SÝNYALÝZE KAVÞAKLARDA TRAFÝK AKIM ETKÝLEÞÝMLERÝ

Transkript

1 SÝNYALÝZE KAVÞAKLARDA TRAFÝK AKIM ETKÝLEÞÝMLERÝ Ýbrahim ALTUN Ocak, 2003 ÝZMÝR

2 SÝNYALÝZE KAVÞAKLARDA TRAFÝK AKIM ETKÝLEÞÝMLERÝ Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi Ýnþaat Mühendisliði Bölümü, Ulaþtýrma Anabilim Dalý Ýbrahim ALTUN Ocak, 2003 ÝZMÝR

3 Yüksek Lisans Tezi Sýnav Sonuç Formu Ýbrahim ALTUN, tarafýndan Y. Doç Dr. Serhan TANYEL yönetiminde hazýrlanan Sinyalize Kavþaklarda Trafik Akým Etkileþimleri baþlýklý tez tarafýmýzdan okunmuþ, kapsamý ve niteliði açýsýndan bir Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiþtir. Y. Doç. Dr. Serhan TANYEL Yönetici Y. Doç. Dr. Çetin VARLIORPAK Y. Doç. Dr. Yýldýrým ORAL Jüri Üyesi Jüri Üyesi Prof.Dr. Cahit HELVACI Müdür Fen Bilimleri Enstitüsü

4 I TEÞEKKÜR Tez çalýþmamý yöneten, sürekli ilgisini benden esirgemeyen ve deðerli fikirlerinden yararlandýðým Y. Doç. Dr. Serhan TANYEL e, tecrübe ve bilgilerinden faydalandýðým Prof.Dr. Mehmet ULUÇAYLI ya, çalýþmam süresince içtenlikle bilgileri ile beni destekleyen Y.Doç.Dr. Çetin VARLIORPAK a, teþekkür ederim. Ayrýca, çalýþmam süresince çeþitli yardýmlarýndan dolayý, Öðretim Görevlisi Hüseyin ÞEN e, Araþtýrma Görevlisi Ýnþ.Y.Müh. Burak ÞENGÖZ e, Araþtýrma Görevlisi Ýnþ.Y.Müh. Ali TOPAL a, Araþtýrma Görevlisi Mustafa ÖZUYSAL a, katkýlarýndan dolayý Ýzmir Büyükþehir Belediyesi Sinyalizasyon Merkezinde görev yapan tüm yönetici ve çalýþanlarý ile Dokuz Eylül Üniversitesinde görevli olduðum dönemde sürekli bana destek olan Ýnþaat Mühendisliði bölümü ve Fen Bilimleri Enstitüsü bilim emekçileri ve idari personeline ve adýný sayamadýðým tezimi hazýrlamamda emeði geçen herkese teþekkürlerimi sunarým. Ýbrahim ALTUN

5 II ÖZET Geliþmiþ ülkelerin, özellikle büyük kent merkezlerinde milyonlarca moturlu aracýn kullanýmýndan dolayý oluþan trafik týkanýklýklarýnýn; ülke ekonomisine, yolcularýn davranýþlarýna, alan kullanýmý ve çevre kirlenmesine olumsuz etkileri sözkonusudur. Þehir merkezlerindeki trafik týkanýklýklarý yeni bir problem olmamasý ve kesin bir çözüm bulunamamasýna karþýn günümüzde trafik týkanýklýklarý beklenenden daha önce þehir merkezlerinin dýþýna taþma eðilimi göstermiþtir. Ýkili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþak operasyonlarý sinyalize edilmiþ þehiriçi yol aðlarýnda ve kýrsal bölgelerdeki yollarýn kesiþme, yerleþim alanlarýna giriþ ve çýkýþlarýnda her geçen gün büyük bir artýþ göstermektedir. Bu nedenle ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklardaki kuyruk etkileri; kavþak hesap ve tasarýmlarýnýn ayrýntýlý olarak analizini gerektirmektedir. Ancak günümüzde kullanýlan birçok kavþak analiz metodu ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklarýn ve bu kavþaklardaki akýmlarýn etkileþimlerini, kavþaklar arasýnda oluþacak kuyruklanma etkisini, kavþaða gelecek akýmlarýn karekteristiklerini (grup veya rastgele), akýmlarýn doygunluk derecelerini ve kavþaklarda oluþan gecikmeleri gerçekçi bir þekilde ortaya koymaktan uzaktýr. Bu çalýþmada öncelikle ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþak sistemlerinde oluþan kuyruk etkileþim modeleri incelenmiþ ve daha iyi tahminlerin yapýlabilmesi için Ýzmir de seçilen üç adet ikili sinyalize kavþak üzerinde çalýþmalar yapýlarak kuyruk etkileþimleri, gecikmeler ve kuyruk uzunluklarý gözlemlenerek daha önceki basit analitik yöntemler geliþtirilmeye çalýþýlmýþtýr. Anahtar sözcükler : Ýkili kavþaklar, kuyruklanma, gecikme, kapasite

6 III ABSTRACT The growth in urban traffic congestion has been recognized as a serious problem in all large metropolitan areas, with significant effect on the economy, travel behavior, land use and a cause of discomfort for millions of motorists. Although traffic congestion is not a new problem in urban areas, it has been extended to suburban areas sooner than expected. Paired (closely spaced) signalized intersection operation has been increasingly more common with the proliferation of signalization in urban network. Basic knowledge on how the paired intersection system behaves is essential towards developing rational signal timing (offset, green split and cycle time) strategies to alleviate the damaging effects of queues. Existing intersecton analysis methods have various shortcomings in their ability to charecterise traffic at paired intersection, particularly in accounting for the intersection of downstream queues and upstream saturation flow rates, and in predicting random (stochastic) delays and queue associated with platooned arrivals. This study presents a method for analyzing the performance of a signalized paired intersection system, with a view to the modeling of queue interaction effects. For predicting the effect of queue interaction on delays and queue lengths three paired (closely spaced) signalized intersections of Ýzmir have been examined and previous simple analytical model for queue interactions have been analysed and discussed. Keywords : Paired intersections, queue, delay, capacity

7 IV ÝÇÝNDEKÝLER Sayfa Ýçindekiler... IV Tablolar Listesi... VIII Þekiller Listesi... X Birinci Bölüm GÝRÝÞ 1.1. Genel Bilgiler Çalýþmanýn Amacý ve Kapsamý Ýkinci Bölüm SÝNYALÝZE KAVÞAKLAR 2.1. Genel Trafiðin Yönetimi Kavþak Kontrolü Sinyalizasyonun Kullaným Amacý Sinyalizasyon Sistemleri Ýzole Sinyalizasyon Sistemleri Sabit Zamanlý Sinyalizasyon Sistemleri Trafik Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri Yaya Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri El ile Kumandalý Sinyalizasyon Sistemleri... 13

8 V Koordine Sinyalizasyon Sistemleri Senkronize (Eþ Zamanlý) Sistem Progresif (Kesintisiz) Sistemler Alternatif Sistem Bölge Trafik Kontrol Sistemi Üçüncü Bölüm SÝNYALÝZE KAVÞAKLARIN VERÝM VE KAPASÝTELERÝNÝN BELÝRLENMESÝ 3.1. Genel Sinyalizasyon Hesaplarý Veri Toplama Tasarýmý Yapýlacak Kavþaðýn Geometrik Özellikleri Yaklaþým Yönünün Geniþliði Yaklaþým Yönünün Eðimi Park Eden Araçlar Saatlik Trafik Hacim Deðerleri Trafik Kompozisynu Yaya Hacim Deðerleri Doygun Akým Gecikme Sinyalize Kavþaklarda ivme ve Tersivme Sinyalize Kavþaklarda Þok Dalgalarý Sinyalize Kavþaklarda Kuyruk Oluþumu Sinyalize Kavþaklarda Kuyruk Boþalmasý Güvenlik Devre Hesabý Deðerlendirme

