Kavşaklardaki trafik yoğunluğunun yarattığı hava kirliliği maliyetinin simülasyon modellemesi ile analizi: Temur Malik-Mirzo Ulugbek Kavşağı örneği

Abstract

Günümüz dünyasında gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin sera gazı salınımlarını azaltmak amacıyla önemli girişimler yaptığı görülmektedir. Bu amaçla sanayi, enerji ve ulaşım alanlarında yatırımlar yapılmakta, küresel ısınma ve iklim değişiklikleri ile mücadele edilmektedir. Bu mücadelenin en önemli unsuru sürdürülebilir, çevreci yaklaşımlar ile projeler üretmektir. Bu projeler ile özellikle kentsel alanlarda çevre ve hava kalitesi iyileştirilmeye çalışılmaktadır. Kentsel alanlarda çevre kalitesi temelde nüfus yoğunluğuna bağlıdır. Hava kalitesi ise ulaşım aracı sayısıyla ilişkilidir. Ulaşım aracı sayısı da nüfus yoğunluğuna bağlı olarak artış gösterdiğinden, hava kirliliğinin temel kaynaklarının başında ulaşım araçlarının geldiğini söylemek mümkündür. Özellikle karayollarında kullanılan motorlu taşıtlar, kentsel alanlarda hava kalitesini önemli ölçüde düşürmektedir. Motorlu taşıtların motorlarında yanma sonucunda ortaya çıkan egzoz gazları karbon monoksit, partikül madde, uçucu organik madde gibi kirletici emisyonların salınımına yol açmaktadır. Bu durum insan sağlığı üzerinde önemli olumsuz etkiler ortaya çıkmasıyla sonuçlanmakta, yaşam kalitesini ciddi düzeyde düşürmektedir. Nüfusun ve araç yoğunluğunun artmasıyla birlikte yoğunluk düzeyinin kritik değeri aşması ve bunun sonucunda trafiğin serbestçe hareket edemeyerek sıkışık bir hale gelmesi trafik sıkışıklığı, tıkanıklığı ya da yoğunluğu olarak adlandırılmaktadır. Trafiğin sıkışması, düzenli akan trafiğin düzensizleşmesine yol açmaktadır. Trafik yoğunluğu sorununa gelişmiş teknolojilerin yaygın kullanıldığı ülkelerden bakıldığında akıllı ulaşım sistemleri gibi çözüm unsurları akla gelirken, altyapı sorunlarının yoğun olduğu ülkelerde kavşaklardan kaynaklı yoğunluğun incelenmesi daha fazla ön plana çıkmaktadır. Kavşaklar, iki veya daha fazla yönden akan trafiğin kesiştiği, ayrıldığı ve birleştiği ortak alanlardır. Farklı yönlerdeki araç trafiği göz önüne alındığında, kavşaklarda trafik kazalarının meydana gelme olasılığı daha yüksektir. Kavşaklar, çevresel koşullara uyum sağlayacak, kaza olasılığı ve gecikme minimum, tesis bakım masrafları düşük ve maksimum kapasite olacak şekilde tasarlanmalıdır. Kavşaklar, kesiştikleri platformun durumuna göre iki gruba ayrılır: eş düzey (hemzemin) kavşaklar ve farklı düzeyli kavşaklar. Farklı düzeyli kavşaklar, trafik hacminin ve trafik yoğunluğunun çok yüksek olduğu geçiş alanlarında uygulanmaktadır. Bu tür kavşakların maliyeti oldukça yüksektir. Öte yandan eş düzey kavşaklar, trafik kazası ve trafik yoğunluğu gibi sorunların daha sık görüldüğü kavşak türleridir. Kavşaklarda yapılan projelerin gelecekte sağlayacağı faydaların analizleri için kavşak modelleri oluşturulur. Kavşakların modellerinin oluşturulabilmesi için farklı mikrosimülasyon yazılımları kullanılmaktadır. Günümüzde birçok bilimsel araştırmada da faydalanılan Vissim programı yaygın olarak kullanılan bir simülasyon programı olarak xx karşımıza çıkmaktadır. Vissim programıyla kavşağın mevcutta çalışma durumu ya da