Ro-Ro Gemi Operasyonlarında Rıhtım Seçimi ve Saha Atamasının Bütünleşik Optimizasyonu: Gerçek Bir Liman Uygulaması

Öz

Ro-Ro terminallerinde gemilerin yanaşacağı rıhtımın seçimi ve araçların liman sahalarına atanması kararları, operasyon süresini doğrudan etkilemekte olup, uygulamada bu kararlar çoğunlukla planlamacıların deneyimine dayalı olarak manuel biçimde alınmaktadır. Bu durum, kaynak kullanımında verimsizliklere ve operasyon sürelerinin uzamasına yol açabilmektedir. Bu çalışmada, çok amaçlı bir limanda gerçekleştirilen Ro-Ro (Roll-on/Roll-off) gemi operasyonlarının verimliliğini artırmaya yönelik matematiksel tabanlı bir optimizasyon modeli geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında, Kocaeli ilinde faaliyet gösteren ve farklı yük tiplerini elleçleyen çok amaçlı bir liman işletmesinde Ro-Ro gemi operasyonları incelenmiştir. Gemi rıhtım seçimi ile Ro-Ro yük gruplarının sahalara atanması kararlarını bütünleşik olarak ele alan bir karma tam sayılı programlama modeli geliştirilmiştir. Modelde saha kapasiteleri, yük gruplarının büyüklükleri, araç tiplerine bağlı tahliye ve yükleme süreleri, rıhtım–saha mesafeleri ve operasyonel kısıtlar dikkate alınmıştır. Geliştirilen model, General Algebraic Modeling System yazılımı kullanılarak gerçek operasyon verileriyle çözülmüştür. Örnek bir gemi seferine ait on yedi farklı Ro-Ro yük grubunun sahalara dağılımı ve geminin yanaşacağı rıhtım eş zamanlı olarak optimize edilmiştir. Model sonuçları, mevcut manuel planlama yaklaşımı ile karşılaştırıldığında toplam gemi operasyon süresinde yaklaşık %13 oranında bir iyileşme sağlandığı gösterilmiştir. Elde edilen bulgular, Ro-Ro terminallerinde rıhtım ve saha planlamasının optimizasyon temelli karar destek sistemleriyle yürütülmesinin operasyonel etkinliği artırabileceğini ortaya koymaktadır. Geliştirilen modelin, Terminal Operasyon Sistemleri ile entegre edilerek liman işletmelerinde sürdürülebilir ve veri temelli planlama süreçlerine katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Ro-Ro Operasyonları
• Rıhtım Seçimi
• Saha Ataması
• Karma Tam Sayılı Programlama
• Liman Optimizasyonu

Integrated Optimization of Berth Selection and Yard Allocation in Ro-Ro Vessel Operations: A Real-World Port Application

Öz

In Ro-Ro terminals, decisions regarding the selection of berths for ships and the assignment of vehicles to port yard areas directly affect operation time. In practice, these decisions are often made manually, relying on the experience of planners, which can lead to inefficiencies in resource utilization and longer operation times. This study develops a mathematically based optimization model to improve the efficiency of Ro-Ro (Roll-on/Roll-off) vessel operations in a multipurpose port. The study examines Ro-Ro vessel operations at a multipurpose port in Kocaeli province that handles various cargo types. A mixed integer programming model has been developed that comprehensively addresses ship berth selection and the assignment of Ro-Ro cargo groups to yard areas. The model considers yard capacities, cargo group sizes, unloading and loading times depending on vehicle types, berth–yard distances, and operational constraints. The developed model was solved using real operational data with General Algebraic Modeling System software. The distribution of seventeen different Ro-Ro cargo groups to different yard areas and the berth where the ship would dock were simultaneously optimized for a sample ship voyage. Model results showed an improvement of approximately 13% in total ship operation time compared to the existing manual planning approach. The findings indicate that implementing berth and yard planning in Ro-Ro terminals using optimization-based decision support systems can increase operational efficiency. The results suggest that the developed model, when integrated with Terminal Operation Systems, can contribute to sustainable and data-driven planning processes in port operations.

Anahtar Kelimeler

• Ro-Ro Operations
• Berth Selection
• Yard Assignment
• Mixed Integer Programming
• Port Optimization

Kaynakça

1. Alvarez, J. F., Longva, T., & Engebrethsen, E. S. (2010). A methodology to assess vessel berthing and
2. Arianti, N., Sitompul, M., Syahfina, W., Rahmania, S., Pransiska, R., & Zerrand, L. (2025). Optimization
3. Chen, X., Li, F., Jia, B., Wu, J., Gao, Z., & Liu, R. (2021). Optimizing storage location assignment in an
4. Fanti, M. P., Iacobellis, G., Ukovich, W., Boschian, V., Georgoulas, G., & Stylios, C. (2015). A Simulation-
5. Golias, M. M., Saharidis, G. K., Boile, M., Theofanis, S., & Ierapetritou, M. G. (2009). The berth allocation
6. Jia, B. (2021). Sustainable short sea roll-on roll-off shipping through optimization of cargo stowage
7. Jia, Q., Li, R., Li, J., Li, Z., & Liu, J. (2023). Vessel traffic scheduling optimization for passenger RoRo
8. Jia, B., Tierney, K., Reinhardt, L. B., & Pahl, J. (2022). Optimal dual cycling operations in roll-on roll-off

9. Liu, T., Wang, Y., & Liang, C. (2025). Optimization of vehicle scheduling within the port using
10. Muravev, D., Aksoy, S., Rakhmangulov, A., & Aydogdu, Y. V. (2016). Comparing model development
11. Özkan, E. D. (2016). Simulation-based capacity analysis of Ro-Ro terminals. (Master thesis, Istanbul
12. Schulze, M., Krüger, S., & Jahn, C. (2024). Potential of container terminal operations for Ro-Ro
13. Soy, Ö., & Tavacıoğlu, L. (2023). Satisfaction of Istanbul citizens with urban public transportation.
14. Su, M., Lee, H. J., Wang, X., & Bae, S. H. (2025). Fuel consumption cost prediction model for Ro-Ro
15. Tsoukos, G., Giannopoulos, A., & Bizakis, A. (2023). Efficient management of operations in Ro-Ro/Ro-
16. Yıldırım, M. S., Aydın, M. M., & Gökkuş, Ü. (2020). Simulation optimization of the berth allocation in a
17. Yorulmaz, M., Canbaz, Ö., Sevinç Başol, F. S., & Taş, A. (2025). Digitalization strategies at Türkiye's Ro-
18. Zhang, D., Chen, F., & Mei, Z. (2023). Optimization on joint scheduling of yard allocation and transfer
19. Zhang, Z., & Fan, H. (2026). Yard space allocation for roll-on/roll-off port based on resilient yard
20. Øvstebø, B. O., Hvattum, L. M., & Fagerholt, K. (2011a). Optimization of stowage plans for Ro-Ro ships. Computers & Operations Research, 38(10), 1425-1434. https://doi.org/10.1016/j.cor.2011.01.004
21. Øvstebø, B. O., Hvattum, L. M., & Fagerholt, K. (2011b). Routing and scheduling of roro ships with stowage constraints. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 19(6), 1225-1242. https://doi.org/10.1016/j.trc.2011.02.001