Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11527/14031
Title: Hız Etüdü: İstanbul O-2 Otoyolunun Temel Bir Kesiminin Örneği
Other Titles: Speed Survey: A Case Study On A Basic Freeway Segment Of O-2, Istanbul
Authors: Öğüt, Kemal Selçuk
Rashidi Sarand, Hamed
10076920
İnşaat Mühendisliği
Civil Engineering
Keywords: Trafik
Traffic
Issue Date: 23-Jun-2015
Publisher: Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Abstract: Birçok açıdan trafik analizi için önemli bir değerlendirme kriteri olan hız, karayolu trafik akımının temel değişkenlerinden biridir. Özellikle, ortalama hız, serbest akım hızı, optimum hız (kapasite hızı), hızlanma/yavaşlama gibi hızın değişimleri yalnızca karayolu güvenliğinde değil, karayolu kapasite analizlerinde de açıkça dikkate alınmaktadır. Bu tez çalışması, otoyol trafiğinde hızları analiz etmek ve hız farklılıklarını anlamak amacıyla İstanbul O-2 otoyolunun bir kesiminde örnek bir çalışma içermektedir. İstanbul sahip olduğu nüfus itibariyle kalabalık ve belirgin düzeyde yüksek ulaştırma talebi olan bir şehirdir. Bu talebin karşılanması her zaman kolay değildir. Ulaştırma alanında uzman kişiler, özellikle zirve saat trafiği, sürücü davranışları, yetersiz mevcut yol kapasitesinin verimsiz kullanılması gibi durumlar üzerine çalışmalar yürütmektedir.  Bu çalışmada İstanbul Büyükşehir Belediyesi’nin kullandığı 6 adet mikrodalga radar algıyıcıdan (sensör) alınan 2011 – 2014 yılları arasında toplamda 4 yılın Temmuz ve Ağustos aylarının günlük trafik verileri kullanılmıştır.  Kullanılan veriler, istatistiki hız analizleri ile hız değişimleri, şerit bazlı, haftalık, günlük olarak incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda, trafik akım hızlarının hangi yol kesitinde, hangi şeritte, hangi hafta gününde nasıl değiştiği araştırılarak elde edilen sonuçlar detaylı bir şekilde açıklanmaktadır. Ümraniye – Kavacık arasında bulunan otoyol kesitinde konumlandırılmış sensörlerden alınan veriler kullanılarak, serbest hızların dağılımları ortaya konulmuştur.  Ayrıca, şeritler arasındaki maksimum hız farkı ile yol hızı arasındaki ilişki, regresyon analizleri ve grafiklerle gösterilmektedir.  Şeritler arasındaki maksimum hız farkı ile yol akım oranı arasındaki ilişki de yine regresyon analizleri ve grafiklerle açıklanmaktadır.  Çalışmanın kısaca hangi bölümlerden oluştuğu, bölüm içerisinde değinilen konular aşağıda kısaca açıklanmaktadır. Birinci bölüm, bu çalışmanın kısa bir özetini içermektedir. Bu bölümde tezin amacı, kapsamı, katkısı ve organizasyonu anlatılmaktadır.  Karayolu trafik akım temelleri ikinci bölümde anlatılmakta, trafik akım ölçüleri, trafik akımının değişkenleri, trafik akımının değişkenleri arasındaki temel ilişkiler ve trafik akım değişkenleri ölçümünün kısa özetleri bulunmaktadır. Trafik akım ölçüleri kısmında, zaman – yol grafiği ve zaman – taşıt sayısı grafiği verilmektedir. Trafik akım değişkenleri kısmında, akım, yoğunluk ve hız konularına değinilmiştir. Trafik akım değişkenleri temel ilişkileri başlığı altında söz konusu ilişkiler grafiklerle sunulmakta, Greenshields, Greenberg, Underwood, Northwestern, Pipes-Munjal ve Drew gibi tek rejimli modeller ile Edie, İki rejimli doğrusal, Değiştirilmiş Greenberg ve Üç rejimli doğrusal gibi çok rejimli modeller gösterilmektedir. Trafik akım değişkenleri ölçümü başlığı altında trafik akım ölçüleri ve değişkenlerinin geleneksel yöntemler ve gelişmiş ve akıllı ölçüm sistemleri ile elde edilmesi anlatılmaktadır. Tezin üçüncü bölümü kısa bir literatür taramasını içermektedir. Otoyolda serbest hızın zamansal ve mekansal değişimi, hız değişimi ve otoyol trafik sıkışıklığı, kaza öncesi otoyol hızları ve hız değişimleri, değişen hız limitlerinin otoyol trafik akımına etkileri, rasyonel hız limitlerinin uzun dönem hız uyumu ve güvenliğe etkileri, tasarım hızları ve uygulanan hız limitleri arasındaki farkların hız seçimine etkisi gibi konular bu bölümün ana konularıdır.  