Akıllı ulaşım sistemleri ve çevreye etkisi: Kavşak çalışması
Intelligent transportation systems and effects on theenvironment: Interchange assessment
Yazar: DİLARA USTA
Danışman: PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ulaşım = Transportation

Özet:
Geçmişten günümüze insan hayatının en önemli parçalarından biri haline gelen ulaşım, temelinde bireylerin, mal ve hizmetlerin belli bir başlangıç noktasından belli bir bitiş noktasına yer değiştirmesinin sağlandığı bir hizmet sektörüdür. Ulaştırma sektörünün bir ülkenin küreselleşmesi ve kalkınması açısından önemli etkileri bulunmaktadır. Ekonomideki iniş çıkışlar, sürekli nüfus artışı, artan şehirleşme ve kaynak ihtiyacı bu sektörü doğrudan etkilemiştir. Gündelik yaşantımızda karşılaştığımız problemlerin çözüme ulaşması için dünyada hızla ilerleyen teknolojik gelişmeler, ulaşım sektöründe de kullanılmaya başlanmıştır. Ulaştırmanın tarihi, insanlığın tarihi kadar eskiye dayansa da ulaştırma sektöründe teknolojinin kullanımı özellikle 20. Yüzyılın ikinci yarısından itibaren yaygınlaşmıştır. Teknolojiye teşvik çağında akıllı ulaşım sistemleri tarihi bir gelişme fırsatı başlatmış ve yapay zekâ, blok zinciri, internet ve büyük veriler gibi teknolojik inovasyonların kullanılmasının önünü açmıştır. Farklı ülkelerin hükümetleri akıllı ulaşımın yüksek kalitede geliştirilmesi için ulaşım gücü, yeni altyapı sistemi, dijital ulaşım gibi konularda art arda ilgili politikalar yayınlamışlardır. Ulaşım sektöründe diğer ülkelere göre daha fazla gelişim gösterenler ise sektör içerisindeki gelişen türler arasında uyumu yakalayanlardır.
Dünya nüfusundaki artışın yanı sıra gelişmekte olan ülkelerde yaşam standartlarının artması toplam enerji tüketiminde ciddi artışlara sebep olmuştur. Dünyada sera gazı emisyonlarının çeyreği ulaşım kaynaklıdır ve bu oran hızla artmaktadır. Ulaştırmanın iklim değişimine katkısı ve bu katkının ulaştırma türlerine göre dağılımı, salınımın izlenmesi ve kontrolü açısından önemlidir. Pek çok Avrupa politikası ve stratejisi ulaştırmadan kaynaklanan sera gazı emisyonlarını azaltmaya odaklanmıştır. Ortaya çıkan emisyonlarda, vergiler, verimlilik, yakıt tipi, yükleme gibi faktörler önemli olduğundan, politikalar bu konulara eğilmektedir. Kontrol altına alınabilmesi için 2050 yılına kadar ulaşım kaynaklı gaz emisyonlarında %90 oranında bir düşüş gerçekleşmelidir. Arabaların, uçakların, trenlerin ve gemilerin olmadığı bir dünya hayal edilemez. Taşıtsız bir dünya olamayacağı için çevreye verdikleri zararı minimuma indirecek şekilde planlamalar yapılmalıdır. Ulaşımda seyahat sürelerinin azaltılması, hareketliliğin artırılması, mevcut yol kapasitelerinin etkin ve verimli kullanılması, enerji verimliliği sayesinde çevreye verilen zararın azaltılması ve ülke ekonomisine katkı sağlanması gibi amaçlar doğrultusunda Akıllı Ulaşım Sistemleri geliştirilmiştir. AUS teknolojik gelişmelerin ulaşım sistemlerine uygulanmasını ve ulaşım sistemlerinin verimliliğini artıran iyileştirilmelerin kombinasyonudur. AUS, hareketliliği geliştirmeyi, erişilebilirliği, yakıt verimliliğini, güvenliği arttırmayı ve kirliliği azaltmayı amaçlayan bir çözümdür. Diğer bir deyişle toplumun yaşam kalitesini iyileştirmeyi amaçlamıştır.
Tez kapsamında AUS'un yıllar içerisinde dünyada ve Türkiye'de nasıl geliştiği araştırılmıştır. Mevcuttaki teknik altyapı ve kullanılan sistemler incelenmiştir. Çalışmanın amacı ileri teknoloji ile tüm ulaşım modlarına entegre, yerli ve milli kaynaklardan yararlanan, güncel teknolojileri kullanan, etkin, güvenli, verimli, çevreci, yenilikçi, dinamik, katma değer sağlayan ve sürdürülebilir akıllı bir ulaşım ağı oluşturulmasına yardımcı olarak ulaşımın çevre üzerindeki etkisini azaltmaktır. Araştırmalar sonucunda bir kavşakta sadece akıllı ulaşım sistemleri kullanılarak mevcut yapı değiştirilmeden trafiğin nasıl etkilendiği gösterilecektir. Bu yöntem PTV Vissim uygulaması kullanılarak Gaziosmanpaşa Belediyesi'nden alınan veriler doğrultusunda yapılan trafik sayım verileri ve saha çalışmaları ile modellenerek uygulanacaktır. Modelleme sonucunda trafikteki değişimin sera gazı emisyonunu nasıl etkilediği hesaplanarak Akıllı Ulaşım Sistemlerinin çevreye etkisi yorumlanacaktır.

