PROJEM İSTANBUL ARAŞTIRMA PROJESİ TIKANIKLIK ÜCRETLENDİRMESİ UYGULAMALARININ EMİNÖNÜ BÖLGESİ NDE BİR TRAFİK İYİLEŞTİRME YÖNTEMİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Proje Yüklenicisi : Dr. Haluk YÜKSEL Proje Müellifleri : Dr. Haluk YÜKSEL Dr. Mustafa Sinan YARDIM Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi 2007-İstanbul. Bu araştırma projesi Projem İstanbul kapsamında İstanbul Büyükşehir Belediyesi tarafından hazırlatılmıştır. İstanbul Büyükşehir Belediyesi ve araştırmacının yazılı izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.
İÇİNDEKİLER Sayfa ŞEKİL LİSTESİ... iii ÇİZELGE LİSTESİ...v SİMGE VE KISALTMA LİSTESİ... vi ÖNSÖZ... vii 1 GİRİŞ...1 2 DÜNYADA TIKANIKLIK FİYATLANDIRMASI UYGULAMALARI...11 3 TIKANIKLIK FİYATI MODELİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE HAZIRLANAN YAZILIMLAR...13 3.1 Tıkanıklık Fiyatlandırması Modelinin Yapısı...14 3.1.1 Hız-akım Bağıntısının Seçilmesi...15 3.1.2 Araç Sahipliği Maliyeti...18 3.1.3 Hıza Bağlı Maliyetler...19 3.1.3.1 Yolculuk zamanının maliyeti...19 3.1.3.2 Hava kirliliği ve yakıt tüketimi maliyetleri...20 3.1.4 Ortalama ve Marjinal Maliyetler ve Teorik Tıkanıklık Fiyatı Modelinin Oluşturulması...22 3.1.5 Optimum tıkanıklık Fiyatının bulunması...23 3.1.6 Modelde yapılan kabuller...24 3.2 Yazılım oluşturulması...27 3.2.1 Şeritmatik Programlarının Tanıtımı...28 3.2.2 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı nın (TFHP) Tanıtımı...29 4. TARIHI YARIMADA VE EMINÖNÜ İLÇESI NE GENEL BIR BAKIŞ...34 4.1. Eminönü İlçesi nin Özellikleri...34 4.1.1. Konum...34 4.1.2. Genel Nüfus Yapısı...35 4.1.3. Mekânsal ve Fonksiyonel Durum...35 4.1.4. Eminönü İlçesi Alt Bölgelerinin Özellikleri...39 4.2. Eminönü İlçesi nin Ulaşım Durumu...44 4.2.1. Bölgenin Ulaşım Ağı İçindeki Yeri...44 4.2.2. Mevcut Ulaşım Alt Sistemleri...45 4.2.2.1. Karayolu Ulaşımı...45 4.2.2.2. Raylı Sistem Ulaşımı...49 ii
4.2.2.3. Denizyolu Ulaşımı...49 4.2.2.4. Türler Arası Entegrasyon...50 4.2.3 Eminönü İlçesi Çekim Merkezleri ve Giriş Kapıları...50 5. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN ARAZİ ÇALIŞMALARI...53 5.1. Eminönü İlçesi Kordon Etüdü...53 5.2. Hız-Akım Eğrileri İçin Kesit Sayımları...54 5.2.1. Kesit Sayımlarının Organizasyonu...54 5.2.2. Kesit Sayımlarının Çözümlemelerine Ait Sonuçlar...59 5.2.3. Hız-Akım Modelinin Kalibrasyonu...61 5.3. Özel Araç Sahipleri Anketi...62 5.3.1 Anketin Hazırlanması...62 5.3.2 Anketten Elde Edilen Bulguların Değerlendirilmesi...64 5.3.3 Anket Verileri Kullanılarak Tercih Modelinin Kalibrasyonu...71 6. MODELİN EMİNÖNÜ BÖLGESİ İÇİN ÇALIŞTIRILMASI...74 7. SONUÇ VE ÖNERİLER...81 KAYNAKLAR...85 EK...87 iii
