LEE- Ulaştırma Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

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

Gözat

Yazar "Yüksel, Taha" ile LEE- Ulaştırma Mühendisliği-Doktora'a göz atma
  • Öge
    Kent içi raylı sistemlerde gerçek aktarma süreleriyle zaman çizelgesinin senkronizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-09) Yüksel, Taha ; Öztürk, Zübeyde ; 501172404 ; Ulaştırma Mühendisliği
    Kent içi toplu taşımalarda ve raylı sistemlerde entegrasyonun artmasıyla birlikte, kent içi raylı sistemi kullanan yolcuların aktarma sayıları artmıştır. Kent içi raylı sistemleri tercih eden yolcuların en önemli beklentileri arasında hız, dakiklik ve erişilebilirlik yer almaktadır. Bu nedenle, kent içi raylı sistem ağlarında farklı hatların zaman çizelgelerinin senkronize olması, transfer yolcularının bekleme ve seyahat süreleri açısından önemlidir. Bu tez çalışmasında; kent içi raylı sistemlerde sefer çizelgelerinin senkronizasyonunu iyileştirme konusunda araştırma yapılmıştır. Tez kapsamında; kent içi raylı sistem ağları arasında transfer olmak isteyen yolcuların, transfer bekleme sürelerini azaltmak ve başarılı transfer yolcu sayısını artırmak amacıyla, sefer çizelgeleri arasında senkronizasyonu sağlayacak modeller geliştirilmiştir. Kent içi raylı sistemler genellikle 24 saat işletilmediği için, günün ilk ve son saatindeki sefer çizelgelerinin senkronizasyonu ayrı bir öneme sahiptir. Bu yüzden, sefer çizelgelerinin senkronizasyonu probleminin çözümüne; günlük sefer çizelgesinin yanında, günün ilk ve son seferleri için de çalışma yapılmıştır. Sefer çizelgeleri arasında senkronizasyonu artıracak modeller sezgisel algoritmalar yardımıyla geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerde; genetik algoritma (GA), benzetimli tavlama (BT), parçacık sürü optimizasyonu (PSO) ve yusufçuk algoritmaları kullanılmıştır. Ayrıca, son tren sefer çizelgelerinin senkronizasyonunda matematiksel programlama kullanılarak, son tren başarılı transfer yolcu sayısını artırmak amacıyla sefer çizelgelerinde düzenleme yapılmıştır. Sefer çizelgelerinin senkronizasyonunda, transfer olacak yolcunun bekleme süresini etkileyecek karar değişkenleri, trenlerin istasyona geliş, istasyondan kalkış ve yolcunun transfer süresidir. Transfer süresi, yolcuların fiziksel özellikleri ve yolcuların vagon içindeki, platformdaki ve aktarma sürecindeki davranış ve tercihleri gibi birçok koşuldan etkilenen ve her yolcu için farklılık gösterebilen bir zaman aralığıdır. Bu yüzden, transfer olan her yolcu için ortalama bir transfer süresi değeri alarak ve istasyon yoğunluğunu düşünmeden her zaman dilimi için aynı transfer süresini kabul ederek geliştirilen model ile bulunan sefer çizelgelerinin, pratikte istediği karşılığı alamayacağı görülmektedir. Bu kapsamda, geliştirilen sefer çizelgeleri modelini test etmek ve model için gerekli transfer sürelerini toplamak için, Marmaray ve Marmaray ile entegre olan Metro İstanbul hatlarından, M1A Yenikapı – Atatürk Havalimanı ve M1B Yenikapı – Kirazlı hafif metro hatları ile M2 Yenikapı – Hacıosman, M4 Kadıköy – Sabiha Gökçen Havalimanı ve M5 Üsküadar - Samandıra metro hatları seçilmiştir. Farklı işletmeler tarafından çalıştırılan Marmaray ve Metro İstanbul hatları, İstanbul toplu taşımasının önemli aktarma merkezlerinden olan Yenikapı, Üsküdar ve Ayrılıkçeşme istasyonlarında birbiriyle entegre olmaktadır. Marmaray ile entegre olan metro hatları yolcu sayısının ve transfer yolcu sayısının en fazla olduğu hatların başında gelmektedir. Hatların sefer çizelgelerinin senkronizasyonuna baktığımızda ise; özellikle sefer aralıklarının fazla olduğu saatlerde, yolcuların transfer için bekleme sürelerinin fazla olduğu ve günün ilk ve son saatlerinde hatların sefer çizelgeleri arasında uyum olmadığı tespit edilmiştir. Yolcuların transfer sürelerinin hesaplanabilmesi için, Ocak – Haziran 2022 tarihleri arasında, örnek hatlar arasında transfer olan yolcuların, transfer süreçleri kamera kaydı ile incelenmiştir. Yolcuların ortalama transfer süreleri hesaplanmış, transfer sürelerinin dağılımı ve diğer istatistiki bilgiler ortaya konulmuştur. Son trene yetişmek isteyen yolcuların normalden daha hızlı hareket ettikleri ve birbirlerinden etkilenerek sürü psikolojisi ile davrandıkları kanaati, yolcuların transfer gözlemlerinde elde edilen