Kavşaklarda trafik yoğunluğuna göre sinyalizasyonun etkinliğini arttırmaya yönelik hibrit bir model
A hybrid model to increase the efficiency of signalization according to traffic density at crossroads
Yazar: ERAY ERBAY
Danışman: PROF. DR. ERGÜN EROĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Akıllı Ulaşım Sistemleri Ana Bilim Dalı / Akıllı Ulaşım Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Trafik = Traffic ; Ulaşım = Transportation
Dizin: Kavşaklar = Intersections ; Modeller = Models ; Sinyalizasyon = Signalization ; Trafik = Traffic

Özet:
Yaya, taşıt ve çevre birimlerinin (uyarıcı ve denetleyici sistemler) birbirleri ile etkileşimde oldukları ekosistem, trafik kelimesi ile bütünleştirilmiştir. Trafik yoğunluğu denilince, özellikle belli saatlerde oluşan, metrelerce uzunlukta araç kuyrukları, hafızalarımızda canlanır. Trafik mekanizması gibi bir dinamiğin içinde, birden fazla parametre, trafik yoğunluğunun düzeyinin belirlenmesinde, bize yol gösterir. Bu parametrelerin ilk ortaya çıkışı, araç ve yaya sayısı ile beraber, onların birbirleri ile olan etkileşimlerinin gözlemlendiği, 19. Yüzyılın son çeyreğine kadar dayanır. 
Araçların seyir halinde iken, belli bir düzende yol almalarını sağlayan; geçiş üstünlüğü ve geçiş sırası gibi trafik kurallarının uygulanabilir olması için, belli başlı bir denetleyici ve yönlendirici sistem tasarımına ihtiyaç duyulmuştur. Bu sistemlerin tasarımı da sinyalizasyon olarak ifade edilmiştir. Trafikte yapılan sinyalizasyon çalışması ile beraber, trafik akışını olumsuz yönde etkileyebilecek herhangi bir problemi önceden görüp, tespit edebilen ve içerisinde farklı data verileri ile beraber, çeşitli varyasyonlarda trafik akımı ile ilgili bilgileri barındıran, gerçek hayata uyarlanabilir, adına simülasyon dediğimiz, çeşitli modellemeler yapılır. Trafikte ki yoğunluğu istenilen gün ve saat bazında ölçüp, analiz edebilen ve çıkan sonuçlara göre değerlendirip, optimum kararı verebilen sistem tasarım ve modellemelerine, günümüz şartlarında simülasyon programları vasıtasıyla erişebilmekteyiz. 
Tezin ortaya çıkışında esinlenilen olay, ülkemizin petrol ve doğalgaz gibi birincil enerji kaynakları tüketiminde, %70 gibi bir oranda dışa bağımlılığının olmasıdır. Binlerce aracın trafikte atıl olarak çalıştığı her saniye, gereksiz yakıt tüketimine ve CO₂ gazı emisyonuna neden olmaktadır. Trafikte boş yere harcanan zaman; hem ülkemiz için ekonomik anlamda zarar, hem de dünya geneli sera gazı etkisinin artması nedeni ile çevresel anlamda, büyük yıkımlara yol açmaktadır. Tüm bu olumsuz etkileri minimize etmek ve ekonomik anlamda katma değer oluşturabilmek için, bu tezin hazırlanmasını kendime amaç edindim. 
Tezin içeriğinde; trafiğin dar boğazı olan kavşaklarda, sinyalizasyon çalışması ile birlikte, optimum gecikme ve bekleme araç sürelerinin hesaplanması için, dört farklı analiz yaklaşımı kullanılarak, Matlab programı içerisinde modellemeler oluşturulmuş ve gerçeğe yakın iki farklı simülasyon programında uygulaması yapılmıştır. Uygulanan yöntemlerin hangisinin optimum şartlara uygun olduğunu tespit edebilmek için, trafiğin dinamik akışına göre, optimum şartları sağlayan parametreler belirlenip, kullanılan trafik simülasyon programları, webster modellemesi ve genetik algoritma ile kavşak yaklaşım kolları genelindeki ortalama taşıt başına gecikme süreleri hesaplanmıştır. Çıkan sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Aynı yoğunluktaki trafiğin minimum gecikme süresine sahip olan yöntemin tespiti, sonuç ve tartışma bölümünde paylaşılmıştır. Özellikle trafikte yaşanan gecikmeler nedeni ile gereksiz yere harcanan yakıtın hammaddesi olan petrolün, yaklaşık olarak %29'luk bir oran ile Türkiye'nin birincil enerji kaynaklarında toplam enerji arzının başını çekmesi, tez çalışmasının ilham kaynağı olmuştur.

Abstract:
The ecosystem in which pedestrian, vehicle and peripheral units (stimulating and control systems) interact with each other is integrated with the word traffic. When it comes to traffic density, the meter-long vehicle queues, especially at certain hours, come to life in our memories. In a dynamic such as a traffic mechanism, more than one parameter guides us in determining the level of traffic density. The first appearance of these parameters dates back to the early times, when the number of vehicles and pedestrians, as well as their interactions with each other were observed.
It enables the vehicles to travel in a certain order while they are on the road; In order for traffic rules such as right of way and order of passage to be applicable, a major controller and routing system design is needed. The design of these systems is also expressed as signaling. Along with the signalization work carried out in traffic, various models, which we call simulation, can be adapted to real life, which can foresee and detect any problem that may adversely affect the traffic flow, and contain information about the traffic flow in various variations, together with different data. In today's conditions, we can access system design and modeling, which can measure and analyze the traffic density on the basis of the desired day and hour, evaluate it according to the results, and make the optimum decision, through simulation programs.
The event inspired by the emergence of the thesis is that our country has a 70% foreign dependency in the consumption of primary energy resources such as oil and natural gas. Every second that thousands of vehicles are idle in traffic, it causes unnecessary fuel consumption and CO2 gas emissions. Time wasted in traffic; It causes great destruction both in economic terms for our country and in environmental terms due to the increase in the greenhouse gas effect worldwide. In order to minimize all these negative effects and create added value in economic terms, I aimed to prepare this thesis.
In the content of the thesis; In order to calculate the optimum delay and waiting vehicle times, together with the signaling study, at the traffic bottleneck intersections, models were created within the Matlab program by using four different analysis approaches and implemented in two different simulation programs that are close to reality. In order to determine which of the applied methods is suitable for optimum conditions, the parameters that provide the optimum conditions according to the dynamic flow of the traffic were determined, and the average delay times per vehicle were calculated with the traffic simulation programs, webster modeling and genetic algorithm used in the intersection approach arms. The results were compared with each other. The determination of the method, which has the minimum delay time of the same traffic density, is shared in the conclusion and discussion section. The fact that petroleum, which is the raw material of fuel spent unnecessarily due to delays in traffic, leads the total energy supply in Turkey's primary energy resources with a rate of approximately 29%, has been the source of inspiration for the thesis study.