9 VI Dördüncü Bölüm BÝRBÝRÝNE YAKIN (ÝKÝLÝ) SÝNYALÝZE KAVÞAKLARDA TRAFÝK AKIM ETKÝLEÞÝMLERÝ 4.1. Giriþ Ýkili (Yakýn Mesafeli ) Kavþak Analzleri Analitik Analiz Yöntemleri Simulasyon Yöntemleri Ýkili (Yakýn Mesafeli ) Sinyalize Kavþaklar Ýkili (Yakýn Mesafeli ) Sinyalize Kavþak Karekteristikleri Ýkili (Yakýn Mesafeli ) Sinyalize Kavþaklarda Hýz Daðýlýmlarý Ýkili (Yakýn Mesafeli ) Sinyalize Kavþaklarda Kuyruk Uzunluklarý Trafik Modeli Çözüm Algoritmalarý Beþinci Bölüm GÖZLEMSEL ÇALIÞMALAR 5.1. Gözlemlerin Yapýlýþý Gözlem Yerlerinin Tanýtýmý ESBAÞ Giriþ Kavþaðý Karabaðlar Yaþayanlar Kavþaðý Gaziemir Giriþ Kavþaðý Gözlem Sonuçlarýnýn Ýrdelenmesi Altýncý Bölüm GÖZLEM SONUÇLARININ DEÐERLENDÝRÝLMESÝ 6.1. Gözlem Sonuçlarýnýn Deðerlendirilmesinde Kullanýlan Yöntemler Gözlem Sonuçlarýnýn Deðerlendirilmesi

10 VII Yedinci Bölüm SONUÇ VE ÖNERÝLER 7.1. Sonuç Ve Öneriler Kaynaklar Ek A ESBAÞ GÝRÝÞ KAVÞAÐI HESAP TABLOLARI EK A1 ESBAÞ Giriþ Kavþaðý Gözlem Sonuçlarý EK A2 ESBAÞ Giriþ Kavþaðý Kapasite ve Gecikme Hesabý EK A3 ESBAÞ Giriþ Kavþaðý Kuyruklanma Hesabý EK A4 ESBAÞ Giriþ Kavþaðý Kuyruk Etkileþimleri Ek B KARABAÐLAR YAÞAYANLAR KAVÞAÐI HESAP TABLOLARI EK B1 Karabaðlar Yaþayanlar Kavþaðý Gözlem Sonuçlarý EK B2 Karabaðlar Yaþayanlar Kavþaðý Kapasite ve Gecikme EK B3 Karabaðlar Yaþayanlar Kavþaðý Kuyruklanma Hesabý EK B4 Karabaðlar Yaþayanlar Kavþaðý Kuyruk Etkileþimleri Ek C GAZÝEMÝR GÝRÝÞ KAVÞAÐI HESAP TABLOLARI EK C1 Gaziemir Giriþ Kavþaðý Gözlem Sonuçlarý EK C2 Gaziemir Giriþ Kavþaðý Kapasite ve Gecikme Hesabý EK C3 Gaziemir Giriþ Kavþaðý Kuyruklanma Hesabý EK C4 Gaziemir Giriþ Kavþaðý Kuyruk Etkileþimleri

11 VIII TABLO LÝSTESÝ Tablo 3.1. Sinyalize kavþaklarda hizmet düzeyi-gecikme iliþkisi (HCM, 1997) Tablo 3.2. Taþýtlarýn otomobil birimi eþdeðerleri (Özdirim, 1993) Tablo 3.3. Sinyalize kavþaklarda yaya geçitlerinin geometrik hesaplarý yapýlýrken hizmet düzeylerine göre gözönüne alýnmasý gerekli deðerler (HCM, 1994) Tablo 3.4. Bazý ülkeler için kabul edilen doygun akým deðerleri (Niittymaki, 1997) Tablo 4.1. Sorensen in uzunluklarýna göre araç sýnýflandýrmasý Tablo 4.2. Þehir içindeki araçlarýn uzunluklara göre sýnýflandýrýlmasý (Tanyel, 2001) Tablo 4.3. Araç cinslerine göre PCE deðerleri (Tanyel, 2001) Tablo 6.1 ESBAÞ giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-7 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.2 ESBAÞ giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (10-6 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.3 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-12 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.4 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (12-15 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.5 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (13-14 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.6 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (14-2 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.7 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (17-4 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.8 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-3 nolu sinyaller arasý)

12 IX Tablo 6.9 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (3-5 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.10 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (2-4 nolu sinyaller arasý) Tablo 6.11 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (4-6 nolu sinyaller arasý) Ek A1 ESBAÞ giriþ kavþaðý gözlem sonuçlarý Ek A2 ESBAÞ giriþ kavþaðý kapasite ve gecikme hesabý Ek A3 ESBAÞ giriþ kavþaðý kuyruklanma hesabý Ek A4 ESBAÞ giriþ kavþaðý kuyruk etkileþimleri Ek B1 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý gözlem sonuçlarý Ek B2 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý kapasite ve gecikme hesabý Ek B3 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý kuyruklanma hesabý Ek B4 Karabaðlar Yaþayanlarkavþaðý kuyruk etkileþimleri Ek C1 Gaziemir giriþ kavþaðý gözlem sonuçlarý Ek C2 Gaziemir giriþ kavþaðý kapasite ve gecikme hesabý Ek C3 Gaziemir giriþ kavþaðý kuyruklanma hesabý Ek C4 Gaziemir giriþ kavþaðý kuyruk etkileþimleri

13 X ÞEKÝL LÝSTESÝ Þekil 2.1. Senkronize (eþ zamanlý) sistem (Ayfer, 1977, 34) Þekil 2.2. Basit progresif sistem (Ayfer, 1977, 36) Þekil 2.3. Alternatif sistem (Ayfer, 1977, 36) Þekil 3.1. Sinyalize kavþaklarda yaya hýzlarý (Akçelik, 2001) Þekil 3.2. Yayalarýn kuyruk oluþturmasý ve oluþturmamasý halindeki yürüyüþ hýzlarý (Akçelik, 2001) Þekil 3.3. Doygun akým için temel model ve tanýmlamalar (Murat, 2001) Þekil 3.4. Gecikmenin kararlý bileþeni (Rouphail et al., 1995) Þekil 3.5. Gecikme (Ayfer, 1977, 97) Þekil 3.6. Bir aracýn trafik sinyallerinde duruþ ve kalkýþlarýnda oluþan ivme ve tersivmenin mesafe-zaman ve hýz-zaman diyaðramlarýnda gösterimi (Akçelik, 2001) Þekil 3.7. Sinyalize kavþakta oluþan þok dalgalarý ve trafik akým karekteristikleri (Kang, 2000) Þekil 3.8. Sinyalize kavþaklarda oluþan þok dalgalarý (May, 1990, 208) Þekil 3.9. Dar boðazlarda oluþan þok dalgalarý (May, 1990, 209) Þekil 3.10a. Sinyalize kavþaklarda þok dalgalarý (May, 1990, 326) Þekil 3.10b. Sinyalize kavþaklarda þok dalgalarý (May, 1990, 326) Þekil Sinyalize kavþaklarda kuyruk oluþumu ve oluþan gecikmeler (Akçelik, 2000) Þekil Sinyalize kavþaklarda kuyruk boþalma karekteristikleri (Akçelik, 1999) Þekil Kritik akým arama diyaðramý (Akçelik, 1993) Þekil 4.1a. Ýkili kavþak sistemlerinin analitik yöntemle analizi (Naztek.com, 2002) Þekil 4.1b. Ýkili kavþak sistemlerinin simulasyon yöntemiyle analizi (Naztek.com, 2002) Þekil 4.2. Ýkili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþak karekteristikleri

14 XI (Akçelik, 1992) Þekil 4.3. Ýkili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklarda doygu ve doygun olmayan akýmlar için dalga hýzlarýnýn deðiþimi (NCHRP, 1998) Þekil 4.4. Ýkili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþak operasyonlarý (Akçelik, 1992) Þekil 4.5. Ýkili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklarda akým-yoðunluk-hýz Ýliþkileri (Akçelik, 1992) Þekil 5.1. ESBAÞ giriþ kavþaðý krokisi Þekil 5.2. Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý krokisi Þekil 5.3. Gaziemir giriþ kavþaðý krokisi Þekil 6.1 ESBAÞ giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-7 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.2 ESBAÞ giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (10-6 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.3 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-12 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.4 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (12-15 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.5 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (13-14 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.6 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (14-2 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.7 Karabaðlar Yaþayanlar kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (17-4 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.8 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (1-3 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.9 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (3-5 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.10 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (2-4 nolu sinyaller arasý) Þekil 6.11 Gaziemir giriþ kavþaðý çeþitli akým % lerine göre kuyruk etkileþimleri (4-6 nolu sinyaller arasý)

