Akıllı ulaşım sistemi uygulamalarıyla hava kirliliğinin azaltılması: Dilovası senaryosu
Reduce air pollution with intelligent transportation systems applications: Dilovasi scenario
Yazar: ONUR ALP ARSLANTAŞ
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
AUS sistemlerinin gelişim sürecinde bulunmaları sebebiyle, bu sistemlerden beklentilerin de faydaların da zamanla çeşitlenebileceği veya daha farklı alanlara yoğunlaşabileceği göz ardı edilmemelidir. 
Trafik yönetimi AUS (Akıllı Ulaşım Sistemleri) için temel uygulama alanlarındandır. Bu yönetim, yol hattını etkileyen hareket ve verilerin tamamının veya bir kısmının toplanmasıyla başlar. Bu veriler yol işletmesi tarafından doğrudan ya da dolaylı olarak işlenmesiyle anlamlı hale getirilir. Nihayetinde mevzubahis veriler, yönetim amacıyla bir eyleme dönüşür veyahut bilgi erişim sistemleriyle kullanıma açılır. 
Akıllı ulaşım sistemleri uygulamaları ulaştırma tarihi içerisinde henüz yeni sayılacak, anlaşılmaya ve pratiğe dökülmeye çalışılan geleceğin uygulamalarıdır. Ülkemizde ve dünyada bu konuda çalışmalar yapılmış ve yapılmaya devam edilmektedir. 
Bu çalışma TÜBİTAK tarafından COST (Bilimsel ve Teknik Araştırma Alanında Avrupa İşbirliği) Programı dahilinde desteklenen "Akıllı Ulaşım Sistemi Uygulaması ile Dilovası Hava Kirliliğinin Azaltılması Senaryosu" isimli (Proje No: 117Y298) çalışma alanlarındandır. "Hava Kirliliği Azaltılması için Akıllı Ulaşım Sistemi Senaryosu" iş paketi kapsamında, TEM otoyoluna alternatif bir güzergah tasarımı yapılmıştır.
Çevre kirliliğinin tüm dünyada eskiye oranla daha çok teleffuz ediliyor olması, kirliliği yaratan etmenlerdeki artışın ve bu etmenlerin insan hayatı üzerindeki olumsuz etkilerinin daha da belirginleşmesinin sonucudur. Bu olumsuz etkiye karşı son yıllarda verilen mücadele, hükümetler, sivil toplum kuruluşları, küresel örgütler vb. kurum ve kuruluşlar tarafından yürütülmüştür. Bu mücadelenin yüksek sesli olması bireylerin çevre kirliliğine karşı duyarlılığını  ve bilimsel çalışmaların bu konuya olan yönelimini arttırmıştır. Ayrıca teknolojik çalışmalar çevre kirliliğini azaltma çabasına yönelmiştir.   
Nüfus yoğunluğu ve çevre kirliliği arasındaki doğru orantı, metropol ile metropol çevresindeki kirlenmenin ve tabiat üzerindeki tahribatın yoğunluğunu açıklamaktadır. Tabiat tahribatına neden olan kirlenmeler arasında hava kirliliği önemli bir yere sahiptir. İnsan sağlığını doğrudan etkileyen hava kirliliği, sanayi birimlerinin yoğunluğu, motorlu taşıtlar, ısınma vb. birçok sebepten kaynaklanabilir. Ulaştırma kaynaklı hava kirliliğine ulaşım güzergahlarının ve ulaşım merkezlerinin inşası, ulaşım taşıtları, bu taşıtların üretimi ve yok edilmesi neden olmaktadır. Ulaştırma kaynaklı hava kirliliği içerisinde karayolu trafiğinden kaynaklanan hava kirliliği en yüksek paya sahiptir. 
Bu çalışmada örnek bölge olarak belirlenen Dilovası, yüksek sanayileşmenin ve İstanbul metropolünü diğer şehirlere bağlayan ana arterlerin şehir merkezinden geçtiği bir bölge olup, hava kirlilğinin yoğun olduğu ve bu kirlilikten kaynaklanan etkilerin yoğun olarak görüldüğü bir yerleşim yeridir. Dilovası'ndaki hava kirliliğinin önlenmesi amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Ulaştırmadan kaynaklanan hava kirliliğinin bölgeye olan etkisini azaltmak bu tezin konusudur ve bu amaçla bir yöntem önerilmiştir.