ŞEKİL LİSTESİ Şekil 1 Londra Genişletilmiş Tıkanıklık Ücretlendirmesi Uygulaması...7 Şekil 2 Kameralar ve Uyarı Levhaları...8 Şekil 3 Londra da Bir Uyarı Levhası...9 Şekil 4 İsveç teki Fiyatlandırma Tablosu...10 Şekil 5 Stockholm Tıkanıklık Ücretlendirmesi Uygulaması...11 Şekil 6 New York taki Tıkanıklık Fiyatlandırması Uygulanan Bölge...12 Şekil 7 Singapur da Tıkanıklık Fiyatlandırması Uygulanan Bölge...12 Şekil 8 Ortalama ve Marjinal Maliyet Eğrileri ve Ters Talep Eğrisi İlişkisi...14 Şekil 9 Model Akış Çizelgesi...15 Şekil 10 Klasik Hız-Akım Eğrisi ve Model İçin Değerlendirilen Fonksiyonların Beraber Görünümü...16 Şekil 11 Güncellenmiş BPR, BPR, MTC ve Akçelik Fonksiyonlarının Arterler İçin Karşılaştırılması...17 Şekil 12 Optimum Tıkanıklık Fiyatının Bulunması...24 Şekil 13 Şeritmatik Açılış Penceresi...28 Şekil 14 Şeritmatik Programı İle Elde Edilen Excel Tablosu Örneği...28 Şekil 15 Şeritmatikv2 Açılış Penceresi...29 Şekil 16 Şeritmatikv2 Programı İle Elde Edilen Excel Tablosu Örneği...29 Şekil 17 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 1...30 Şekil 18 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 2...31 Şekil 19 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 3...31 Şekil 20 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 4- Optimum Örneği...32 Şekil 21 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 4- Optimum Dışı Örneği...32 Şekil 22 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Yazılımı Modül 4-Çalışma Anı...33 Şekil 23 Eminönü İlçesi nin Konumu...34 Şekil 24 Eminönü İlçesi Mahalle Sınırları...36 Şekil 25 Eminönü İlçesinde Planlamalara Esas Olan Alt Bölgeler (Zonlar)...38 Şekil 26 Eminönü İlçesi Ulaşım Ağı...45 Şekil 27 Eminönü İlçesi Toplu Taşıma Hatları Ve İstasyonları...50 Şekil 28 Eminönü İlçesi Çekim Merkezleri...51 Şekil 29 Eminönü İlçesi Taşıt Ana Giriş Kapıları...52 Şekil 30 Atatürk Bulvarı Üzerinde Çekim Kesitleri...56 Şekil 31 Şehzadebaşı Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...56 iv
Şekil 32 Ordu Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...57 Şekil 33 Bab-I Ali Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...57 Şekil 34 Küçük Ayasofya Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...58 Şekil 35 Mithatpaşa Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...58 Şekil 36 Soğanağa Camii Caddesi Üzerinde Çekim Kesitleri...59 Şekil 37 MTC ve Akçelik Fonksiyonlarının Toplanan Verilere Uygun Hale Getirilmesi...62 Şekil 38 Anketlerin Yapıldıkları Bölgelere Göre Dağılımı...64 Şekil 39 Ankete Katılanların Kullandığı Araçların Masraflarını Kimin Karşıladığı...64 Şekil 40 Ankete Katılanların Hafta İçi Özel Araç Kullanım Sıklığı...65 Şekil 41 Ankete Katılanların Hafta Sonu Özel Araç Kullanım Sıklığı...66 Şekil 42 Ankete Katılanların Eminönü Bölgesi ni Ziyaret Amacı...66 Şekil 43Ankete Katılanların Eğitim Durumları...67 Şekil 44 Ankete Katılanların Aylık Hane Gelirleri...67 Şekil 45 Ankete Katılanların Trafik Tıkanıklığının Önemine Verdiği Cevaplar...68 Şekil 46 Ankete Katılanların Trafik Sorunu Yaşanan Bölgelere Gittiklerindeki Davranışları..69 Şekil 47 Ankete Katılanların Eminönü Bölgesi ne Araç Girişinin Ücretli Hale Getirilmesi Yaklaşımını Anlamlı/Faydalı Bulup Bulmadıkları...69 Şekil 48 Ankete Katılanların Ücretlendirme Uygulamasında Bölgeye Araçsız Gelinmesine Kolaylık Sağlayacağını Düşündükleri Hizmet...70 Şekil 49 Ankete Katılanların Seçtikleri Araç Giriş Ücretleri...71 Şekil 50 Anket Sonuçlarına Göre Grupların Geçiş Fiyatına Bağlı Olarak Tercihlerinin Değişimi...72 v
