AKILLI KAVŞAK YÖNETİM SİSTEMİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "AKILLI KAVŞAK YÖNETİM SİSTEMİ"

Duygu Çiftçi
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 AKILLI KAVŞAK YÖNETİM SİSTEMİ 1

2 1. PROJE ÖZETİ Dünya nüfusu, gün geçtikçe artmaktadır. Mevcut alt yapılar, artan nüfusla ortaya çıkan ihtiyaçları karşılamakta zorlanmaktadır. Karşılanamayan bu ihtiyaçların insan hayatı üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak için birçok alanda iyileştirmeler yapılması gerekmektedir. Nüfus artışına paralel olarak trafikteki taşıt sayısı da artmaktadır. Taşıt kullanımının artmasıyla birlikte, özellikle büyük şehirlerde, yoğun trafiğin ortaya çıkardığı birçok sorun, acilen önüne geçilmesi gereken bir hal almıştır. Trafik yoğunluğu, ulaşım süresinin artmasına, fazla yakıt tüketilmesiyle yüksek enerji maliyetlerine ve egzoz gazı salınımıyla çevre kirliliğine sebep olmaktadır. Bu gerekçelerle başlatılan projeyle, trafik ışıklarının, trafiği düzenlemedeki olumlu katkısını arttıran sistemler şehrin önemli noktalarında hayata geçirilmiştir. Bilindiği üzere, ülkemizde trafik ışıkları sadece zaman ayarlı olarak çalışmaktadır. Bu durum; i. Araçların trafikte daha uzun kalmasına sebep olarak, trafik yoğunluğunu kabul edilemez hale getirmekte, ii. Zaman kaybına yol açmakta, iii. Yakıt tüketimini artırmakta, iv. Çevre kirliliğine olumsuz katkıda bulunmaktadır. Öte yandan, günümüz teknolojisi, düşük maliyetli kameraların, yüksek işlem gücüne sahip işlemcilerin ve sayısal devrelerin, görüntü işlemeye dayalı akıllı sinyalizasyon sistemlerinin tasarımında kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Özellikle son yıllarda hızla gelişen görüntü isleme teknikleri ve başarılı uygulamalar da bu fikri güçlendirmektedir. Bu uygulamaların sinyalizasyon sistemlerinde kullanılması halinde, trafik ışıklarının, kavşaklardaki araç yoğunluğuna bağlı değişken zamanlı olarak çalışması sağlanabilmektedir. Proje kapsamında kurulumu gerçekleşen sistem, araç yoğunluğuna bağlı olarak ışıklı kavşak yönetimini sağlamakta ve uygulama noktalarından biri olan Antalya Mevlana Kavşağı nda gerçek veriler ışığında ve benzetim ortamında araçların kavşakta ortalama bekleme süresini yaklaşık %40 oranında azaltmaktadır. Trafik ışıklarının kullanıldığı kavşaklara yerleştirilen sistem, kavşağa bağlı her yön için, bir (veya birkaç) görüntü tabanlı araç sayım modülü ve bu modüllerden elde edilen verilerin toplandığı bir endüstriyel bilgisayardan oluşmaktadır. Kameralar aracılığıyla alınan görüntüler, uygun görüntü işleme teknikleriyle gerçek zamanlı olarak işlenerek, araçlar tespit edilip, izlenmektedir. Araç tespit ve izleme sonuçları, sistemin merkezi olarak nitelenen bir endüstriyel bilgisayar tarafından yorumlanarak, anlık araç sayısı, araçların ortalama hızı gibi değerler çıkarılmaktadır. Bu sayede, sistemin yerleştirildiği kavşaktaki trafik ışıkları, bilgisayar üstünde kavşağa özel olarak geliştirilen algoritmalar koşturularak, araçların trafik ışıklarında bekleme süresini en aza indirecek şekilde yönlendirilmektedir. Bununla birlikte, sistem dahilinde yer alan Akustik Tabanlı Siren Sesi Dedektörü sayesinde, kavşağa yaklaşmakta olan Ambulans ve İtfaiye araçlarına geçiş önceliği verilmesi mümkün olabilmektedir. Akıllı Trafik Sistemi (ATS), olarak adlandırılan sistem, bütün sinyalizasyon sistemlerine uyumlu olmakla beraber uygulandığı noktalarda, özellikle iş çıkışı 2

Nüfus artışına paralel olarak trafikteki taşıt sayısı da artmaktadır.

