LEE- Ulaştırma Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19478

Gözat

Yazar "Öztürk, Zübeyde" ile LEE- Ulaştırma Mühendisliği-Doktora'a göz atma
  • Öge
    Kentiçi demiryolunda trafik yükünün ray aşınmaları üzerindeki etkisinin araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-12-24) Sönmez Yılmaz, Hazal ; Öztürk, Zübeyde ; 501132401 ; Ulaştırma Mühendisliği
    Ray aşınmalarının; demiryolu taşıtlarının hareket dengesinde bozulma, yolculuk konforunda azalma, trenin raydan çıkması ile meydana gelebilecek tren kazaları riskinde artış, rayın hizmet ömründe azalma ve ray bakımı maliyetlerinde artış gibi önemli etkileri bulunmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı; kentiçi demiryolunda trafik yükü başta olmak üzere, hat eğriliği, tren hızı ve dever parametrelerinin, rayın düşey aşınması ve yanal aşınması üzerindeki etkilerinin araştırılması ve ray aşınma modellerinin geliştirilmesidir. Tez kapsamında; trafik yükü, hat eğriliği, tren hızı ve deverin, düşey ve yanal ray aşınması üzerindeki etkisinin incelenmesi ve ray aşınma modellerinin geliştirilmesi için yapay sinir ağları (YSA), korelasyon matrisleri ve çoklu doğrusal regresyon analizi yöntemleri kullanılmıştır. Geliştirilen ray aşınma modellerinin performansının değerlendirilmesi amacıyla çoklu bağlantı testleri ve çapraz doğrulama analizleri yapılmıştır. İstanbul'un en eski ve en yoğun kullanılan raylı sistem hatlarından biri olan Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı, örnek hat olarak seçilerek; hat üzerinde yıllara uzanan kapsamlı ray aşınma ölçümleri, yolcu sayımları ve veri toplama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı'nda, rayın düşey ve yanal aşınma miktarları, "Robel" adı verilen ray mantarı aşınma ölçüm aleti ile ölçülmüştür. 30 Ekim 2013 ile 10 Mayıs 2016 tarihleri arasında, hattın demiryolu işletimine kapalı olduğu 01:00 ile 05:00 arasındaki zaman diliminde, Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı üzerinde bulunan 476 noktada düşey ray aşınması ve 451 noktada yanal ray aşınması ölçümü yapılmıştır. Ray aşınma ölçümü yapılan kilometrelerde raya etkiyen trafik yükünün doğru bir şekilde hesaplanması amacıyla, hatta gerçekleştirilen ray değişimi çalışmaları ile ilgili veriler toplanmıştır. Hattaki ray aşınma ölçümlerinin başlangıç tarihi olan 30 Ekim 2013 ve bitiş tarihi olan 10 Mayıs 2016 tarihleri göz önüne alınarak, ray değişimi verilerinin toplanacağı zaman periyotunun başlangıcı olarak 1 Ocak 2012 tarihi esas alınmış ve zaman periyotunun sonu 31 Aralık 2016 olarak belirlenmiştir. Bu bağlamda, hattın işletimini yapan kurum olan Metro İstanbul A.Ş'den, 1 Ocak 2012 ile 31 Aralık 2016 tarihleri arasında hazırlanan günlük raporlar temin edilerek, hatta yapılan ray değişimi çalışmaları tespit edilmiş ve ray değişimi yapılan tarihler ile değiştirilen rayların kilometresi listelenmiştir. Ardından, ray aşınma ölçümü sonuçları ile ray değişimi verilerinin birlikte yer aldığı kapsamlı bir tablo hazırlanmıştır. Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı'nda, düşey ray aşınması ölçümünün gerçekleştirildiği 476 nokta ve yanal ray aşınması ölçümünün yapıldığı 451 nokta için trafik yükü, hat eğriliği, tren hızı ve dever değerleri belirlenmiştir. Ray aşınma ölçümü yapılan noktalarda raya etkiyen trafik yükleri, istasyonlar arasındaki hat kesimlerinde tren içinde taşınan yolcu sayısına bağlı olarak hesaplanmıştır. İstasyonlar arasındaki hat kesimlerinde taşınan yolcu sayılarını belirlemek için, hattaki istasyonlarda basılan günlük İstanbul-kart (toplu taşıma araçlarında kullanılan ulaşım kartı) verileri ve hat üzerinde gerçekleştirilen taşıt-içi yolcu sayımlarından elde edilen veriler kullanılmıştır. 