Dinamik Ağ Yükleme Problemi ve Temel Modelleri

Benzer belgeler
ÇOKLU REGRESYON MODELİ, ANOVA TABLOSU, MATRİSLERLE REGRESYON ÇÖZÜMLEMESİ,REGRES-YON KATSAYILARININ YORUMU

Sürekli Olasılık Dağılım (Birikimli- Kümülatif)Fonksiyonu. Yrd. Doç. Dr. Tijen ÖVER ÖZÇELİK

YÖNETİM VE EKONOMİ Yıl:2006 Cilt:13 Sayı:1 Celal Bayar Üniversitesi İ.İ.B.F. MANİSA

PROJE SEÇİMİ VE KAYNAK PLANLAMASI İÇİN BİR ALGORİTMA AN ALGORITHM FOR PROJECT SELECTION AND RESOURCE PLANNING

X, R, p, np, c, u ve diğer kontrol diyagramları istatistiksel kalite kontrol diyagramlarının

Şehiriçi Karayolu Ağlarının Sezgisel Harmoni Araştırması Optimizasyon Yöntemi ile Ayrık Tasarımı *

YAYILI YÜK İLE YÜKLENMİŞ YAPI KİRİŞLERİNDE GÖÇME YÜKÜ HESABI. Perihan (Karakulak) EFE

Doğrusal Korelasyon ve Regresyon

Korelasyon ve Regresyon

5.3. Tekne Yüzeylerinin Matematiksel Temsili

kadar ( i. kaynağın gölge fiyatı kadar) olmalıdır.

4.5. SOĞUTMA KULELERİNİN BOYUTLANDIRILMASI İÇİN BİR ANALIZ

bir yol oluşturmaktadır. Yine i 2 , de bir yol oluşturmaktadır. Şekil.DT.1. Temel terimlerin incelenmesi için örnek devre

PARÇALI DOĞRUSAL REGRESYON

dir. Bir başka deyişle bir olayın olasılığı, uygun sonuçların sayısının örnek uzaydaki tüm sonuçların sayısına oranıdır.

VEKTÖRLER VE VEKTÖREL IŞLEMLER

Şiddet-Süre-Frekans Bağıntısının Genetik Algoritma ile Belirlenmesi: GAP Örneği *

Deney No: 2. Sıvı Seviye Kontrol Deneyi. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Dijital Kontrol Laboratuvar Deney Föyü Deneyin Amacı

HAFTA 13. kadın profesörlerin ortalama maaşı E( Y D 1) erkek profesörlerin ortalama maaşı. Kestirim denklemi D : t :

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Deprem Tepkisinin Sayısal Metotlar ile Değerlendirilmesi (Newmark-Beta Metodu) Deprem Mühendisliğine Giriş Dersi Doç. Dr.

Sistemde kullanılan baralar, klasik anlamda üç ana grupta toplanabilir :

NİTEL TERCİH MODELLERİ

BÖLÜM 5 İKİ VEYA DAHA YÜKSEK BOYUTLU RASGELE DEĞİŞKENLER İki Boyutlu Rasgele Değişkenler

DOĞRUSAL HEDEF PROGRAMLAMA İLE BÜTÇELEME. Hazırlayan: Ozan Kocadağlı Danışman: Prof. Dr. Nalan Cinemre

( ) 3.1 Özet ve Motivasyon. v = G v v Operasyonel Amplifikatör (Op-Amp) Deneyin Amacı. deney 3

DİNAMİK ANALİZ PROBLEMLERİ İÇİN YENİ BİR ADIM ADIM SAYISAL ÇÖZÜMLEME YÖNTEMİ

Tek Yönlü Varyans Analizi

Kafes Yapıların Öğretme-Öğrenme Esaslı Optimizasyon Yöntemiyle Boyutlandırılması

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 Sayı: 48 sh Eylül 2014 KRİL SÜRÜSÜ ALGORİTMASI İLE ATÖLYE ÇİZELGELEME

Çarpımsal Ceza Modeli İle Tamsayılı Programlama

EVRİMSEL ALGORİTMA İLE SINIRLANDIRMALI DİNAMİK OPTİMİZASYON

İÇME SUYU ŞEBEKELERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ

Öğretim planındaki AKTS TASARIM STÜDYOSU IV

Üç Boyutlu Yapı-Zemin Etkileşimi Problemlerinin Kuadratik Sonlu Elemanlar ve Sonsuz Elemanlar Kullanılarak Çözümü

Makine Öğrenmesi 10. hafta

UYUM ĐYĐLĐĞĐ TESTĐ. 2 -n olup. nin dağılımı χ dir ve sd = (k-1-p) dir. Burada k = sınıf sayısı, p = tahmin edilen parametre sayısıdır.

SAYISAL ANALİZ. Doç.Dr. Cüneyt BAYILMIŞ. Sayısal Analiz. Doç.Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

Türk Dilinin Biçimbilim Yapısından Yararlanarak Türkçe Metinlerin Farklı İmgelere Ayrılarak Kodlanması ve Sıkıştırılması

ARAŞTIRMA MAKALESİ/RESEARCH ARTICLE TEK ÇARPIMSAL SİNİR HÜCRELİ YAPAY SİNİR AĞI MODELİNİN EĞİTİMİ İÇİN ABC VE BP YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI ÖZ

PARAMETRİK OLMAYAN HİPOTEZ TESTLERİ Kİ-KARE TESTLERİ

HAVAYOLU KARGO TAŞIMACILIĞINDA KAPASİTE SINIRI OLMAYAN ÇOK ATAMALI p-ana DAĞITIM ÜSSÜ MEDYAN PROBLEMİNE TAMSAYILI MODEL YAKLAŞIMI

ÇOK DURUMLU AĞIRLIKLANDIRILMIŞ BİLEŞENLİ SİSTEMLERİN DİNAMİK GÜVENİLİRLİK ANALİZİ

Kİ-KARE TESTLERİ A) Kİ-KARE DAĞILIMI VE ÖZELLİKLERİ

Rasgele Değişken Üretme Teknikleri

Kİ-KARE TESTLERİ. şeklinde karesi alındığında, Z i. değerlerinin dağılımı ki-kare dağılımına dönüşür.

