Trafik güvenliği değerlendirmesinde kullanılacak yeni bir güvenlik ölçütü
A new surrogate measure to be used in traffic safety assessment
Yazar: PELİN ÖNELÇİN
Danışman: DOÇ. DR. YALÇIN ALVER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Güvenlik önlemleri = Safety measures ; Kalibrasyon = Calibration ; Trafik güvenliği = Traffic safety

Özet:
Güvenlik ölçütleri kazaların meydana gelmesini beklemeden trafik tesislerinin güvenliği hakkında bilgi sahibi olunmasını sağlamaktadır. Güvenlik ölçütleri ile ilgili çalışmalar çoğunlukla kavşaklarda ve arkadan çarpma tipi kazalar için gerçekleştirilmiştir. Trafik kaza istatistikleri incelendiğinde yandan çarpma tipi kazaların önemli bir paya sahip olduğu görülmektedir. Özellikle örülme bölgelerinde şerit değiştirmelerden kaynaklanan açılı/yandan çarpma tipi kazaların gerçekleşme olasılıkları yüksektir. Bu nedenle şerit değiştirme çatışmalarını dikkate alan güvenlik ölçütlerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında beş adet örülme bölgesinde şerit değiştirme çatışmaları incelenmiştir. İncelenen bölgenin trafik hacmi, taşıtların türüne göre hızları ve taşıt yörüngeleri derin öğrenme esaslı görüntü işleme yöntemiyle elde edilmiştir. Şerit değiştiren taşıtın çevresindeki taşıtlarla etkileşimleri göz önünde bulundurularak konum ve zaman esaslı olmak üzere iki yeni şerit değiştirme güvenlik ölçütü önerilmiştir. Bu iki ölçüt hata ağacı analizi kullanılarak şerit değiştirme risk indeksine dönüştürülmüştür.
Kazadan kaçınma süresi en sık kullanılan güvenlik ölçütlerinden bir tanesi olup bu tez çalışmasında şerit değiştiren taşıtlar için belirlenmiştir. Şerit değiştirme boyunca kaydedilen kazadan kaçınma sürelerinin en küçük değerleri seçilmiştir. Bir örülme bölgesinin kritik kazadan kaçınma süresi en sık görülen en küçük değer olarak kabul edilmiştir. 
Kritk kazadan kaçınma süresi değeri benzetim programları ile çatışma sayılarının belirlenmesinde kullanılan bir değerdir. VISSIM benzetim programı taşıtların yörüngelerinin belirlenmesinde, SSAM programı ise yörünge dosyasının işlenip çatışma sayılarının belirlenmesinde kullanılmıştır. Elde edilen çatışma sayılarının gerçek değerlerle uyumlu olması için iki aşamalı kalibrasyon yapılmıştır. Birinci kalibrasyon aşamasında VISSIM programındaki şerit değiştirme parametreleri ile Wiedemann 99 sürücü davranış modelinin parametreleri kullanılarak trafik hacim değerinin gerçek hacim değerine yakınlaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Plackett-Burman deney tasarımı ile genetik algoritmadan faydalanılmıştır. İkinci kalibrasyon aşamasında ise SSAM programındaki kazadan kaçınma süresi gözlenen değerlere göre uyarlanmıştır.

Abstract:
Surrogate safety measures provide information about the safety of traffic facilities without the need to wait for crashes to occur. Most of the studies related to surrogate safety measures were performed at intersections and mainly for rear-end crashes. Traffic accident statistics show that sideswipe accidents have a considerable percentage among all accidents. In particular, in weaving segments, sideswipe accidents arising from lane-change conflicts are highly probable to occur. Hence, surrogate safety measures that consider lane change conflicts are needed.
In this thesis, lane change conflicts at five weaving segments were analyzed. Traffic volume, vehicle speeds by type, and vehicle trajectories were extracted by deep learning-based image processing. Considering the interactions between the subject vehicle and the vehicles around, two new lane change surrogate safety measures that are time and position-based were recommended. These two measures were then used in fault tree analysis and converted to a lane change risk index. 
Time to collision is one of the most frequently used surrogate safety measures, and this parameter was determined for lane-changing vehicles in this thesis. During lane change, the minimum of the recorded time to collision values was selected. The mode of the minimum time to collision values was assigned as the critical time to collision of the weaving segment. 
The critical time to collision is used in identifying the conflict numbers in simulation programs. Vehicle trajectories were obtained from the VISSIM program, and then analyzed by SSAM, which gives the conflict numbers. A two-stage calibration procedure was applied to approximate the simulation conflict numbers to the actual field conflict numbers. In the first calibration stage, lane change parameters and Wiedemann 99 driving behavior model parameters were calibrated to approximate the traffic volume from the simulation program to field observations. For this purpose, Plackett-Burman experiment design and genetic algorithms were used. In the second calibration stage, time to collision in SSAM was modified according to the observed field values.