Travel time reliability analysis of three different routes in baghdad city = Bağdat şehirinde üç farklı güzergahta seyahat süresi güvenilirlik analizi

Abstract

Ulaşım, insanların yaşamsal faaliyetlerine katılmalarını ve temel ihtiyaçlarını elde etmelerini sağlayan günlük hayatın önemli bir yönüdür. Nüfus artışı, ulaşım gereksinimlerinde bir artışa neden olmuş ve bu da yollardaki trafik hacminin artmasına yol açmıştır. Bu nedenle, özellikle insan faaliyetlerinin yoğunlaştığı şehir merkezlerinde, trafik sıkışıklığı gibi mobilite ile ilgili sorunlar daha yaygın hale gelmiştir. Bu nedenle, ulaşım ağları doğru bir şekilde planlanmalıdır, böylece şehir trafiği kontrol altında tutulabilir ve ulaşım seyahati ile ilgili mobilite sorunları azaltılabilir. Seyahat süresi güvenilirliği, belirli bir ulaşım sisteminde seyahat sürelerinin ne kadar öngörülebilir ve tutarlı olduğuna ilişkin düzeyi ifade eder. Güvenilir bir ulaşım sistemi, kişinin amaçladığı varış noktasına makul bir süre içinde ulaşabilmesine dair belli bir garanti sağlar. Güvenilirliği olmayan bir ulaşım sistemi, öngörülemeyen gecikmelere maruz kalabilir ve kullanıcıları için daha yüksek maliyetlere neden olabilir. Seyahat süresi güvenilirliği, bir yolun belirli bir bağlantısının veya bölümünün farklı günün saatlerinde alınan sürelerinin tutarlılığını ölçen bir ölçüttür ve sürücülerin beklenmedik gecikmeleri telafi etmek için ayırmaları gereken ekstra zaman şeklinde ifade edilir. Seyahat süresi güvenilirliği, sadece ulaşım sağlayıcıları için değil, günlük işe gidip gelme ihtiyaçları için sistemlere güvenen yolcular için de önemli bir ölçüttür. Sık sık yaşanan gecikmeler, günlük iş veya diğer etkinliklere geç kalınmasına neden olabilen bir durumdur ve insanlar için rahatsızlık ve hayal kırıklığına neden olabilir. Tek bir olay önemli bir sorun olmayabilir, ancak böyle durumlar sık sık ve beklenmedik bir şekilde meydana gelirse, varış noktasına ulaşmak için gereken süre hakkında belirsizlik söz konusu olabilmektedir. Bu belirsizlik, etkilenen kişilerin çocuklarını okula taşımaları veya zamanında yetişmeleri gereken sosyo-kültürel bir etkinliğe katılmaları gerektiği durumlarda daha da önemli olumsuzluklara neden olabilmektedir. Bu durumlarda, insanlar daha erken yola çıkmayı veya trafikten kaçınmak için alternatif yollar bulmayı düşünmek zorunda kalabilmekte, böylece varacakları yere zamanında varacaklarından emin olabilmektedirler. Aslında, gideceğiniz yere güvenilir bir zaman diliminde ulaşmak için kullandığınız ulaşım sistemine güvenemeyebilirsiniz. Ulaşım sistemlerinin güvenilirliğinin eksikliği, insanların sağlığı, işleri, aile ilişkileri, tüketici mallarının maliyeti, acil müdahale süreleri vb. gibi birçok konuda olumsuz etkiler yaratır. Bu nedenle, seyahat süresi güvenilirliği önemlidir. Bu doğrultuda, güvenilir olmayan seyahat süresinin etkilerinin analiz edilmesi ve olumsuz etkilerinin minimize edilmesi oldukça önemlidir. Karayolu kullanıcıları, toplum taşıma hizmeti sağlayıcıları, taşıyıcılar ve yolcular, seyahat süresindeki farklılıkları hem günlük bazda hem de aynı gün içinde anlamak için ortak bir ilgiye sahiptirler. Seyahat süresindeki değişkenlik, aynı gün içinde aynı başlangıç ve varış noktaları arasındaki seyahat süresinde farklı zamanlarda oluşan değişiklikleri ortaya çıkarabilir. Genellikle, yoğun olmayan saatlerde seyahat süresi, yoğun saatlere göre daha kısadır, bu da aynı gün içinde seyahat süresinde belirgin bir farklılık yaratır. Bu çalışmada, Bağdat şehrinde üç güzergâh seçilmiştir. Bu güzergahlar ana arter ve toplayıcı yollar olup, trafiğin iyi koşullarda olduğu ve tüm trafik durumu özelliklerini karşıladığı düşünülmüştür. Seçilen güzergahlar Bayaa-Bab Al-Madaam dora otoyolu (Route1), Bayaa-Bab Al-Madaam alawee caddesi (Route2) ve Bayaa-Bab Al-Moadam al mansur yolu (Route3) olarak belirlenmiştir. Bağdat şehrinin sinyalli kavşaklarında ve önemli kentsel caddelerinde özellikle