ROBİNSON PROJEKSİYONU

PRODUCTION PLANNING BASED ON GOAL PROGRAMMING FOR MASS CUSTOMIZATION IN A COMPANY

Kİ KARE ANALİZİ. Doç. Dr. Mehmet AKSARAYLI Ki-Kare Analizleri

TRAFİK İŞARETLERİNİN HOUGH DÖNÜŞÜMÜ VE DVM KULLANILARAK SINIFLANDIRILMASI TRAFFIC SIGN CLASSIFICATION USING HOUGH TRANSFORM AND SVM

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

BÖLÜM 9 İKİ BOYUTLU PANEL YÖNTEMLERİ

TEMEL DEVRE KAVRAMLARI VE KANUNLARI

Adi Diferansiyel Denklemler NÜMERİK ANALİZ. Adi Diferansiyel Denklemler. Adi Diferansiyel Denklemler

Bağımsız Model Blok Dengeleme için Model Oluşturma ve Ön Sayısal Bilgi İşlemleri

Obtaining Classical Reliability Terms from Item Response Theory in Multiple Choice Tests

Veride etiket bilgisi yok Denetimsiz öğrenme (unsupervised learning) Neden gereklidir?


2.7 Bezier eğrileri, B-spline eğrileri

GM-220 MÜH. ÇALIŞ. İSTATİSTİKSEL. Frekans Dağılımı Oluşturma Adımları VERİLERİN SUNUMU. Verilerin Özetlenmesi ve Grafikle Gösterilmesi

İki Serbestlik Dereceli KardanUygulamasının Kararlılaştırılması

Asimetri ve Basıklık Ölçüleri Ortalamalara dayanan (Pearson) Kartillere dayanan (Bowley) Momentlere dayanan asimetri ve basıklık ölçüleri

BULANIK AKIŞ TİPİ ÇİZELGELEME PROBLEMİ İÇİN ÇOK AMAÇLI GENETİK ALGORİTMA

PÜRÜZLÜ AÇIK KANAL AKIMLARINDA DEBİ HESABI İÇİN ENTROPY YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

TRANSPORT PROBLEMI için GELIsTIRILMIs VAM YÖNTEMI

a IIR süzgeç katsayıları ve N ( M) de = s 1 (3) 3. GÜRÜLTÜ GİDERİMİ UYGULAMASI

Ercan Kahya. Hidrolik. B.M. Sümer, İ.Ünsal, M. Bayazıt, Birsen Yayınevi, 2007, İstanbul

BÖLÜM 1 1.GİRİŞ: İSTATİSTİKSEL DOĞRUSAL MODELLER

YÜKSEK FREKANSLI HABERLEÞME DEVRELERÝ ÝÇÝN, TOPLU - DAÐINIK, KARMA ELEMANLI ARABAÐLAÞIM MODELLERÝNÝN BÝLGÝSAYAR DESTEKLÝ TASARIMI

Sinirsel Bulanık Sistemler İle Trafik Gürültüsünün Tahmini

Bulanık Mantık ile Hesaplanan Geoid Yüksekliğine Nokta Yüksekliklerinin Etkisi

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

BANKACILIKTA ETKİNLİK VE SERMAYE YAPISININ BANKALARIN ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

16. Dörtgen plak eleman

TEKNOLOJİ, PİYASA REKABETİ VE REFAH

SEK Tahmincilerinin Arzulanan Özellikleri. SEK Tahmincilerinin Arzulanan Özellikleri. Ekonometri 1 Konu 9 Sürüm 2,0 (Ekim 2011)

UZUN ÖLÜ ZAMANLI SİSTEMLER İÇİN SMİTH ÖNGÖRÜCÜSÜ YÖNTEMİ İLE PI-P KONTROLÖR TASARIMI

FLYBACK DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE ANALİZİ

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

BULANIK HEDEF PROGRAMLAMA VE BİR TEKSTİL FİRMASINDA UYGULAMA ÖRNEĞİ

DEĞİŞKEN DÖVİZ KURLARI ORTAMINDA GLOBAL BİR ŞİRKETTEKİ ESNEKLİĞİN DEĞERİ VE OPTİMUM KULLANIMI

Merkezi Eğilim (Yer) Ölçüleri

BULANIK ÇOK AMAÇLI HÜCRESELTASARIM PROBLEMİNİN İKİ AŞAMALI BULANIK PROGRAMLAMA YAKLAŞIMI İLE ÇÖZÜMÜ

ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN BİYOLOJİK ARITIMI VE ARITIM KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ

A İSTATİSTİK. 4. X kesikli rasgele (random) değişkenin moment çıkaran. C) 4 9 Buna göre, X in beklenen değeri kaçtır?

ALGILANAN HİZMET KALİTESİ VE LOJİSTİK REGRESYON ANALİZİ İLE HİZMET TERCİHİNE ETKİSİNİN BELİRLENMESİ. Özet

Elektrik ve Manyetizma

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

ÇOK BĐLEŞENLĐ DAMITMA KOLONU TASARIMI PROF. DR. SÜLEYMAN KARACAN

Hasar sıklıkları için sıfır yığılmalı kesikli modeller

Bulanık TOPSIS ve Bulanık VIKOR Yöntemleriyle Alışveriş Merkezi Kuruluş Yeri Seçimi ve Bir Uygulama

POLİNOMLARLA VE BULANIK MANTIK İLKELERİNE GÖRE GEOİT BELİRLEMENİN PRESİZYONA ETKİSİ

Elektrik Akımı. Test 1 in Çözümleri. voltmetresi K-M arasına bağlı olduğu için bu noktalar arasındaki potansiyel farkını ölçer. V 1. = i R KM 1.