15 1 BÝRÝNCÝ BÖLÜM GÝRÝÞ 1.1. Genel Bilgiler Ulaþým insan hayatýndaki en önemli faktörlerden biridir. Ýnsanlýðýn geliþimi, kültürel ve teknik etkileþimler ulaþýmýn geliþmesiyle paralellik göstermektedir. Nüfus artýþý ve geliþen teknoloji ile birlikte araç sayýsý ve dolayýsýyla trafik týkanýklýðý gibi problemlerde de artýþ görülmüþtür. Günümüzde trafikte oluþan bu problemlerin, insanlarýn saðlýðý ve düzenli bir yaþam sürdürebilmeleri için çözüme kavuþturulmasý gereði ortaya çýkmýþtýr. Geliþmiþ ülkelerin, özellikle büyük kent merkezlerinde trafik týkanýklýklarýnýn ülke ekonomisine, yolcularýn davranýþlarýna, alan kullanýmý ve çevre kirlenmesine olumsuz etkileri sözkonusudur. Schrank ve Lomax tarafýndan A.B.D. de 1994 yýlýnda 50 kent merkezinde yapýlan bir çalýþmada, yýllýk trafik týkanýklýðý maliyetinin, 53 milyar dolarýn üzerinde olduðu ve bu ekonomik kaybýn yaklaþýk % 90 ýnýn seyahatlerde meydana gelen gecikmelerden, % 10 unun ise fazladan yakýt tüketiminden meydana geldiði belirtilmiþtir (Kang, 2000). Ülkemizde de nüfus artýþý ile ulaþým talebinin artmasý sonucu, araç sayýsýnda belirgin bir artýþ görülmektedir. Ayrýca, ülkemizde yolculuk talepleri özellikle þehiriçlerinde otobüsler ve bazen de minibüsler ile karþýlanmaktadýr. Ancak, þehirlerde özellikle pik saatlerde, karayolu trafiðinde sýkýþýklýklar ve týkanmalar yaþanmaktadýr. Bu durum kavþaklarda daha belirgin olarak görülmektedir. Ýki farklý yönde akmakta olan trafik akýmýnlarýnýn ortak olarak ve sýra ile kullanmak zorunda olduklarý sinyalize kavþaklarda, bu akýmlardaki trafiðin belirli aralýklarda durmasý gerekmektedir. Yoðun trafik koþullarý nedeniyle hýzlarý oldukça düþüþ gösteren trafik akýmlarýnýn kesiþtiði sinyalize kavþaklarda týkanmalarýn ve gecikmelerin olmasý

16 2 kaçýnýlmaz hale gelmektedir. Trafikteki araç kompozisyonu içinde yer alan araçlarýn (otomobil, otobüs, kamyon, vb.) oraný, kavþaklarýn kapasitelerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynamaktadýr. Son yýllarda trafik sinyallerinin kullanýmýnýn arttýðý gözönüne alýndýðýnda yakýt tüketimi ve gecikmelerin en çok meydana geldiði yerlerden biri olarak; araç etkileþimlerinin fazla olmasý ve iki kavþak arasýndaki hýzýn düþüklüðü nedenleriyle ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklar gösterilebilir. Günümüzde sinyalize edilmiþ þehir içi yol aðlarýnda ve kýrsal bölgelerdeki yollarýn giriþ ve çýkýþlarýnda ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþaklar büyük bir artýþ göstermektedir Çalýþmanýn Amacý ve Kapsamý Bu çalýþmada özellikle sinyalize þehir içi yol aðlarýndaki ikili (yakýn mesafeli) sinyalize kavþak sistemlerindeki kavþak operasyonlarý, kuyruk etkileþimleri, gecikme ve kuyruk uzunluklarýnýn basit analitik yöntemler ve simulasyon yöntemleri ile hesap ve tasarýmlarýnýn yapýlmasý amaçlanmýþtýr.

17 3 ÝKÝNCÝ BÖLÜM SÝNYALÝZE KAVÞAKLAR 2.1. Genel Sinyalizasyon, kavþaklarda araçlarýn ve yayalarýn yolu kullanma sýralarýný ve sürelerini belirleyen bir uygulamadýr (Varlýorpak, 1982). Ýlk trafik sinyal tesisi 1868 yýlýnda Ýngiltere nin Westmister þehrinde inþaa edilmiþtir. Bu tesis, gaz ile aydýnlatýlmýþtýr. Bu uygulamanýn olumlu sonuç vermesinden sonra bu tip sinyaller sýkça kullanýlmaya baþlanmýþtýr. A.B.D. de ilk sinyal uygulamalarýna 1914 yýlýda kýrmýzý ve yeþil ýþýk olarak baþlanmýþ, 1920 yýlýnda Detroit te sarý ýþýkta ilave edilmiþtir. Yine ilk otomotik trafik sinyal tesisi 1926 yýlýnda Ýngiltere de kurulmuþtur. Dünyadaki ýþýklý sinyal uygulamalarý özellikle 1950 yýlýndan sonra büyük bir ilerleme göstermiþtir. Türkiye de ise 1965 yýlýndan sonra etkili bir þekilde ýþýklý sinyal tesislerinin kurulduðu görülmektedir (Gökdað, 1996). Sinyalizasyon uygulamalarý için sýkça kullanýlan bazý temel trafik ve sinyalizasyon terimleri aþaðýdaki gibi özetlenebilir: Araç Kompozisyonu: Belli bir noktadan geçmekte olan deðiþik araç cinslerinin (otomobil, kamyon, otobüs, minibüs vb.) toplam tafik hacmi içindeki oranlarý (Ayfer, 1977), Aralýk: Birbirini izleyen iki taþýtýn burunlarýnýn bir noktayý geçerken aralarýnda kalan zaman farký (Murat, 1996), Devre: Sinyallerde, deðiþik renklerdeki ýþýklarýn birer defa yanmasý ile oluþan toplam zaman (Yayla, 1993),

18 4 Doygun Akým (Doyma Akýmý): Sinyalize bir kavþakta sürekli bir kuyruk bulunmasý halinde ve kesintisiz geçiþ hakký koþullarý altýnda sabit bir hýzla boþalan akým, Doygun Akým Hacmi: Doygun akým koþullarý altýnda bir saatlik yeþil ýþýk süresi içinde geçebilecek toplam otomobil birimi sayýsý, Doyma Derecesi: Bir yaklaþým yönündeki gerçek akým deðerinin kapasite deðerine olan oraný, Etkili Akým: Birbirini izleyen her fazdaki deðiþik trafik akýmlarýndan otomobil eþdeðeri olarak en yüksek deðerin bulunduðu akým, Etkili Akým Yükü: Etkili akýmý oluþturan trafiðin, otomobil birimi cinsinden saatlik toplamý, Faz: Bir sinyal devresinin bir veya birkaç aralýðýný kapsayan ve bir ya da birden fazla trafik akýmýnýn hareketine olanak veren bölümü, Gecikme: Ulaþým sýrasýnda tarafiðin araç sürücüsünün elinde olmayan nedenlerle tamamen durmasý veya yavaþlamasý nedeniyle kaybedilen ve genel olarak saniye cinsinden ifade edilen zaman, Gruplanma (Platoon): Dalgalarýn birbiri ardýnca gruplar halinde hareket etmeleri (Akçelik, 2002), Ýþletme Gecikmesi: Trafiði oluþturan elemanlarýn birbirine olan etkilerinden ileri gelen gecikme. Trafiðin yoðunluðu fazla olan yollarada sýkýþýklýktan doðan zaman kaybý, yol kenarýna park etmiþ olan araçlarýn trafik akýmýna katýlmalarý sýrasýnda meydana gelen yavaþlamadan ileri gelen zaman kaybý vb. kayýplar iþletme gecikmesine örneklerdir (Yayla, 1993),