Ulaştırma kaynaklı hava kirliliğinin ana sebebi motorlu taşıt trafiği ve bu motorlu taşıtların yanma yasaları neticesinde ortaya çıkan kirleticilerdir. Dilovası bölgesine taşıt trafiğini getiren yollardan D100, devlet yolu kriterleri taşıyan yüksek standartlı bir karayolu, TEM ise yüksek standartlarla inşa edilmiş bir otoyoldur. Bu iki yol İstanbul metropolüne giden ana arterler olması sebebiyle trafik yoğunluğu yüksek yollardır.
Çalışma kapsamında Karayolları Genel Müdürlüğü'nden alınan istatistikler doğrultusunda Dilovası bölgesindeki taşıt trafik yoğunluğu ortaya koyulmuştur. Dilovası bölgesinden geçen iki ana arterin, D100 karayolu ve TEM otoyolunun, şehir merkezinin kuzeyine kaydırılması için yeni bir güzergah tasarlanmıştır. Kuzeye kaydırılan taşıt trafiği bölgenin maruz kaldığı ulaştırma kaynaklı hava kirliliğini azaltacaktır.
Yeni tasarlanan bu güzergahın trafik yoğunluğunu karşılayabilmesi için yol tasarımı yapılırken TEM otoyolu standartları aynen uygulanmıştır. Hava kirliliğinin değişken değerleri yeni tasarlanan yolun alternatif bir yol olarak kullanımasını mümkün kılmaktadır. İki ana arterin tamamen kapatılması planlanmamış; ancak hava kirliliğinin insan sağlığını etkileyecek değerle ulaşması halinde TEM otoyolunun kapatılması ve alternatif güzergahın zorunlu kılınması planlanmıştır. Akıllı ulaşım sistemleri uygulamaları çalışmaya bu noktada yön vermiştir.
Dilovası bölgesinde iki adet hava kirliliği ölçüm istasyonu yer almaktadır. Bu istasyonlar hava kirliliğini ölçüp, standartlaşmış veriler üretmektedirler. Bu standart veriler hava kirililiğinin kademelendirerek değerlendirilmesini sağlamaktadır. 
Projede tasarlanan akıllı ulaşım sistemi uygulamasının bir parçası olarak istasyonlardan alınan veriler değerlendirilip bu değerlerin istenilen seviyede olmaması durumunda mevcut güzergahın kapatılması kararı sistem tarafından verilir. Bu kararın yol hattı üzerinde yer alan ve bölgeye yaklaşan taşıt sürücülerine iletilmesi gereklidir. Bu gerekliliği yerine getirmek için birden fazla akıllı ulaşım sistemi uygulaması tasarlanmıştır. Kullanılan yöntemler arasında değişken mesaj levhaları, radyolar, internet, akıllı telefon sistemleri gibi birçok uygulama yer almaktadır. Buradaki amaç, sürücülerin alternatif güzergaha yönelmeleri gerektiğini vurgulamak ve mevcut güzergahın kapalı olduğundan kesinlikle haber almaları sağlamaktır. Bu kesinlik uyarılara rağmen mevcut güzergahın tercihi durumunda sürücüye EGM tarafından ceza uygulanmasını mümkün kılmaktadır. Sürücülerin alternatif güzergahta seyretmesi ceza puanlarında yapılacak düşüş gibi bir ödül sistemiyle de sağlanabilir. Hava kirliliği değerlerinin sınır değerlerin altına inmesi durumunda ise sistem yolun kapandığı bilgisini ilettiği gibi yolun tekrar açıldığı bilgisini de sürücülere iletecektir.
Akıllı ulaşım sistemleri, veri kullanımı, üretilen veriler ve ödül-ceza sistemi gibi etkileşimlerden dolayı karayolları işletmesinden sorumlu olan KGM ile birçok kurumun bir arada çalışmasını talep etmektedir. Bu sebeple ülkemizin 2023 vizyonu çerçevesinde planlanan Ulusal AUS Mimarisinin oluşturulması çalışmaları, tasarlanan bu sistemin uygulanabilirliğini mümkün kılacaktır. Aynı zamanda bu sistem hava kirliliğinin azaltılmasına sunduğu katkılar sayesinde Ulusal AUS Mimarisinin gelişmesi aşamalarında bir motivasyon olacaktır.

Abstract:
The applications of intelligent transportation systems are the applications of the future which are tried to be understood and practiced in the history of transportation. In Turkey and in the world, studies on this subject have been made and continue to be done.
In Turkey, studies on the research, use and dissemination of Intelligent Transport Systems have started to emerge after the 2000s.
As ITS (Intelligent Transportation Systems) are in the process of development, it should not be overlooked that the benefits and expectations of these systems can also be diversified over time or can be concentrated on different areas.