KIRMIZI, TAVUK VE BEYAZ ET TALEBİNİN TAM TALEP SİSTEMİ YAKLAŞIMIYLA ANALİZİ

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ ÖRNEK 20 İKİ KATLI YIĞMA KONUT BİNASININ TASARIMI

ERGONOMİK KOŞULLAR ALTINDA MONTAJ HATTI DENGELEME

KAFES SİSTEMLERİN GERİLME, YER DEĞİŞTİRME, BURKULMA VE DOĞAL FREKANS KISITLARI ALTINDA OPTİMUM TASARIMI

KAFES SİSTEMLERİN UYGULAMAYA YÖNELİK OPTİMUM TASARIMI

GRUPLARDA VE YARIGRUPLARDA ETKİNLİK(EFFICIENCY) The Efficiency Of Groups And Semigroups *

Transkript:

Dnamk Ağ Yükleme Problem ve Temel Modeller Hlm Berk Çelkoğlu, Ergun Gedzloğlu İTÜ İnşaat Fakültes, İnşaat Mühendslğ Bölümü, Ulaştırma Anablm Dalı, 34469, Maslak, İstanbul. Tel: (212) 285 37 98 Epostalar: hbcelkoglu@ns.tu.edu.tr, egedzloglu@ns.tu.edu.tr Öz Br dnamk ağ yükleme problem; zaman-bağımlı güzergah talep akımları ve başarım fonksyonları yardımıyla, ağ üzerndek trafğe lşkn zaman-bağımlı akım hacm, yolculuk zamanı, yoğunluk ve hız gb değşkenlern göstermn fade eder. Dnamk ağ yükleme modeller; verlen br ağ üzerndek taşıtların, başlangıç düğüm noktasından varış düğüm noktasına olan zaman-bağımlı yol terchler şeklnde tanımlanan dnamk trafk ataması problemnn ayrılmaz br bleşendr. Geçmşte dnamk ağ yükleme problemne lşkn pek çok farklı yaklaşım gelştrlmştr. Bu yaklaşımlar temelde; trafk akımını, sürekl ya da ayrık olan temsl yöntemleryle tanımlamıştır. İlk kullanılmaya başlandığı zamandan bu yana modellern gerek kuramsal gerekse uygulanablr yapısındak çeştllğnn artması, dnamk ağ yükleme modellernn günümüzde farklı bçmlerde sınıflandırılıyor olmasına neden olmuştur. Bu çalışmada; dnamk ağ yükleme problemnn matematk formülasyonu le çözümü çn gerekl ayrıklaştırma olgusu rdelenmştr. Problemn çözümüne yönelk önerlen modeller ve bu modellern sınıflandırılması özetlenmştr. Anahtar kelmeler: Dnamk ağ yüklemes; trafk akım modeller Grş Br dnamk ağ yükleme (DAY) problem; zaman-bağımlı yol talep akımlarından, zaman-bağımlı akım hacm, yoğunluk ve hız değşkenlernn göstermn fade eder. Bu t modeller; verlen br ağ üzerndek taşıtların, başlangıç düğüm noktasından varış düğüm noktasına olan zaman-bağımlı yol terchler şeklnde tanımlanan dnamk trafk atama (DTA) problemnn ayrılmaz br bleşendr. Geçmşte DAY problemne lşkn pek çok farklı yaklaşımlar gelştrlmştr. Bu yaklaşımlar temelde; trafk akımını, sürekl ya da ayrık olan temsl yöntemleryle tanımlamıştır. Bu modeller çn sıkça kullanılan çözüm teknkler; yol ağının durumunun belrl (sabt) br uzunluğa at kısa zaman aralıklarına göre belrlendğ ayrık-zaman yöntemlerdr. Çoğu DAY modelnde, DTA problem döngüsel br yaklaşımla çözülmektedr. Burada öncelkle; zaman-bağımlı alternatf yol seçeneklernn oluşturduğu br lk küme seçlr, DAY model uygulanır, ve br sonrak döngü çn yol seçmler, elde edlen yolculuk zamanlarının br fonksyonu olarak 502

düzeltlr (Smth and Wsten, 1996). DTA na br dğer yaklaşım se; tek br terasyonda uygulanan DAY modelndek ger besleme mekanzması üzerne kurulmuştur. Bazı trafk benzetm yazılımlarınınca da kullanılan bu yaklaşım; var olan yol ağı durumunu, başlangıç noktalarındak yol seçmne br grd değer olarak tanımlar. İlk kullanılmaya başlandığı zamandan bu yana DAY modellern gerek kuramsal gerekse uygulanablr yapısındak çeştllğnn artması, dnamk ağ yükleme modellernn günümüzde farklı bçmlerde sınıflandırılıyor olmasına neden olmuştur. Bu çalışmada; dnamk ağ yükleme problemnn temel matematk formülasyonu verlmş ve problemn çözümüne yönelk önerlen modeller ve bu modellern sınıflandırılması özetlenmştr. Dnamk Ağ Yüklemes Problem DAY problem; verlen güzergah akımları ve bağ yolculuk zamanı fonksyonlarının kullanılarak, bağ yolculuk süres, bağ üzerndek toplam taşıt sayısı, bağa gren ve bağdan çıkan akım hacm gb zaman-bağımlı ağ akım özellklernn belrlenmesn çerr. Br DAY yaklaşımından faydalanablmenn en doğru yolu; DAY problemnn, bağ dnamklern, akım korunumunu, akım yayılımını ve sınır koşullarını fade eden sürekl-zaman doğrusal olmayan denklemler sstem le fade edlmesdr. Süreklzaman DAY problemnn çözülmes çn, uygun çözüm yöntemlernn yardımıyla modeln ayrık-zamanlı veyonu tasarlanır. Çözüm algortmaları, ayrık-zaman çözümünü olabldğnce sürekl-zaman çözümüne yakınsayablmeldr. DAY problem, kuramsal açıdan trafk akımının dnamk modeller çn öneml br bleşen olarak ele alındıysa da (Fresz et al., 1993; Wu et al., 1998; Xu et al., 1999), DTA sürecnde çözümüne yönelk br çözümlemel yaklaşım olarak yakın zaman çersnde rdelenmeye başlanmıştır. Pek çok çözümlemel DTA model, ayrıntıda ya da kabaca DAY problem formülasyonu (Merchant and Nemhauser, 1978; Carey, 1992; Smth, 1993; Fresz et al., 1993; Jayakrshnan et al., 1994; Astarta 1996) çermektedr. DAY problemne yönelk çözümlemel modellern ayrıntılı olarak rdelendğ çalışmalar; Fresz et al. (1993), Wu et al. (1998), Xu et al. (1999) ve Rubo-Ardanaz et al. (2003) ın çalışmalarını çermektedr. Fresz ve dğerlernn model (Fresz et al., 1993) bağ dnamklern, akım korunumunu, akım yayılımını ve sınır koşullarını fade eden br denklemler sstem olarak formülleştrlmştr. Bu modelde, yolculuk zamanı fonksyonunun doğrusal olduğu vaayılmıştır. Wu ve dğerlernn (Wu et al., 1998) model, Fresz ve dğerlernn modeln (Fresz et al., 1993), doğrusal olmayan yolculuk zamanı fonksyonu uyarlayarak gelştrmştr. Xu ve dğerler (Xu et al., 1999), Wu ve dğerlernn modeln, gren ve çıkan akım hacm fonksyonları le bağ çıkış zamanı fonksyonunun ayrıntılı olarak fonksyonel yapılarının rdelenmes yolu le gelştrd. Xu ve dğerler (Xu et al., 1998) se br öncek çalışmayı (Xu et al., 1999), kontrol değşkenlern azaltarak ve ayrıklaştırmadadan kaynaklanan hataları daha aza ndrerek gelştrmeye çalışmıştır. Rubo-Ardanaz ve dğerler (Rubo-Ardanaz et al. (2003) se, k farklı çözüm algortması gelştrerek DAY problemne lşkn çözümlemey, dğer çalışmalardaklere görel olarak daha büyük ağ yapısına uyguladılar. 503