19 5 Kapasite: Herhangi bir yol, kavþak veya trafik þeridinden birim zaman içinde geçebilen otomobil cinsinden araç sayýsý, Kayýp Zaman (Yeþiller Arasý Sürelerin Toplamý): Bir devre süresi boyunca devre süresini etkileyen taþýt akýmlarýný yöneten taþýt cephelerinden hiç birinde yeþil ýþýk yanmadýðý sürelerin toplamý, Koruma Süresi: Birbirini izleyen trafik akýmlarýndan kavþaðý boþaltan son taþýt veya yaya ile kavþaða girecek ilk taþýtýn çarpýþmamalarý için fazlar arasýnda býrakýlmasý gereken zaman, Kritik Akým: Kavþak için gerekli kapasite ve zamaný belirleyen akýmlardýr, Ofset: Koordine edilmiþ iki sinyalize tesiste ayný yöne gitmekte olan trafik akýmýna verilecek olan yeþil ýþýklý sinyallerin baþlangýç anlarý arasýndaki süre, Otomobil Birimi Eþdeðeri: Mevcut yol ve trafik þartlarý altýnda, trafik akýmý içindeki bir aracýn yerini aldýðý (karþýlýðý) kabul edilen otomobil sayýsý, Sabit Gecikme: Trafik ýþýklarý, dur iþareti vb. elemanlar yardýmý ile trafiðin düzenlenip kontrol altýna alýnmasý sonucu zorunlu olarak meydana gelen gecikme (Yayla, 1993), Sarý Süre: Sinyalize edilen alana yaklaþan trafiðe geçiþ hakkýnýn sona ermiþ olduðunu veya sinyalize edilmiþ alanda bekleyen trafiðe geçiþ hakký verileceðini belirten sarý ýþýklý sinyal süresi, Seyahat Hýzý: Belirli bir uzunluðun seyahat için toplam zamana bölünmesiyle elde edilen hýzdýr. Yolda geçen dinlenme ve gecikmelerin zamaný dahil edilir. Genel ulaþým sisteminin hýzý seyahat hýzý olarak ifade edilir (Varlýorpak, 1982),

20 6 Seyir Hýzý: Aracýn hareket halinde geçen süre içinde belirli bir mesafe üzerinde yaptýðý ortalama hýzdýr. Bu hýza iþletme hýzý da denilir (Varlýorpak, 1982), Sinyal Devresi: Birbirini izleyen ýþýklý sinyallerin bir devri, Taþýt Uzatma Süresi: Bir ýþýklý iþarette yeþil ýþýk süresinin, araçlarýn kavþaktan güvenli bir þekilde geçmesini saðlamak amacýyla, sabit bir miktar kadar veya dedektörler yardýmý ile taþýt miktarýna baðlý olarak uzadýðý süre, Trafik: Herhangi bir yolu ulaþým, yük taþýma, gezme, vb. belli bir amaçla kullanan tek veya çok sayýda insan, binili veya sürü halindeki hayvan, motorlu ya da motorsuz araçlarýn yüksüz veya yükleri ile beraber yaptýklarý her türlü hareket (Yayla, 1993), Trafik Hacmi: Bir yolun platformunun veya bir þeridinin belli bir kesitinden bir saat ya da daha uzun bir zaman aralýðý içinde geçen araçlarýn sayýsý, Trafik Sinyali: Trafik düzenlemelerinde kullanýlan ve el ile ya da mekanik aletlerle çalýþtýrýlmasý sonucu belirli anlamlarý olan deðiþik renklerde ýþýk vermek suretiyle trafiðin durmasýný veya hareket etmesini saðlayan cihaz, Trafik Yoðunluðu: Herhangi bir anda yolun birim uzunluðu (1 km) üzerindeki araç sayýsý. Buna göre trafik yoðunluðu araç/km olarak verilir (Yayla, 1993), Trafik Yükü: Bir yol üzerinde bir tek þeritten geçen ve ayný yöne gitmekte olan araçlarýn birim zaman içindeki sayýsý, Yeþil Dalga: Araçlarýn birbirini takip eden sinyalize kavþaklarda kendilerine tavsiye edilen hýzda hareket etmeleri halinde, her kavþakta yeþil ýþýklý sinyal bulup yollarýna devam etmeleri halidir,

21 Trafiðin Yönetimi Trafiðin yönetimi taným olarak trafik kurallarý ve trafik techizatý ile mevcut karayolu sisteminin kamunun yararýna en iyi þekilde kullanýlmasýnýn saðlanmasýdýr. En iyi kullaným sadece sistemin kapasitesini arttýrarak sistemin daha çok taþýtýn daha az gecikme ile kullanýlmasý deðil, ayný zamanda yolu kullanan herkes için sistemin daha güvenli olmasýný saðlamak amacýný da taþýmaktadýr (Varlýorpak, 1982). Trafiðin yönetilmesinde en önemli unsur, yeni önlemler önerilmeden ayrýntýlý bir karayolu sistemi ve trafik envanterinin oluþturulmasýdýr. Bu envanterlerin baþýnda baþlangýç - bitiþ sayýmlarý, hacim sayýmlarý, yön ve hýz etüdleri gelmektedir. Ayný zamanda, en az son üç yýlýn kaza istatistiklerinin deðerlendirilmesi yeni önerilerin haklýlýðýnýn ortaya konulmasýnda yararlý olmaktadýr. Trafik ve yol envanterleri ile kaza analizleri hem yeni önerilerin deðerlendirilmesinde yardýmcý olmakta ve hem de trafik yönetimi önlemleri ile getirilen yeni durumun deðerlendirilmesinde birer karþýlaþtýrma unsuru olmaktadýr. En yaygýn ve en etkin trafik yönetimi önlemleri þunlardýr; Durma ve parketmenin düzenlenmesi, Tek yön sistemlerinin kurulmasý, Dönüþ hareketlerinin yasaklanmasý, Sinyalizasyon sistemleri, Trafik iþaret levhalarýnýn kullanýlmasý, Yol kaplamasý iþaretlerinin kullanýlmasý Kavþak Kontrolü Trafik mühendisliðinin en önemli konularýndan biri kavþak kontrolüdür. Kontrol þekillerine göre kavþaklarý;

22 8 Kontrollü kavþaklar, Kontrolsüz kavþaklar, Dönel kavþaklar, Köprülü (farklý düzeyli) kavþaklar olmak üzere dört gruba ayýrmak mümkündür. Kontrollü kavþaklarda, taþýt hareketleri polisle veya daha çok ýþýklý iþaretlerle düzenlenir. Çeþitli renkte ýþýklý iþaretlerin kullanýlmasý sureti ile trafiðin kontrol altýna alýnmasý sinyalizasyon, ýþýklý iþaretler ile donatýlmýþ kavþaklar ise sinyalize kavþak olarak adlandýrýlýr. Karayollarýnýn belirli bir kesiminden birim zamanda geçen taþýtlarýn sayýsýný arttýrmak ve meydana gelen kazalarýn sayýsýný azaltmak için trafiðin denetim altýna alýnmasý gereklidir. Trafiðin, belirli bir yol kesiti üzerinde veya bir eþdüzey kavþakta en ekonomik ve güvenilir þekilde kontrol altýna alýnmasý ýþýklý iþaretler yardýmý ile olur. Bir kavþakta sinyalizasyon tesisinin kurulabilmesi için kesiþen trafik yükleri veya kaza sayýlarýnýn belirli bir deðere ulaþmasý gerekir. Bu nedenle; Þehiriçi yollarda þerit baþýna düþen taþýt sayýsýnýn 750 taþýt/sa yý geçmesi halinde, Þehirdýþý yollarda ana alterde 500 taþýt/sa, tali yollarda 125 taþýt/sa yý geçmesi halinde, Sinyalize tesis kurulduðunda bir yýl boyunca önlenebilecek trafik kaza sayýsýnýn en az 5 olmasý durumunda, Yaya yoðunluðu olarak, günün en kalabalýk 8 saati boyunca saatte ortalama 250 den fazla yayanýn bir yolu geçmesi ve bu yoldan kavþaða gelen taþýt trafiðinin 600 taþýt/sa yý geçmesi halinde, söz konusu kavþaðýn sinyalizasyonu gerekmektedir (Varlýorpak, 1982).

