Otonom Şantiye Konteynerı Oryantasyon Modülü Önerisi

Abstract

Planning of construction activities is an important need in the process of building practice. In this study, an alternative
solution to this planning process is proposed. The study aims to create a model that dynamically responds to the need
for temporary space and the number of personnel connected to it according to the project requirements. The main
actor of this model is the container, which is frequently used as a temporary space in construction processes. The study
calculates the number of personnel required for construction site management, the number of temporary spaces and
their arrangement as a numerical and solid model with the project area and project floor area information received
from the user. The study was carried out in Rhinoceros - Grasshopper environment and consists of three main parts. In
the first part, the container movement space is determined in line with the entered area and project information. In
the second part, the project variables, construction variables and container deployment systems that the user will
interact with are created. In the last part of the study, the breakdown of the information, container arrangement and
visualisation of the data can be provided. It is thought that this study can help engineers and architects to create
efficient field programming by providing a user-friendly interface and visualisation tools that allow differentiation of
values.

Full text

1
Otonom Şantiye Konteynerı Oryantasyonu Modül Önerisi
Raşit Eren Cangür 1; Togan Tong2
1Yıldız Teknik Üniversitesi; 2Yıldız Teknik Üniversitesi
1https://avesis.yildiz.edu.tr/17338, 1rasit.cangur@yildiz.edu.tr; 2https://avesis.yildiz.edu.tr/tong, 2togantong@yahoo.com
Özet
Yapı pratiği sürecinde inşa faaliyetlerinin planlanması önemli bir ihtiyaçtır. Bu çalışmada bu planlama sürecine alternatif bir çözüm
önerilmiştir. Çalışma, geçici mekan ihtiyacını ve ona bağlı olan personel sayısını, proje gereksinimlerine göre dinamik bir biçimde
yanıt veren bir model oluşturmayı amaçlamıştır. Bu modelin ana aktörü, inşa süreçlerinde geçici mekan olarak sıklıkla kullanılan
konteyner seçilmiştir. Çalışma, kullanıcıdan aldığı proje alanı ve proje taban alanı bilgileri ile birlikte şantiye yönetimi için
gerekli personel sayısı, geçici mekan sayıları ve dizilimlerini sayısal ve katı model olarak hesaplamaktadır. Çalışma
Rhinoceros – Grasshopper ortamında gerçekleştirilmiş ve üç ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, girilen alan ve
proje bilgileri doğrultusunda konteyner hareket uzayı belirlenmektedir. İkinci bölümde ise kullanıcının etkileşimde
bulunacağı proje değişkenleri, inşa değişkenleri ve konteyner yayılım sistemleri oluşturulmuştur. Çalışmanın son
bölümünde ise bilgilerin dökümünü, konteyner dizilimini ve verilerin görselleştirilmesi sağlanabilmektedir. Bu
çalışmanın kullanıcı dostu, değerlerin farklılaşmasına izin veren bir arayüz ve görselleştirme araçları sunarak, mühendis
ve mimarların verimli saha programlamaları oluşturmalarına yardımcı olabileceği düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: yerleşim organizasyonu, algoritmik tasarım, arayüz tasarımı.
Abstract
Planning of construction activities is an important need in the process of building practice. In this study, an alternative
solution to this planning process is proposed. The study aims to create a model that dynamically responds to the need
for temporary space and the number of personnel connected to it according to the project requirements. The main
actor of this model is the container, which is frequently used as a temporary space in construction processes. The study
calculates the number of personnel required for construction site management, the number of temporary spaces and
their arrangement as a numerical and solid model with the project area and project floor area information received
from the user. The study was carried out in Rhinoceros - Grasshopper environment and consists of three main parts. In
the first part, the container movement space is determined in line with the entered area and project information. In
the second part, the project variables, construction variables and container deployment systems that the user will
interact with are created. In the last part of the study, the breakdown of the information, container arrangement and
visualisation of the data can be provided. It is thought that this study can help engineers and architects to create
efficient field programming by providing a user-friendly interface and visualisation tools that allow differentiation of
values.
Keywords: layout planning, algorithmic design, Interface design.

