İstanbul'da gerçekleşecek olan deprem sonrasında, en kısa sürede Yapay Zeka (görüntü işleme teknolojisi) kullanılarak hasar tespitinin yapılması ve bunun sonucunda kurumları (AFAD, AKOM, AKUT, STK'lar ve yabancı ekiplerin) Optimizasyon ile organize ederek doğru kaynağı doğru noktaya yönlendirerek uçtan uca çözüm üretmektir.
Deprem Hackathonu resmi sayfası: https://depremhackathonu.ibb.istanbul/
Proje demosunu izlemek için aşağıdaki resme tıklayın:
İstanbul'da bir deprem olmaması hepimiz temennisidir. Fakat olası bir deprem sonrasında, olaylara en kısa sürede müdahale edilmesi, büyük kayıpların önüne geçecektir. Bu sebeple, Yapay Zeka ve Optimizasyon destekli uçtan uca projemiz, deprem sonrasında tüm kaynakların en verimli ve en hızlı şekilde doğru noktalara ulaştırmayı amaçlamaktadır. Proje iki ana parçadan oluşmaktadır. Hasar Tespiti ve Aksiyon Planlama. Hasar tespiti ile tüm İstanbul'daki yerleşim yerleri ve yolların hasar durumu tespit edilirken, Aksiyon Planlama aşamasında Kurumların (AFAD, AKOM, vb.) afet bölgelerine önceliklendirilmiş yerlerden başlayarak optimum kişi ve ekipmanın lojistiğinin yapılması planlanmaktadır. Aşağıda projenin detaylarına ulaşabilirsiniz.
İstanbul hem çok büyük (5.343 km2) hem de çok kalabalık (16 Milyon) bir şehirdir. İstanbul'a bağlı 39 ilçe, 782 mahalle ve 152 köy bulunmaktadır. Olası bir deprem sonrasında, hasarın nerede ne büyüklükte olduğunun tespiti alınacak tüm aksiyonun temelini oluşturacaktır. Bu sebeple deprem gerçekleştikten çok kısa bir süre sonra İstanbul'un (tabiri caizse) resmi çekilmelidir.
⦁ İHA ve Drone: Profesyonel İHA'lar 20 saat üzerinde havada kalabilmekte ve 100 knot (180km/saat) ulaşabilmektedir. İstanbul'un kuş uçuşu maksimum mesafesi doğudan batıya 150km, kuzeyden güneye ise 70km'dir. Profesyonel bir İHA'nın tüm İstanbul'u kayıt altına alması en az 70 saat sürecektir. Fakat sadece yerleşim yerleri ve nüfus yoğunluğu dikkate alınarak bu hesaplama yapıldığında 20 saatin altında bir süre ile İstanbul'daki yerleşim yerlerinin ve yolların görüntüleri elde edilebilmektedir.
⦁ İBB Kameraları: Hali hazıra İBB tarafından kullanımda olan, Trafik kameraları, Turist kameraları, Şehir kameraları kullanılarak, kameraların çevresindeki yerleşim yerleri ve yolların görüntüleri elde edilebilir. Küçük Çamlıca'da inşa edilen radyo kulesi gibi kameraların sayısı arttırılarak, İHA ve Drone ihtiyacı olmadan da görüntüler sadece İBB'nin iç kaynakları da elde edilebilir olacaktır.
Elde edilen görüntüler, yapay zeka modeline girmeden önce ayrıştırılması gerekmektedir. Her bir yerleşim yerinin ve ulaşım yolunun ayrı ayrı modele girmesi gerektiği için, bu işlem önem arz etmektedir.
Elde edilen görüntülerle Yapay zeka algoritmaları kullanarak, her bir yerleşim yerinin hasarlı olup olmadığı, hasarlı ise yüzde kaç hasarlı olduğu tespit edilmektedir. Tüm binaların ve yolların hasar oranı kullanılarak, hasar haritası oluşturulmakta ve bu harita sayesinde de doğru aksiyonlar alınmaktadır. Hasar tespiti için geliştirdiğimiz derin öğrenme algoritmamızı ve demoları Jupyter Notebook'lardan inceleyebilirsiniz.
İstanbul'un tüm yerleşim yerlerine ait hasar oranı ve İBB'nin veri kaynaklarından elde edilen adrese dayalı nüfus bilgisi kullanılarak, harita üzerinde bina hasar dağılımı ve nüfus hasar dağılımı elde edilmektedir. Her bir ilçenin kendi nüfuslarına göre hasar oranları görülebildiği gibi, ilçelerin İstanbul içindeki hasar oranlarına da ulaşılabilmektedir.