23 Sinyalizasyonun Kullaným Amacý Sinyalizasyon sistemlerinin amacý, kontrolsüz kavþaklarda kontrolü saðlamak, kaza ihtimalini azaltmak ve uygun kapasite elde etmek þartý ile trafik akýmlarýnýn birbirini kesmeden ya da birbirini takiben geçmelerini saðlayarak gecikmeleri azaltmak amaçlarý için kullanýlýr (Varlýorpak, 1982). Diðer bir deyiþle; kavþaklarda konfor, kapasite ve güvenin saðlanmasý amacýyla sinyalizasyon sistemleri kullanýlmaktadýr. Bunun yanýsýra, geliþigüzel ve gereklilik kriterlerine uyulmadan kurulan bir sinyalizasyon tesisi hem gecikmelerin uzamasýna hem de kaza ihtimalinin artmasýna neden olabilir. Bu nedenledir ki her kavþaða sinyalizasyon sistemi yapmak hem ekonomik açýdan hem de güven ve konfor açýsýndan zararlý olabilir. Fakat bazý durumlarda sinyalizasyon sisteminin yapýlmamasý bir takým problemlerin doðmasýna neden olabilir. Kavþaklarda, sinyalizasyon sistemi kurulmasýnýn faydalý olabileceði durumlar: Tali yollardan anayola katýlmak isteyen araçlarýn gerekli aralýklarý bulamamasý, Kavþaklardaki iþaretlemelere raðmen, ulaþým güvenliðinin saðlanamamasý, sürekli veya birbirine benzer karakteristikteki kazalarýn oluþmasý, Kavþaklardaki düzensiz hareketlerin beklemelere, týkanýklýklara ve gecikmelere yol açmasý dolayýsýyla kavþaðýn ekonomik kullanýmýnýn azalmasý, enerji ve zaman kaybýna neden olmasý, Yayalarýn, emniyetli hareket olanaðý bulamamasý, Kavþaðýn fiziki ve geometrik yapýsý bir ýþýklý iþaretlemeyi gerektirmesi, olarak sýralanabilir (Varlýorpak, 1982). Bir kavþakta, yukarýda belirtilen durumlardan bir veya bir kaçýnýn gözlenmesi durumunda bu kavþaðýn sinyalize edilmesi gerekliliði doðmaktadýr. Sinyalize edilecek kavþaklarýn ayný güzergah üzerinde bulunmasý durumuda ise akýmýn her kavþakta ayrý ayrý kesintiye uðramasý ve gecikmelerin önlenmesi amacýyla bu kavþaklarýn koordine edilmesi gerekmektedir.

24 10 ise: Kavþaklarda sinyalizasyon sistemi kurulmasýnýn sakýncalý olabileceði durumlar Trafiðin seyrek olduðu saatlerde gereksiz bekleme süresinin oluþmasý, Belirli kaza tiplarinda artmalar olmasý (örneðin arkada çarpmalar), Sinyalizasyon hatalarýnda sürücülerin sinyale olan uyumsuzluklarýnýn artmasý, Iþýk süreleri doðru olarak ayarlanmamýþsa meydana gelen gecikmelerden dolayý sürücülerde sabýrsýzlanma sonuçta da ihlallerin artmasý. þeklinde sýralanabilir (Varlýorpak, 1982) Sinyalizasyon Sistemleri Sinyalizasyon sistemleri iki ana gruba ayrýlmaktadýr. Bunlar: 1. Ýzole sinyalizasyon sistemleri, 2. Koordine sinyalizasyon sistemleridir. Bu sistemler ayrýntýlý olarak incelenecek olursa; Ýzole Sinyalizasyon Sistemleri Ýzole sinyalize kavþaklar, yakýnlarýndaki diðer sinyalize kavþaklar ile herhangi bir baðlantýsý bulunmayan ve bu kavþaklardan etkilenmeyen sinyalize kavþaklardýr. Ýzole sinyalize kavþaklar dört deðiþik sinyalizasyon sistemi ile oluþturulabilirler. Bunlar; 1. Sabit Zamanlý Sinyalizasyon Sistemleri, 2. Trafik Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri, 3. Yaya Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri, 4. El ile Kumandalý Sinyalizasyon Sistemleri olarak ifade edilebilir.

25 Sabit Zamanlý Sinyalizasyon Sistemleri Sabit zamanlý sinyalizasyon sistemleri, önceden zamanlarý saptanan bir proðramla faz sýralarýnýn düzenlendiði sistemlerdir (Varlýorpak, 1982). Diðer bir deyiþle, bu sistemler kavþaða farklý yönlerden yaklaþan taþýt ve yaya trafiðine önceden hazýrlanmýþ zaman programlarýna uygun sýra ile geçiþ hakký vermektedir. Çeþitli yönlerden kavþaða yaklaþan trafiðe verilecek geçiþ hakký süreleri (yeþil süreler) ortalama trafik yükü deðerine göre saptanýr. Bu nedenle bu sistemin baþarýlý olabilmesi için mümkün mertebe çok sayýda ve dikkatli trafik sayýmlarýnýn yapýlmasý gerekmektedir. Hemen hemen her kavþaktaki trafik akýmlarý günün her saatinde farklý özellikler göstermektedir. Bu nedenle, sabit zamanlý bir sinyalizasyon sisteminde bu farklý özellikler dikkate alýnmalý ve günün belirli saatlerinde deðiþen birkaç program uygulanmalýdýr. Sabit zamanlý sinyalize kavþaklar sürekli olarak kontrol altýnda tutulmalý, mevsimlere göre ve zamanla deðiþen trafik koþullarýna uygun olarak zaman programlarý düzeltilmelidir. Aksi takdirde, bu kavþaklarda gereksiz gecikmeler oluþabilmektedir. Sabit zamanlý sinyalizasyon sistemlerinin avantajlarý: Trafik hacimlerinin sýk sýk ve düzensiz deðiþimler göstermediði kavþaklarda, Anayol-taliyol kavþaklarýnda anayoldaki trafiðinin uzun süre kesintisiz ve devamlý bir akýma kavuþturulmasýnda daha verimli olmalarý, olarak ifade edilebilir (Varlýorpak, 1982).

26 Trafik Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri Trafik uyarmalý sinyalizasyon sistemleri, devre süresi ile kýrmýzý ve yeþil ýþýk süreleri kavþaða giren ve dedektörler yardýmý ile belirlenen trafik yoðunluklarýna göre ayarlanan sistemlerdir (Yayla, 1993). Bu sistem genel olarak iki türlü uygulanmaktadýr: Yarý-Trafik Uyarmalý Sistemler: Bu sistemlerde dedektör sadece tali yolda kullanýlmakta ve böylelikle ana yoldaki trafiðin minimum gecikme ile yolu kullanmasý planlanmaktadýr. Tali yoldaki yeþil zaman, taþýtlarýn dedektörden geçiþi ile uzamakta ancak maksimum periyodu geçememektedir. Bu sistemde tali yoldan kavþaða giren taþýtlar ana yoldaki trafik için belirsiz ve þaþýrtýcý bir durum yaratmaktadýr. Bu nedenle, yarý-trafik uyarmalý sistemlerde kaza oranlarý diðerlerine nazaran daha fazladýr (Varlýorpak, 1985). Tam-Trafik Uyarmalý Sistemler: Bu tip sinyalizasyon sistemlerinde kavþaktaki bütün yollardan sürekli olarak uyarý alýnýr ve geçiþ hakký, devre ve faz süreleri bütün yollardan gelen trafik yoðunluklarýna göre deðiþtirilerek otomatik olarak düzenlenir. Tam-trafik uyarmalý sistemler, trafik yoðunluklarýnýn hemen hemen gerçek deðerlerine göre geçiþ hakký saðladýklarýndan, toplam gecikmeleri minimuma indiren en ideal sistemler olarak görülebilir (Murat, 2001). Trafik uyarmalý sistemlerden en yaygýn olarak kullanýlan sistem süre uzatmalý sistemlerdir. Bu sistemlerde kavþaðýn faz düzenine göre her yaklaþým kolu için minimum yeþil süre hesaplanmakta; daha sonra mevcut faz durumuna göre yaklaþým kollarýndaki algýlayýcýlardan alýnan verilere göre yeþil süre uzatýlmaktadýr. Önceden belirlenen maksimum yeþil süreye ulaþýldýðýnda veya taþýt geliþ aralýklarýnda seyrelmeler gözlemlendiðinde faz sona ermekte ve algýlayýcýlardan alýnan verilere dayanarak bir sonraki faza geçilmektedir (Murat, 2001).