Dnamk Ağ Yüklemes Model Formülasyonu Varolan br trafk ağı, N nn düğüm noktaları kümes ve I nın da yönlendrlmş bağlar kümes olduğu yönlendrlmş br ağ, Ω = (N, I), le temsl edleblr. Bu çalışmadak göstermlerde; r sayacı başlangıç düğüm noktasını, s sayacı varış düğüm noktasını, p de (r-s) başlangıç-son (B-S) çft arasındak br güzergahı temsl etmektedr. (r-s) B-S çft arasındak güzergahların altkümes P le gösterlmektedr. Değşkenler se, aşağıda sıralandığı gb; güzergah, bağ, bağ-güzergah ve zaman boyutunda gruplandırılmıştır. Değşken Gösterm Güzergah Değşkenler f p (t): (r-s) B-S çft arasındak p güzergahında t zamanında varolan ayrılan akım hacm. Bağ Değşkenler U (t): [0, t] zaman aralığında bağına gren eklenk akım hacm; W (t): [0, t] zaman aralığında bağından çıkan eklenk akım hacm; N (t): t anında bağı üzernde varolan toplam taşıt sayısı; D (y): y bağ üzerndek taşıt sayısı olmak üzere, I bağının yolculuk zamanı fonksyonu; τ (t): bağına t anında gren akım çn bağı üzerndek yolculuk süres (τ a (t)=d [N (t)]). Bağ-Güzergah Değşkenler (, p): br bağ-güzergah çft; (r, s): p güzergahının B-S çft; u (t): t anında p güzergahı üzerndek bağına gren akım hacm; w (t): t anında p güzergahı üzerndek bağından çıkan akım hacm; U (t): t anında p güzergahı üzerndek bağına gren eklenk akım hacm; V (t): t anında p güzergahı üzerndek bağından çıkan eklenk akım hacm; N (t) = : t anında p güzergahı üzerndek bağında varolan toplam taşıt sayısıdır. Zaman Değşkenler t: sürekl zaman sayacı; [0,T]: B-S trafk taleb zaman aralığı; [0,T ]: ağa gren akımların, ağdan tamamen temzlenmesne kadar geçen çözümleme zaman aralığı; Δ: tüm bağlardak serbest akım yolculuk hızında harcanan sürenn en küçüğü; δ = Δ / M: M poztf br tamsayı; Temel Dnamk Ağ Yüklemes Bağıntıları Tüm ağ yüklemes problemlernde, çözümlemenn hem sayısal hem de trafk dnamkler açısından tutarlı olablmes çn aranan özellklerden en önemls lk gren lk çıkar (İGİÇ) düzenne uyumdur. Bu düzen genellkle, kullanılan yolculuk zamanı fonksyonunun, eğrsel yapısının türevleryle rdelenmes le aranır. Br DAY problemn bast bçmde formülleştreblmek çnse İGİÇ düzenne lşkn k tanımlama gerekr. 504

Bu tanımlamalar, ancak (1) ve (2) bağıntılarında verlen eştszlklern ayrı ayrı sağlanması durumunda, bağ üzernde İGİÇ düzenne uyulduğuna lşkndr. ( t, t ) [ 0, T] olmak uzere eger t t t + τ ( t ) t + τ ( ) (1) 1 2 1 2 1 1 2 t 2 ( t, t ) [ 0, T] olmak uzere eger t < t t + τ ( t ) < t + τ ( ) (2) 1 2 1 2 1 1 2 t 2 Verlen bağıntılardan lk, İGİÇ düzennn ancak yolculuk zamanı fonksyonunun azalan olmayan olması durumunda sağlanacağı anlamanı gelmektedr. (1) bağıntısı başka br deyşle, bağ üzernde sollama olamayacağını fade etmektedr. Verlen knc bağıntı se, ancak yolculuk zamanı fonksyonunun artan olması durumunda İGİÇ düzennn sağlanacağı anlamanı gelmektedr. (2) bağıntısı da başka br deyşle, br bağa belrl br anda gren akım hacmnn, o bağa daha önce gren br akım hacmn yakalayamayacağını fade etmektedr. Bağ Dnamğ Bağıntıları Bağ dnamğ bağıntıları; (3) bağıntısında da verldğ gb, br bağın Şekl 1 de gösterlen akım değşkenler arasındak lşky fade eden bağıntılardır. dn dt () t () t w () t, ( r,s), p P, p = u (3) - u p () t N p () t w p () t ( t) N w ( t) () t u U ( t) W () t Şekl 1 Akım değşkenler. Akım Korunum Bağıntıları, p güzergahı üzerndek lk bağ olmak üzere, trafk akımının ayrıldığı başlangıç düğüm noktaları çn korunum fades, (4) bağıntısında verldğ gbdr. u p () t f () t, ( r,s), p P = (4) p P güzergahı üzernde ardışık k, - ve (Şekl 1), bağına lşkn korunum fades se, (5) bağıntısında verldğ gbdr. 505

