Çiçek tozlaşma algoritması ile devre süresi modellerinin geliştirilmesi
Development of optimum cycle length models with flower pollination algorithm
Yazar: SEVİM YAVUZ
Danışman: PROF. DR. ALİ PAYIDAR AKGÜNGÖR
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüz koşullarında ulaşım talebindeki hızlı artış yol kapasitelerinin yetersiz kalmasına ve başta kavşaklar olmak üzere trafik sıkışıklığına neden olmaktadır. Bu nedenle trafik yönetiminde optimizasyon teknikleri etkin olarak kullanılmakta ve trafikten kaynaklı problemler çözülerek mevcut trafiğin daha etkili yönetilmesine çalışılmaktadır. Kavşaklarda sinyal kontrolü, kavşak geometrisi, mevcut araçların varlığı, yaya hareketleri gibi farklı nedenlerden dolayı gecikmeler meydana gelmektedir. Özellikle kavşak kontrolündeki eksiklikler gecikmeyle beraber kavşaklarda kapasitenin düşmesine, bekleme dolayısıyla da yakıt tüketiminin artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, kavşakların etkin işletilmesinde önemli bir parametre olan devre süresinin tayini temel bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez kapsamında da minimum gecikmeyi sağlayacak optimum devre süresinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Tezde farklı trafik hacimlerinde optimum devre süresini veren modeller geliştirilmiş ve performansları ortaya konulmuştur. Modellerin geliştirilmesinde Diferansiyel Gelişim Algoritması (DGA) ve Çiçek Tozlaşması Algoritması (ÇTA) kullanılmış olup, farklı model formları oluşturulmuştur. Modeller, literatürde yaygın olarak kullanılan Webster optimum devre süresi modeli ile karşılaştırılmış ve performanslar  ortalama taşıt gecikmeleri ile incelenerek hangi modelin Webster modeline göre daha iyi sonuçlar verdiği ortaya konulmuştur. Performans değerlendirmesinde kullanılan gecikme verisi VISSIM simülasyon programı üzerinden elde edilmiştir. Her bir trafik durumu için farklı yaklaşımlardan elde edilen devre sürelerine göre VISSIM ile farklı atama numaraları kullanılarak aynı trafik durumu için 3'er kez simülasyonu gerçekleştirilmiş ve böylece farklı sürücü karakteristiklerinin gecikmeye olan etkisi de göz önüne alınmıştır. 

Geliştirilen model formları içerisinde her 3 modelde Webster Modeline göre daha başarılı olmakla birikte, üstel formdaki model yapısının en iyi performansa sahip olduğu görülmüştür.Geliştirilen modellerin diğer bir başarısı da hem doygun altı hem de doygun üstü trafik durumlarında trafiği yönetebilmesidir.

Bu tez optimum devre süresi tayininde farklı optimizasyon tekniklerinin uygulanmasını da ortaya koymaktadır. Ayrıca, en düşük gecikme değerini veren devre süresi ile kavşağın yönetilmesini amaç edindiği için yerel yönetimin veya trafik kurumlarının trafik planlamalarında bu çalışmadan çıkacak sonuçlardan planlama, karar alma vb. işlemlerinde yararlanabilecekleri düşünülmektedir.

Abstract:
The rapid increase in transportation demands in today's conditions leads to inadequate road capacities and traffic congestion, especially at intersections. Therefore, optimization techniques are used effectively in traffic management and the existing traffic is managed more effectively by solving problems caused by traffic. There are delays at intersections due to different reasons such as signal control, intersection geometry, the presence of existing vehicles, pedestrian movements. In particular, the shortcomings in intersection control cause not only the delays but also the decrease in the capacity of the intersections and the increase in fuel consumption. For this reason, the determination of the cycle length, an important parameter, in the effective operation of intersection is a main factor. The main objective of this project is to determine the optimum cycle length to provide the minimum delay.

In the thesis, models were developed to determine the optimal cycle length for different traffic situations and performances of models were revealed. In the development of the models, Differential Evolution Algorithm (DEA) and Flower Pollution Algorithm (FPA) were used and different model forms were created. The models were compared with the Webster optimal cycle length model which is commonly used in the literature and the performances were examined by average vehicle delays, it was revealed that which model gives better result than Webster model. The delay data to be used in the performance evaluation were obtained from the VISSIM simulation program. For each traffic situation by using various seed number 3 times simulation with VISSIM were performed to consider into effect different driver characteristics on the delay were examined in these simulations.

Among the developed model forms, it is seen that the model structure in the exponential form has the best performance in all three models with being more successful than the Webster Model. Another success of the developed models is that it can manage the traffic in both saturated and supersaturated traffic situations. 

This thesis is also high lights that different optimization techniques are applied in the determination of the optimum cycle length. Moreover, it is considered that the local government or traffic agencies can benefit from results of this study in planning, decision making etc.