Sinyalize kavşaklarda piezoelektrik sensörler ile erişilebilir yaya butonu uygulaması
Accessible pedestrian signals with piezoelectric sensors at signalized intersections
Yazar: GİZEM ÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ ABUT
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma ve Lojistik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Trafik = Traffic ; Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Trafiğin yoğun olduğu sinyalize kavşaklarda yayaların güvenli bir şekilde karşıya geçmeleri için ışıklı yaya geçişleri uygulanmaktadır. Bu aşamada önceden tanımlanmış sürelere veya erişilebilir yaya butonlarından gelen sinyallere göre yeşil ışık devreye girmektedir. Yaya butonları sayesinde sadece yayalar olduğunda, sistem devreye girmekte ve araçlar yaya olmadığında durmak zorunda kalmadığı için trafiğin akışı hızlanmaktadır. Erişilebilir Yaya Butonu (EYB), tüm yayaların güvenle karşıya geçebilmeleri için sesli, titreşimli ve görsel olarak uyarı veren cihazlardır. Sinyal yaya butonlarının yapılış amacı, sürücülerin yüksek hızda seyrettiği, yoğun araç geçişlerinin bulunduğu, üst ve alt geçit imkanlarının bulunmadığı karayolu kesiminde yaya algılaması yaparak, kavşak kontrol cihazını bilgilendirip, ulaşımı yayanın geçişini kolaylaştıracak duruma getirmektir. Bursa Büyükşehir Belediyesi tarafından şehrin farklı bölgelerinde kullanılan "Zemin Yaya" uygulaması, Türkiye'de zeminle ilişkili EYB bağlamında ilk çalışma olarak ön plana çıkmaktadır. Bu ürün, sinyalize kavşaklarda yayaların karşıya geçebilmeleri için kullanılan yaya butonlarının yerini alan bir uygulamadır. Zemine monte edilen platform, yayanın üzerine adım atmasıyla birlikte aktifleşmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, ilk etapta Bursa ili özelinde "Zemin Yaya" uygulamasının yerinde bir incelemesi yapılmıştır. İkinci etapta ise, mevcutta bulunan EYB'ye alternatif olarak, yeni bir sistem tasarımı önerisinde bulunulmuştur. Bu amaçla, alternatiflerine göre birçok açıdan faydası bulunan "Zemin Yaya" uygulamasının farklı bir versiyonu olarak, piezoelektrik malzemelerin kullanıldığı yeni bir tasarım yapılmıştır. Doğada bol miktarda bulunan piezoelektrik malzemeler, uygulanan mekanik basınç doğrultusunda elektrik alan oluşturmaktadır. Piezoelektrik malzemelerin bu özelliği kullanılarak, kendi enerji ihtiyacını karşılayan, dışarıdan ekstra bir enerji kaynağına ihtiyaç duymayan bir sistem planlanmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, piezoelektrik malzeme kullanılarak oluşturulan düzeneğin, sinyalize kavşaklarda mevcutta bulunan EYB'ye alternatif olarak, herhangi bir elektrik enerjisine gerek kalmaksızın başarılı bir şekilde uygulanabileceği görülmüştür. Buradan hareketle, sinyalize kavşaklarda bu tarz bir tasarımın planlanması durumunda ve düşük elektrik enerjisi ile çalışabilen bir devre tasarlanabildiği takdirde, gelecekteki "Zemin Yaya" platformlarının piezoelektrikli versiyonlarla yer değiştirebileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
At signalized intersections where traffic is heavy, lighted pedestrian crossings are implemented to allow pedestrians to cross safely. At this stage, green lights are activated according to predefined times or signals from accessible pedestrian buttons. Through pedestrian buttons, the system activates only when there are pedestrians, thus speeding up traffic flow as vehicles do not have to stop when there are no pedestrians. Accessible Pedestrian Signals (APS) are devices that provide audible, vibrating, and visual warnings for all pedestrians to safely cross. The purpose of signal pedestrian buttons is to detect pedestrians in road sections where drivers are traveling at high speeds, there are heavy vehicle crossings, and there are no overpasses or underpasses, informing the intersection control device to facilitate pedestrian crossing. The "Ground Pedestrian" application used in various parts of the city by the Bursa Metropolitan Municipality stands out as the first work in Türkiye in the frame of ground-related APS. This product is an application that replaces pedestrian buttons used for pedestrians to cross at signalized intersections. The platform mounted on the ground is activated when stepped on by a pedestrian. In the scope of this thesis, a case study of the "Ground Pedestrian" was initially conducted in Bursa province. In the second stage, as an alternative to the existing APS, a new system design proposal was made. For this purpose, a new design using piezoelectric materials was developed as an alternative version of the "Ground Pedestrian", which has many advantages compared to alternatives. Piezoelectric materials, abundant in nature, generate an electric field in the direction of applied mechanical pressure. Taking advantage of this property of piezoelectric materials, a system that meets its own energy needs without requiring an external power source was planned. As a result of the experimental works, it was observed that the system created using piezoelectric material could be successfully implemented as an alternative to the existing APS at signalized intersections without the need for any electrical energy. Based on this, it is concluded that if such a design is planned at signalized intersections and a circuit that can operate with low electrical energy is designed, piezoelectric versions of future "Ground Pedestrian" platforms can replace existing ones.