Çift modlu ulaşım sistemleri için yeni bir yaklaşım olarak metrocar

Abstract

Ulaşım hizmetlerinin en önemli kavramlarından biri olan araç teknolojisi, üretim maliyetinin düşmesi ve kişisel araçlara olan talebin artmasıyla hızlı bir gelişim ve değişim süreci kaydetmiştir. Rekabetçi piyasanın etkisiyle araç sayısında meydana gelen artış; trafik sıkışıklığı, gürültü ve çevre kirliliği gibi ulaşım problemlerinin oluşmasına sebep olmaktadır. Bu tez çalışması ile şehir içi ulaşım problemlerine çözüm sunacak yeni çift modlu bir ulaşım sistemi geliştirilmiştir. Önerilen bu sistem MetroCar Sistemi (MCS) olarak isimlendirilmiş, çok etmenli sistemler yaklaşımı ile tasarlanmış ve NetLogo etmen programlama ortamında hazırlanan mikroskobik bir benzetim modelinde test edilmiştir. MCS, tek kişilik araçlar ile yapılan yeni çift modlu bir şehir içi ulaşım sistemidir. Bu sistem mevcut çift modlu ulaşım sistemlerinden farklı olarak şerit değişimine imkân sunan yeni bir altyapı gerektirmektedir. Birden fazla ulaşım modunun birleştirilmesi ile kapıdan kapıya ulaşım talebinin sağlanmasını amaçlayan MCS, çok şeritli bir yapıda tasarlanmıştır. Kent ulaşımının belli bölgelerinde bireysel kullanılabilen MCS araçları, hat özerkliğine sahip MCS yollarında otonom olarak hareket etmektedir. Bu sayede farklı bir ulaşım sistemine gerek duyulmadan kapıdan kapıya hızlı ve trafiksiz bir ulaşım sağlanmakta ve sürüş zamanı farklı bir aktivitede kullanılabilmektedir. Bu çalışma bireysel araç kullanımı ile ulaşım esnekliği sağlarken otonom kullanım seçeneği ile özel şoförlü araç rahatlığı sunmaktadır. Tez kapsamında; sistem etmeni, araç etmeni ve düğüm etmeni olarak isimlendirilen üç farklı etmen türü tanımlanmış ve bu etmenlerin görev ve sorumluluk alanları belirlenmiştir. Çok etmenli sistem yapısına uygun bir biçimde tüm etmenler ilişkilendirilmiş ve iletişim esasları tespit edilmiştir. Ayrıca geliştirilen protokoller ve üretilen algoritmalarla araçların MCS yollarına bağlanma veya ayrılmaları, hızlanma veya yavaşlamaları, diğer etmenler ile olan iletişimleri modellenmiştir. MCS’nin verimliliği ve doğruluğu geliştirilen benzetim modeli ile test edilmiştir. Benzetim sonuçları, bu sistemin şehir içi ulaşımda uygulanabilir ve güvenilir bir sistem olduğunu kanıtlamaktadır. Sonuç olarak, büyük şehirlerde ulaşım problemlerini çözmek amacıyla MetroCar Sistemi adında şerit değişimine izin veren, kolayca uygulanabilir ve çok şeritli olarak inşa edilecek yeni bir çift modlu ulaşım sistemi önerilmiştir.

Vehicle technology, one of the most important concepts of transportation systems, has achieved a rapid development and change process because of the decrease in production cost and the increase in the demand of personal vehicles. The increase in the number of vehicles due to the competitive market has caused to transportation problems such as traffic congestion, noise and environmental pollution. In this dissertation, a new dual-mode transit system has been developed to provide solutions for urban transportation problems. The proposed system, named MetroCar System (MCS), is designed with a multi-agent system approach and tested in a microscopic simulation model which is prepared in NetLogo agent programming environment. MCS is a new dual-mode urban transportation system with one-seater vehicles. It requires a new infrastructure that allows lane change, unlike the existing dual-mode transit systems. The MCS is designed in a multi-lane structure with the aim of providing door-to-door transportation demand by combining to multiple modes of transport. MCS vehicles, which can be controlled by driver in certain areas of urban transport, act autonomously on the MCS roads, which are gradeseparated. In this way, a fast and traffic-free transportation is provided without the need another transportation system and driving time also can be used in a different activity. This system provides the flexibility of transportation with the use of personal control option while it offers the convenience of chauffeur-driven car with the autonomous control option. In the scope of the dissertation; three different agent types, namely system agent, vehicle agent and node agent, have been defined and their tasks and problem areas have been identified. In accordance with the multi-agent system structure, all agents were associated and communication principles of them were determined. In addition, new protocols and algorithms have been modeled for MCS in order to enter and exit MCS roads, accelerate or decelerate to vehicle speed, and communicate with other agents. The efficiency and accuracy of the MCS have been tested with the developed simulation model. The simulation results prove that the MCS is a feasible and reliable system for urban transportation. As a result, a new dual-mode transit system, named MetroCar System, which can be allowed to lane change, applied to easily and built in multi-lane has been proposed to solve transportation problems of metropolitan cities.