2
1. Giriş
Proje alanı; malzeme, ekipman, işçilik, zaman ve maliyetin yanı sıra inşaat projeleri içerisinde sınırlı bir kaynak olarak
kabul edilmektedir(Tommelein & Zouein 1993). Proje alanının verimli kullanımı, alanın güvenliği üzerinde önemli bir
etkiye sahip olmakla beraber proje maliyetini ve programını önemli ölçüde etkilemektedir. Proje alanının düzeninin
planlanmaması, verimsiz projelere, ek malzeme maliyetlerine, yama çözümlere ve gecikmelere sebebiyet
verebilmektedir(Tommelein ve diğ., 1992; El-Rayes ve Khalafallah 2005). Bu planlamalar içerisinde önemli olan bir
diğer faktör ise geçici mekanların oluşturulması ve onların konumlandırılmalarıdır. Geçici mekanlar; şantiye ofisleri,
personel konaklama mekanları, sosyal donatılar ve güvenlik birimlerini içeren destek birimleridir. Literatürdeki
çalışmalarda alan yerleşimi çalışmalarının birçoğunun içeriği geçici mekanlar ile sınırlıdır(Li & Love 1998; Hegazy &
Elbeltagi 1999; Elbeltagi ve diğ., 2001; Osman ve diğ., 2003). Geçici mekanlar, genellikle projenin başlarında
oluşmaktadır ve büyük ölçülerde kalıcıdır. Bu sebeple proje alanındaki yerleşimi projenin diğer süreçleri için büyük
önem taşımaktadır. Bu geçici mekanların nicelikleri, uygulanacak olan projenin ihtiyaçlarına bağlı olarak değişiklik
göstermektedir. Proje yapım sürecinde geçici mekanların gereksinimlerini statik olarak karşılanmaktadır. Statik
modeller, uygulanacak olan projenin zamana bağlı fazlarını göz ardı eder ve projenin tüm süresi boyunca tüm
nesnelerin proje alanında bulunduğunu söylemektedir (Tommelein & Zouein 1993; Elbetagi & Hegazy 2001; Lam ve
diğ., 2007; Zhang ve Wang 2008, Easa & Hossain 2008). Ancak bu yaklaşım, alanın verimini optimum derecede
tutmakta zorlanmaktadır.
Literatür çalışmaları incelendiğinde, proje alanındaki geçici mekanların konumlarını en aza indiren bir lineer
programlama metodu (Zouein & Tommelein, 1999) ve genetik algoritma(Hegazy & Elbeltagi, 1999)( Li & Love, 1998)
yaklaşımları bu problemi çözmeği amaçlayan çalışmalar olmuştur. Bu problemler dikkate alınarak, bu çalışmanın amacı,
geçici mekan ihtiyacını ve ona bağlı olan personel sayısını, proje gereksinimlerine göre dinamik bir biçimde yanıt veren
bir katı model önerisi ile ifade etmektir.
Konteyner Tipleri
Genişlik (m)
Uzunluk (m)
Yükseklik (m)
K1
2.43
6.10
2.60
K2
2.43
6.10
3
K3
2.43
12.20
2.60
K4
2.43
12.20
3
Tablo 1: Geçici Mekan Parametreleri.
Çalışma; barınma, sosyal donatılar (yemekhane dinlenme alanı), ofisler ve depo işlevlerini içeren geçici mekanlar ile
sınırlandırılmıştır. Çalışmada geçici mekanlar, taşınabilir ve modül sistemlerden oluşan konteynerlardan
oluşturulmuştur. Bu konteynerların değişkenleri tabloda gösterilmiştir(Tablo 1). Bu değişkenler ile birlikte proje
alanında ihtiyaç duyulan ıslak hacimler, sosyal donatılar ve dinlenme alanlarının oluşturulması ön görülmüştür. İnşaat
alanlarında eğim %0 kabul edilerek hesaplamalar yapılmıştır.
2. Yöntem
Çalışma, kullanıcıdan aldığı proje alanı ve proje taban alanı bilgileri ile birlikte şantiye yönetimi için gerekli personel
sayısı, geçici mekan sayıları ve dizilimlerini sayısal ve katı model olarak hesaplamaktadır. Çalışma Rhinoceros –
Grasshopper ortamında gerçekleştirilen etkileşimli, etkileşimsiz ve veri görselleştirme bölümü olmak üzere üç ana
bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, girilen alan ve proje bilgileri doğrultusunda konteyner hareket uzayı
belirlenmektedir. Devamında ise projede toplam inşa edilecek metrekarenin ne kadar personel gereksinimi olduğunu
hesaplanmaktadır (Şekil 2). İkinci bölümde ise kullanıcının etkileşimde bulunacağı proje değişkenleri, inşa değişkenleri
ve konteyner yayılım sistemleri oluşturulmuştur. Kullanıcının bu sistemler ile etkileşime girmesi ve talep ettiği sonuca

