ele alınmıştır. Atıkların, araç kapasite kısıtı altında en kısa sürede toplanmasını sağlayacak bir matematiksel model önerilmiştir. İncelenen bu kurumun mevcut durum analizi yapılmış, olası ve düzeltilebilecek durumlar tespit edilmiştir. Yöntem olarak tamsayılı doğrusal programlamaya uyumlanan kapalı uçlu çok araçlı bir Araç Rotalama Optimizasyonu kullanılmıştır. Lingo 20.0 programı kullanılarak model çözülmüş ve öneriler ile çalışılmış, kurumun mevcut düzeninde iyileştirme yapmak amaçlı çalışmalar yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Atık Yönetimi , Sıfır Atık , Araç Rotalama Optimizasyonu , Tamsayılı Doğrusal Programlama

Etik Beyan

Bu makalenin yazarları çalışmalarında kullandıkları materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve/veya yasal-özel bir izin gerektirmediğini beyan ederler.

Kaynakça

• Alakaş, Hacı Mehmet, Şafak Kızıltaş, Tamer Eren, & Evrencan Özcan. 2018. “Sıfır atık projesi kapsamında atıkların toplanması: Kırıkkale ilinde homojen çok araçlı araç rotalama uygulaması”. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi 3(3): 190-196.
• Aringhieri, Roberto, Maurizio Bruglieri, Federico Malucelli, & Maddalena Nonato. 2004. “A particular vehicle routing problem arising in the collection and disposal of special waste.” Tristan V The Fifth Triennial Symposium on Transportation Analysis, Le Gosier, Guadeloupe, French West Indies.
• Arribas, Claudia Andrea, Carola Alejandra Blazquez, & Alejandro Lamas. 2010. “Urban solid waste collection system using mathematical modelling and tools of geographic information systems.” Waste Management & Research, 28(4): 355-363.
• Asefi Hossein, Shahparvari Shahrooz, Chhetri Prem, & Lim Samsung. 2019. “Variable fleet size and mix VRP with fleet heterogeneity in integrated solid waste Management.” J. Clean. Prod., 230, 1376–1395.
• Aydın, Gülizar E., 2024. “Sıfır atık yönetiminde araç rotalama optimizasyonu: İstanbul ilinde bir uygulama.” Haliç Üniversitesi, Lisansüstü Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
• Bautista, Joaquín, Elena Fernández, & Jordi Pereira. 2008. “Solving an urban waste collection problem using ants heuristics.” Computers & Operations Research, 35(9): 3020-3033.
• Erdem, Mehmet. 2022. “Optimisation of sustainable urban recycling waste collection and routing with heterogeneous electric vehicles.” Sustainable Cities and Society, 80: 103785.
• Ergülen, Ahmet, & Atcı, Fadime. 2020. “Toplam Kalite, çevre ve sıfır atık yönetimi; yaklaşımlar, kazanımlar ve eleştiriler.” Çukurova Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 24(2): 299-328.
• Başkaya, Zehra, & Burcu Avcı, Öztürk. 2005. “Dal Kesme Yöntemi ve Bir Ekmek Fabrikasında Oluşturulan Araç Rotalama Problemine Uygulanması.” Uludağ Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, XXIV(1): 101-114.
• Braekers, Kris, Katrien, Ramaekers, & Inneke, Van Nieuwenhuyse. 2016. “The vehicle routing problem: State of the art classification and review.” Computers & Industrial Engineering, 99: 300-313.
• Clarke, Geoff, & John W. Wright. 1964. “Scheduling of vehicles from a central depot to a number of delivery points.” Operations Research, 12(4): 568-581.
• Dağıstanlı, Hakan Ayhan. 2024. “Çok ürünlü çok depolu araç rotalama problemi: askeri ilaç fabrikası örneği”, Journal of Polytechnic, 27(3): 1017-1027.
• Dantzig, George B., & John H. Ramser. 1959. “The truck dispatching problem.” Manag Sci., 6(1):80–91.
• Dereci, Ufuk & Muhammed Erkan, Karabekmez. 2022. “The applications of multiple route optimization heuristics and meta-heuristic algorithms to solid waste transportation: A case study in Turkey.” Decision Analytics Journal, 4: 100113.
• Eksioglu, Burak, Arif Volkan, Vural, & Arnold, Reisman. 2009. “The vehicle routing problem: A taxonomic review.” Computers and Industrial Engineering, 57(4): 1472-1483.
• Elatar, Said, Karim, Abouelmehdi, & Mohammed, Essaid Riffi. 2023. “The vehicle routing problem in the last decade: Variants, taxonomy, and metaheuristics”. Procedia Computer Science, 214, 34-45.
• Ghiani, Gianpaolo, Demetrio Laganà, Emanuele Manni, Roberto Musmanno, and Daniele Vigo. 2014. “Operations research in solid waste management: A survey of strategic and tactical issues.” Computers & Operations Research, 44: 22-32.
• Golden, Bruce L., Arjang A. Assad, & Edward A. Wasil. 2002. “Routing vehicles in the real world: applications in the solid waste, beverage, food, dairy, and newspaper industries.” In The vehicle routing problem, Philadelphia, PA: SIAM, 245–286. doi: 10.1137/1.9780898718515.ch10.