projelendirme çalışması aşamasında birçok alternatif çalışma senaryoları oluşturulabilmektedir. Program bu alternatif senaryoların kavşak üzerinde uygulandığı durumlarda ortaya çıkabilecek sonuçların analizinin yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Böylelikle ulaştırma veya trafik mühendisleri, ulaşım plancılar değerlendirmeler yaparak sonuçları karar verici mercilere iletebilmektedirler. Simülasyon modelinin gerçeğe uygun olarak kurulabilmesi için öncelikle kavşağın mevcut geometrik özelliklerinin irdelenmesi gerekmektedir. Yapılan incelemeler sonucunda kavşak geometrisine ait yönlendirme adaları, şerit genişlikleri, sinyalizasyon öğeleri, kavşak içerisindeki geçiş üstünlükleri vb. özellikler veri haline getirilerek simülasyon programına işlenilmektedir. Bu gözlemlerin yanında girdi verilerini oluşturmak amacıyla kavşaklarda sayımlar yapılmaktadır. Trafik sayımları ile kavşağın mevcut trafik hacimleri saptanır. Bu sayımlar video kamera tekniği ile manuel olarak ya da kavşağa kurulan dedektörler yardımıyla programlarla yapılır ve analiz edilmektedir. Analizlerin sonucunda kavşak içerisindeki hareketler kavşak kolları bazında belirtilerek hangi koldan hangi kol yönüne belirli sürede kaç araç girişi yapıyor verisine ulaşılmaya çalışılmaktadır. Bunun yanında araçların ivmelenme, hareket kabiliyeti, yakıt tüketimi vb. niceliklerinde simülasyona dahil edilmesi amacıyla sınıflandırma yapılarak ağır taşıt, minibüs, otomobil ayrımı sağlanılabilmektedir. Araç türlerine göre sınıflandırılmış trafik sayımları neticesinde akımların en yüksek olduğu zirve saat saptanarak bu saatteki değerler simülasyon girdisi olarak kullanılmaktadır. Simülasyon sonuçlarında ise araçların gecikme süresi, kuyruklanma uzunluğu, yakıt tüketimi, hizmet düzeyi değeri ve emisyon değerleri elde edilir. Bu çalışmada, kavşaklarda oluşan trafik yoğunluğundan kaynaklanan hava kirliliği maliyetinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle, sözü edildiği üzere trafik yoğunluğunun daha sık görüldüğü eş düzey kavşaklar, konu kapsamına daha detaylı dahil edilmektedir. Çalışmada, kavramsal çerçeve ve söz konusu maliyetin belirlenmesi için uygulanan simülasyon modellemesine ilişkin açıklamalar sunulmaktadır. Bu süreçte, literatür taraması ile ilgili kaynaklardan faydalanılmış, gerekli bilgiler bu kaynaklar ışığında verilmiştir. Araştırmanın uygulama kısmında ise, Özbekistan Taşkent şehrinde bulunan, Temur Malik Caddesi-Mirzo Ulugbek Caddesi kavşağı kullanılmıştır. Temur Malik Caddesi, şehrin en yoğun arterlerinden biri olan Taşkent Büyük Halka Yolu (Çevre Yolu)'nun bir parçasıdır. Mirzo Ulugbek Caddesi ise Taşkent şehir merkezini Çırçık şehrine bağlayan en önemli arter olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle kavşaktaki trafik yoğunluğu yüksek seviyede olup, şehrin gelişmesi ile birlikte gelecek yıllarda yoğunluğun artacağı öngörülmektedir. Çalışma kapsamında belirtilen kavşakta mevcut durum analiz edilmiş, eş düzey ve farklı seviyeli olmak üzere iki öneri çalışılmış, simülasyon modelleri hazırlanmış ve sonuçları detaylı şekilde analiz edilmiştir. Sonuçlar neticesinde hava kirliliği maliyeti ve öneriler ile oluşması muhtemel fayda ortaya konmuştur.