Trafik sıkışıklığı nedeniyle oluşan gecikmelerin hız yönetimi ile modellenmesi
Modellaing delays caused by traffic congestion with speed management
Yazar: GHASSAN M. SULEİMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİYAZİ ÖZGÜR BEZGİN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Trafik = Traffic
Dizin: Trafik tıkanıklığı = Traffic congestion

Özet:
Günümüzde büyük kentlerin çoğunda gözlemlenen trafik tıkanıklıkları, son yıllarda sahip olunan otomobil sayısının ve araç kullanımının sürekli artması ve buna karşılık yol altyapısının bu artan kullanım talebini karşılayacak ölçüde gelişememesi sonucu büyük bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Trafik sıkışıklığından kaynaklanan olumsuz etkiler: gecikmelerin artışı, trafik akım hızının azalması ve buna bağlı olarak yakıt tüketiminin artışıdır. İstanbul gibi yüksek bir nüfusun yoğun ve hızla artan şehirleşme koşulları altında yaşadığı kentlerin ulaştırma altyapısı içerisinde varolan ana ulaşım hatlarında trafiğe bağlı sorunlar, ulaştırma altyapısına dahil diğer hatlara oranla daha da belirginleşmektedir. Köprü ve tünel gibi ulaştırma sanat yapılarına, farklı kentsel bölgelerden  topladığı türlü trafik türlerini ve yoğunluklarını aktaran ana arterin trafik akışının belirli değerler arasında tutulması gerekmektedir.  Bu çalışmanın amacı, köprü ve tünel gibi, genelde çift yönlü yoğun trafik taşıyan, kentin iki ayrı kısmında yer alan ana arterleri birbirleri ile birleştiren ve bir kentin ulaştırma altyapısı içerisinde tekil olarak ortaya çıkan ve kentiçi ulaşımda önemli görev üstlenen yapılara ulaşan trafiğin hız yönetimi ile trafik sıkışıklığını azaltmak için temelinde hız kontrolü esaslı bir yöntemin önerilmesidir. Başka bir deyişle bu çalışma içerisinde köprü ve tünel gibi bir sanat yapısına ulaşan ara arterin üzerindeki trafik akışı üzerinde 1. Hız yönetiminin, 2. Katılım kontrolünün, 3. Arter üzerindeki şerit sayısı ve şerit genişliği değerlerinin, 4. Katılım noktaları arasında mesafelerin ve 5. Katılım noktaları arasındaki şerit sayılarının değişiminin arter üzerinde oluşan gecikmeler üzerine etkileri araştırılmıştır. Gereken çalışmaları yapmak üzere toplanan saha verileri rakamsal bir model geliştirmek üzere kullanılmış ve elde edilen model ile önceki paragrafta sıralanan türlü parametrik değerlendirmeler yapılmıştır. Altıncı bölümde ise çalışmanın kullanım sahası ve gelişitirilmeye açık yönleri aktarılarak tez sonuçlandırılmıştır. 
Çalışmanın amacına ulaşabilmek için yukarıdaki belirtilen değişkenler ile trafik gecikmeleri arasındaki ilişkileri belirtmek amacıyla toplanan alan verileri kullanarak matematiksel modeller geliştirilmiştir. Çalışmanın sonuçlarına göre, optimom hız 65 km / saat olduğunu göstermiştir. Hız yönetimi bu hız değeri ile uygulayarak ortalama hız, mevcut duruma göre % 36 artış, gecikmeler ise 18%  azaltmada olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca, bazı geometrik düzenlemeleri (şerit ekleme, katılım bölgelerindeki oluşan çift sıranın bir sıra indirilmesi) önerilmiştir.  Analiz bu geometrik düzenlemenin ağın performansı üzerinde son derece etkili olduğunu gösterilerek, ortlama hız 49%, gecikmeler ise 32% azaldığı sonuçlandırılmıştır. Ağır taşıt  yüzdesinin Trafik gecikmeleri üzerinde etkisi incelenmiştir. Ağır vasıta yüzdesinin toplam gecikme üzerinde olumlu iken, şerit genişliğinin olumsuz etkisi olduğu varılmıştır. Ayrıca yukarıda belirtilen parametreler ziyade, rampa kontrolü ve Otomatik Geçiş Sistemi (APS) test edilmiştir. Rampa kontrolü için optimum döngü süresi hesaplanmıştır. Son olarak, katılım ve ayrım arasındaki mesafenin oluşan gecikmeler üzerinde etkisi VİSSIM ile test edilmiştir. Sonuçlar uygulamada 600 metre, ideal 900 metre olduğunu belirltilmiştir. Altıncı bölümde elde edilen sonuçların uygulamanın olası alanları ve gelecekteki çalışmalar için önerilen geliştirmeleri içerir.
Anahtar Kelime : Trafik sıkışıklığı, Gecikme, Hız Yönetimi, Simülasyon

Abstract:
The growth in urban traffic congestion has become a serious problem in all large metropolitan areas. In recent years the result of  the increasing car ownership, the continuous increase of the vehicle use corresponding to the non development of road infrastructure to meet the increasing user demand  is considered as a major problem. The adverse effects of traffic congestion are: increased delays, reduced traffic flow speed and the increase of fuel consumption. The problems of main transportation lines related to the traffic which arises as a result of  rapid increase in population density and urbanization are more prominent than the infrastructural problems. The traffic flow at the main arterials, which transports various traffic types and densities to the engineering structures such as bridges and tunnels, should be kept  and controlled under certain values. The purpose of this study is to prpose a model for reducing traffic congestion on structures such as bridges and tunnels, as a part of a major highway network carrying  dense traffic within the city's transport infrastructure, by speed management based on speed control. In other words, the objective of this study is to investigate the effect of speed management, percent of  heavy vehicles, the distance between on and off-ramps, number of lanes and  lane widths, geometric improvement  and ramp metering on delays occurring in traffic leading to such major structures as bridges and tunnels.
To reach the aim of the study, the collected field data were used to develop mathematical models to explain how traffic delay is related to the variables mentioned above. The study shwoed that the optimom speed is 65 km/hours. The aplayying of speed maagement by this speed value would resaulted in 18% decreasing in delays, for average speed was increased by 36% according to  the current situation. İn addition, some of geometric improvements (like lane addition, decreasing of double queuing at On-Ramps to one before merging) were proposed. The analysis showed that geometric improvements were highly effective on network performance that resulted rising by %32 in average speed and reduction by 49% for delays. The impact of heavy vehicle percent and lane width on traffic delays were also studied. For lane width has negative effect on total delay while the heavy vehicle percent was positive. In addition the parameters that mentioned above, ramp metering and Automatic Pass System (APS) were tested. For ramp metering optimum cycle time were computed. Finally, the distance between on & off-ramps were tested by VİSSIM. The results identified that 600 meters in practice, the ideal is the 900 meters. The sixth chapter includes possible areas of the application of the obtained results and the suggested improvements for future studies. 
Keywords: Traffic Congestion, Delay, Speed Management, Simulation.