Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2012
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Göker Aksoy
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hilmi Berk Çelikoğlu
Özet:
Ulaştırma mühendisliği açısından temel bir ölçü olan `yolculuk süresi'
kavramı; kullanıcılar, yöneticiler ve ulaştırma mühendisleri gibi geniş
bir kitle tarafından en kolay anlaşılan ve belirlenebilen bir ölçüttür.
Hem başarım ölçütü olarak hem de kullanıcıların güzergâh seçim karar
verme aşamasında önemli bir yeri olan yolculuk süresi, akıllı ulaştırma
sistemleri uygulamalarında kullanıcılara çevirim içi bilgi sağlamak
amacıyla da kullanılmaktadır. Bu çalışma ile yolculuk süresi türetme
yöntemlerinin en doğru şekilde kullanılmasıyla, kullanıcılara sunulan
yolculuk süresi kestirimindeki doğruluk payını arttırmak
hedeflenmiştir.Ulaştırma sistemlerinin temel amacının kullanıcılara
fayda sağlamak olduğu düşünüldüğünde, özellikle iş ve okul yolculukları
gibi zirve saat trafiğinin büyük bir kısmını oluşturan yolculuklarda,
yolculuk süresinin belli sınırlar içerisinde kalması gerektiği görülür.
Ulaştırma sistemi kullanıcıları için bu derece rijit bir yapısı olan
yolculuk süresi, plansız büyüyen ve karayolu ulaştırması baskın kentsel
alanlar söz konusu olduğunda, katlanılamaz seviyelere çıkmaktadır.
Güncel ekonomik gelişmelerle eşzamanlı olarak artan ve farklılaşan
hizmet türleri ile bunların seçeneklerinin, planlama politikalarından
yoksun biçimde arazi kullanımına etkimesi sonucu, dengesiz ve abartılmış
trafik talebi meydana gelmekte, ayrıca nüfus artışı gibi demografik
özelliklerin değişimi karşısında ulaştırma sistemi altyapısı da yetersiz
kalabilmekte ve dolayısıyla çözülemez tıkanıklıklara neden
olmaktadır.Bu çalışmada; yolculuk sürelerinin, ölçüm yöntemleri ve
trafik algılayıcıları verilerinden türetilmesi üzerinde yoğunlaşılmış,
yolculuk süresi kestirim sürecine yönelik bir yaklaşım önerilmiş ve
gerçek hayattaki olası uygulama alanlarından bahsedilmiştir. Yolculuk
sürelerinin türetimi ve kestirimi arasındaki ayrım ortaya konarak,
türetim/modelleme kapsamında yapılan çalışmalar irdelenmiştir. Seçilen
farklı yöntemlerle türetilen yolculuk süreleri, gerçek yolculuk süreleri
ile karşılaştırılmıştır.Trafik akım dinamiklerinin anlatıldığı bölüm
sonrası yolculuk süresinin doğrudan türetilmesi, başka bir deyişle
gelişmiş teknolojiler yardımıyla ölçülmesi anlatılmıştır. Bu
yöntemlerden küresel konumlandırma sistemi (KKS) donanımlı gözlem aracı
ve Bluetooth trafik algılayıcılarından faydalanarak alan çalışması ile
yolculuk süresi ölçümleri gerçekleştirilmiştir.Yolculuk süresinin
türetilmesinde kullanılan yörünge temelli yöntemler, trafik akım kuramı
temelli yöntemler ve diğer yöntemler, ilgili temel çalışmalara
değinilerek ayrıntılı biçimde irdelenmiştir. Çalışmada da kullanılan,
sabit ve değişken hız varsayımlı yörünge temelli yöntemler ile yolculuk
süresinin türetimine ilişkin ayrıntılı açıklamalara yer verilmiştir.