3 saatlerinde (17:00 18:00 arası gibi) trafikte kaybedilen zamanı ve yakıt harcamasını önemli ölçüde azaltmaktadır. Işıklı kavşaklara bu sistemin yerleştirilmesiyle birlikte trafik sorununun çözümüne katkıda bulunulmaktadır. Sistemin devreye alınması ile birlikte sürücülerin trafikte kaybettiği zaman yaklaşık %40 oranında azalmıştır. Bu sayede sürücülerin trafikte geçirdiği süre azalarak hem sürücü psikolojisine hem de iş hayatına olan olumsuz etkileri minimize edilmiştir. Ayrıca, mevcut istatistikler incelendiğinde, sistemin uygulandığı ışıklı kavşaklarda, kırmızı ışık ihlallerinin ve meydana gelen kazaların sayısının da azaldığı görülmektedir. 2. SİSTEM 2.1 Sisteme Genel Bakış Trafik ışıklarının kullanıldığı kavşaklara yerleştirilen Akıllı Trafik Sistemi (ATS), kavşağa bağlı her yön için, bir (veya birkaç) kamera, o kameraya ait bir görüntü işleme kartı ve tüm bu kartlardan elde edilen verilerin toplandığı bir merkezi üniteden oluşmaktadır. Şekil 1 deki örnek uygulamadan da görüleceği üzere, her bir kamera ilgili yöndeki araçları sayabilecek geometride yerleştirilmektedir. Şekil 1. Akıllı Trafik Sistemi nin kavşaklarda uygulanışı Kameralar aracılığıyla alınan görüntüler, uygun görüntü işleme teknikleriyle gerçek zamanlı olarak işlenerek, farklı aydınlatma koşullarında, trafik yoğunluğundan bağımsız halde, farklı şeritler üzerinde ilerleyen araçlar tespit edilip, izlenmektedir. Araç tespit ve izleme sonuçları, sistemin merkezi olarak nitelenen ve her kavşakta bulunan Kavşak Kontrol Cihazı nın içine yerleştirilen bir merkezi ünite tarafından yorumlanarak, anlık araç sayısı, araçların ortalama hızı gibi değerler hesaplanmaktadır. Bu sayede, sistemin yerleştirildiği kavşaktaki trafik ışıkları, 3

Sistemin devreye alınması ile birlikte sürücülerin trafikte kaybettiği zaman yaklaşık %40 oranında azalmıştır.

4 bilgisayar üstünde kavşağa özel olarak geliştirilen algoritmalar koşturularak, araçların trafik ışıklarında bekleme süresini en aza indirecek şekilde yönlendirilmektedir. Bunlarla birlikte, sistemin sürekli olarak ürettiği trafik verileri, Ulaşım Ana Planı'nın oluşturulması için kullanılabilmekte ve ayrıca istendiğinde tüm bu veriler Trafik Kontrol Merkezi gibi uzak bir noktaya aktarılabilmektedir. Sistemin uzaktan erişime açık mimaride olması sayesinde de, kavşakların acil durumlarda (kaza gibi) Trafik Kontrol Merkezleri tarafından uzaktan kumanda edilmesi de mümkün olabilmektedir. Sistem dahilinde yer alan modüller aşağıda verilmektedir: 2.2 Araç Sayım Modülü Araç sayım modülü, görüntü tabanlı olarak, herhangi bir yol kesitinden geçen araçların, 7/24, her türlü hava koşulunda sayılabilmesini ve elde edilen sayım sonuçlarının CENTRIS modülüne iletilmesini sağlamaktadır. Sistem, IP66 standardında bir muhafaza içinde bulunan, bir analog/sayısal kamera, yüksek işlem gücüne sahip bir görüntü işleme kartı ve bir kablosuz iletişim modülünden oluşmaktadır. Şekil 2. Araç Sayım Modülü Araç sayım modülü, gündüz ve gece koşulları için 2 farklı modda çalışan görüntü işleme algoritmaları sayesinde her türlü aydınlanma koşulunda sonuç üretmektedir. 4