İstanbul'un her bir noktasındaki yerleşim yerlerinin ve yollarının hasar durumu ölçüldü ve veritabanına kaydedildi. Kurumlar arasındaki koordinasyonu sağlamadan önce, önceliklendirme yapılması gerekmektedir. Aynı zamanda bu önceliklendirme işlemi bir sonraki işlemdeki ihtiyaç analizi için de girdi sağlayacaktır. Hangi bölgenin (koordinatın) en öncelikli yardıma ihtiyacı olduğu belirlenmektedir.
İstanbul'da hasar almış bölgedeki hasarlı bina sayısı, hasar oranı ve etkilenen nüfus oranı kullanılarak, kaç kurtarma ekibine ve ekipmana ihtiyacı olduğu hesaplanmaktadır. Bu bir optimizasyon (matematiksel modelleme) problemidir. Bu sebeple iki aşamada çözülmektedir. Öncelikle sınırsız kurtarma ekibimiz ve ekipmanımızın olduğu varsayılarak problem çözülmeye çalışılmaktadır. Her ne kadar insan ve ekipman kaynağımızı sınırsız olsa da, afet de en önemli kısıt zamandır. Bu sebeple her bir kurtarma ekibinin hasar durumuna göre, kurtarma süreleri kritik önem taşımaktadır. Yapılan hesaplamalar sonrasında 72 saat içinde ihtiyaç duyduğu kişi ve ekipman sayısı bulunmaktadır. (Ekipman1 imajı) Hesaplanan bu kişi ve ekipman sayısı sınırsız kaynak kullanılarak hesaplandığı için, elimizdeki imkanlara normalize edilmesi gerekmektedir. Bunun yapılabilmesi için, AFAD, AKOM, AKUT, diğer tüm STK'lar ve yabancı kuruluşların kaynaklarının bilinmesi gerekmektedir. En azından İstanbul ve Türkiye sınırlarındaki tüm kaynaklar hazırda olursa, hesapladığımız normalize katsayısı ile elimizdeki kaynakların stratejik olarak nereye kullanılacağı belirlenmiş olur.
Uçtan uca uygulamamızın bir parçası da, tüm kurumların bu bilgilere anlık olarak ulaşabilmesi ve karşılıklı bilgi alışverişi yapabilmesidir. Sunduğumuz API'nın örnek Endpoint'leri aşağıdaki gibidir. Koordinatları sorgulanan alandaki,
- Toplam bina sayısı
- Hasarlı bina sayısı
- Hasar oranlarına göre bina sayısı
- Nüfus
- Etkilenen kişi sayısı
- Hasar oranlarına göre nüfus
- Bina risk sırası
- Nüfus risk sırası
- Genel risk sırası
Kurum ve Afet Paylaşımında kullanılacak Endpoint'ler de aşağıdaki gibidir.
- İhtiyaç duyulan - Karşılanan - Bekeleyen kurtarma personeli sayısı
- İhtiyaç duyulan - Karşılanan - Bekeleyen müdahale aracı sayısı
- İhtiyaç duyulan - Karşılanan - Bekeleyen sağlık ekipmanı sayısı
- İhtiyaç duyulan - Karşılanan - Bekeleyen itfaiye ekipmanı sayısı
- İhtiyaç duyulan - Karşılanan - Bekeleyen vinç sayısı
Depremde öncelikli müdahale edilmesi gereken yerler ile ihtiyaç duyulan kişi ve ekipman sayısı, kurgulanan API'nin üstüne inşa edilen uygulamamız ile birleştirilmektedir. Kurumlarla iletişim halinde olan uygulamamız sayesinde, hangi kurumun, hangi kişi ve ekipmanları, hangi bölgelere gitmesi gerektiği otomatik atanabilmekte ya da kurum tarafından yapılan bir talep sonucunda atama gerçekleşmektedir. Kurumların ekiplerinin İBB koordinasyonu ile atanması sayesinde, deprem organize bir şekilde yönetilecek ve aynı afet bölgesine ihtiyaçtan fazla ya da az kişinin gitmesinin engellenecektir. Afetin en verimli şekilde yönetilmesi sağlanacaktır.
Ataması gerçekleşen kurumların bulundukları konumlardan afet bölgesine en kısa ve en güvenli (hasarsız) yoldan gidebilmeleri için otomatik olarak rota (optimizasyonu) oluşturmaktadır. Bu sayede yolda yaşanacak problemlerin önüne geçileceği gibi, kurumların da güvenliği sağlanmış olacaktır.