27 Yaya Uyarmalý Sinyalizasyon Sistemleri Yaya uyarmalý sinyalizasyon sistemleri, genellikle kavþaklarda, bazý baðlantý yollarýnýn giriþ çýkýþlarýnda ve kavþak olmayan yaya geçitlerinde kurulmaktadýr. Kavþaklardan uzak olan ve yaya akýmýnýn düþük olduðu bölgelerdeki yaya geçitlerinde sürekli olarak ya da günün belirli saatlerinde, yayalara güvenli geçiþ hakký saðlamak üzere yaya uyarmalý sinyalizasyon sistemi uygulanabilir. Bu sistemlerde taþýtlara verilen geçiþ hakký yayalarýn GEÇ butonuna basarak yaptýklarý uyarý ile kesilir (Ayfer, 1977). Yaya uyarmalý sistemler kavþaklarda da kullanýlabilir. Bu uyarýlar, tam ve yarýtrafik uyarmalý olarak düzenlenmiþ bir sistemin kapsamýna alýnabileceði gibi, sabit zamanlý olarak çalýþan kavþaklarda da yararlý olabilir. Özellikle bazý sabit zamanlý kavþaklarda, zaman kaybýný önlemek ve gecikmeleri azaltmak için yayalardan herhangi bir talep gelmediði sürece, bazý yaya cepheleri sürekli olarak kýrmýzý ýþýklý sinyal vermektedir. Bu geçitleri kullanmak isteyen yayalar, geçiþ hakký saðlamak için butona basmak ve beklemek zorundadýrlar (Ayfer, 1977) El ile Kumandalý Sinyalizasyon Sistemleri El ile kumandalý sinyalizasyon sistemleri, herhangi bir kavþaktaki bütün ýþýklý cephe gruplarý bir kumanda çizelgesine baðlanarak ýþýklý sinyallerin dýþarýdan yönetilmesini saðlar. Bu sistem, özellikle sabit zamanlý olarak tesis edilmiþ bulunan fakat bazý zamanlardaki trafik akýmlarýnýn ortalama deðerden büyük sapmalar ve dalgalanmalar gösterdiði kavþaklarda kullanýlýr. Bu sistem taþýt ve yaya uyarmalý sistemlere benzemekte, fakat talepler dýþarýdan gözlem ile belirlenmektedir (Ayfer, 1977) Koordine Sinyalizasyon Sistemleri Ana yollarýn birbirine çok yakýn sinyalize kavþaklarýnda, trafik akýmýnýn her kavþakta ayrý ayrý kesintiye uðramasýnýn ve gecikmelerinin önlenmesi amacýyla bu

28 14 kavþaklarýn kendi aralarýnda koordine edilmeleri gerekmektedir. Koordine sistemler genellikle anayol üzerindeki kavþaklardan, tali yol trafiðini de zorlamaksýzýn, birim zaman içinde mümkün olan en yüksek sayýda aracýn durmadan geçirilmesi amacýyla düzenlenmektedir. Ayrýca birbirine çok yakýn olan sinyalize kavþaklarda biriken araç kuyruklarýnýn kavþak alanlarýna taþmamalarý için de bir koordinasyon tesis edilebilir. Koordine sistemler öncelikle anayol trafiði için uygulanmakla birlikte, bazý durumlarda bütün yönlerdeki toplam gecikmenin minimuma indirilmesi olanaklarý da araþtýrýlýr. Bu sistemler ayrýca ardýþýk sinyalize kavþaklarý bulunan bir yol þebekesinin bütün akýmlarý için bilgisayar kontrollü olarak düzenlenebilir. Böylece araçlarýn durma, bekleme ve yol verme zamanlarý ayarlanmaya çalýþýlýr. Bu sayede; Ulaþým güvenliðinin artmasý, Kapasite kullanýmý, Bekleme zamanlarýnýn azalmasý, Ekonomiklik, Ulaþým akýmlarýnýn iyileþmesi, bunun sonucu olarak da seyehat süresinin azalmasý ve konforun artmasý, yakýt tasarruflarý, Durma ve beklemelerden dolayý meydana gelen karbondioksit fazlalýðý, durma ve kalkmalardan meydana gelen gürültünün azalmasý sayesinde çevre þartlarýnýn iyileþmesi saðlanmýþ olur (Adal, 1999). Ýki kavþak sinyalize edilirken aralarýnda bir koordinasyon kurulabilmesi için, kavþaklarýn birinde kýrmýzý ýþýklý sinyalde bekledikten sonra geçiþ hakký elde ederek diðer kavþaða doðru yaklaþan araçlarýn dalga hareketlerinin bozulmamasý, diðer bir deyiþle iki kavþak arasýndaki trafik akýmýnýn geliþigüzel daðýlmýþ deðil gruplar halinde olmalarý durumunun saðlanmasýdýr. Sinyalize edilen iki kavþak arasýndaki uzaklýk 750 mt den az ise, dalga hareketleri bozulmayacaðýndan, bu kavþaklar arasýnda bir koordinasyon kurulmasý gerekebilir. Koordine sistemler daha uzak kavþaklar arasýnda da kurulabilmekle birlikte, bunun baþarýsý dalga hareketinin bozulmamasýný saðlamak için araç hýzlarýnýn istenilen

29 15 mertebede tutulabilmesi olanaðýna baðlýdýr (Ayfer, 1977). Koordinasyonun faydalarýný azaltan durumlarýn baþlýcalarý kýsaca: Yetersiz yol kapasitesi, Çok fazlý sistemleri gerektiren kavþaklarýn bulunmasý, Yol kenarlarýnda parketme, yükleme boþaltma, çift park, çok giriþ çýkýþ, Mevcut otobüs-minibus duraklarý, sað þeritteki araçlarýn yavaþ hareket etmeleri gibi nedenlerden oluþan engellemeler, Trafik hýzlarýndaki çok fazla deðiþiklik, Kavþak kollarýndaki trafiðin çok düzensiz olmasý, Sinyalli kavþaklar arasýndaki çok kýsa mesafeler þeklinde sýralanabilir (Özdirim, 1994). Koordine sinyalizasyon sistemi deðiþik þekillerde uygulanabilir: a) Senkronize (Eþ Zamanlý) Sistem, b) Progresif (Kesintisiz) Sistem, c) Alternatif Sistem, d) Bölge Trafik Kontrol Sistemi (Ayfer, 1977). Bu sistemler ayrýntýlý olarak incelenecek olursa; Senkronize (Eþ Zamanlý) Sistem Senkronize sistem, bir yol üzerinde bulunan kavþaklardaki ýþýklý iþaretlerde anayol üzerindeki araç cephelerine ayný anda ayný iþareti veren sistemdir (Ayfer, 1977). Þekil 2.1 de bir anayol üzerinde senkronize sistemle sinyalize edilmiþ üç kavþak görülmektedir. Normal hýzla seyreden (1) numaralý araç her üç kavþaktan da geçmekte, oldukça yavaþ seyreden (2) numaralý araç ise (A) kavþaðýndan geçtikten sonra (B) kavþaðýndan geçememektedir. Baþlangýçta (2) numaralý aracýn gerisinde bulunan (3) numaralý araç ise (A) kavþaðýnda (2) numaralý aracý geçerek daha hýzlý gittiðinden (B) kavþaðýndaki yeþil ýþýða yetiþebilmektedir.

30 16 Senkronize sistemde amaç, araç sürücülerinin kýrmýzý ýþýkta beklememesi için hýzlý gitmelerini saðlamaktýr. Ancak, anayol üzerindeki araç trafiði hacmi, yol kapasitesine yakýn derecede yüksekse, tali yollara geçiþ hakký verilirken her kavþakta biriktirilecek ana trafik akýmý yükünün hemen hemen ayný olmasýný saðlamak bakýmýndan senkronize sistem yararlý olabilmaktedir. Zaman A A Yeþil Kýrmýzý B B C C Uzaklýk Þekil 2.1 Senkronize (eþ zamanlý) sistem (Ayfer, 1977, 34) Progresif (Kesintisiz) Sistemler Bu sistemlerde, anayol üzerindeki bütün kavþaklarda ýþýklý sinyallerin devre süreleri ayný olmakla birlikte, gerekli yeþil süreler araçlar için ortalama bir iþletme hýzý kabul edilerek, bu hýza uygun olarak seyreden bir aracýn bütün kavþaklardan kýrmýzý ýþýkta beklemeden geçebilmesini saðlamak amacýyla ayarlanabilmektedir. Progresif (kesintisiz) sistemler; 1. Basit Progresif (Kesintisiz) Sistem, 2. Fleksýbl Progresif (Kesintisiz) Sistem olarak ikiye ayrýlýr (Ayfer, 1977).