ÇİZELGE LİSTESİ Çizelge 1 Akçelik Modeli İçin Önerilen Katsayılar Tablosu...17 Çizelge 2 Araç Sahipliği Maliyetleri...18 Çizelge 3 Yakıt Tüketimi ve Kirletici Gaz Emisyonlarının Araç Hızıyla Değişimi...20 Çizelge 4 Zararlı Gaz Emisyonlarının Özellikleri...21 Çizelge 5 Zararlı Gaz Emisyonlarının Türkiye Koşullarına Uyarlanmış Gram Maliyetleri 21 Çizelge 6 İETT Filosunun Ortalama Otobüs Yolcu Kapasitesi...25 Çizelge 7 Yolcu-Km Otobüs İşletme Maliyetinin Kapasite Kullanım Oranıyla Değişimi..26 Çizelge 8 Otobüs Kapasite Kullanım Oranlarının Yolcu ve İşletme Açısından Değerlendirilmesi...26 Çizelge 9 Çalışmada Kullanılan Parametrelerin Değişim Aralıkları...27 Çizelge 10 Eminönü İlçesi Karayolu Ulaşım Kademelenmesi ve Alt Yapıları (İBB, 2003)...46 Çizelge 11 Eminönü Kordonu Taşıt Sayım Sonuçları...53 Çizelge 12 Eminönü Kordonu 12 Saatlik Taşıt Sayım Sonuçları...54 Çizelge 13 Seçilen Yollar ve Karakteristikleri...55 Çizelge 14 Gelir Gruplarının Toplam İçindeki Oranları Ve Özel Otomobilini Bırakmayan Kullanıcıların Oranları...71 Çizelge 15 Özel Otomobil Kullanıcılarının Ağırlıklı Gelir Ortalaması...72 Çizelge 16 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Girdileri...76 Çizelge 17 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Akım Çok Yüksek -Akçelik).76 Çizelge 18 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Akım Yüksek -Akçelik)...77 Çizelge 19Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Mevcut Akım -Akçelik)...77 Çizelge 20Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Akım Çok Yüksek -MTC).78 Çizelge 21 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Akım Yüksek -MTC)...78 Çizelge 22 Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Sonuçları (Mevcut Akım -MTC)...79 Çizelge 23 Mevcut Durumda Bölgeye Giriş Yapan Araç Sayıları...79 Çizelge 24 Trafiğin %15 Azalması Durumunda Bölgeye Giriş Yapan Araç Sayıları...80 Çizelge 25 Trafiğin %40 Azalması Durumunda Bölgeye Giriş Yapan Araç Sayıları...80 vi
SİMGE VE KISALTMA LİSTESİ a Türe özgün katsayı ANPR Automatic Number Plate Reading (Otomatik Plaka Okuma) bo Birim oto BPR Bureau of Public Roads DSRC Dedicated Short Range Transmission (Kısa mesafe veri okuyucu) f1(v) Yakıt tüketimi-hız bağıntısı (gr/km) f2(v) HC emisyonu-hız bağıntısı (gr/km) f3(v) CO emisyonu-hız bağıntısı (gr/km) f4(v) NO x emisyonu-hız bağıntısı (gr/km) F opt Optimum tıkanıklık fiyatı ($) F otb Otobüs bilet fiyatı ($) Ja Yolculuk süresi akım bağıntısı kalibrasyon katsayısı K Otobüs kapasite kullanım oranı L Tıkanıklık yaşanan bögede ortalama seyahat mesafesi MM Marjinal maliyet M otb Otobüs yolculuk maliyeti M oto Özel otomobil yolculuk maliyeti MTC Metropolitan Transportation Commission q Trafik akım değeri (bo/saat.