sabah ve akşam saatlerinde en yoğun trafik sıkışıklığının görülmesi yaygındır. Başkent Bağdat'ta araç sayısındaki dramatik artış ve yol ağı kapasitesindeki pek az iyileşme, gecikmelerin artmasına ve seyahat süresi güvenilirliğini etkileyen hizmet seviyesinin azalmasına neden olarak sistem kullanıcılarının rahatsızlığına yol açmaktadır. İncelenen güzergahlardaki çoğu kavşaktaki trafik akışı polis tarafından kontrol edilmektedir. Bu nedenle, bu kavşaklarda tahmini kontrol gecikmesini hesaplamak için geliştirilen denklemlerin sonuçları, örneğin karayolu kapasite el kitabında olduğu gibi, gerçek koşullardan uzaktır. Bu nedenle, trafik yoğunluğunun oldukça yüksek olduğu üç arteriyel kentsel yolda, seyahat süresinin tahmin edilmesi önemlidir. Zira, Bayaa - Bab Al-Mutham (otoban güzergahı), Bayaa kavşağı - Bab Al-Mutham (şehir merkezi güzergahı) ve Bayaa - Bab Al-Mutham (Al-Mansoor güzergahı) seçilen güzergahlar, Bağdat şehrindeki yol kullanıcıları için gündelik yaşam kalitelerinde önem arz etmektedir. Trafik sıkışıklığı, belirli bir zamanda yol üzerinde aşırı sayıda aracın bulunması nedeniyle meydana gelir ve "serbest akış" veya hız seviyelerinin normalden daha yavaş olmasıyla sonuçlanır. Trafik sıkışıklıkları sırasında, yüksek araç sayısından dolayı yoldaki uzun kuyruklar nedeniyle araçlar dur-kalk durumuna girerler. Bu durum, araçların sayısı yolun tasarım kapasitesinden daha fazla olması durumunda, yolu kullanan araçların aşırı gecikmeler yaşamasına neden olur. Ayrıca, bu çalışma içeriğinde belirlenen rotalar yoğun kentsel ve ticari alanlara sahip olup, birçok restoran ve alışveriş merkezi bulundurmaktadırlar. Rotalar boyunca düzensiz park alanları, restoran ve mağaza girişleri ile farklı inşaat alanlarının bulunması, darboğaz ve şok dalgası durumlarına neden olmaktadır. Bahsedildiği gibi güzergahlar, her iki yönde şehir ulaşım ağı için mevcut olan yoğun trafik hareketini temsil ettiği için seçilmişlerdir. Öte yandan, bu güzergahlarda, seyahat sürelerinin, haftanın günlerine göre farklı seyahat süreleriyle başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar değişkenlik gösteren, yüksek gecikmelere neden olan birçok kavşak bulunmaktadır. Bu güzergahlar boyunca toplanan veriler, her bir bağlantının uzunluğu, şerit sayısı, genişlikleri gibi geometrik yapılarının yanı sıra test aracının hareketinden elde edilen hız verilerini içeren verilerdir. Veriler, belirli yollarda GPS'li test aracı kullanılarak toplanmıştır. Sabah ve akşam saatlerinde Kuzey ve Güney yönlerinde gerçekleştirilen 50 çalışmadan elde edilen GPS saha verileri, kullanılmadan önce düzenlenerek, istatistiksel analiz için Sosyal Bilimler İstatistik Paketi (SPSS) programı kullanılmıştır. Gerekli noktaların koordinatları, bir GPS cihazı aracılığıyla kaydedilir. Bu çalışmada, seyahat süresinin güvenilirliğini değerlendirmek için BPR seyahat süresi fonksiyonu benimsenmiştir. BPR bağlantı performans fonksiyonu, ulaşım ağlarındaki bağlantı seyahat süresini tahmin etmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Seyahat süresi, kuyruk bekleme süresi ve araç gecikmesi gibi belirli ölçütlere dayalı olarak, taşıma sisteminin performansını değerlendirmeyi amaçlayan çalışmada, üç güzergahın da bu anlamda seyahat süresi güvenilirlikleri değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, seyahat süresinin güvenilirliğini değerlendirmek için Vissim simülasyon programı kullanılmıştır. Kavşaklar bir koridor ile birbirine bağlanmış, trafik hacmi ve yolun uzunluğu girilerek yolun sonuna varmak için ne kadar zaman gerektiği hesaplanmıştır. Daha sonra trafik hacmi her adımda, iterasyonda, %10 kadar arttırılmış ve her seferinde program tüm bağlantılar için birleşik seyahat süresini hesaplamıştır. Ek olarak, yolun tasarlanan hızı ve şerit sayısı gibi sabit özellikler de dikkate alınmıştır. Bu yollardaki artan trafik hacminin etkisini simüle etmek için de yine PTV Vissim programı kullanılmıştır. Bu