3
ulaşılması beklenmektedir. Sonuç kısmında bilgilerin dökümünü, konteyner dizilimini ve verilerin görselleştirilmesi
sağlanabilmektedir.
Şekil 2: Çalışmanın Algoritma Şeması.
2.1 Etkileşimsiz Alan
 Konteyner Hareket Uzayının Belirlenmesi
Şekil 3: Hareket Uzayı Grid Noktaları ve Islak Hacim Konteynerları.
Proje alanı bilgisi dört nokta ile sınırlandırılmıştır. Seçilen noktalar proje alanını tanımlamaktadır. Bu alanda kısa
kenar ve uzun kenarlar seçildikten sonra, konteyner genişlik/uzunluk x yükseklik değerleri dikey düzlemde ızgara
formunda rehber çizgileri oluşturulmuştur. Oluşan bu çizgilerin kesişim noktalarının her biri, hareket uzayında bir
konumu tanımlamaktadır. Her bir işlev için ayrı, her bir dizilim için ayrı ızgara sistemleri oluşturulmuştur. Bu
noktaların bütünü, sonraki aşamada bir liste olarak tanımlanmıştır. Böylelikle talep edilen sayı kadar nokta
seçilerek konteynerların belirtilen uzayda dizilmesi hedeflenmiştir (Şekil 3).
 Personel ve Konteyner İhtiyacı
Geçiçi mekanlar şantiye taahhüt süresi(c), proje alanının projenin taban alanına oranı(T) ve proje kat adedi(a) gibi
değişkenlere ihtiyaç duymaktadır. Bununla birlikte bir personelin inşa edeceği kapalı alanın metrekaresi(k) 8-10 m²
kabul edilmiştir. Bu parametreler dikkate alınarak projede görev alması beklenilen personel sayısı(2) ve proje
süresince kullanılacak olan konteynerların sayısı(1) aşağıdaki denklemlere göre tahmin edilmiştir.