Abstract:
Transportation, which has become one of the most important parts of human life from the past to the present, is a service sector in which individuals, goods and services are moved from a certain starting point to a certain ending point. The transportation sector has important effects on the globalization and development of a country. The ups and downs in the economy, continuous population growth, increasing urbanization and the need for resources have directly affected this sector. Technological developments, which are rapidly advancing in the world, have started to be used in the transportation sector in order to solve the problems we encounter in our daily lives. Although the history of transportation is as old as the history of humanity, the use of technology in the transportation sector has become widespread especially since the second half of the 20th century. In the era of promoting technology, smart transportation systems have started a historical development opportunity and paved the way for the use of technological innovations such as artificial intelligence, blockchain, internet and big data. The governments of different countries have successively published relevant policies on issues such as transportation power, new infrastructure system, digital transportation for the high-quality development of smart transportation. Those who show more development in the transportation sector compared to other countries are those who achieve harmony among the developing types in the sector.
In addition to the increase in the world population, the increase in living standards in developing countries has led to serious increases in total energy consumption. A quarter of the world's greenhouse gas emissions originate from transportation and this rate is increasing rapidly. The contribution of transportation to climate change and the distribution of this contribution according to transportation types are important in terms of monitoring and controlling emissions. Many European policies and strategies have focused on reducing greenhouse gas emissions from transport. Since factors such as taxes, efficiency, fuel type, loading are important in the resulting emissions, policies focus on these issues. In order to be brought under control, there must be a 90% reduction in transport-related gas emissions by 2050. 
A world without cars, planes, trains and ships is unimaginable. Since there cannot be a world without vehicles, plans should be made to minimize the damage they cause to the environment. Intelligent Transportation Systems have been developed for purposes such as reducing travel times in transportation, increasing mobility, using existing road capacities effectively and efficiently, reducing the damage to the environment thanks to energy efficiency and contributing to the country's economy. ITS is a combination of the application of technological advances to transport systems and improvements that increase the efficiency of transport systems. AUS is a solution that aims to improve mobility, increase accessibility, fuel efficiency, safety and reduce pollution. In other words, it aimed to improve the quality of life of the society.
Within the scope of the thesis, how ITS has developed over the years in the world and in Turkey has been researched. The existing technical infrastructure and systems which usen in Turkey has been examined. The aim of the study is to reduce the impact of transportation on the environment by helping to create an efficient, safe, effective, innovative, dynamic, environmentally friendly, value-added and sustainable smart transportation network that integrates with all transportation modes with advanced technology, uses up-to-date technologies, makes use of domestic and national resources.
As a result of the research, it will be shown how the traffic is affected without changing the existing structure by adding the intelligent transportation systems at an intersection. This method was applied by modeling with traffic count data and field studies in line with the data received from Gaziosmanpaşa Municipality using the PTV Vissim application. As a result of the modeling, the impact of Intelligent Transportation Systems on the environment was interpreted by calculating how the change in traffic affected greenhouse gas emissions.
For Fehim Şanlı Intersection in Gaziosmanpaşa district of Istanbul province, 2 different suggestions were presented to reduce the traffic problem at this intersection and the negative effects of the intersection on the environment. One of these suggestions is to signalize the unsignalized intersection and use the adaptive traffic control system. The second suggestion is to remove the parking at the intersection by using intelligent transportation systems and electronic control system. These proposals were modeled with PTV Vissim application and CO, NOx, VOC emissions and fuel consumption rates were compared. In the data obtained, environmental impacts were reduced by 50% for both proposals. However, in terms of service level, the service level of the intersection decreased more in the first proposal, queuing and waiting times increased, so a feasible result could not be obtained. In the 2nd proposal, both environmental impacts were significantly reduced and waiting times were reduced and the service level was increased. 
As a result, an existing intersection was considered within the scope of the study and studied with 2 different ITS proposals. Each of them was modeled separately with the PTV Vissim program interface, video recordings were monitored and some results were obtained. The final conclusion is that not all ITS methods can be applied everywhere and do not always give perfect results. While adaptive traffic control systems gave us the best results in many field studies, they did not give us the results we wanted for Fehim Şanlı Intersection. In terms of its impact on the environment, it definitely had positive effects, but in terms of service, it had a negative impact.