The Istanbul Strait connecting Marmara and Black Sea is one of the narrowest waterways in the world with daily crowded local and transit vessel traffic. Other features such as currents, wind, fog and sharp turns in that narrow waterway lead to a high accident risk for transiting vessels. The most common accidents in the Istanbul Strait are collisions and groundings which have caused considerable amount of deaths and sea pollution so far. The main aim of this study is to measure the collision and grounding probabilities in Istanbul Strait based on mathematical models. A simulation model is built that mimicks the transit traffic pattern of the Istanbul Strait for seven years through a developed scheduling algorithm. The algorithm decides the entering vessel type and entrance times each day regarding past data and established maritime rules and regulations. In order to estimate the collision and grounding probabilities, the geometric probabilities (the vessel being on a collision or grounding course) and the causation probabilities (given that the vessel on a collision or grounding course, the inability to prevent accident) are multiplied. The geometric probability is estimated based on a physical model whereas the causation probability is estimated through created Bayesian networks. Effects of some vessel based and external factors on collision or grounding causation probability are investigated. The results show that having pilot service dramatically decreases the causation probability of collision and grounding. The number of accidents are estimated by integrating the probabilities with the simulation model and the results are compared with the actual number of accidents. Effects of some factors (such as sectors, season, day light, transiting vessel direction and type) on number of collisions are also investigated. For number of groundings, the factor analysis is also elaborated on transit traffic density, as well. The results show that most frequently dry cargo vessels collide and ground in the Istanbul Strait. Number of collisions and groundings increases at nights in model results and actual cases. Moreover, as the transit traffic density increases, number of groundings increases as well.

Marmara Denizi ve Karadeniz'i birbirine bağlayan İstanbul Boğazı yoğun yerel ve transit gemi trafiğine sahip dünyanın en dar su yollarından biridir. Dahası, bu su yolundaki akıntı, rüzgar, sis ve keskin dönüş gibi özellikler buradan geçen gemiler için yüksek kaza riskine yol açmaktadır. İstanbul Boğazı'ndaki en yaygın gemi kazaları önemli sayıda ölüme ve deniz kirliliğne yol açan çarpışma ve karaya oturmadır. Bu çalışmanın asıl amacı, İstanbul Boğazı'ndaki çarpışma ve karaya oturma olasılıklarını matematiksel modeler yardımıyla hesaplamaktır. Geliştirilen bir çizelgeleme algoritması ile İstanbul Boğazı transit trafik yapısını yedi yıl boyunca simüle eden bir model kurulmuştur. Çizelgeleme algoritması giren geminin türüne ve giriş zamanına, geçmiş veriler ile kurallar ve yönetmelikleri dikkate alarak karar vermektedir. Çarpışma ve karaya oturma olasılıklarını hesaplamak için geometrik olasılıkları (geminin çarpışma veya karaya oturma rotasında olması) ve nedensellik olasılıkları (çarpışma veya karaya oturma rotasında olan geminin kazayı önleyememesi) birbiri ile çarpılmıştır. Geometrik çarpışma veya karaya oturma olasılığı fiziksel model ile hesaplanırken çarpışma veya karaya oturma nedensellik olasılığı geliştirilen Bayes ağları ile hesaplanmıştır. Bazı gemiye ait ve dışsal öğelerin çarpışma veya karaya oturma nedensellik olasılığı üzerindeki etkisi araltırılmıştır. Sonuçlar, kılavuz kaptan almanın nedensellik olasılığını önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Bu olasılıklar simülasyon modeline eklenmiş ve bir yılda beklenen çarpışma ve karaya oturma sayıları hesaplanmış ve sonuçlar gerçek çarpışma ve karaya oturma sayıları ile kıyaslanmıştır. Sektör, mevsim, gün ışığı, geçen geminin yönü ve türü gibi bazı öğelerin çarpışma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Karaya oturma sayıları için bu öğelerin analizi transit trafik yoğunluğu ile de derinleştirilmiştir. Sonuçlar, İstanbul Boğazı'nda daha fazla sıklıkta kuruyük gemilerinin çarpıştığını karaya oturduğunu göstermiştir. Model sonuçları ve gerçek duruma göre çarpışma ve karaya oturma geceleri artış göstermektedir. Dahası, transit trafik yoğunluğu arttıkça karaya oturma da artmaktadır.