• Gümüş, Mehmet, Emir Hüseyin, Özder, Elif, Hatınoğlu & Ayşe, Uçar. 2022. “Geri dönüşüm atıklarının toplanmasında rota optimizasyonu: Alanya ilçesinde bir uygulama.” Journal of Turkish Operations Management, 6(1): 1102-1112.
• İnkaya, Hacer Kübra, Soner, Haldenbilen, & Olcay Polat. 2024. “Akıllı çöp konteynerleri ile değişken ağ yapısına sahip çöp rotalama optimizasyonu”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 30(6), 742-755.
• Kaya, Serkan. 2023. “A hybrid firefly and particle swarm optimization algorithm with local search for the problem of municipal solid waste collection: a real-life example.” Neural Comput and Applic., 35: 7107–7124.
• Kim, Byung-In, Seongbae Kim, and Surya Sahoo. 2006. “Waste collection vehicle routing problem with time windows.” Computers & Operations Research, 33(12): 3624-3642.
• Laporte, Gilbert. 2009. “Fifty years of vehicle routing.” Transportation science, 43(4): 408-416.
• Li, Wensi, Theam Foo Ng, Haidi Ibrahim, & Shir Li Wang. 2025. “A literature review of the state of the art of sustainable waste collection and vehicle routing problem.” Journal of the Air & Waste Management Association, 75(1): 3-26.
• Markov, Iliya, Varone, Sacha, Bierlaire, Michel. 2016. “Integrating a heterogeneous fixed fleet and a flexible assignment of destination depots in the waste collection VRP with intermediate facilities.” Transp. Res. Part B Methodological, 84, 256–273.
• Miller, Clair E., Albert W., Tucker, & Richard A., Zemlin. 1960. “Integer programming formulations and the traveling salesman problem.” Journal of the ACM (JACM), 7(4), 326-329.
• Mojtahedi, Mohammad, Amir M. Fathollahi-Fard, Reza, Tavakkoli-Moghaddam, & Sidney Newton. 2021. “Sustainable vehicle routing problem for coordinated solid waste management.” Journal of Industrial Information Integration, 23: 100220.
• Nebati, Emine Elif. 2022. “Sürdürülebilir atık yönetimine ilişkin bir araştırma: Plastik sektöründe bir uygulama.” İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(3), 150-160.
• Ni, Qiuping, & Yuanxiang, Tang. 2023. “A bibliometric visualized analysis and classification of vehicle routing problem research.” Sustainability, 15(9): 7394.
• OECD 1997. OECD Glossary of Environment Statistics, Studies in Methods. (Erişim 19.06.2025). https://www.oecd.org/en/publications/oecd-glossary-of-statistical-terms_9789264055087-en.html Öztürk, Samet, & Nour, Aljbili. 2024. “Evsel Katı Atıkta Sıfır Atık Uygulanabilirliği: Bursa Örneği.” Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(2), 343-358.
• Rafiquee, Ahmad & Shabbiruddin. 2024. “Optimal selection and challenges of municipal waste management system using an integrated approach: a case study.” Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 46(1), 1996-2023.
• Saracoglu, Ilkay. 2024. “Inventory Optimization with Chance-Constrained Programming Under Demand Uncertainty.” International Journal of Supply and Operations Management, 11(3): 300-315.
• Sniezek, John & Lawrence, Bodin. 2006. “Using mixed integer programming for solving the capacitated arc routing problem with vehicle/site dependencies with an application to the routing of residential sanitation collection vehicles.” Annals of Operations Research, 144: 33-58.
• Sumathi, V. R., Usha, Natesan, & Chinmoy, Sarkar. 2008. “GIS-based approach for optimized siting of municipal solid waste landfill.” Waste Management, 28(11): 2146-2160.
• Tezcan, Burcu, Hacı Mehmet, Alakaş, Evrencan, Özcan & Tamer, Eren. 2021. “Afet sonrası geçici depo yeri seçimi ve çok araçlı araç rotalama uygulaması: Kırıkkale ilinde bir uygulama.” Politeknik Dergisi, 26(1): 13-27.
• TÜİK. (2024). Nüfus ve Demografi, Türkiye İstatistik Kurumu (Erişim: 31.04.2024) https://data.tuik.gov.tr/ Search/Search?text=n%C3%BCfus
• UNEP. (2021). “Platenary Action”. (Erişim 19.06.2025). https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822 /37946/UNEP_AR2021.pdf.
• Ustundag, Alp & Emre, Cevi̇kcan. 2008. “Vehicle route optimization for RFID integrated waste collection system.” International Journal of Information Technology & Decision Making, 7(4): 611-625.
• Wy, Juyoung, Byung-In, Kim, & Seongbae, Kim. 2013. “The rollon–rolloff waste collection vehicle routing problem with time Windows.” European Journal of Operational Research, 224(3), 466-476.
• Zaman, Atiq. 2022. “Zero-waste: a new sustainability paradigm for addressing the global waste problem.” In The Vision Zero Handbook: Theory, Technology and Management for a Zero Casualty Policy, Cham: Springer International Publishing. 1195-1218.