31 17 Basit progresif (kesintisiz) sistem; araç gruplarýna belli bir yol boyunca, öngörülen bir hýzla ve bir zaman programýna göre sürekli bir hareket saðlamak amacý ile yoldaki ýþýklý iþaret cephelerinin birbiri ardýnca GEÇ iþareti vermesine olanak veren bir sinyalizasyon sistemi olarak tanýmlanabilir. Hýz, sistemin deðiþik kesimlerinde farklý olabilir. Fleksýbl progresif (kesintisiz) sistem; Devre ve ýþýk süreleri her kavþakta günün belirli saatlerindeki trafiðe göre ayarlanabildiði sinyalizasyon sistemi olarak ifade edilebilir. Þekil 2.2 de basit bir progresif sistem gösterilmeye çalýþýlmýþtýr. Anayolun her iki yönündeki karþýlýklý trafik akýmýna, ayný ýþýklý sinyallerin verileceði kabul edilen bu sistemde, (A) ve (B) kavþaklarý arasýnda araçlarýn hýzý V 1, (B)-(C) ve (C)-(D) kavþak aralarýnda ise V 2 olarak kabul edilmiþtir. (A) kavþaðýnda yeþil fazda geçen bir araç (B) kavþaðýna kadar V 1 hýzý ile seyrettikten sonra hýzýný V 2 ye yükseltirse (C) ve (D) kavþaklarýndan da durmadan geçecektir. (D) kavþaðý yönünden V 2 mertebesinde bir hýzla (B) kavþaðýna doðru gelen bir araç ise (A) kavþaðýnda durmamak için hýzýný V 1 e düþürmek zorunda kalacaktýr. Zaman A B V 1 V 1 A B C V 2 V 2 C D D Uzaklýk Þekil 2.2 Basit progresif sistem (Ayfer, 1977, 36)

32 18 Özellikle progresif (kesintisiz) sistemlerde belirli hýz limitleri dýþýna çýkmadan seyreden araçlarýn birbiri ardýnca her kavþakta durmadan geçiþ hakký elde edebilmeleri için zaman-mesafe diyagramý üzerinde içinde bulunmalarý gereken alana yeþil dalga adý verilmektedir (Ayfer, 1977). Diðer bir deyiþle, zaman-mesafe diyagramýnda yeþil dalga içinde seyreden bir araç her kavþakta kesinlikle yeþil ýþýklý sinyal bulabilecektir. Þekil 2.2 de görülen verev çizgiler yeþil dalganýn sýnýrlarýný göstermektedir Alternatif Sistem Bu sistemde bir anayol boyunca birbirini izleyen kavþaklarda arka arkaya zýt ýþýklý sinyaller verilir. Þekil 2.3 te gösterilen alternatif sistemin amacý, araçlarýn iki kavþak arasýndaki uzaklýðý ýþýklý sinyallerin bir devresinin yarýsý kadar zamanda almalarýný saðlamak, böylece araçlarýn anayol boyunca belirli bir hýzla seyretmelerini olanaklý kýlmak olduðu söylenebilir. t1 Zaman A Yeþil Kýrmýzý A B B C C D 1 2 D Uzaklýk t2 2.3 Alternatif sistem (Ayfer, 1977, 36) Þekil 2.3 te görülebileceði gibi (2) numaralý araç proje hýzýna yakýn bir hýzda seyrettiðinden bütün kavþaklarda yeþil ýþýk bularak geçmekte, kalkýþýndan sonra yüksek hýzla seyreden (1) numaralý araç ise her kavþakta durmak zorunda

33 19 kalmaktadýr. (A) kavþaðýnda (2) numaralý araç (1) numaralý aracýn t 1 saniye gerisinde iken (D) kavþaðý geçildiðinde bu zaman farký ancak t 1 -t 2 kadar artmaktadýr. Dolayýsýyla alternatif sistem, hýzlý giden araçlarý beklemeye zorladýðýndan araç hýzlarýnda bir düþme olacaðý söylenebilir. Alternatif bir sistemin iyi sonuç verebilmesi için kavþak aralýklarýnýn belirli uzaklýklar arasýnda, ve ardýþýk kavþaklar arasýndaki uzaklýklarýn birbirine yakýn deðerlerde olmasý gerekmektedir. Kavþaklar arasýndaki uzaklýklarýn alt ve üst limitleri sinyal devresindeki yeþil ve kýrmýzý süreler ile araçlar için öngörülen ortalama seyir hýzýna baðlý olarak deðiþeceði söylenebilir Bölge Trafik Kontrol Sistemi Daha önce ifade edilmeye çalýþýlan sistemler, ayný doðrultu üzerinde yer alan kavþaklar arasýndaki gecikmeleri azaltmak veya en uygun iþletmeyi gerçekleþtirmek amacý ile bir yeþil dalga tesis etmek amacýyla uygulanmaktadýr. Ancak, birçok farklý doðrultu üzerindeki trafik akýmlarý için ayný ilkenin uygulanmasý söz konusu olursa, kesiþmeler nedeniyle basit bir koordinasyon sistemi kurularak çözüme ulaþýlmasý mümkün olmamaktadýr. Sinyalizasyon sistemlerinin tümü arasýnda genel olarak gecikmelerin minimuma indirilmesini saðlamak üzere, özellikle þehiriçi yollarda belirli bir bölgeye ait kavþaklardaki ýþýklý iþaret tesislerinin tümü arasýnda bir koordinasyon saðlayýp düzenleme ve kontrolün bilgisayar kullanýlarak yürütüldüðü sistemlere bölge trafik kontrolü adý verilmektedir (Ayfer, 1977).

34 20 ÜÇÜNCÜ BÖLÜM SÝNYALÝZE KAVÞAKLARIN VERÝM VE KAPASÝTELERÝNÝN BELÝRLENMESÝ 3.1. Genel Sinyalize kavþaklar, karayolu trafik aðý içerisinde karýþýklýklarýn yoðun olarak bulunduðu bölgelerde düzenlendiðinden kavþak verimini etkileyen birçok faktör bulunmaktadýr. Kavþak sinyalizasyonu mevcut trafik akýmý þartlarýna uygun olarak düzenlenmiþ ise belirli hareketleri yasaklayarak kavþak verimini arttýrýr, araçlarýn güvenli bir þekilde hareket etmesini ve karýþýklýklarýn kontrol altýna alýnmasýný saðlar (Varlýorpak, 1982) Sinyalizasyon Hesaplarý Sinyalizasyon sistemlerinin projelendirilmesinde çeþitli yöntemler mevcut olmakla birlikte, faz ve devre sürelerinin hesaplanmasýnda benzerlikler görülmektedir. Genel olarak sinyalize kavþak tasarýmý üç þekilde ele alýnabilir (Murat, 2001). 1. Veri toplama, 2. Devre Hesabý, 3. Deðerlendirme Veri Toplama Veri toplama sinyalize kavþak tasarýmýnýn temelini oluþturur. Bu aþamada toplanmasý gereken veriler genel olarak þu þekilde sýralanabilir.