program, yol ağının sanal bir modelinin oluşturulmasını içerir ve farklı trafik koşullarında yolların nasıl performans göstereceğini değerlendirmek için kullanılır. TTI, PTI ve BI dahil olmak üzere üç farklı ölçümün her biri üç farklı rota için Vissim simülasyon yazılımı kullanmadan önce ve sonrası için raporlanmıştır. Ayrıca, bu değerlendirmenin Vissim simülasyonlarından elde edilen sonuçları, SPSS kullanarak yapılan istatistiksel analizden elde edilen ortalama seyahat süresi ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, öncelikli olarak gerçek durum da Route1, Route2 ve Route3 için ortalama seyahat süreleri sırasıyla 43, 34 ve 36 dakika olarak GPS aracı üzerinden belirlenmiştir. Öte yandan, simülasyon durumunda ortalama seyahat süreleri Route1, Rout2 ve Route3 için sırasıyla 57, 39 ve 46 dakika olarak elde edilmiştir. Ayrıca, her bir güzergâh için gözlemlenen verilerde ve Vissim simülasyonunda Buffer Index (BI) değerleri analiz edilmiştir. BI yüzde olarak ifade edilir ve planlanan seyahat süresinin zamanında varışı sağlamak için gereken ek süreyi temsil eder. Genel olarak, daha düşük bir BI, belirli bir rotada daha güvenilir bir seyahat süresini gösterirken, daha yüksek bir BI, seyahat eden kişilerin zamanında varışı sağlamak için daha fazla tampon süresi planlamaları gerekebileceğini önerir. Her bir güzergâh için BI farklıdır ve bazı güzergahların diğerlerinden daha yüksek BI'ı vardır. Örneğin, gözlemlenen verilere göre, gerçek durumda üç rota için BI sonuçları, Route1, Route2 ve Route3 için sırasıyla %22, %12 ve %14 olarak elde edilmiştir. Simülasyon durumunda ise Route1, Route2 ve Route3 için sırasıyla %7, %8 ve %9 sonuçları elde edilmiştir. Bu sonuçlar, Route1'in yoğun dönemde daha güvenilir hale geldiğini gösterirken, gerçek durumdaki en iyi değerler Route2 için ve simülasyon durumundaki en iyi değerler ise Route1 için elde edilmiştir. Ayrıca, gerçek durumda 95. yüzdelik seyahat süresinde ekstra gecikme değerleri, Route1, Route2 ve Route3 için sırasıyla %52, %38 ve %41 olarak gözlemlenirken, simülasyon durumunda gecikmeler Route1 için %67, Route2 için %42 ve Route3 için %50 artmıştır. Rotalar için TTI değerlerini simülasyondan önce ve sonra karşılaştırarak, üç rota için de trafik hacmi arttıkça TTI'de bir artış olduğu tespit edilmiştir. Bu, trafik sıkışıklığının ve seyahat süresi değişkenliğinin arttığını göstererek, hacim artışının seyahat süresi güvenilirliği üzerinde olumsuz bir etkisi olduğunu ifade etmektedir. Güzergahlar üzerindeki PTI değerleri, simülasyon öncesi ve sonrası için farklı bir eğilim göstermektedir. Route1i Route2 ve Route3 için, Vissim kullanılarak yapılan simülasyon sonuçlarına göre trafik hacmi arttıkça PTI'da da artış görülmektedir. Bu da seyahat süresinde artış olduğunu göstermektedir. Genel olarak, bu senaryonun PTI üzerindeki etkisi, özellikle belirli güzergâh özelliklerine (her bir bağlantının uzunluğu, hız sınırı ve kesişim) bağlı olarak değişebilir ve simülasyon seyahat süresi bu anlamda güvenilirliğini etkileyen tüm faktörleri temsil etmeyebilir. Bu çalışmada incelenen üç güzergâh, kullanıcılara sunulan tüm hizmetleri ve kavşakları içermektedir. Son yıllarda artan ekonomik faaliyetler ve yaşam kalitesinin iyileşmesi, seyahat süresinin değerini artırdığından, istikrar ulaşım için önemli bir konu haline gelmiştir. Bu nedenle, beklenmedik bir gecikme herhangi bir yol kullanıcısı için büyük kayıplara neden olabilir. En önemli hedef, araçlar arasındaki etkileşim sürecinden kaynaklanabilecek potansiyel riskleri azaltmak için gerekli tüm güvenlik faktörlerini sağlamak ve geçen tüm yolculuklar için uygun bir zaman dilimi ve daha az gecikme ile seyahat kolaylığı sağlamaktır. Güzergahlar ve bağlantılar için güvenilirliği sağlamak adına dikkate alınması gereken birkaç husus vardır; ağdaki linklerin uzunluğu, hız sınırı ve şebekede bulunan şerit sayısı, araçların birbirleriyle etkileşim noktaları, yol tasarım hızının