4
p = (T * a)/k
(1)
K = p/c
(2)
Denklemde görüldüğü üzere, konteyner sayısı değişkeni, kullanıcı tarafından talep edilen proje alanı, proje kat
adedi ve personel üretim kapasitesi gibi birçok değişkene bağlıdır.
2.2 Etkileşimli Alan ve Arayüzün Oluşturulması
 Proje Değişkenleri
Yapılacak olan projenin kat adedinin ve proje alanının proje taban alanına oranının (TAKS) dinamik bir şekilde
seçildiği paneldir(Şekil 4).
 İnşa Değişkenleri
Bu panel içerisinde proje alanının eni ve boyunu en fazla 100 metre olacak şekilde seçilmektedir. Bununla birlikte
şantiye süresi değişkeni, projenin öngörülen tamamlanma süresini belirlemektedir (Şekil 4).
 Konteyner Yerleşimi
Şekil 4: Arayüz Tasarımı, HumanUI/Grasshopper Eklentisi.
Bu panel, projenin kısa ve uzun kenarına bağlı olarak referans aldığı kenara seçilen oranda yayılım
sağlayabilmektedir. Bu değişken sayesinde, konteyner dizilimi zenginleşmiş, olası yükseklik risklerinin de imkanlar
dahilinde önüne geçmiştir(Şekil 4). Bu panelin aşağısında, konteyner dizilimini etkileyen “DİZİLİM DEĞİŞTİR”
butonu yer almaktadır. Bu buton aktif olduğunda, konteynerlar L/T şeklinde dizilime sahip olacak, pasif
olduğunda ise I şeklinde paralel dizilimi gösterecektir. Bu dizilimlerde L/T diziliminde, I diziliminden farklı olarak,
konteyner bloklarının kesişmesinden faydalanarak yemekhane/sosyal alan konteynerları çözümü inşa alanı ve
konteyner arasında oluşmaktadır. Ancak I dizilimde ise sosyal alan/yemekhane birimi belirli bir kişi sayısı üzerinde
blokların devamına yerleştirilmektedir. Dizilimler sunduğu imkanların farklı olmasının en önemli sebeplerinden
biri inşa alanının boyutları olmuştur(Şekil 4). Konteyner dizilimi, bütün desenlerde aynı mekan ilişkilerini
kullanmaktadır. Konteyner dizilimlerinde ıslak hacimler ve yatakhane birimleri birbiriyle sıralı, yemekhane/sosyal
alan birimiyle eş zamanlı dizilim göstermektedir. Her katın ilk ve son dizilimleri ıslak hacimlerden oluşmaktadır.
Isak hacimlerin arası ise yatakhane birimlerinden oluşmaktadır. Yemekhane/sosyal alan birimi sıralı bir şekilde
L/T diziliminde yatakhane kesişim noktasından koridor bırakacak şekilde yerleşim göstermektedir. I yerleşiminde
ise yatakhane ve ıslak hacim birimleri proje alanının seçilen kenarına bağlı kalarak ve aralarında koridor
oluşturarak paralel bloklar halinde kendi iç dizilim kurallarını uygulamaktadır. Bununla birlikte I düzeninde yeterli
yer olduğu koşulda yemekhane/sosyal alan bloğu eş zamanlı olarak oluşmaya başlamaktadır(Şekil 4).

