Performans Modelleri P R O F. D R. M U S T A F A K A R A Ş A H İ N

Transkript

1 Performans Modelleri P R O F. D R. M U S T A F A K A R A Ş A H İ N

2 Performans Modeli için Gerekli Veriler Bir veri tabanı (örneğin inşaat tarihi, YOGT, PSI değeri vb.), Bozulmayı etkileyen tüm önemli değişkenlerin belirlenmesi, Gerçek yol koşullarını kapsayacak şekilde dikkatli bir model seçimi, Kriterlerin belirlenmesi (örneğin PSI değeri 2,5 olduğunda onarım programına alınması).

3 Örnek bir Performans Modeli Performans Ölçümü (PSI vb) Bozulmaların gelecekteki tahmini Kalan Hizmet İnşaat tarihi Mevcut Ömrü Bakım tarihi Üstyapı Yaşı/Dingil Yükü Rehabilitasyon i j k Rehabilitasyon Seçenekleri

4 Mevcut Hizmet Yeteneği (PSI) formu Kabul edilebilir? 5 Evet Çok İyi Hayır 4 İyi Kararsız Bölüm Tanımı...Oranda Puanlayıcı...Tarih...Zaman...Araç Orta

5 PSI Değerinin Belirlenmesi Uzmanlar araç üzerinde seyahat ederek, yol kesimlerini 0 ile 5 arasunda puanlandırır. Farklı uzmanların değerlendirmeleri biraraya getirilerek, uzmanların görüşlerini yenilemesi beklenir. Yapılan birkaç iterasyondan sonra, ortak bir PSI değerinde uzlaşılır. PSI değeri ağırlıklı olarak sürüş konforu diğer bir deyişle yol düzgünsüzlüğü ile ilişkilidir. Bu bağlamda IRI (Uluslar arası Düzgünsüzlük Indeksi) değeri ile doğrudan ilişkilidir.

6 Düzgünsüzlük (Rougness)

7 PSI (Present Serviceability Index) Sürüş konforu veya yol düzgünsüzlüğü ile ilgili bir indesktir. 0 ile 5 arasında değişir. Yeni yapıulan yollarda genellikle 4,5 civarında bir değer elde edilirken yolun ömrünü yol sınıfna bağlı olarak, 2,0-2,5 değerlerinde sona erdiği kabul eidlir.

8 Pavement Condition Rating (PCR) Çok iyi İyi Orta Kötüye yakın Kötü PCR= 100- azaltma faktörleri Azaltma faktörü= ağırlıkx şiddetx yoğunluk Örnek= *0,3*0,7= 97,9 100= mükemmel, hiçbir bozulma olmayan kesim 0= çok fazla miktarda, çok farklı bozulmaların olduğu kesim Çok kötü

9

10 Değişik Avrupa Ülkelerindeki Performans Ölçütleri

11 USA eyaletlerinde kullanılan performans ölçütleri

12 Üstyapı Perfromans Tahmin Modeli ve Gerçekleşme

13

14 1 milyon dolar ile yapılabilecek bakım uzunlukları

15

16

17

18

19

20

21

22 PCR (Pavement Conditioning Rating) Eğitimli, deneyimli personel tarafından belirlenir. Bozulmanın cinsi, miktarı (m veya m2) ve şiddetini belirleyerek, azaltım değeri (deduct value) belirlenir. Mükemmel üstyapı 100 değerine sahiptir; mevcut üstyapının durumu 100 den azaltım değerinin çıkarılmasıyla elde edilir.

23 Üstyapı Performansı için Kullanılan Modeller Lineer azalan tahmin modeli, Regresyon (ampirik) modeli, Mekanistik-Ampirik model, En küçük kareler yöntemi ile polinom modeli, S-şekilli eğriler Olasılık dağılımı Markov modeli, Yapay zeka modelleri.

24 Lineer Azalan Tahmin Modeli En basit performans tahmin yöntemidir ve iki ölçüm noktasından azalan bir doğru ile gelecekteki durum tahmin edilir. Bu model, sadece tek bir kesim için uygulanabilir ve genelleştirilemez. Model, geçmişteki trafik yükleri ve bakım düzeylerinin gelecekte de değişmeyeceğini varsayar. İnşaattan sonra performans tahmini için en az bir ölçüm gerektirir. Bu model kısa zaman periyotları için (birkaç yıl) kullanılabilir, daha uzun periyotlar için kullanılmamalıdır. Yeni yapılmış veya yeni bakımdan çıkmış kesimlerde kullanılamaz PCI veya PSI? YAŞ (yıl)?