u - p () t w () t = (5) Akım Yayılım Bağıntıları Akım yayılımı bağıntıları, akımın zaman çersndek değşmn fade eder. Br bağına t anında gren akım, bu bağı [t+τ (t)] anında terkeder. Dolayısıyla, t anında bağından çıkan eklenk akım hacm, bu bağa daha önce br ω anında gr bağı t anında terkeden akımların tümünün ntegralne eşt olmalıdır. W, [ω: ω+τ (ω) t] olmak üzere, bu lşk (6) bağıntısı le fade edleblr. W () t u ( ω) dω, ( r,s), p P, p = ω W (6) Ağ üzernde t=0 anında trafk olmadığı vaayımına göre, (7) de verlen sınır koşullarının sağlanması gerekr. U ( 0) 0 W ( 0) = 0 N ( 0) = 0, ( r,s), p P, p = (7) DAY Modelnn Formülleştrlmes Özet olarak, br sürekl-zaman DAY problem, (3)-(7) arasında verlen bağıntılar sers le formülleştrleblr. Bu bağıntılar sstemnde blnen değşkenler, ayrılma akım hacmler f p (t) ve bağ başarım fonksyonlarıdır D ( ). Bağ üzerndek yolculuk zamanı τ (t), (8) bağıntısını sağlayacak şeklde br bağ başarım fonksyonu le hesaplanablr. Bağ başarım fonksyonu se bağ çıkış hacm fonksyonu ya da yolculuk zamanı fonksyonu olablr. τ ( ) () t D N () t = (8) Temel formülasyondak blnmeyen değşkenler u (t), w (t), U (t), V (t) ve N (t) dr. Bu değşkenler belrlendkten sonra, bağ üzerndek taşıt sayısı (9) bağıntısında verldğ gb hesaplanablr. () t = N ( t) N (9) p p P Dnamk Ağ Yüklemes Problemne Yönelk Çözümler Öncek bölümde matematk yapısı verlen DAY modeln çözeblmek çn genelde yapılan k vaayım: bağ yolculuk zamanlarının poztf br sayı le alttan sınırlandırıldığı ve br bağ üzerndek yolculuk zamanının, bağın yalnızca geçmştek ya da gelecektek trafk yapısına bağlı olduğudur. Herbr bağın fzksel br uzunluğu ve yolculuk hızının sonlu olması ve br bağa gren kullanıcının yolculuk zamanının genellkle bağa kendsnden önce gren kullanıcıların 506

oluşturduğu kompozsyona bağlı olmasından dolayı, DAY problem çözümü çn yukarıda sıralanan vaayımların gerekç olduğu söyleneblr. Δ, tüm bağlar dkkate alındığında var olan en küçük yolculuk zamanı olmak üzere, çözümleme zaman aralığı [0, T], Δ boyutundak zaman aralıklarına bölüneblr. Bu aralıklar 0, 1, 2,... şeklnde numaralandırılablr. m nc zaman aralığı [m Δ, (m+1)δ] ya karşılık gelr. Modele lşkn çözüm, bu zaman aralıklarının kronolojk sırayla endüksyonu yolu le elde edleblr. m=0 ve t [0, Δ] ken, τ (t) Δ olacağından, çıkan akım hacm yoktur. Dolayısıyla, I çn W (t)=w (t)=0 dır.. Gren akım hacm u (t), (4) le verlen akım korunumu bağıntısıyla belrleneblr ve U (t) de (10) bağıntısında verldğ gb hesaplanablr. U t () t u () t dt, ( r,s), p P, p = (10) 0 U (t) ve W (t) belrlendkten sonra, N (t) (11) bağıntısında verldğ gb hesaplanablr. N () t U () t W () t, ( r,s), p P, p = (11) Dolayısıyla, m=0 çn tüm blnmeyen değşkenlern değerler bulunablr. m>0 çn se 0, 1,, m zaman aralıklarında tüm blnmeyen değşkenlern çözümü olduğu vaayımı yapılır. m+1 aralığı çn tüm blnmeyen değşkenlern çözümü elde edlr. m+1 aralığı ve t [(m+1)δ, (m+2)δ] çn, tüm bağların çıkan akım hacmler, (6) le verlen akım yayılımı bağıntısı le hesaplanablr. τ (t) Δ olduğu çn, ω, (m+1)δ dan küçük olmak zorundadır. Tümevarım vaayımı le tüm ω<(+1)δ çn u (ω) blnr. Dolayısıyla, her I çn W (t) ve w (t) belrleneblr. Akım korunumu ve bağ dnamğ bağıntıları le de u (t), U (t) ve N (t) belrleneblr. Dolayısıyla, m+1 aralığı çn tüm blnmeyen değşkenlere at br çözüm bulunablr. Tümevarım le, her m aralığında tüm blnmeyen değşkenler çn br çözümün varlığından söz edleblr. Bu yöntem, herhangbr DAY modelne çözüm üretmeye yol gösterdğ gb, tam olarak br çözüm algortması oluşturmada da kullanılır. DAY problem çn oluşturulacak çözüm algortmalarının, sürekl-zaman çözümüne yakınsayacak br ayrık-zaman çözümü bulması gerekr. Ayrık-zaman çözümler, sürekl olan zamanın enazından serbest akımda yolculuk süresne eşt olacak zaman aralıklarına bölünmes le elde edleblr. Genellkle, daha küçük br zaman aralığı boyutunda yapılan ayrıklaştırma, ayrıklaştırma boyutu sıfıra yaklaştıkça model sürekl halne yaklaşacağından dolayı daha doğru br sonuç verr. Fakat aynı zamanda, ayrıklaştırma boyutu küçüldükçe elde edlen zaman aralığı sayısı artacağından, hesaplama yükü artacaktır. Dolayısıyla, ayrıklaştırma boyutu belrlenrken, sonucun doğruluğu ve çözüm algortmasının etknlğ arasında y br ödünleşm yapılması gerekr. 507