In this scientific study, traffic management in various countries has been evaluated. Traffic management is one of the main application areas for ITS (Intelligent Transportation Systems). Also traffic management is one of the classifications of intelligent transportation systems of ISO (International Standards Organization). This management begins with the collection of movements and data affecting the route. These data are made meaningful by direct or indirect processing by the road operator. Ultimately, the data will be transformed into an action for management purposes or used for information access systems.
This study is one of the study areas of "Scenario for Reducing the Dilovasi Air Pollution with the Intelligent Transport System Application" which is supported by TUBITAK within the COST (European Cooperation in Scientific and Technology) Program. Within the scope of  "Scenario for Reducing Air Pollution with the Intelligent Transport System Application" work package, an alternative route design was made to TEM (Trans European Motorway) motorway.
The fact that environmental pollution is more pronounced in the world than in the past is the result of the increase in pollution factors and the negative effects of these factors on human life. The struggle against this negative effect in recent years has been carried out by governments, non-governmental organizations, global organizations etc. institutions and organizations. Stability of this struggle increased the sensitivity of individuals to environmental pollution and increased the orientation of scientific studies to this subject. In addition, technological studies have tended to reduce environmental pollution. The direct proportion between population density and environmental pollution explains the intensity of pollution in the metropolis and the surrounding metropolitan area and the destruction of nature. Air pollution has an important place among the pollution caused by natural damage. Air pollution which affects directly human health, density of industrial units, motor vehicles, heating etc. can be caused by many reasons. The causes of air pollution caused by transport are the construction of transportation routes and transportation centers, transportation vehicles, production and destruction of these vehicles. Air pollution from road traffic has the highest share in air pollution caused by transportation.
Dilovası, which is designated as a sample region in this study, is a region where high industrialization and the main arteries connecting Istanbul metropolises to other cities pass through the city center, where air pollution is intense and the effects caused by this pollution are seen intensively. Various studies have been conducted to prevent air pollution in Dilovası. The aim of this thesis is to reduce the impact of air pollution caused by transportation on the region and a method has been proposed for this purpose. 
The main cause of air pollution caused by transport is the pollution caused by the motor vehicle traffic and the burning laws of these motor vehicles. D100 is a high standard highway with state road criteria and TEM (Trans European Motorway) is a high standard motorway. These two roads are the main arteries leading to the metropolitan area of Istanbul. 
Within the scope of the study, the traffic density in the Dilovası region was determined in accordance with the statistics obtained from the General Directorate of Highways. A new route has been designed to shift the two main arteries, the D100 highway and the TEM (Trans European Motorway) motorway through the Dilovası region to the north of the city center. Transfer to north of vehicle traffic will reduce the air pollution caused by transport to the region. 
In order to meet the traffic density of this newly designed route, TEM (Trans European Motorway) motorway standards were applied in the same way. The variable values of air pollution make it possible to use the newly designed road as an alternative way. It is not planned to close the two main arteries completely; however, it is planned that the TEM (Trans European Motorway) motorway will be closed and the alternative route will be mandatory if air pollution reaches the value that will affect human health. The applications of intelligent transportation systems have led to work at this point.
There are two air pollution measuring stations in the Dilovası region. These stations measure air pollution and produce standardized data. These standard data provide a gradual assessment of the air spike.
If the data received from the stations are evaluated as part of the smart transportation system designed in the project and the values are not at the desired level, the decision to close the current route is given by the system. This decision must be forwarded to the vehicle drivers on the road line approaching the area. It is designed to implement multiple intelligent transportation system to fulfill this requirement. Among the methods used are many applications such as variable message boards, radios, internet and smart phone systems. The aim here is to emphasize that drivers should turn to an alternative route and that drivers should be informed that the current route is closed. This certainty makes it possible for the driver to be penalized by the EGM (General Directorate of Security) in case of preference of the current route despite the warnings. This certainty makes it possible for the driver to be penalized by the EGM (General Directorate of Security) in case of preference of the current route despite the warnings. Selection of the alternative route, the drivers can also be provided with a reward system such as a drop in penalties. If the air pollution values fall below the limit values, the system will inform the drivers that the road has been closed and the road is opened again. 
ITS (Intelligent Transportation Systems) demands KGM (General Directorate of Highways) as the institution responsible for the highway operation, many institutions to work together because of the data use, data generated and interactions such as reward-penalty system. For this reason, the work of the National ITS (Intelligent Transportation Systems) Architecture planned within the framework of the 2023 vision of our country will enable the applicability of this designed system. At the same time, this system will be a motivation for the development of the National ITS (Intelligent Transportation Systems) Architecture thanks to its contribution to the reduction of air pollution.