Sinyalize Bir Kavşakta Oluşan Trafik Akımının Kuyruk Teorisi ile Performansının İncelenmesi
Study of Performance Measures of Traffic Flow at Signalized Intersection with Queueing Theory
Yazar: Güneş, Fatih; Bayraklı, Selim; Zaim, Abdül Halim
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 19, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Signalized Intersections,Queuing Theory,Analysis of Traffic Density,Intelligent Transportation Systems ; Sinyalize kavşaklar,, Kuyruk Teorisi,Trafik Yoğunluğu Problemleri,Akıllı Ulaştırma Sistemleri

Yapılan bu araştırmada özellikle şehir merkezlerinde trafik yoğunluğunu azaltma amaçlı konumlandırılan sinyalize kavşakların, çalışma prensipleri ve araç akışını düzenleyici yaklaşımları ele alınmıştır. Araç gecikmeleri, sinyal sürelerinin hesaplama yöntemleri ve performans ölçütlerinin çıkarılması ile ilgili analitik yaklaşımlar incelenmiştir. İstanbul Güngören’de seçilen bir kavşaktan loop algılayıcılar ile elde edilen gerçek veriler kullanılarak performansının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Seçilen bu kavşaktan elde edilen veriler ile yapılan çalışmada iki haftalık veri üzerinden günün en sık araç akışının olduğu üç zaman dilimi incelenmiştir.  Kuyruk teorisi, bekleme hattı problemlerinde sıklıkla başvurulan yöntemlerin başında gelmektedir. Kuyruk teorisi modelleri, kendi içinde sisteme gelen bireylerin veya bizim uygulamamızda araçların, geliş, ayrılış ve servis disiplini gibi karakteristiklerine göre farklı notasyon ve hesaplama yöntemlerine sahip olabilmektedir. Kuyruk modellerinin ihtiyaç duyduğu dağılımlar için genellikle varsayımlar yapılmakta ve trafik mühendisliği araştırmalarında gelen akımın rastgele olduğu varsayılmaktadır. Araştırmada araçların gelişleri poisson, gelişler arası sürenin ise üstel dağılıma uyduğu kabul edilmiştir. Pilot olarak seçilen bu kavşaktaki veriler M/M/1 kuyruk modeli ile incelenmiş ve sinyalize bir kavşaktaki bağlı kolların kuyruk uzunlukları, sistemde geçirilen zaman, araç başı servis süreleri, ortalama bekleme süreleri gibi ölçütler ortaya çıkarılmıştır. Uygulanan senaryoda kavşak bağlantı kollarının her biri bir kuyruk olarak değerlendirilmiş ve hesaplamalarda her kolun performansı ayrı değerlendirilmiştir. Ortaya çıkan sonuçlara göre günün belli saat dilimlerinde sinyalize sistemlerin optimize çalışmadığı ve kuyruk uzunluklarını azaltmada yeterli olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Günün bu saat dilimlerinde kavşak kollarına tanınan yeşil sürelerin veya kolların çalışma sıralarının iyileştirmeye ihtiyaç duyduğu söylenebilir. Elde edilen kuyruk uzunlukları veya ortalama bir aracın sistemde kaybettiği zaman dikkate alınarak kavşak modellemesi veya süre dağılımları gözden geçirilmelidir.

In this study, the working principles of the signalized intersections located in the city centers to reduce the traffic density and the approaches to regulate the flow of vehicles are discussed. Analytical approaches related to vehicle delays, calculation methods of signal times and performance criteria were investigated. In the study made with the data obtained from this selected intersection, three time periods with the most frequent vehicle flow of the day were examined over two weeks of data. Queue theory is one of the most frequently used methods in waiting line problems. Queue theory models can have different notation and calculation methods according to the characteristics of individuals coming to the system or vehicles in our application such as arrival, departure, and service discipline. Generally, assumptions are made for the distributions required by queuing models and the current arrivals in traffic engineering research are assumed to be random. It is aimed to reveal its performance by using real data obtained with loop sensors from an intersection in Güngören, Istanbul. The data at this intersection chosen as a pilot was analyzed with the M/M/1 queue model and criteria such as the queue lengths of the connected arms at a signalized intersection, the time spent in the system, the service time per vehicle, and the average waiting times were revealed. In the applied scenario, each of the junction link arms was evaluated as a queue and the performance of each arm was evaluated separately in the calculations. According to the results, it is concluded that the signaled systems do not work optimized in certain time zones of the day and are not sufficient in decreasing the tail lengths. In these time zones of the day, it can be said that the green times given to the junction arms or the working order of the arms need improvement.