1 Ocak 2012 ile 31 Aralık 2016 tarihleri arasında, hattın istasyonlarında basılan İstanbul-kart sayıları kullanılarak, her bir istasyonda trene binen günlük yolcu sayıları elde edilmiştir. Fakat; trenden inen yolcular İstanbul-kart basmadığı için, istasyonlarda trenden inen yolcu sayılarını belirlemek amacıyla Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı'nda her iki yönde 60'ar adet olmak üzere toplam 120 adet taşıt-içi yolcu sayımı çalışması gerçekleştirilmiştir. Yolcu sayımları; haftaiçi ve haftasonu günlerde, hattın işletmeye açık olduğu tüm saatleri kapsayacak ve hattaki tüm istasyonları içerecek şekilde yapılmıştır. Yolcu sayımı sonuçlarına göre, hattaki her istasyon için "günlük ortalama inen yolcu oranı" hesaplanmıştır. İstasyonlarda basılan günlük İstanbul-kart verileri ve "günlük ortalama inen yolcu oranları" kullanılarak, istasyonlar arasındaki hat kesimlerinde taşınan yolcu sayıları belirlenmiş ve buna bağlı olarak trafik yükleri hesaplanmıştır. Yenikapı-Atatürk Havalimanı Hafif Metro Hattı'nda gerçekleştirilen yolcu sayımları, çeşitli parametrelere göre analiz edilmiştir. Yenikapı-Havalimanı ve Havalimanı-Yenikapı yönleri için ayrı ayrı yapılan bu analizler: (1) istasyonlar arasındaki hat kesimlerinde, tren içinde taşınan ortalama yolcu sayılarının belirlenmesi, (2) haftaiçi günlerde sabah zirve saatte, akşam zirve saatte ve zirve saat dışındaki zaman dilimlerinde, hat kesimlerinde taşınan ortalama yolcu sayılarının incelenmesi, (3) haftasonu günlerde, zirve saate göre belirlenen 4 farklı zaman diliminde, hat kesimlerinde taşınan ortalama yolcu sayılarının analizi, (4) haftaiçi ve haftasonu günler için istasyonlar arasındaki hat kesimlerinde, tren içinde taşınan ortalama yolcu sayılarının karşılaştırılmasıdır. Tez kapsamında, rayın düşey ve yanal aşınması; trafik yükü, hat eğriliği, dever ve tren hızı parametreleri kullanılarak, yapay sinir ağları yöntemiyle modellenmiştir. Düşey aşınma YSA modeli, yanal aşınma YSA modeli, düşey ve yanal aşınmanın birlikte incelendiği YSA modeli olmak üzere 3 temel YSA modeli geliştirilmiştir. Çok katmanlı ileri beslemeli geri yayılım ağı olarak geliştirilen YSA modellerinin performansı, ortalama karesel hata (MSE) ve korelasyon katsayısı (R) değerleri dikkate alınarak ölçülmüştür. Her 3 YSA modelinde, gizli katmandaki nöron sayısı 5-15 değerleri arasında değiştirilerek ve ağların yeniden eğitimi yapılarak, YSA'ların performansı incelenmiştir. Her 3 YSA modeli için en iyi performansa sahip olan ilk 10 YSA mimarisi belirlenmiştir. Düşey aşınma YSA, yanal aşınma YSA ve düşey ile yanal aşınmanın birlikte incelendiği YSA modellerinde; hatta ölçülen aşınmalar ile YSA modeli tarafından tahmin edilen aşınmalar arasındaki R değerleri, 1'e oldukça yakın değerler olarak elde edilmiştir. Bu durum, ölçülen ve YSA tarafından tahmin edilen değerler arasında güçlü bir doğrusal ilişki olduğunu göstermektedir. Her üç YSA modelinde, doğrulama seti için MSE değerleri sıfıra oldukça yakın olarak elde edilmiş olup; YSA modeli tarafından tahmin edilen aşınmaların, hatta ölçülen aşınmalara çok yakın olduğunu ortaya koymaktadır. Geliştirilen düşey aşınma YSA, yanal aşınma YSA ve düşey ile yanal aşınmanın birlikte incelendiği YSA modelleri; girdi ve çıktı parametreleri arasında güçlü ilişkiler ortaya koyarak, rayın düşey ve yanal aşınmasını yüksek bir doğruluk seviyesi ile tahmin etmiş ve ray aşınmalarını başarıyla modellemiştir. Tez kapsamında; trafik yükü, hat eğriliği, dever ve tren hızı parametrelerinin, düşey ve yanal ray aşınması üzerindeki etkilerini incelemek ve ray aşınmalarını modellemek için korelasyon matrisleri ve çoklu doğrusal regresyon analizi yöntemi kullanılmıştır. Düşey aşınma ve yanal aşınma için iki ayrı çoklu doğrusal regresyon modeli geliştirilmiş ve iki ayrı korelasyon matrisi oluşturulmuştur. Düşey ve yanal aşınma için oluşturulan korelasyon