25 Regresyon (Amprik) Model Bozulmaya neden olan faktörler ile bozulmalar arasında regresyon analizi yapılarak modeller geliştirilir. Örnek: CR=-8,70+0,258 HST*logN +1,006 *10-7 HST*N Burada, CR= Üstyapı çatlak alanı yüzdesi, HST=Asfalt tabakanın altındaki yatay gerilme N=Yığışımlı tek dingil yükü eşdeğeri (EDYS)

26 PCR=Üstyapı Durum Oranlaması (0-100) C= 100 M= Eğim katsayısı A= Üstyapının yaşı, yıl p= Bir sabit (eğrinin şekline göre) Örnek: PCR=100-0,086(YAŞ) 2,50

27 Mekanistik-Amprik Model Mekanistik-ampirik yaklaşım ile modelleme, sadece üstyapının tepkisini (gerilme, şekil değiştirme ve defleksiyon) hesaplamak için kullanılabilir. Bu tepkiye genellikle trafik, iklim veya her ikisi birlikte neden olur. Gerilme ve şekil değiştirme hesaplaması için mekanistik modeller kullanılamayabilir, fakat hesaplamalardan sonra regresyon yöntemi kullanılarak performans tahmini yapılabilir. Bu nedenle yöntemin adı mekanistik-ampirik modeldir. Üstyapının yorulma ömrü için mekanistik-ampirik bir model örneği aşağıdaki gibidir: N= A(1/e) n N= yorulma ömrü A ve n= katsayı e= asfalt betonu altında oluşan yatay şekil değiştirme

28 En Küçük Kareler Yöntemi ile Polinom Modeli Bağımlı değişkenleri (p (x)) (PCI veya düzgünsüzlük) bir x değişkeninin (yaş veya trafik) bir fonksiyonu olarak tahmin etmek için kullanılan en iyi yöntemlerden biridir. Örneğin, PCI ve yaş arasındaki beklenen çok terimli eğri: p (x)= a 1 +2 a 2 x +3 a 3 x n a n x n-1

29 Polinom modele benzeyen S- şekilli eğri tekniği, üstyapı yaşı ile PCI ilişkisi için kullanıldığında daha iyi sonuç verir. Bu model aşağıdaki şekildedir: S Şekilli Eğriler Burada,, ve kısıtlardır. kısıtı Şekil 3.5 de görüldüğü gibi PCI değerleri 0 a ulaşana kadar tüm yaş değerleri için PCI değerini tahmin eder. Bu üç kısıt, regresyon çözümlemesi ile belirlenir (Shahin, 2002).

30 Olasılık Dağılımı Olasılık dağılımı, bir rasgele değişkenin alabileceği tüm değerleri ile ilişkilendirilme olasılıklarını tanımlar. Örneğin, rasgele değişken PCI olarak seçilirse, olasılık yoğunluk fonksiyonu yığışımlı yoğunluk fonksiyonu ile tanımlanabilir. 1.0 PCI Yeni Eski Yaş PCI

31 Markov Zinciri Markov yönteminin tek adımlı geçiş olasılığı tekniği esas alınmıştır. Bu modelde, üstyapının gelecek durumu, elemanın mevcut durumundan tahmin edilir. Elemanın durumu, ölçümler ile belirlenir ve olasılık matrisi oluşturulur. Başlangıç Gelecekteki Durum Durumu ,90 0,04 0,02 0,03 2 0,01 0,90 0, ,01 0, ,92

32 Yapay Zeka Modelleri Yapay sinir ağları Bulanık mantık

33 Hizmet Düzeyi Bakım maliyeti Hizmet Düzeyi ve Bakım Maliyeti Hizmet düzeyi Aşırı bakım maliyeti Bakım maliyeti Minimum hizmet düzeyi Zaman

34 Yoğunluk Belirlenmesi

35 Hizmet Düzeyi Performans Karşılaştırması Tahmin Performans Eğrisi Gerçekleşen PE Zaman

36 Hizmet Düzeyi Bakım Maliyetleri Gerçekleşen bakım eğrisi Tahmin edilen bakım eğrisi Zaman

37

38

39 Asfalt Kaplamalı Yolların Bakımı

40 PCR Değerleri

41 PCR ölçüm ve tahmini

42

43

44 Asfalt kaplama bozulma şekilleri

45 Örnek bir bozulma krokisi