3 Akıllı Kavşak Yönetim Modülü, CENTRIS Görüntü tabanlı bir Akıllı Kavşak Yönetim Sistemi olan ATS, kavşaklardaki araç yoğunluğu ve ortalama araç hızı gibi verileri kullanarak trafik ışıklarının

5 Şekil 3. Araç Sayım Modülü ile gündüz ve gece görüntülerinde sayım işlemi Şekil 4. Araç Sayım Modülü nde gündüz ve gece görüntülerinde sayım yapabilmeyi sağlayan algoritmaların geliştirildiği ortamın grafik arayüzü 2.3 Akıllı Kavşak Yönetim Modülü, CENTRIS Görüntü tabanlı bir Akıllı Kavşak Yönetim Sistemi olan ATS, kavşaklardaki araç yoğunluğu ve ortalama araç hızı gibi verileri kullanarak trafik ışıklarının yönetilmesini sağlamaktadır. Sistemin merkezi olarak nitelenen CENTRIS modülü, kavşağa yerleştirilen tüm Araç Sayım Modülleri ile iletişim halindedir. Araç şayım modüllerinden elde edilen, araç yoğunluğu ve ortalama araç hızı gibi veriler, CENTRIS merkezi işlem birimine iletilir. CENTRIS, üzerinde çalışan ve kavşağa özel olarak geliştirilmiş olan optimizasyon algoritmaları sayesinde, kavşağa bağlı yönlerden hangisine yeşil ışık yakılacağını belirler. Bu bilgiyi Kavşak Kontrol Cihazına uygun bir komut ile göndererek, kavşağın dinamik olarak yönetilmesini sağlar. CENTRIS, basit anlamda, kavşaktaki, Kavşak Kontrol Cihazına arayüzü bulunan bir endüstriyel bilgisayar ve bu bilgisayara bağlı olarak çalışan GPRS ünitesinden oluşmaktadır. 5

6 Şekil 5. CENTRIS Modülü 2.4 Karşılaştırmalı Simülasyon Ortamı Bu ortam, ATS nin kavşak yönetimini tümüyle araç yoğunluğunu baz alarak gerçekleştiren optimizasyon algoritmalarının geliştirildiği simülasyon ortamıdır. Bu modülü, benzer simülasyon ortamlarından ayıran temel özelliği, bir kavşağın, hem sabit zamanlı yönetimini hem de ATS ile yönetimini karşılaştırmalı olarak aynı anda simüle edebilmesidir. Şekil 6. Karşılaştırmalı Simülasyon Ortamı 6

gerçekleştiren optimizasyon algoritmalarının geliştirildiği simülasyon ortamıdır.

7 Karşılaştırmalı Simülasyon Ortamında geliştirilen algoritmalar daha sonra PTV firması tarafından üretilen VISSIM simülasyon ortamına aktarılarak, ATS kavşağa yerleştirilmeden önce de verimliliği sınanmaktadır. Antalya Mevlana Kavşağı için yapılmış olan simülasyon çalışmalarına ait örnek resimler aşağıda verilmektedir. Şekil 7. Mevlana Kavşağı nın VISSIM ortamında simülasyonu Şekil 8. Mevlana Kavşağı nın VISSIM ortamında ATS ile yönetilmesi 7

Antalya Mevlana Kavşağı için yapılmış olan simülasyon çalışmalarına ait örnek resimler aşağıda verilmektedir.

Benzer belgeler

CHAOS TM Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi

CHAOS TM Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi Sistemin yerleştirildiği kavşaklarda CHAOS ile araçların trafik ışıklarında bekleme süresini en aza indirgemektedir. Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi Dinamik kavşak