35 21 1. Tasarýmý yapýlacak kavþaðýn geometrik özellikleri, 2. Saatlik trafik hacim deðerleri, 3. Trafik kompozisyonu, 4. Yaya hacim deðerleri, 5. Doygun akým, 6. Gecikme, 7. Güvenlik Tasarýmý Yapýlacak Kavþaðýn Geometrik Özellikleri Kavþak geometrilerinin özellikle kavþak kapasitesine etkisi oldukça önemlidir. Kavþak geometrisinde en önemli faktörler þu þekilde sýralanabilir; a) Yaklaþým yönünün geniþliði, b) Yaklaþým yönünün eðimi, c) Park eden araçlar Bu faktörler sýrasýyla ele alýnýp deðerlendirilecek olunursa; Yaklaþým Yönünün Geniþliði Sinyalize kavþaklarda, bir yaklaþým yönünün kapasitesi þerit sayýsýndan çok, yaklaþým yönünün geniþliðinden etkilenmektedir. Özellikle yüksek trafik yoðunluðunun olduðu pik saatlerde araçlarýn þerit çizgilerine uymadýklarý ve mevcut yaklaþým geniþliðini en verimli þekilde kullanmak amacýyla sýkýþtýklarý görülmektedir. Yaklaþým yönü geniþliði W i olan bir kavþakta bu yönün doygun akým deðerlerinin yaklaþýk olarak bulunmasý için aþaðýdaki iliþkiler kullanýlabilir (Salter, 1974): W i = 2,75 4,00m S i = ( W i) Wi (3.1a)

36 22 W i W i = 4,00 5,00m S i = ( W i) Wi (3.1b) = 5,00 18,00m S i = 525Wi (3.1c) Bu baðýntýlardaki doygun akým deðerlerine eriþilebilmesi için; 1. Araç kompozisyonun %100 otomobillerden oluþmasý, 2. Görüþ olanaklarý normal, hava açýk, zeminin kuru olmasý, 3. Yaklaþým yönünde dur çizgisinin m gerisine kadar park eden aracýn bulunmamasý, 4. Yaklaþým yönündeki bütün araçlarýn ayný yöne gitmesi gibi koþullarýn gerçekleþmesi gerektiði söylenebilir Yaklaþým Yönünün Eðimi Kavþak dur çizgisi ile bunun yaklaþýk olarak 100 m gerisine kadar olan yaklaþým yönünün yokuþ aþaðý olmasý halinde kapasitenin arttýðý, yokuþ yukarý olmasý halinde ise azaldýðý görülmüþtür (Ayfer, 1977). Buna göre; i. Çýkýþ halindeki eðimin her %1 i için doygun akýmda %3 azalma, ii. Yaklaþým yönü yokuþ aþaðý olduðu takdirde eðimin her %1 i için doygun akýmda %3 artma olduðu kabul edilir Park Eden Araçlar Sinyalize bir kavþaðýn gerek yaklaþým yönünde gerekse araçlarýn tahliye yönünde kavþaða çok yakýn bir mesafede park etmiþ olan herhangi bir araç, kullanýlan yol geniþliðinin kaybýna ve dolayýsýyla kapasitenin düþmesine neden olabilir. Yaklaþým yönünündeki trafiðin fazla olmadýðý saatlerde park eden araçlarýn etkisi önemsenmeyecek kadar az olabilir. Fakat, doygun akýmýn gerçekleþtiði saatlerde,

37 23 park etmiþ araçlar yol geniþliðini kendi kapladýklarý fiziksel geniþlikten çok daha fazla daraltabilirler. Yaklaþýk olarak kavþak dur çizgisinin m gerisine park eden araçlarýn bulunmasý kavþak kapasitesinin düþmesine neden olabilir. Park eden araçlarýn platform geniþliðine etkisi aþaðýdaki formülle ifade edilir. 0,9( z 7,62) m k = 1,68 g (3.2) Bu baðýntýda; m k : Platformun etkili geniþlik kaybý, z : Park eden araçlarýn durma çizgisine olan uzaklýðý (m), g : Yeþil süre (sn) Eðer z < 7,62 ise z = 7,62 sýfýr olarak alýnýr. Etkili geniþlik kaybý park eden aðýr araçlar için %50 arttýrýlmalýdýr Saatlik Trafik Hacim Deðerleri Sinyalize kavþak tasarýmýnda en önemli parametreler trafik hacim deðerlerinin yaklaþým kolu veya þerit bazýnda ele alýnmasýdýr. Bu nedenle saatlik trafik hacim deðerlerinin bulunmasý ile ilgili en önemli çalýþmalar þu þekilde sýralanabilir. Kapasite ve Hizmet Düzeyi Belirli geometrik ve trafik özellikleri olan sinyalize bir kavþakta, bir yönden gelerek kavþaðý geçebilecek araçlarýn sayýsý bu yöne ayrýlan yeþil sürenin devre süresine olan oranýna baðlýdýr. Kavþaklardaki kapasite her bir yaklaþým için tanýmlanabilir. Kavþak yaklaþým kapasitesi, mevcut yol, trafik ve sinyalizasyon þartlarýnda kavþaktan geçen maksimum akým oraný olarak kabul edilebilir. Mevcut yol þartlarý; kavþaðýn temel geometrisini, þeritlerin geniþlik ve sayýsýný, eðimleri ve þerit kullanýmýný (park þeridi, sýðýnma þeridi, hýzlanma þeridi vb.) kapsar.

38 24 Buna karþýn trafik þartlarý; yaklaþým kollarýnýn hacimlerini, araç hareketlerinin daðýlýmlarýný (sol, sað, direkt), her bir hareket için araç cinslerinin daðýlýmlarýný, kavþak bölgesindeki otobüs duraklarýnýn kullanýlýþý ve yerlerini, yaya akýmlarýný ve kavþak alanýndaki park hareketlerini içermektedir. Sinyalizasyon þartlarý ise, sinyal fazýnýn, zamanýn, kontrol türünün (sabit zamanlý, trafik uyarmalý kontrol vb.) tanýmlanmasý ve herbir yaklaþým kolunda sinyal iþleminin deðerlendirilmesini ifade etmektedir. Sinyalize kavþaðýn kapasitesi, doygun akým ve doygun akým oraný (doyma derecesi) konularýna dayanýr. Doygun akým oraný %100 etkin yeþil zamana sahip bir yaklaþým kolundan mevcut trafik ve yol þartlarýnda geçen maksimum akým oraný olarak tanýmlanabilir. Doygun akým oraný S indisi ile ifade edilir ve etkin yeþil zaman için araç/sa olarak birimlendirilir. Buna göre, bir yaklaþým kolu için kapasite: C i = Si (g / c) i (3.3) þeklinde hesaplanmaktadýr. Bu baðýntýda; C i S i : i inci yaklaþým kolu ya da þerit grubunun kapasitesi (araç/sa), : i inci yaklaþým kolu ya da þerit grubunun doygun akým oraný (araç/sa), ( g/ c) i : i inci yaklaþým kolu için yeþil oraný, deðerlerini ifade etmektedir. (3.3) baðýntýsýndan da anlaþýlabileceði gibi sinyalize bir kavþaðýn devre süresi arttýkça kapasite de artacaktýr. Bunun nedeni faydalý zamanýn (etkin yeþil fazýn) devre süresiyle orantýlý olarak artmasýdýr. Öte yandan, yukarýdaki baðýntýdan kavþak kapasitesinin doygun akýma da baðlý olduðu görülmektedir.

39 25 Bir sinyalize kavþaðýn toplam kapasitesi (C) ise, bütün fazlardaki kapasite deðerlerinin toplamý olarak þu þekilde hesaplanabilir: Ci = Si C = (g/c) i (3.4) Kavþak analizlerinde; akým oranýnýn kapasiteye oraný (v/c), X sembolü ile gösterilmektedir. Bu sembol kapasite ile sinyalizasyon þartlarýnýn kuvvetli iliþkisini vurgulamakta ve literatürde doyma derecesi olarak anýlmakta olup (v C) X = (v/ S) i i i = (3.5) (Sigi) (g / C) i baðýntýsý yardýmýyla hesaplanabilir. X i, i inci yaklaþým kolu için v/c oraný, akým oraný kapasiteye eþit olduðu zaman sýnýr deðer olan deðerini, akým oraný sýfýr ise X i =0 deðerini almaktadýr. Sinyalize kavþaklarýn incelenmesinde faydalý diðer bir kapasite içeriði ise kritik v/c oranýdýr (X c ). Bu oran verilen bir sinyal fazý için yalnýzca yaklaþým kolunu ilgilendiren en yüksek akým oranýný içerir (v/s). Kavþak için kritik v/c oraný aþaðýdaki gibi tanýmlanabilir: [ c /(c L ] Xc = (v/ S) ci ) (3.6) Bu baðýntýda; X c c L : Kavþak için kritik v/c oraný, ( v/ S) ci : Tüm kritik þerit yaklaþýmlarýnýn akým oranlarý toplamý, : Devre uzunluðu (sn), deðerlerini ifade etmektedir. : Her devredeki toplam kayýp zaman,