Yolculuk süresi türetim duyarlılığını arttırmak için, trafik akımının
dinamik özelliğini dikkate alan yaklaşımlardan bahsedilmiştir.Kullanılan
kaba-boyut ve ince-boyut modellerin kuramsal yapıları, girdi verisi
olarak kullanılan değişkenler ve modelleme için yapılan varsayımlar
açıklanmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Yolculuk süresi
çalışmaları için ince-boyut benzetim modelinden var olan bir yazılımla
(Vissim); kaba-boyut modelden ise kuramsal yapısının kodlanması ile
faydalanılmıştır.Kaba boyut model olarak Friesz ve diğerlerinin doğrusal
yolculuk süresi modeli kullanılmıştır. Gün-içi yolculuk sürelerinin
dağılımını belirleyebilmek için ağ modellerinde sıkça faydalanılan bu
model ile yolculuk sürelerini akşam ve sabah zirve saatleri için
hesaplanmıştır.İstanbul TEM Otoyolu üzerinde belirlenen çalışma
güzergâhında mikrodalga trafik algılayıcıları ile toplanan trafik akım
verisi kullanılarak, ince-boyut akım modelinin benzetildiği yazılımın
kalibrasyonu yapılmıştır. İnce-boyut benzetim modelinde gerçek
konumlarına yerleştirilen trafik algılayıcılarıyla trafik akımına ait
tekrar üretilen veriler, belirli bir zaman aralığında
toplulaştırılmıştır. Yeniden üretilen algılayıcı verileri ile yörünge
temelli yöntemler kullanılarak bağlar için yolculuk süreleri
türetilmiştir.Katılma ve ayrılma bölgesinin olmadığı çalışma güzergâhı,
ince-boyut benzetim modelinde, çalışma için oluşturulan bağların
öncesinde ve sonrasında bulunan, Ümraniye ve Kavacık Kavşağı'nı kapsayan
bir alan boyunca modellenmiştir.Temmuz 2011 ve Ocak 2012 tarihlerinde
belirlenen bir hafta boyunca, çalışma güzergâhında KKS donanımlı gözlem
aracı ile yolculuk süresi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, Ocak
2012 ölçüm haftasında KKS ile eş zamanlı olarak Bluetooth trafik
algılayıcıları kullanılarak da yolculuk süreleri ölçülmüştür.Yörünge
temelli yöntemler ile türetilen yolculuk süreleri, ince-boyut benzetim
yazılımından elde edilen yolculuk süreleriyle karşılaştırılmıştır.
Gerçek yolculuk süreleriyle ekstrapolasyon yöntemleriyle türetilen
yolculuk sürelerinin istatistiksel analizleri yapılarak başarımları
sınanmıştır.KKS donanımlı gözlem aracıyla ölçülen gerçek yolculuk
süreleri; ince-boyut benzetim modelinden elde edilen ve Friesz ve
diğerlerinin doğrusal yolculuk süresi modeli ile hesaplanan yolculuk
süreleriyle karşılaştırılmıştır. Her iki model sonucunun, yolculuk
süresi türetimindeki başarımları değerlendirilmiştir.Gerçek yolculuk
süresi bilgisi, mikrodalga trafik algılayıcıları gibi yol kenarına
yerleştirilen Bluetooth trafik algılayıcıları ile ölçülebilir. KKS ile
taşıtlardan sağlanan verilerin bir merkez istasyona aktarılmasıyla,
yolculuk süresi ve hız gibi bilgiler yüksek duyarlılıkla ve çevirim içi
belirlenebilir. Daha basit bir yaklaşımla, yol boyunca belirli kesitlere
yerleştirilen trafik algılayıcılarından elde edilen taşıt sayıları
kullanılarak; yol kesiminin kapasite, tıkanıklık yoğunluğu ve şerit
sayısı gibi özellikleri göz önüne alınarak, yolculuk süresi, matematik
yöntemlerle de türetilebilir.Türetilen yolculuk süreleri, var olan
trafik koşularının değişmeyeceği varsayımıyla bağ yolculuk süreleri
hakkında bilgi sağlamaktadırlar. Gerçekte ise kullanıcı, güzergâhını
tamamlayana kadar akım koşullarında değişiklik meydana gelebilir. Bu da,
var olan akım koşulları için türetilen yolculuk süresi ile kısa bir
süre sonra gerçekleştirilecek olan yolculuğun süresi arasında farka yol
açabilmektedir. Bu nedenle kullanıcılar için yolculuk süresinin türetimi
yerine, kısa bir süre sonraki zaman aralıklarına dair yolculuk süresi
kestirimi daha fazla yarar sağlayabilir.Yolculuk süresi kestirim süreci,
trafik algılayıcılarından elde edilen gerçek zamanlı ve geçmiş trafik
akımına ait verilerle akıllı ulaştırma sistemlerinin bir bileşeni olarak
uygulanabilir. Trafik akımına ait geçmiş veriler, Bluetooth trafik
algılayıcılarıyla ve KKS donanımlı araçlarla ölçülen yolculuk süresi
bilgileriyle birlikte kullanılarak, gerçek zamanlı elde edilen trafik
algılayıcı verileriyle yolculuk süresi kestirimi yapılabilir.Tüm bu
yöntemlerin bileşeni olduğu yolculuk süresi kestirimi süreciyle elde
edilen değerler, kullanıcılara, güzergâh seçimlerinde kullanmaları için
çevirim içi olarak sunulabilir. Böylece, özellikle yoğun kentsel
alanlarda, kullanıcılar güzergah seçerken uzaklık bilgisinin yanında
yolculuk süresi bilgisini de göz önünde bulundurabilirler.Trafik
akımının dinamik özelliğini dikkate alarak ve var olan teknolojilerden
en uygun biçimde faydalanarak kullanıcılara en doğru yolculuk süresi
bilgisi sunabilmek, güzergâh seçimi ve kullanıcıların ulaştırma
sisteminden elde edeceği faydayı enbüyüklemek bakımından önemlidir. Bu
nedenle, özellikle kent içi karayolu ağlarında, talebin yoğun olduğu
bölgelerde kullanıcılara sunulan yolculuk süresi bilgisinin önemi daha
da artmaktadır.