Bu tezin örnek çalışması dördüncü bölümde anlatılmaktadır. Bu bölümde, çalışma alanının anlatılması, trafik verilerinin anlatılması, veri doğrulama ve hız verilerinin sınıflandırılması konularını içermektedir. Ayrıca, saha gözlemleri hız verileri için sayısal uygulamalar dördüncü bölümün ana konularıdır. Bu bölümde, saha gözlem hız verileri için istatistiksel değerlendirmeleri bulunmaktadır. Hız verileri iki ana başlık altında analiz edilmiştir: sıkışık olmayan durum ve sıkışık durum. Bu çalışmada, sıkışık ve sıkışık olmayan akımlardaki hız verilerinin betimleyici istatistikleri hesaplanmıştır.  Bu tezin içeriğinde, ayrı ayrı sıkışık ve sıkışık olmayan akımlarda şeritler, haftalar ve hafta günleri değişimlerinin hızlar üzerindeki etkisinin değerlendirmek üzere Kruskal-Wallis (K-W) testleri yapılmıştır. Bu çalışmada, serbest akım hız bölgesinde şerit ve yol hız verilerinin dağılımını belirlemek için, Kolmogorov-Smirnov (K-S) testleri uygulanmıştır. Analiz edilmiş dağılımlar normal, lognormal, gamma, gumbel, üstel ve tekdüze dağılımlarıdır. Şeritler arasında maksimum hız farkı ve yol hızı arasındaki ilişkiyi araştırmak adına regresyon analizi yapılmıştır. Bu araştırmalar sıkışık olmayan ve sıkışık durumlarda ayrı olarak yapılmıştır.  Buna ek olarak, sıkışık ve sıkışık olmayan durumlar için şeritler arasında maksimum hız farkı ve yol akım oranı arasındaki ilişki regresyon analizi yapılarak değerlendirilmiştir. Son bölümde, beşinci bölümde, bu tezin sonuçları verilmiştir. Sıkışık olmayan akım kısmındaki hız verisinin betimleyici istatistikleri, en sol şeridin, hızların ortalamasının en büyük olduğu şerit, en sağ şeridin ise hızların ortalamasının en düşük olduğu şerit sonucunu vermiştir. Ayrıca, Pazar günleri en yüksek hız ortalaması ve en düşük standart sapma olduğu ortaya konulmuştur.  Sıkışık olmayan akım kısmındaki hız verisinin K-W test souçları, hızların, şeritler arasında belirgin bir şekilde değiştiğini göstermektedir. Ancak, haftalar ve hafta günleri arasında hız değişimlerinin bu kadar belirgin olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Sıkışık akım kısmındaki hız verisinin K-W test sonuçları, bazı yol kesitlerinde, hızların bir şeritten diğerlerine, bir belirli hafta gününden diğerlerine, ve bir hafta gününden diğerlerine belirgin bir şekilde değişmediğini göstermektedir. Yol kesitlerindeki 35 adet K-S testi sonuçlarına göre serbest akım hız verilerinin, 20 defa normal dağılıma, 19 defa gamma dağılımına, 18 defa lognormal dağılımına ve 3 defa gumbel dağılımına uyduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte, analiz edilen yerlerden 2 yol kesitinde, serbest akım hız verilerinin haftanın her bir günü için normal dağılıma uyduğu gözlenmiştir.  Ayrıca, şeritlerde yapılan 140 adet K-S testi sonuçlarına göre serbest akım hız verilerinin, 14 defa normal dağılıma, 14 defa gamma dağılımına, 13 defa lognormal dağılımına ve 2 defa gumbel dağılımına uyduğu sonucuna ulaşılmıştır. Regresyon analizi sonuçları, trafik sıkışıklığının olmadığı ve olduğu alanlarda, analizlerin %50’sinde, şeritler arasında maksimum hız farkı ile yol hızı arasında orta bir ilişki olduğunu göstermektedir.  Trafik sıkışıklığının olmadığı ve olduğu alanlar için yapılan regresyon analizi, analizlerin %30’unda, şeritler arasında maksimum hız farkı ile yol akım oranı arasında orta bir ilişki olduğu sonucu ortaya koymaktadır. Şeritler arasında maksimum hız farkı, yol akım oranı arttıkça azalmaktadır.