şerit) Q1 Serbest akım hızında geçebilecek maksimum taşıt sayısı (bo/saat.şerit) Q2 Pratik kapasite (bo/saat.şerit) T Bölgeye giriş yapan araç sayısı t Yolculuk süresi t 0 Serbest akım hızında yolculuk süresi TM(q) Toplam maliyet TTF Teorik tıkanıklık fiyatı u otb Otobüs yararlılık fonksiyonu u oto Özel otomobil yararlılık fonksiyonu UTY Ulaştırmada Talep Yönetimi TFHP Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı V Trafik akım hızı (km/saat) x Doygunluk derecesi vii
ÖNSÖZ Büyük kentlerin en önemli sorunlarından biri kentiçi ulaşım sorunudur. Özel otomobil kullanımın artması ve karayolu ağlarının genişletilmesinin zorlaşması ve bunun bir çözüm olmadığının anlaşılması, toplu taşımacılığı en önemli çözüm olarak ön plana çıkarmaktadır. Toplu taşımacılığın nicelik ve niteliğinin arttırılmasının yanı sıra, kentiçi yolculuk talebinin yönetilerek, toplu taşımacılığın cazibesinin arttırılması, günümüzde benimsenen bakış açısıdır. Bu bakımdan, mevcut altyapıdan en yüksek faydayı sağlayacak şekilde, toplu taşımayı iyileştirerek çekiciliğini arttırmak ve özel otomobil kullanımının sebep olduğu maliyetleri kullanıcıdan talep ederek bunun çekiciliğini azaltmak anlamlı ve etkili bir çözümdür. Özellikle kentlerin iş merkezi konumunda olan yoğun bölgelerinde Tıkanıklık Fiyatlandırması uygulamaları çok verimli olabilmektedir. Tıkanıklık fiyatlandırması uygulamalarından beklenen faydaların arasında; otomobil kullanımının azaltılması ve toplu taşımacılık hizmetlerinin kullanımının ve kalitesinin arttırılması, toplu taşımacılığın geliştirilmesi için ek kaynak yaratılması, sosyal eşitliğin iyileştirilmesi ve piyasa ekonomisi şartlarına uygun fiyatlandırmanın sağlanması, yakıt tüketiminde, hava ve gürültü kirliliğinde azalmalar sağlanması, trafik tıkanıklığına bağlı zaman kayıplarının en aza indirgenmesi bulunmaktadır. Türkiye de tıkanıklık fiyatlandırması uygulaması bulunmamaktadır. Bu konuda yapılan araştırmalarda son yıllarda artış gözlenmekte ve bu çalışmalar bu tür bir düzenlemenin Türkiye de de uygulanması için önemli bir altyapı oluşturmaktadır. Bu konuda faydalı olacağını düşündüğümüz Tıkanıklık Ücretlendirmesi Uygulamalarının Eminönü Bölgesi nde Bir Trafik İyileştirme Yöntemi Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması konulu proje çalışması, İstanbul Büyükşehir Belediyesi desteği ile hazırlanmıştır. Bu çalışmada, İstanbul un yoğun trafik sorunu yaşayan bölgelerinden biri olan Tarihi Yarımada daki Eminönü ilçesinde çözüme bir katkı olarak, tıkanıklık ücretlendirmesi yönteminin uygulanıp uygulanamayacağı konusu araştırılmıştır. Araştırma içinde, ücretli bölge sınırları saptanarak saha çalışmaları yardımıyla bölge trafiğinin yapısı incelenmiş, trafik akımını temsil eden bir model oluşturulmuş, ücretlendirme uygulamasının sonucunda yolcu talebindeki değişimin belirlenebilmesi için anketler yardımıyla elde edilecek talep fonksiyonu ortaya konmuştur. Eminönü İlçesi nde bulunan yollardaki trafik koşullarını viii