önemli tespitlerden olmuştur. Bu tespiti doğrulamak için yapılan ölçümlerde, son trene yetişmek isteyen yolcuların ortalama transfer sürelerinin normal zamanlardan daha düşük olduğu ölçülmüştür. Her transfer istasyonunda bu ölçümü yapmamak ve normal transfer sürelerinden son tren transfer süresini elde edebilmek amacıyla, yolcuların normal zamanlardaki ortalama transfer sürelerinden son tren transfer süreleri tahmin edilmeye çalışılmıştır. Bu tahmin sürecinin oluşmasında, yolcuların son trene yetişmek için sürü psikolojisi ile hareketleri ve birbirlerine benzemek istemeleri gözlemleri de etkili olmuştur. Son trene transfer olmak isteyen yolcuların transfer süreleri PSO, BT ve yusufçuk algoritmaları ile, normal zamanlardaki transfer sürelerinden tahmin edilmeye çalışılmıştır. Son trene transfer olmak isteyen her yolcu, algoritmadaki bir bireyi temsil etmiş ve her üç algoritma 50 kez çalıştırılarak, sonuçlar elde edilmiştir. Sonuçlara göre; %96 ile %99 arasında değişen yakınlık ile, en iyi tahminler PSO ile geliştirilen model ile elde edilmiştir. Elde edilen transfer süreleri ile, günün ilk saati, son seferler ve günlük sefer çizelgeleri olmak üzere üç farklı çalışma yapılmıştır. Günün ilk saatlerinde transfer olan yolcuların bekleme sürelerini düşürmek amacıyla oluşturulan model, GA ve BT algoritması kullanılarak geliştirilmiştir. Geliştirilen modeller, örnek olarak incelenen hatlar üzerinde test edilmiştir. Günün ilk seferleri için, toplam 33 transferde, transfer olan 450 yolcunun toplam ortalama bekleme süreleri GA ile geliştirilen model ile %33, BT ile geliştirilen model ile %6 azalmıştır. Ayrıca, GA ile geliştirilen modelde yolcuların transfer sürelerinin dağılımlarının dikkate alınmadan, her yolcu için aynı transfer süresi kullanılması halinde, yolcu başına düşen ortalama bekleme süresi 14 saniye, yolcuların toplam bekleme süresi ise 76 dakika daha fazla olmaktadır. Günün son seferlerini düşünerek, başarılı transfer yolcularının sayısını artırmak için, PSO algoritması ile tahmin edilen transfer zamanını kullanarak, transfer olmak isteyen bütün yolcuların transfer olmasını sağlayacak şekilde, yolcuların bekleme süresinin en az olacağı son tren zaman çizelgesi senkronizasyonu yapılmıştır. Mevcut sefer çizelgesine göre, 33 transferde, 1250 son tren transfer yolcusunun 772 tanesi transfer olabilmektedir. PSO ile tahmin edilen son tren transfer süresine göre düzenlenen sefer çizelgeleri sayesinde, başarılı transfer sayısı %38 artmış ve transfer olan yolcuların ortalama bekleme süreleri ise %73 azalmıştır. Ayrıca, tahmin edilen son tren transfer süreleri yerine ortalama transfer süreleri kullanılarak, bütün yolcuların transfer olacağı şekilde sefer çizelgeleri düzenlenmiş olması halinde, transfer olan yolcuların ortalama bekleme sürelerinin 124 saniye daha fazla olacağı tespiti yapılmıştır. Bu sonuç da, sefer çizelgelerinin senkronizasyonu çalışmalarında, ortalama transfer süreleri yerine gerçek transfer verilerinin kullanılmasının önemini bir kez daha ortaya koymuştur. Günün ilk saati ve son seferleri özelinde yapılan çalışmalardan sonra, kent içi raylı sistemlerin işletildiği 06:00-24:00 saatleri arasında örnek hatlar arasında transfer olan yolcuların bekleme sürelerini azaltmak amacıyla, oluşturulan model sezgisel algoritmardan GA ile geliştirilerek sefer çizelgeleri düzenlenmiştir. Oluşturulan yeni sefer çizelgesi ile, transfer olan yolcuların ortalama bekleme sürelerinde %41 ile %61 oranında azalma meydana gelmiştir. Kent içi raylı sistemlerde sefer çizelgelerinin senkronizasyonu çalışmasıyla, sefer çizelgelerinin senkronizasyonlarında, gerçek transfer sürelerinin kullanılması ve günün değişen zamanlarına göre transfer süreçlerindeki değişimin, senkronizasyon çalışmasına yansıtılmasının gereklilikleri vurgulanmaya çalışılmıştır. Ayrıca, son tren transfer sürelerinin normal zamanlardaki transfer sürelerinden farklı olduğunun tespiti ve son tren sefer çizelgelerinde kullanılan transfer sürelerinin sezgisel algoritmalar ile tahmin edilmesinin, tezin diğer önemli sonuçları olduğu, değerlendirilmektedir. Sonuç olarak, transfer süreçlerini dahil ederek, gerçek transfer verileri ile, sezgisel algoritmalar ile geliştirdiğimiz modeller sayesinde, kent içi raylı sistemlerin sefer çizelgelerinin senkronizasyonunda başarılı sonuçlar elde edilmiştir.