Türkiye'deki dönel kavşaklar için kapasite hesap yöntemi
A Capacity calculation method for roundabouts in Turkey
Yazar: SERHAN TANYEL
Danışman: PROF.DR. NADİR YAYLA
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Doktora, 2001
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dönel kavşaklar = Traffic roundabouts ; Kapasite = Capacity

Özet:
İnsanlığın tarihsel gelişimine bakıldığında, ulaşımın çok önemli bir faktör olduğu görülür. Yüzyıllar boyunca insanlar, ürünlerini satmak, ihtiyaç duydukları ürünleri almak, yeni yerler görmek ve keşfetmek amacıyla yolculuk yapmışlar ve bunun sonucunda da toplumlar arası ekonomik, sosyal ve kültürel ilişkiler, zaman içerisinde büyük gelişmeler göstermiştir. Diğer yandan bu yüzyılın başında motorlu taşıtların insanoğlunun emrine girmesi, ulaşım endüstrisinde radikal bir çok değişiklik meydana getirmiştir. Son yıllarda ulaşım hizmetlerine olan talebin artmasıyla beraber, özellikle karayollarında tıkanmalar olmakta; bunların sonucunda zaman kaybı ve gereğinden fazla yakıt tüketimi gibi yüksek maliyet ve çevresel kirlenmelere yol açan etkilerin yanı sıra, daha üzücü olarak kazalar meydana gelmektedir. Günümüzde ulaşımın bu olumsuz sonuçlarını en aza indirebilmek için çeşitli mühendislik çözümlerine gidilmektedir. Aralarında yeni enerji türlerinin kullanımı, iletişim teknolojisini bünyesinde taşıyan araçlar, trafik uyarmalı çeşitli sinyalizasyon sistemleri, farklı düzeyli kavşak projelendirmeleri, bu amaca yönelik çözümler arasında sayılabilir. Çalışmada trafiğin olumsuz etkilerine karşı diğer önemli bir çözüm yöntemi olarak kabul edilen ve ucuz olduğu için dünyada geniş uygulama alanı bulunan dönel kavşakların Türkiye'de uygulanabilirliği, özellikle kapasite ve gecikme açısından incelenmiştir. Çalışmanın giriş bölümünü izleyen ikinci bölümünde, kavşaklar genel olarak tanıtıldıktan sonra dönel kavşakların trafik kazalarının önlenmesindeki yararı hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca Türkiye'deki dönel kavşakların geometrik ve kullanım özellikleri kısaca irdelenerek; dünyada uygulanan dönel kavşak geometrik özellikleri verilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde, kavşak kapasitesinin saptanmasında belirleyici olabilecek parametreler üzerinde durulmuş ve Türkiye'deki kapasite analizlerinde dikkate alınabilecek parametreler belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca kavşağı kullanan sürücülerin davranışlarının tanımlanabilmesi amacıyla, araçlar arasındaki zaman cinsinden aralıkların modellenebilmesi için uygun bir istatistiksel dağılım seçilmeye xiiiçalışılmış ve günümüzde bir çok kapasite analiz yönteminde de kullanılan Cowan M3 dağılımının uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Dördüncü bölümde, kapasite hesap yöntemleri incelenmiştir. Regresyon analizi ve kritik aralık kabulü yöntemleri ile geliştirilmiş olan kapasite hesap yöntemleri ayrı ayrı incelenerek her iki yöntem hakkında da ayrıntılı bilgi verilmeye çalışılmıştır. Bu bölümde kapasite hesap yöntemleri dışında gecikme bağıntıları da irdelenmiş, kullanılan çeşitli gecikme analizi yöntemleri karşılaştırılmaya çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan verilerin elde edilişi ve bu amaçla gözlem yapılan kavşakların geometrik özellikleri, gözlem yöntemleri, bu sırada karşılaşılan güçlükler çalışmanın beşinci bölümünde açıklanmıştır. Altıncı bölümde, elde edilen gözlem verileri de kullanılarak, bir kapasite analiz yöntemi önerilmiştir. Çalışmalar sonucunda, Troutbeck ve Hagring tarafından kullanılan kapasite analiz bağıntısının uygun olduğu ancak parametre hesaplarında değişiklikler yapılması gerektiği görülmüştür. Bu bağlamda yeni bir parametre bağıntısı önerisinde bulunulmuştur. Aynı bölümde, kavşak kapasitesinin belirlenmesinde önemli bir yere sahip olan ağır araç etkisi üzerinde durulmuş; bazı değerler önerilmiştir. Yine çalışmanın altıncı bölümünde, servis gecikmelerinin hesaplanması için elde edilen bağıntının; diğer servis gecikmesi bağıntıları ile karşılaştırılmak suretiyle kullanılabilirliğinin irdelenmesi, bölümde ele alman diğer bir konudur. Varılan sonuçlar ve konu ile ilgili yeni araştırma önerileri, çalışmanın yedinci bölümünü oluşturmaktadır. xıv

Abstract:
Transportation plays an important role in the historical development of mankind. For centuries, people traveled to sell or buy goods, to see and explore new places. As a result, social, economical and cultural relationships among nations improved. On the other hand, as a result of the increase in the use of motor vehicles at the beginning of the 20th century, serious developments were observed in industry. In recent years, the increase of demand for transportation systems started to cause traffic congestions especially in city centers. This leads to long delays, more fuel consumption, air and noise pollution and traffic accidents. Today, engineers try to find solutions to prevent the problems mentioned above. Interchanges, various types of signalization systems, intelligent transportation systems are some of these solutions. In this study, applicability of roundabouts in Turkey, which is one of the most preferred solutions and applied widely around the world for being cheap, is investigated especially from the point of view of capacity and delay. In the second chapter of the study, after giving a brief information about intersections in general, the importance of roundabouts in decreasing the rate of traffic accidents is emphasized. Then, an overview of the use of roundabouts and their geometric design in Turkey is given. In the last part of the chapter, general geometric design rules of roundabouts are stated. In the third chapter of the study, the parameters, which can affect the performance of roundabouts, are discussed. With the help of the discussion, appropriate parameters are investigated for roundabouts in Turkey. Also, a headway model tried is to be chosen for modeling driver behavior at unsignalized intersections. Cowan M3 distribution is found to be an appropriate model as it is commonly used by most of the researchers around the world. Capacity calculation methods are discussed in the fourth chapter. By studying the models based on regression analysis and critical gap acceptance analysis separately, more detailed information about them is presented. In this chapter, delay models are also investigated and compared. The geometric properties of the intersections at which the observations are made, the observation method and the difficulties met explained in chapter five. In chapter six, by using the observed data, a capacity analysis method is suggested. As a result, the equation given by Troutbeck and Hagring is considered to be suitable for the calculations, but it is understood that some changes have to be made while calculating the parameters of the equation. A new formula for the parameter a (rate of free flowing vehicles) is derived. In the same chapter, the heavy vehicles' effect on intersection performance is investigated and some values are suggested. In chapter six, a new equation for service delay is derived and by comparing with other service delay models, its applicability is discussed. The results of the study and some suggestions for further research studies are presented in the last chapter of the study. xvi