Dnamk Ağ Yüklemes Modellernn Sınıflandırılması İlk kullanılmaya başlandığı zamandan bu yana modellern gerek kuramsal gerekse uygulanablr yapısındak çeştllğnn artması, DAY modellernn farklı bçmlerde sınıflandırılmasına neden olmuştur. Sınıflandırma, önceler; trafk akımının akışkan sıvı davranışına benzerlğ le oluşturulan kaba boyuttak (makroskopk) modeller ve tek taşıt boyutunda trafk dnamklernn rdelenmes le oluşturulan nce boyuttak (mkroskopk) modeller olmak üzere k grupta yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda; taşıtların belrl ölçütlere göre gruplandırılması le taşıt kümes yaklaşımı gelştrlerek, karma boyuttak (mezoskopk) model grubu da, DAY modellernn br sınıfı halne gelmştr. Trafk dnamklern gerçekç bçmde fade edeblme steğnn yanısıra, önerlen modellern çözümlerne ulaşma çabası, günümüzde DAY modellernn artık daha ayrıntılı bçmde sınıflandırılıyor olmasına neden olmuştur. Sınıflandırmalar; modeln çözülmes çn gereken ayrıklaştırma boyutu ve büyüklüğünden, modelde vaayımı yapılan kuyruk olgusuna dek farklı etkenler varlığında yapılmıştır. Dolayısıyla, gerek bazı yaklaşımların karışık modelleme yöntemlern esas almaları, gerekse de çok benzer yaklaşımlarda yapılan farklı kabuller dkkate alındığında, trafk akımını modelleme yaklaşımlarına at çok kesn sınıflandırmalar yapılamamaktadır. Sınıflandırmalar temelde; akım hacm-yol-zaman boyutlarında yapılan ayrıklaştırmaya, modelleme yaklaşımına (kaba-boyut, nce-boyut ve karma-boyut) ve yapılan kuyruklanma vaayımına (nokta-kuyruk ve fzkselkuyruk) göre kümelendrleblr. Bu çalışmada; zaman, yol ve talep (akım hacm) boyutunda ayrıklaştırmalar yapılmasıyla farklılaşan DAY modellerne lşkn sınıflandırma rdelenmştr. Ayrıklaştırma Olgusuna Göre Dnamk Ağ Yüklemesnde Kullanılan Akım Modeller Yol, zaman ve akım hacm değşkenlernn ayrıklaştırılmaları yardımıyla br sınıflandırma yapılacak olurasa, akım modeller aşağıdak gb ele alınablr: İnce-benzetm modeller, Sürekl-zaman bağ modeller, Ayrık-zaman bağ modeller, Taşıt kümes yaklaşımı le oluşturulan modeler ve Kaba-benzetm modeller (zaman ve yol sürekl modeller). İncebenzetm modeller, tek taşıtı temel alan modeller olarak tanımlanmıştır. Bu modeller le yalnız br sürücü davranışı etks göz önüne alınarak, park etme, sollama, şert değştrme ve benzer gb bazı özgül trafk hareketlernn benzetm yapılablmektedr. Bu modellern kullanıldığı uygulamalara örnek olarak; Barcelo (1996), Rllet ve dğ. (1994) ve Van Aerde ve dğ. (1987) nn çalışmaları gösterleblr. Kavşaklar ve kordorlar gb özel trafk kontrolü gerektren durumlar çn, uygulamaya yönelk çok sayıda ncebenzetm yazılımı (örnek olarak: CORSIM, HUTSIM, INTEGRATION, NETSIM, SIMNET, SIMIR) oluşturulmuştur. Ayrıca kababenzetm bağ karakterstkler kullanılarak, nce-benzetm modellernden karma yapıdak yarınce-boyut modeller oluşturulmuştur (Mahmassan and Chen, 1993). 508