Speed is one of the fundamental variables of road traffic flow that stands as an important evaluation criterion for traffic analyses in several aspects. In particular, varieties of speed variable, such as average speed, free flow speed, optimum speed (capacity speed), acceleration/deceleration speed and so on, have been explicitly considered in the analysis of not only road safety but also road capacity. In the purpose of analyzing speeds and realizing speed differentiations on freeway traffic, this study presents a case study conducted on a basic freeway segment of O-2 in Istanbul.  Chapter one comprises a brief introduction to the study. The fundamentals of road traffic flow are explained in chapter two, briefly including traffic flow measures and variables of traffic flow. Then, the fundamental relationships of traffic flow variables are presented with graphs. Chapter three of this thesis contains a brief literature review. Temporal and spatial variability of free speed along freeway, speed variation and freeway traffic congestion, and freeway speeds and speed variations preceding crashes are the main points of this chapter. The case study of this thesis is explained in chapter four. The numerical implementations for field observations speed data are the major points of chapter four. This chapter encompasses statistical evaluations for speed data of field observations. The speed data are analyzed into two main areas such as uncongested and congested areas. In the context of this thesis, Kruskal-Wallis (K-W) tests were performed to evaluate the effects of changes in lanes, weeks, and days of week on the speeds at uncongested and congested flow areas separately.  In this study, Kolmogorov-Smirnov (K-S) tests were implemented to determine the distribution of lane and road speed data of free flow speed region. The analyzed distributions are normal, lognormal, gamma, gumbel, exponential and uniform distributions. Furthemore, the regression analyses were carried out in order to investigate the relationship between maximum speed difference across lanes and road speed. These investigations were performed at uncongested and congested areas, separately. Moreover, the relationship between maximum speed difference across lanes and road flow rate were evaluated by applying regression analyses for both uncongested and congested areas separately. In the final chapter, chapter five, the conclusions of this thesis are given. The results of K-W tests of speed data at uncongested flow area show that the speeds generally vary significantly across lanes; however, the variation of speeds across weeks and days are not that much obvious. The results of K-W tests of speed data at congested flow area show that the speeds do not vary significantly from one lane to the others, from one specific day of week to the others, and from one day of week to the other at some analyzed locations. Moreover, the conclusions of 35 K-S tests at road sections indicate that the free flow speed data fit to normal distribution 20 times, gamma distribution 19 times, lognormal distribution 18 times and gumbel distribution 3 times. It is concluded from the results of regression analyses for uncongested and congested areas that there is moderate relationship between maximum speed difference across lanes and road speed in %50 cases. Additionally, the results of regression analyses for uncongested and congested areas indicate that there is moderate relationship between maximum speed difference across lanes and road flow rate in %30 cases. The maximum speed difference across lanes decreases as the road flow rate increases.
Description: Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015
URI: http://hdl.handle.net/11527/14031
Appears in Collections:İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
10076920.pdf17.27 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.