5
3. Bulgular
Şekil 5: Arayüz, Bulgular ve Çizelge Çıktısı
Etkileşimli Arayüzün bulgular kısmında ise seçilen değişkenler ile talep ettiğimiz geçici mekan(konteyner) sayıları,
personel sayıları, ay başına tamamlanacak olan metrekare bilgisi ve toplam metrekare bilgisi verileri elde edilmektedir.
Kullanıcının bilgiyi etkin kullanması için, elde edilen sonuç verileri çubuk grafik, üç boyutlu ön izleme ekranı ve şantiye
planlama sürecine dahil edilmesi için çizelge şeklinde görselleştirilebilmektedir(Şekil 5).
4. Sonuç
Bu çalışma proje alanı planlamacılarına, saha mühendislerine ve mimarlara faydalı bir araç niteliği taşıdığı
düşünülmektedir. Geliştirilen arayüz kullanıcının ihtiyaç duyduğu nesnelerin niceliksel verilerini tahmin ederken, süreç
içerisinden zamandan tasarruf ettirmektedir. Arayüzün önemli özelliklerinden bir diğeri ise uzman bilgisi
gerektirmeden son kullanıcı hedeflenmektedir. Böylelikle sezgisel yollarla geliştirilen arayüz hedef kullanıcı tarafından
öğrenilmesi beklenmektedir. Önerilen arayüz sayesinde farklı planlama senaryoları üretilmekte ve bunların sonuçları
çizelgeler ile karşılaştırılabilmektedir. Ayrıca arayüz, kullanıcıların analiz sonuçlarını anlamasını ve yorumlamasını
kolaylaştıran çeşitli görselleştirme araçları içermektedir. Bununla birlikte arayüz ve çalışmada bazı sınırlandırmalar
mevcuttur. Çalışma; proje alanını dikdörtgen olarak kabul etmekte ve sınırlamakta, dizilim olarak yeterli seçenek
barındırmamaktadır. Gelecek çalışmalarda, çalışmanın bu noktalarının geliştirilmesi düşünülmektedir.
Sonuç olarak bu çalışmanın, proje alanının planlanmasında zaman kazandıracak ve projenin verimini arttıracak umut
verici bir araç olarak görülmektedir. Kullanıcı dostu, değerlerin farklılaşmasına izin veren bir arayüz ve görselleştirme
araçları sunarak, mühendis ve mimarların verimli saha programlamaları oluşturmalarına yardımcı olabileceği
düşünülmektedir. Bununla birlikte çalışmada oluşturulan arayüzün, sonraki çalışmalarda geliştirilerek çeşitli tasarım ve
planlama senaryolarında daha yaygın bir şekilde uygulanabilir hale getirilmesi amaçlanmaktadır.
KAYNAKLAR
 Zouein, P.P., and Tommelein, I.D. 1999. Dynamic layout planning using a hybrid incremental solution method. Journal of
Construction Engineering and Management, 125(6): 400–408. doi:10.1061/(ASCE)0733-9364(1999)125:6(400).
 Tommelein, I.D., and Zouein, P.P. 1993. Interactive dynamic layout planning. Journal of Construction Engineering and
Management, 119(2): 266–287. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9364(1993)119:2(266).
 El-Rayes, K., and Khalafallah, A. 2005. Trade-off between safety and cost in planning construction site layouts. Journal of
Construction Engineering and Management, 131(11): 1186–1195. doi:10.1061/(ASCE)0733-9364(2005)131:11(1186).
 Li, H., and Love, P.E.D. 1998. Site-level facilities layout using genetic algorithms. Journal of Computing in Civil Engineering,
12(4): 227–231. doi:10.1061/(ASCE) 0887-3801(1998)12:4(227).

6
 Elbeltagi, E., Hegazy, T., Hosny, A.H., and Eldosouky, A. 2001. Schedule -dependent evolution of site layout planning.
Construction Management and Economics, 19(7): 689–697. doi:10.1080/01446190110066713.
 Osman, H.M., Georgy, M.E., and Ibrahim, M.E. 2003. A hybrid cad-based construction site layout planning system using
genetic algorithms. Automation in Construction, 12(6): 749–764. doi:10.1016/S0926-5805(03)00058-X.
 Lam, K.C., Ning, X., and Ng, T. 2007. The application of the ant colony optimization algorithm to the construction site
layout planning problem. Construction Management and Economics, 25(4): 359–374. doi:10.1080/01446190600972870.
 Zhang, H., and Wang, J.Y. 2008. Particle swarm optimization for construction site unequal-area layout. Journal of
Construction Engineering and Management, 134(9): 739–748. doi:10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:9(739).
 Easa, S.M., and Hossain, K.M.A. 2008. New mathematical optimization model for construction site layout. Journal of
Construction Engineering and Management, 134(8): 653–662. doi:10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:8(653).
 Zouein, P. P., & Tommelein, I. D. (1999). Dynamic layout planning using a hybrid incremental solution method. Journal of
construction engineering and management, 125(6), 400-408.
 Hegazy, T., & Elbeltagi, E. (1999). EvoSite: Evolution-based model for site layout planning. Journal of computing in civil
engineering, 13(3), 198-206.
 Li, H., & Love, P. E. (1998). Site-level facilities layout using genetic algorithms. Journal of computing in civil
engineering, 12(4), 227-231.
View publication stats