matrislerinde, her bir bağımsız değişken çifti arasındaki korelasyon katsayıları, sıfıra yakın değerler olarak elde edildiği için, bağımsız değişkenler arasında zayıf bir doğrusal ilişki olduğu sonucuna varılmıştır. Her iki korelasyon matrisinde, bağımlı değişken ile güçlü bir doğrusal ilişki içinde olan tek bağımsız değişkenin, trafik yükü olduğu belirlenmiştir. Düşey ve yanal aşınma için geliştirilen çoklu doğrusal regresyon modellerinde, Çoklu R katsayıları 1'e yakın olarak elde edilmiş olup, bağımlı değişken ile bağımsız değişkenler arasında güçlü bir doğrusal ilişki olduğunu göstermektedir. Düşey aşınma regresyon modelinde, bağımlı değişkende meydana gelen değişimlerin %84,14'ü bağımsız değişkenler tarafından açıklanabilirken; yanal aşınma regresyon modelinde, bağımlı değişkende meydana gelen değişimlerin %76,26'sı bağımsız değişkenler tarafından açıklanabilmektedir. Her iki regresyon analizinde, F-testi sonucunda elde edilen F-değerine karşılık gelen p-değeri dikkate alınarak, geliştirilen çoklu doğrusal regresyon modellerinin, α=0,05 anlamlılık düzeyinde bir bütün olarak anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır. Her bir bağımsız değişkenin, regresyon modeline olan katkısını incelemek için yapılan t-testinin sonuçlarına göre, α=0,05 anlamlılık düzeyinde, trafik yükünün, düşey aşınma miktarı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkiye sahip olduğu belirlenirken; hat eğriliği, dever ve tren hızı parametrelerinin, düşey aşınma miktarı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkiye sahip olmadığı sonucuna varılmıştır. Benzer şekilde, α=0,05 anlamlılık düzeyinde, trafik yükü, yanal aşınma miktarı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkiye sahip iken; hat eğriliği, dever ve tren hızının, yanal aşınma miktarı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. Bağımsız değişkenlerden tren hızı ve hat eğriliği, tren hızının karesi ve hat eğriliğinin karesi olarak değiştirilerek, düşey ve yanal aşınma için iki tane daha çoklu doğrusal regresyon modeli geliştirilmiş ve iki korelasyon matrisi daha oluşturulmuştur. Bağımsız değişkenlerde bazı değişiklikler yapılarak oluşturulan düşey ve yanal aşınma korelasyon matrisleri ve regresyon modellerinin, önceki korelasyon matrisleri ve regresyon modellerine benzer sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Düşey ve yanal aşınma için geliştirilen çoklu doğrusal regresyon modellerinde, çoklu bağlantı probleminin var olup olmadığını tespit etmek amacıyla çoklu bağlantı testleri yapılmıştır. Bu bağlamda, regresyon modellerinin bağımsız değişkenleri arasındaki korelasyonu ölçen "varyans büyütme faktörü" (VBF) değerleri hesaplanmıştır. Düşey ve yanal aşınma regresyon modelleri için yapılan çoklu bağlantı testlerinde, tüm bağımsız değişkenlere ait VBF değerleri, 5'den daha düşük olarak elde edilmiştir. Buna bağlı olarak; bağımsız değişkenler arasında düşük korelasyon olduğu tespit edilmiş olup, düşey ve yanal aşınma regresyon modellerinde çoklu bağlantı probleminin var olmadığı sonucuna varılmıştır. Düşey ve yanal aşınma regresyon modellerinin tahmin etme performansını değerlendirmek için 5-katlı çapraz doğrulama analizleri yapılmıştır. Düşey ve yanal aşınma için yapılan çapraz doğrulama analizleri sonucunda, bağımlı değişkenin gerçek değerleri ile tahmin edilen değerleri arasındaki R katsayıları 1'e oldukça yakın olarak ve MSE değerleri sıfıra yakın olarak belirlenmiştir. Bu durum; bağımlı değişkenin gerçek değerleri ile tahmin edilen değerleri arasında güçlü bir doğrusal ilişki olduğunu ve tahmin edilen değerlerin gerçek değerlere yakın olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, çapraz doğrulama analizleri, düşey ve yanal aşınma regresyon modellerinin tahmin performansının başarılı olduğunu ortaya koymaktadır.