Fresz ve dğ. (1989), We ve dğ. (1990) ve Boyce ve dğ. (1991) nnklere benzer pek çok çalışmada, yol boyutu ayrıklaştırmasına dayalı sürekl-zaman modeller gelştrlmştr. Bu çalışmalarda ağ olgusu; kullanıcıların güzergahlarının, bağlar le fade edlmes le tanımlanmıştır. Sürekl-zaman bağ modeller le, bağ üzerndek İGİÇ düzenn rdeleyen pek çok çalışma yapılmıştır (örnek olarak: Astarta, 1996; Wu et al., 1998; Xu et al., 1999). Bu modellern bazıları, zamanın da ayrıklaştırılması le sayısal olarak çözülmüştür. Bazı sürekl-zaman modellernde zamanın ayrıklaştırılması, yapısını lk olarak Merchant ve Nemhauser (1978) n önerdğ ayrık-zaman bağ modellernde (Carey, 1987; We et al., 1994) olduğu gb yapılmıştır. Aslında kababoyut modeller olan, yol boyutunda ayrıklaştırma gerektrmeyen ve bağ-temell modeller olarak da blnen ayrık-zaman bağ modeller; tüm-bağ modeller ve dalga modeller olarak k alt gruba bölüneblr. Bağ başarımları, yol boyutuna lşkn br değşkene dayalı olarak değerlendrlmek durumunda olduğu çn, tüm-bağ modeller, bağ boyunca akım yayılımı durumunu rdelemezler (Ran et al., 1997). Ayrıca bağ boyu arttıkça, bu modellern, yolculuk zamanlarını doğru olarak fade edeblmeler güçleşr (Daganzo, 1995b). Fakat bu modeller; bast yapıda olmalarından dolayı sıkça kullanılmaktadır (Fresz et al., 1993; Tong and Wong, 2000). LWR kuramı (Lghthll and Whtham, 1955; Rchards, 1956) üzernde gelştrlmş dalga modeller; br bağ üzerndek akım yayılımını değerlendrrler. Bağ başarımlarını, bağ üzerndek trafk dnamklernn br fonksyonu olarak ele alırlar. Şşeboynu kesmlern daha y fade edeblen bu modellerde, kapaste kısıtı ve serbest akım hızı le kuyruk oluşumu hızı değerlendrlr (Newell, 1993). Burada verlen örneklerden anlaşılableceğ gb, ayrık-zaman bağ modellernn br kısmı kaba boyut modellerne, br kısmı da karma-boyut modellerne dahldr. Taşıt kümes yaklaşımında, kullanıcılar taşıt kümes oluşturacak şeklde br arada gruplanır. Böylece, herbr B-S çft arasındak talep ayrıklaştırılarak ağ boyunca hareket sağlanablr. Taşıt kümes yaklaşımı da k şeklde ele alınablr. İlk, kullanıcılar grubunun tek br noktada toplaştığı vaıyılan nokta taşıt kümes yaklaşımıdır (Leonard et al., 1978). Dğer se; kullanıcıların taşıt kümes boyunca zaman ya da yol çersnde ünform dağıldığını vaayan sürekl taşıt kümes yaklaşımıdır (D Gang and Astarta, 1994; Smth and Wsten, 1993). Zaman ve yol boyutunda sürekl DAY modellernde (kaba-benzetm modeller) taşıtlar, akışkan akımına benzer şeklde; hacm ve yoğunluk değşkenlernn, zaman ve yol çersnde parçalı sürekl fonksyonları le modellenmştr. Matematk temel, anlık tekboyutlu akışkan dnamklerne dayanan, yol ve zaman boyutu çersndek dferansyel denklemler le fade edlen bu modellern çözümü çn sonlu fark yöntemlernn kullanılması gerekr (örnek: Lebacque, 1996; Mesmer and Papageorgou, 1990; Daganzo, 1994 ve 1995a). Korunum yasalarına ve dengede br hız-yoğunluk lşksne sah olduğu vaayımına göre gelştrlen lk knematk dalga kuramını Lghthll ve Whtham le Rchards (Lghthll and Whtham, 1955; Rchards, 1956) önermştr. Lteratürde LWR kuramı olarak da blnen bu kaba yaklaşım; denge hızının anlık olarak uyarlanması gb gerçek dışı br vaayım le oluşturulduğu çn, karmaşık trafk akımı yapılarını tanımlamada başarısız olmuştur. Denge olmayan durum modeller se, sürekllk denklem ve vmelenme davranışını temsl eden br denklemn de eklenmes le gelştrlmştr (Payne, 1971; Daganzo, 1995a; Zhang, 1998). Akım hacm-yoğunluk lşksnn de kullanılması le bu modeller, ağır hesaplama yükü oluşturmalarına karşın gerçekç sonuçlar üreteblmştr. En bast kaba-benzetm trafk modeller, sürekl yol- 509

zaman boyutu çersnde verlen br noktadak trafğn, yalnızca bu noktaya komşu olan yerel trafklerden etklendğ vaayımı le oluşturulmuştur (Daganzo, 1995b ve c). Bu modellere temel olan akım hacm-yoğunluk lşks, hacm ve yoğunluğa lşkn yapılan bast ölçümlern lşklendrlmes yolu le elde edlmektedr. Bu modellern çözümlernn sayısal açıdan çok karmaşık olması, modellern uygulanablrlğn blhassa uygulama çalışmalarında kısıtlamaktadır. Özet Bu çalışmada; ağ atama sürecnn br bleşen olan dnamk ağ yükleme problemnn temel matematk formülasyonu verlmştr. Sürekl olan problemn etkn bçmde çözüleblmes çn; gerekl olan ayrıklaştırma olgusu ve çözüme yönelk önerlen modeller rdelenmştr. Dnamk ağ yüklemes çözümlemelernde kullanılan trafk akım modeller ve bu modellern sınıflandırılması, bu konuda çalışacak araştırmacılara yol göstermes amacıyla özetlenmştr. Kaynaklar Astarta, V. (1996) A contnuous tme lnk model for dynamc network loadng based on travel tme functon. Proceedngs of the 13 th Internatonal Symposum on Transportaton and Traffc Theory (ISTTT), Lyon, July 24-26, pp. 87-102. Barcelo, J. (1996) The parallelzaton of AIMSUN2 mcroscopc traffc smulator for ITS applcatons. The 3 rd World Conference on Intellgent Transport Systems, Orlando, USA, October 14-18. Boyce, D. E., Ran, B. and L. J. LeBlanc (1991) Dynamc user-optmal traffc assgnment model: a new model and soluton technque. Ft Trennal Symposum on Transportaton Analyss, Montreal, Canada, June 6-11. Carey, M. (1987) Optmal tme-varyng flows on congested network. Operatons Research, Vol. 35, No. 1, pp. 58-69. Carey, M. (1992) Nonconvexty of the dynamc traffc assgnment problem. Transportaton Research, Vol. 26B, No. 2, pp. 127-133. Daganzo, C. F. (1994) The cell transmsson model: a smple dynamc representaton of hghway traffc. Transportaton Research, Vol. 28B, No. 4, pp. 269-287. Daganzo, C. F. (1995a) Requem for second-order approxmatons of traffc flow. Transportaton Research, Vol. 29B, No. 4, pp. 277-286. Daganzo, C. F. (1995b) The cell transmsson model, part II: network traffc. Transportaton Research, Vol. 29B, No. 2, pp. 79-93. Daganzo, C. F. (1995c) Propertes of lnk travel tme functons under dynamc loads. Transportaton Research, Vol. 29B, No. 2, pp. 93-98. 510