belirlemek üzere çeşitli hız-akım modelleri üzerinde durulmuş, yapılan araştırmaca Akçelik ve MTC modellerinin temsil kabiliyetinin yüksek olduğu görülmüştür. Uygulamalar da bu modeller baz alınarak oluşturulmuştur. Saha çalışmalarının güvenilir bir şekilde çözümlenebilmesi amacıyla Şeritmatik ve Şeritmatikv2 adlı iki adet yazılım, optimum tıkanıklık fiyatının farklı değişken ve parametrelere göre hassas bir şekilde belirlenebilmesi için de TFHP adlı bir yazılım geliştirilmiştir. Çalışma sonucunda farklı trafik koşulları için optimum tıkanıklık fiyatı belirlenerek, uygulamanın karayolu trafiğindeki azaltıcı etkisi ile toplu taşımacık kapasitesine olası etkilerinin yanısıra maliyeti ve getirisi araştırılarak yorumlanmıştır. Daha önce Dr. Haluk Yüksel tarafından Doktora düzeyinde çalışılan bu konuyu, uygulamaya yönelik olarak daha da derinlemesine geliştirme fırsatı elde etmiş olmaktan dolayı mutlu olduğumuzu belirtmek isteriz. İstanbul Büyükşehir Belediyesi ne akademik çalışmaları destekleme konusunda gösterdiği çabadan dolayı teşekkürlerimizi sunarız. Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı Yazılımının oluşturulması konusunda programlama işini üstlenen Y. Müh. Ufuk KIRBAŞ a da ayrıca teşekkür ederiz. İstanbul, Haziran 2008 Dr. Haluk YÜKSEL Dr. Mustafa Sinan YARDIM ix
1. GİRİŞ İnsanlar gereksinimlerini karşılamak için hareket etmeye, yer değiştirmeye ihtiyaç duymaktadır. Yaya olarak başlayan bu yer değiştirmelere, enerji ve zaman kazancı için hayvan kullanımıyla devam edilmiş, teknolojinin gelişmesiyle de hızlı ve konforlu ulaşım için motorlu taşıtlar kullanılmaya başlanmıştır. Motorlu taşıtların hayatımıza girmesiyle, karayolu yapımı önem kazanmış ve kentler karayolu ağları ile sarılmıştır. Bu sayede daha hızlı ve konforlu ulaşımın sağlanacağı beklenirken, trafik sorunları baş göstermiştir. Sorunlara çözümler, daha çok yol genişletme, yeni yollar ve katlı kavşaklar yapma gibi yol kapasitesini arttırıcı önlemler ile sağlanmaya çalışılmış olsa da önceleri bu yaklaşım trafik koşullarını iyileştirmiş; ancak daha yaygın araç kullanımını körüklediği için, tıkanmalar meydana getirmeye başlamıştır. Kentiçi ulaşım sorunlarını çözmede benimsenen bu yaklaşım sonucunda kentlerdeki kirlilik artmış, düşük kapasiteli ve özel otomobillerin egemen olduğu verimsiz bir yol kullanımı ortaya çıkmıştır. Toplu taşıma ile gün boyu hizmet verilirken, özel otomobiller genellikle kent merkezinde park halinde beklemektedir. Yapılan araştırmalarda, otomobillerin ortalama olarak günde 2 saat hareket halinde olduğu, geri kalan 22 saatte ise kullanılmadığı belirlenmiştir (Okubay, 2008). Ayrıca otopark yetersizliği nedeniyle pek çok araç, yolların en az bir şeridini ve kaldırımları işgal etmektedir. Bu durum yine trafiği olumsuz etkilemekte, yaya hareketlerine engel teşkil etmekte ve görüntü kirliliği yaratmaktadır. Çevre bilincinin gelişmesi ve enerji tasarrufuna olan duyarlılığın artması ile kentiçi ulaşımda biçimlendirmenin gerekliliği ortaya çıkmış, böylece ulaşım talebinin sorgulandığı ve biçimlendirilmeye çalışıldığı yolculuk talep yönetimi kavramı doğmuştur. Yolculuk talep yönetiminde öncelikli hedef; yolculuk kararları ve tür seçimlerini değerlendirerek, mevcut ulaşım ağı kapasitesini maksimum düzeyde kullanmaktır. Araçların ulaşımı yerine insanların ulaşımı, yolculuk talebi dikkate alınarak yapılan ulaşım planlamaları sayesinde sağlanmış olacaktır. Ayrıca ulaştırma planları, yalnızca 1
