Kent içi otoyolların katılım kesimlerinde deterministik ve stokastik yaklaşım ile kapasitenin incelenmesi: İstanbul örneği

Karayolu trafik tıkanıklığı, genellikle bir yol kesiminde, o yolun kapasitesinin oluşan talebi karşılayamaması durumunda oluşmaktadır. Talebin kapasiteyi aşması durumuna, özellikle kentiçi otoyolların şişeboynu (darboğaz) kesimlerinde ve talebin yüksek olduğu sabah ve akşam zirve saatlerde rastlanmaktadır. Bu çalışmada, kentiçi otoyol kesimlerinden şişeboynu özellikleri taşıyan katılım kesimlerine bir örnek ile trafik tıkanıkları ve kapasite incelemesi yapılmıştır. Çalışılan kesim, Avrupa Yol Ağı içinde E-80 olarak adlandırılan otoyollardan biri olan ve İstanbul ili Anadolu yakasında yer alan O2 otoyolunun Ankara-Edirne yönüne, Ümraniye ilçesinden katılımı sağlayan kesimdir. Bu kesimde, Highway Capacity Manual (HCM) 2010'un otoyol katılım kesimleri için belirlediği deterministik kapasite değerleri ile stokastik yaklaşımla hesaplanan kapasite değerleri karşılaştırılmıştır. Çalışma için gerekli olan ve taşıt trafiğini yansıtan veriler, İstanbul Büyükşehir Belediyesi Trafik Kontrol Merkez Müdürlüğü'nden (İBB-TKM) temin edilmiştir. Bu veriler, İBB-TKM'nin İstanbul ili genelindeki ana yollar üzerine yerleştirdiği RTMS (Remote Traffic Microwave Sensor) olarak adlandırılan trafik algılayıcıları tarafından, her bir şerit için tarih, saat, ortalama akım hızı, toplam hacim değeri (tüm taşıt türleri) ve ağır taşıtların türüne göre hacim değerinin üretildiği raporlardır. Çalışma kapsamında O2 Otoyolu Ümraniye Katılım kesiminden veri raporlayan 324, 325 ve 326 numaralı 3 farklı algılayıcının sağladığı 2012 yılına ait 1 yıllık trafik verileri kullanılmıştır. 324 numaralı algılayıcıdan O2 otoyolunun akım yukarı yönünde yer alan 4 şeridin, 325 numaralı algılayıcıdan O2 otoyoluna Ümraniye ilçesinden katılan taşıtların kullandığı 2 şeritli bağlantı kolunun; 326 numaralı algılayıcıdan ise O2 otoyolunun akım aşağı yönünde yer alan 4 şeridin verileri sağlanmıştır. Bu veriler ile oluşturulan hız-akım grafikleri, zirve saatlerde trafiğin akıcı koşullardan tıkanık koşullara geçişi sırasındaki akım değerinin, yani kırılma dilimlerinin (başlangıcının) belirlenmesi için kullanılmıştır. Bunun için belirlenmesi gereken "optimum hız" değeri 324, 325 ve 326 numaralı algılayıcıların verilerine göre sırasıyla 50, 50 ve 70 km/sa olarak belirlenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, 107, 102 ve 103 (sırasıyla) kırılma dilimi, dolayısıyla kırılma akım değeri gözlenmiştir. Ardından, doğrudan olasılık tahmini ve olasılık dağılım fonksiyonun tahmini yöntemleri ile kapasite değeri olarak kabul edilen kırılma akım değerlerinin olasılıkları incelenmiştir. Olasılık dağılım fonksiyonu tahmini ise, parametrik olmayan ve parametrik olmak üzere iki farklı yönteme göre hesaplanmıştır. Parametrik olmayan yöntemde sağkalım fonksiyonu kullanılarak Kaplan-Meier yöntemi, parametrik yöntemde ise "en büyük benzerlik" yöntemi ile ölçek ve şekil parametreleri hesaplanarak Weibull olasılık dağılımı fonksiyonu uygulanmıştır. Çalışmanın sonucunda, stokastik yöntemlere göre belirlenen kapasite değerleri kendi içlerinde ve HCM'nin belirlediği kapasite değerleri ile karşılaştırılmıştır. Weibull olasılık dağılımına göre %15-%85 olasılık değerleri arasındaki kapasite aralığı, otoyol akım yukarı yönünde 1577-1732 bo/sa/şrt, bağlantı kolunda 1858-2086 bo/sa/şrt, otoyol akım aşağı yönünde ise 2081-2270 bo/sa/şrt arasında belirlenmiştir. Söz konusu kontrol noktalarında gözlenen en yüksek akım değerleri ise, aynı sırayla 1828, 2157 ve 2366 bo/sa/şrt'tir. Yine bu noktalar için HCM 2010'un belirlediği değerler ise, sırasıyla 2300, 2200 ve 2300 bo/sa/şrt olarak belirlenmiştir.