D Gang, M. and V. Astarta (1994). Structure of a dynamc loadng model for the evaluaton of control strateges. In TRISTAN Second Trennal Internatonal Symposum on Transportaton Analyss, Capr, June 23-28. Fresz, T. L., Luque, J., Tobn, R. L. and B. W. We (1989) Dynamc network traffc assgnment consdered as a contnuous tme optmal control problem. Operatons Research, Vol. 37, No. 6, pp. 893-901. Fresz, T. L., Bernsten, D. H., Smth, T. E., Tobn, R. L. and B. W. We (1993) A varatonal nequalty formulaton of the dynamc network user equlbrum problem. Operatons Research, Vol. 41, No. 1, pp. 179-191. Jayakrshnan, R., Mahmassan H. S. and T. Y. Hu (1994) An evaluaton tool for advanced nformaton and management systems n urban networks. Transportaton Research, Vol. 2C, No. 3, pp. 129-147. Lebacque, J. P. (1996) The Godunov scheme and what t means for ft order traffc flow models. Proceedngs of the 13 th Internatonal Symposum on Transportaton and Traffc Theory (ISTTT), Lyon, July 24-26, pp. 647-677. Leonard, D. R., Tough, J. B. and P. C. Baguley (1978). CONTRAM: A traffc assgnment model for predctng flows and queues durng peak perods. TRRL Report, 841, Crowthorne. Lghthll, M. J. and J. B. Whtham (1955) On knematc waves. I Flow movement n long rve. II. A theory of traffc flow on long crowded road. Proceedngs of Royal Socety A 229, 281-345. Mahmassan, H. S. and P. Chen (1993) Dynamc nteractve smulator for the study of commuter behavor under real-tme traffc nformaton supply strateges. Transportaton Research Record, Vol. 1413, pp. 12-21. Merchant, D. K. and G. L. Nemhauser (1978) A model and an algorthm for the dynamc traffc assgnment problem. Transportaton Scence, Vol. 12, No. 3, pp. 183-199. Messmer, A. and M. Papageorgou (1990) METANET: a macroscopc smulaton program for motorway networks. Traffc Engneerng & Control, Vol. 31, pp. 466-470. Newell, G. F. (1993) A smplfed theory of knematc waves n hghway traffc, part II: Queuenng at freeway bottlenecks. Transportaton Research, Vol. 27B, No. 4, pp. 289-303. Payne, H. J. (1971) Models of Freeway Traffc and Control, n Mathematcal Models of Publc Systems, Smulaton Councl, La Jolla, CA, 1971, pp. 1-51. Ran, B., Rouphal, N. M., Tarko, A. D. E. Boyce (1997) Toward a class of lnk travel tme functons for dynamc assgnment models on sgnalsed networks, Transportaton Research, Vol. 31B, No. 4, pp. 277-290. 511

Rchards, P. I. (1956) Shockwaves on the hghway. Operatons Research, Vol. 4, pp. 42-51. Rlett, L., Benedek, C., Rakha, H. and M. VanAerde (1994) Evaluaton of IVHS optons usng CONTRAM and INTEGRATION. Ft World Congress on Applcatons Transport Telematcs and Intellgent Vehcle Hghway Systems, Pars, France, November 30 December 3. Rubo-Ardanaz, J. M., Wu, J. H. and M. Floran (2003) Two mproved numercal algorthms for the dynamc network loadng problems. Transportaton Research, Vol. 37B, No. 2, pp. 171-190. Smth, M. J. (1993) A new dynamc traffc model and the exstence and calculaton of dynamc user equlbra on congested capacty-constrant road networks. Transportaton Research, Vol. 27B, No. 1, pp. 49-63. Smth, M. J. and M. B. Wsten (1993) Parallel dynamc traffc equlbrum assgnment. Traffc Engneerng & Control, Vol. 34, No. 12, pp. 593-597. Smth, M. J. and J. B. Wsten (1996) A dstrbuted algorthm for the dynamc traffc equlbrum assgnment problem, Transportaton and Traffc Flow Theory. Proceedngs of the 13 th Internatonal Symposum on Transportaton and Traffc Theory (ISTTT). Lyon, July 1996, pp. 385-408. Tong, C. O. and S. C. Wong (2000) A predctve dynamc traffc assgnment model n congested capacty-constraned road networks. Transportaton Research, Vol. 34B, No. 8, pp. 625-644. Van Aerde, M., Yagar, S., Ugge, A. and E. R. Case (1987) A revew of canddate freeway arteral corrdor traffc models. Transportaton Research Record, Vol. 1132, pp. 53-65. We, B. W., Fresz, T. L. and R. L. Tobn (1990) Dynamc user optmal traffc assgnment on congested multdestnaton networks. Transportaton Research, Vol. 24B, 6, pp. 431-442. We, B. W., Tobn R. L. and T. L. Fresz (1994). The augmented lagrangan method for solvng dynamc network traffc assgnment models n dscrete tme. Transportaton Scence, Vol. 28, No. 3, pp. 204-220. Wu, J. H., Chen, Y. and M. Floran (1998) The contnuous dynamc network loadng problem: A mathematcal formulaton and soluton method. Transportaton Research, Vol. 32B, No. 3, pp. 173-187. Xu, Y. W., Wu, J. H., and M. Floran (1998) An effcent algorthm for the contnuous network loadng problem: A DYNALOAD mplementaton. Transportaton Networks: Recent Methodologcal Advances, Bell MGH (ed), 51-66. 512

Xu, Y., Wu, J. H., Floran, M., Marcotte, P. and D. L. Zhu (1999) Advances n the contnuous dynamc network loadng problem. Transportaton Scence, Vol. 33, No. 4, pp. 341-353. Zhang, H. M. (1998) A theory of nonequlbrum traffc flow. Transportaton Research, Vol. 32B, No. 7, pp. 485-498. 513