bugünün ihtiyaçlarını karşılamakla kalmayıp gelecek kuşakların da sorunsuz olarak faydalanabileceği şekilde yapılmalı yani sürdürülebilir olmalıdır. Günümüzde kentiçi ulaşım konusunda üretilen çözümler, mevcut altyapıdan en iyi şekilde yararlanmak, ekonomik ve sosyal eşitliği gözetmek, yolculuk talebini güvenli, güvenilir, konforlu ve ekonomik şekilde geçekleştirmek ve çevreci bir yaklaşım sergilemek zorundadır. Özel otomobil kullanımını azaltırken, sunulacak cazip hizmetlerle toplu taşımacığın payını arttırmak bu çözümlerin özünü oluşturmaktadır. Çalışmaların sözü edilen kısıtları sağlamak dışında, hem uygulanabilir, hem de yönetimler ve toplum açısından kabul edilebilir olmaları gerekmektedir. Ulaştırmada talep yönetimi (UTY) ile bahsedilen kısıtların pek çoğunu bir arada sağlarken günümüz koşullarına uygun, esnek ve etkin ulaşım çözümleri bulunabilmektedir. Bu kadar karmaşıklaşan trafik sorunlarının çözümleri arasında ümit vaat edenlerden birisi de trafik tıkanıklığının fiyatlandırılması yaklaşımıdır. Günümüzde geçerli olan serbest piyasa ekonomisi koşullarında, ulaşım hizmetlerinin fiyatlandırılması önemli bir sorundur. Bir mal ya da hizmetin maliyetinin kullanıcı tarafından tam olarak karşılanması, ekonomik dengelerin bozulmaması açısından gereklidir. Özel otomobille yolculuk eden kişinin yolculuk kararı aşamasında dikkate aldığı kişisel maliyetler aslında ortaya çıkan maliyetin yalnızca bir kısmıdır. Trafiğe özel otomobiliyle katılan bir kişi, trafikteki diğer yolculara ve toplumun geri kalanına da bir takım maliyetler yüklemektedir. Bu maliyetler toplum tarafından, hatta özel otomobil sahibi dahi olmayan kesim tarafından da karşılanmaktadır. Bu durum sosyal eşitlik açısından önemli bir sorun oluşturmaktadır. Bu maliyetlerin toplumun ilgisiz kesimleri tarafından karşılanması, bir yandan toplumsal refah anlayışına ters düşmekte; diğer yandan da, kentiçi toplu taşımacılık hizmetlerinin geliştirilmesi için oluşturulabilecek ve adil şekilde finanse edilebilecek önemli bir fon göz ardı edilmiş olmaktadır. Ulaştırmada talep yönetimine göre, mevcut altyapıdan en yüksek faydayı sağlayacak şekilde, toplu taşımayı iyileştirerek çekiciliğini arttırmak ve özel otomobil kullanımının sebep olduğu maliyetleri kullanıcıdan talep ederek çekiciliğini azaltmak, anlamlı ve etkili bir çözümdür. 2