belirlenmesi ve kavşakların kontrol stratejileri, kavşaklarda bulunan hareket yönlerinin karşılıklı kesişimleri, en yüksek hacimli trafik akım yönlerinin tespiti vb. Sağlam ve güvenilir bir ulaşım sistemi, erişilebilirliği ve ekonomik büyümeyi teşvik ederek insan ve malların güvenli ve verimli bir şekilde hareket etmesine imkân vereceği için herhangi bir bölgenin veya ülkenin ekonomisi için önemli bir rol oynayacaktır. Ayrıca, depremler, sel felaketleri, kasırgalar ve diğer felaketler gibi doğal afetler sırasında da etkilenen bölge ve nüfus için en önemli yaşam hattı fonksiyonunu görecektir.

Transportation is an important aspect of the daily life allowing people to participate in human activities and to obtain basic needs. The rise in population has resulted in an escalation in transportation requirements, leading to an augmented volume of traffic on the roads. Consequently, mobility-related predicaments, such as congestion, have become more prevalent, particularly in city centers where human activities are concentrated. With that sense, transportation networks are to be planned properly to control urban traffic to mitigate mobility problems related to transportation travel time. Travel time reliability refers to the level of assurance and consistency with which travel times can be predicted on a given transportation system. A reliable transportation system offers a certain level of guarantee that one can reach their intended destination within a reasonable timeframe. A transportation system that lacks reliability is susceptible to unforeseen delays, resulting in higher expenses for its users. Travel time reliability is a metric that evaluates the consistency of time taken to traverse a particular link or segment of a road during various hours of the day, quantified in terms of additional time (buffer) that drivers must allocate to compensate for unexpected delays. Travel time reliability is a crucial measure not only for transportation providers but also for passengers who rely on the system for their daily commuting needs. In this study data collection process began when the test vehicle was equipped with GPS (moving vehicle technology) to collect data on specified paths. The Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) program was utilized to analyze GPS field data collected from 50 running trials conducted in both the South and North directions during morning and evening hours. The aim was to assess the impact of increased traffic volume on flow behavior of the vehicles and reliability in three selected routes. In the first case, the average travel time for all links in three paths was obtained from the real time GPS vehicle data. After that traffic volumes on each path were estimated using the BPR equation. Following, a simulation was conducted using the PTV Vissim program to increase traffic volumes by 10% for each iteration up to 10 times, and the average travel times for all increments were calculated. The purpose was to compare the simulation results with the initial and realistic case to determine the traffic structure and reliability after the proposed changes. The results of the buffer time index for three routes (real case), Route1, Route2, and Route3, were obtained as 22%, 12%, and 14%, respectively. In the simulation case, the results for Route1, Route2, and Route3 were obtained as 7%, 8%, and 9%, respectively. These results showed that the reliability got better for Route1 during the peak period, and the best values in real case was for Route2, and in simulation case for Route1. Extra delay in the real case over the free flow travel time was observed on Route1, Route2, and Route3 in terms of the 95th percentile travel time for the real case, which were 52%, 38%, and 41%, respectively. While in the simulation case, the delays increased to 67%, 42%, and 50% for Route1, Route2, and Route3 after the last iteration, respectively.