  • Öge
    OECD ülkeleri ve ülkemizde meydana gelen karayolu trafik kazalarının incelenmesi ve sonuçlarının karşılaştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-04-05) Atasayar, Gülfem ; Öztürk, Zübeyde ; 501181427 ; Ulaştırma Mühendisliği
    Taşımacılık sektörü, tarih boyunca ülkelerin sosyal, ekonomik ve kültürel faaliyetlerinin gelişmesinde ve canlanmasında etkin rol oynayan önemli bir faaliyet alanıdır. Her geçen gün gelişen teknolojiye ve çalışma ortamlarının artık dijitalleşme çağına girmesine rağmen bu sektör işlerinin büyük bir kısmını hala fiziki olarak devam ettirmektedir. Sektör Karayolu Taşımacılığı, Demiryolu Taşımacılığı, Hava Taşımacılığı ve Denizyolu Taşımacılığı olmak üzere dört ana gruba ayrılmaktadır. Sektör bu dört ana alandaki farklı niteliklerdeki nakliye ve nakliye ihtiyaçlarını farklı koşul ve imkanlarla karşılamaktadır. Trafik kazaları bir taşıtın herhangi bir başka karayolu taşıtına, yayaya, hayvana veya herhangi bir başka nesneye çarpması sonucu oluşan durumdur. Bu çalışmanın kapsamı, Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) ülkelerinde ve Türkiye'de meydana gelen karayolu trafik kazalarının nedenlerinin literatürde nasıl analiz edildiğini belirlenmesi, incelenmesi ve bulunan sonuçların karşılaştırılmasıdır. Çalışmada OECD üyesi olan 38 ülkeden 21 ülkenin 2005 yılı ile 2018 yılları arasındaki karayolu trafik kazalarına bağlı ölüm verileri kullanılmıştır. Verileri eksik olan ülkeler analize dahil edilmemiştir. OECD' ye üye olan ülkelerin yolcu ve yük taşımacılığı, yaralanmalı karayolu trafik kaza sayısı ve karayolu trafik kazasına bağlı ölüm sayısı verilerinin 2005-2018 yılları arasındaki ortalaması ile analiz gerçekleştirilmiştir. Karayolu trafik kazasına bağlı ölen kişi sayısı, milyon kişi başına olarak ölçülmüştür. Analizde kullanılacak yıllar, Covid-19 pandemi zamanı da dikkate alınarak, pandemi öncesi zaman özellikle seçilmiştir. Analiz dışında bırakılan Covid-19 dönemi ayrı bir bölümde incelenmiştir. Çalışmada Covid-19 döneminde ülkelerin aldıkları fiziksel mesafe, karantina, evde kalma uygulamaları, okulların kapatılması, toplanma ve seyahat kısıtlamaları gibi günlük hayatın hareketliliğini önemli ölçüde etkileyen önlemlerin araç trafiği hareketliliği azaltmasının karayolu trafik kazaları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ülkelerde Covid-19 döneminde alınan önlemlerin katılık derecesini ölçen Oxford Katılık Endeksi ile bu ülkelerde pandemi dönemi meydana gelen karayolu trafik kazalarında ölen kişi sayıları arasında bir korelasyon olduğu belirtilmiştir. Bu korelasyonun Oxford Katılık Endeksi 50'nin üzerinde olan Arjantina, İtalya ve Kolombiya gibi ülkelerde daha güçlü, 50'nin altında olan ülkelerde ise daha zayıf olduğu söylenmiştir. OECD' ye üye olan ülkelerin 2005-2018 yılları arası karayolu trafik kazasına bağlı ölüm sayısı verisi gri ilişkisel analiz tekniği kullanılarak analiz edilmiştir. Çalışmada karayolu trafik kazasına bağlı ölüm sayısı minimize edilecek değerler olarak alınmıştır. Çıkan sonuçlar ise OECD ülkelerinde ve Türkiye'de yaşanan kazalar olarak iki başlık altında incelenmiş ve karşılaştırma yapılmıştır. Ülkelerin yolcu ve yük taşımacılığı, yaralanmalı karayolu trafik kaza sayısı ve karayolu trafik kazasına bağlı ölüm sayısı verileri kullanılarak yapılan karşılaştırmalar sonrasında ulaşılan bulgulara göre, gri ilişki derecesi en yüksek olan ilk 5 ülke sırasıyla Türkiye, sonrasında Norveç, İsviçre, İngiltere ve Fransa olarak tespit edilmiştir. En düşük olan son 5 ülke sırasıyla Amerika Birleşik Devletleri (ABD), Litvanya, Letonya, Avustralya ve Almanya'dır.