Bu çalışmada, İstanbul un yoğun trafik sorunu yaşayan bölgelerinden biri olan Tarihi Yarımada daki Eminönü İçesi nde çözüme bir katkı olarak, tıkanıklık fiyatlandırması yönteminin uygulanıp uygulanamayacağı konusu araştırılmıştır. Hazırlanan bu raporun 2. Bölümde, tıkanıklık fiyatlandırması kavramının tarihine değinilerek ve dünyadaki tıkanıklık fiyatlandırması uygulamaları hakkında önemli bilgiler özetlenmiştir. 3. Bölümde, bu çalışmanın temelinde yatan tıkanıklık fiyatlandırması teorisinden bahsedilmiş ve kullanılan matematik modelin yapısı açıklanmıştır. Modelde kullanılan talep ve hız-akım alt modellerinin seçimi ve kalibrasyonu, kullanılan katsayılar ve yapılan kabuller anlatılmıştır. Ayrıca bu bölüm içinde sözkonusu modelin MatLab paket programı yardımıyla yazılım haline getirilerek Tıkanıklık Fiyatı Hesaplama Programı (TFHP) nın oluşturulması ve kamera çekimlerinin çözümünde kullanılan ve yine bu çalışma içinde üretilmiş olan Şeritmatik ve Şeritmatikv2 adlı küçük sayım programları hakkında bilgiler verilmiştir. 4. Bölümde, Eminönü Bölgesinin özellikleri tıkanıklık fiyatlandırması uygulaması bağlamında ele alınmıştır. Burada Eminönü İlçesi nin konumu, mekansal ve fonksiyonel özellikleri, nüfus özellikleri, istihdam yapısı, trafik çekim ve üretim durumu ile ulaştırma altyapısı ayrıntılı bir şekilde analiz edilmiştir. 5. Bölümde, proje dahilinde yapılan saha çalışmaları, bu çalışmaların hazırlık aşamaları, kapsamları, kullanılan yöntemler ve elde edilen verilerin değerlendirmesi alt başlıklar halinde sunulmuştur. Saha çalışmaları üç grupta toplanmıştır. Bu çalışmalar sırayla; İlçeye gün içinde giriş-çıkış yapan karayolu taşıt trafiğini belirleyebilmek için kordon sayımları ;. bölgedeki yolları temsilen hız-akım eğrileri ni oluşturabilmek için, belirli kesitlerde trafik gözlemleri ve sayımları; bölgedeki otomobil sahibi kullanıcıların tıkanıklık fiyatlandırması uygulamaları hakkındaki düşüncelerini ve davranışlarını belirleyebilmek için kapsamlı bir Özel Araç Sahipleri Anketi dir. Anket verilerinin talep modelinde kullanılacak hale getirilmesi ve trafik çekimlerinin hız-akım modelinin kalibrasyonu için çözülerek uygun hale getirilmesi de bu bölümde anlatılmıştır. 6. Bölümde, kalibrasyonu tamamlanmış olan model Eminönü Bölgesi için çalıştırılarak, farklı senaryolar için modelde kullanılan girdiler, model çıktıları ve elde edilen sonuçlar sunulmuştur. 3
7. Bölümde ise, çalışmadan elde edilen sonuçlar yorumlanmış ve bu sonuçlar ışığında hazırlanan öneriler sunulmuştur. 4
2. DÜNYADA TIKANIKLIK FİYATLANDIRMASI UYGULAMALARI Tıkanıklık fiyatlandırması konusu uzun yıllardır araştırılmakta ve dünya üzerinde pek çok uygulamaya rastlanmaktadır. Tıkanıklık fiyatlandırması, kentiçi ulaşım sorunlarının çözümünde gelecek vadeden bir yöntem olmasına karşılık olumsuz yönleri ve zorlukları da yok değildir. Tıkanıklık fiyatlandırmasında eleştirilen en önemli konu uygulamanın adil olmaması iddiası üzerinedir. Daha önceden serbest dolaşım hakkı olan bir bölgeyi fiyatlandırmanın adil olmadığı düşünülmektedir. Bölge fiyatlandırmasının idareler tarafından gelir kaynağı olarak görülmesinden ve yükselen bir vergi şekline dönüşmesinden çekinilmektedir. Uygulamaya karşı olanların diğer bir tezi ise herkesin uygulamadan eşit miktarda yararlanamayacağıdır. Farklı faydalara ulaşan insanların aynı ücreti ödemesi de doğru bulunmamaktadır. Bazı liberal gruplar ise bölge/yol fiyatlandırmalarının insan haklarına aykırı olduğunu düşünmektedir ve bu tür uygulamaların serbestçe seyahat etme hakkına aykırı olduğunu savunmaktadırlar. Bu hakkın finansal sebepler dolayısıyla ihlal edilmesini mazur görülemez olduğuna inanmamaktadırlar. Diğer bir kesim ise GPS gibi sistemlerin kullanılmasının özel haklara saldırı olduğunu savunmaktadır. Böyle bir sistemin değişik amaçlar için kullanılarak suiistimal edilmesinin olası olduğunu düşünmektedirler. Uygulamanın bölgede işyeri sahibi olanlar, yaşayanlar ve çalışanlar tarafından kabul edilmesi, yerel ve merkezi idareciler tarafından savunulması güç olabilmektedir. Tıkanıklık fiyatlandırması tarihine kısaca göz atmadan önce tıkanıklık fiyatlandırması /ücretlendirmesi kavramları arasındaki karmaşanın ortadan kaldırılması amacıyla bir açıklama getirmek faydalı olacaktır. Bilindiği gibi fiyatlandırma (pricing) ekonomik bir terimdir. Tüketicinin bir mal yada hizmete ödemeye rıza gösterdiği bedelin hesaplanması işlemine fiyatlandırma denebilir. Burada da trafik tıkanıklığının oluşturacağı maliyetlerin kullanıcıdan talep edilmesi söz konusudur. Yani bir fiyat hesaplanması gerekmektedir. Ancak fiyat belirlendikten sonra bölgeye giriş yapmak isteyen kullanıcıdan yapılan fiyatlandırma sonucu tespit edilen bedel giriş ücreti olarak talep edilecektir. Bununla ilgili işlemler de ücretlendirme adı verilmektedir. Bu çalışmada her iki terim de yeri geldikçe kullanılmıştır. Tıkanıklık fiyatlandırması teorisine ilk olarak 1920 lerde Pigou nun çalışmalarında rastlanmaktadır. 1961 yılında ise Walters tarafından tıkanıklık fiyatının hesaplanması için basit ama akılcı bir teori ortaya konmuştur. Kentiçi yollarda tıkanıklık fiyatlandırması çalışmaları, ilk olarak İngiltere Ulaştırma Bakanlığı tarafından verilen 5
destekle 1964 te hazırlanan, Smeed Raporu nda ortaya çıkmıştır. Raporda fiyatın hesaplanması ve toplanması konularındaki teknolojik yetersizliklerden sözedilmiş, ayrıca kentiçi yolların doğrudan fiyatlandırılmasının kentiçinde otomobil kullanımını varlıklı kesime ait bir ayrıcalığa dönüştüreceği kaygısından bahsedilmiştir. 1974 yılında Londra Büyükşehir Belediyesince Londra nın merkezindeki yolları kullanan araçları fiyatlandırmak için günlük bilet uygulanması teklifi gündeme gelmiştir. Uygulamaya göre, özel araçlar için günlük fiyat 1 Pound, ticari araçlar içinse 3 Pound öngörülmüş fakat ertesi yıl politik muhalefet sebebiyle teklif geri çekilmiştir. Singapur şehri, 1975 yılında uygulamaya koyduğu, ALS adını taşıyan tıkanıklık fiyatlandırması programıyla bu konuda öncü olmuştur. Şehrin iş merkezine yönelik olan bu uygulamada elektronik olmayan bir fiyat toplama sistemi oluşturulmuştur. İlerleyen yıllarda benzer teorik çalışmalara devam edilmiştir. Teknolojik gelişmeler sonucunda 1980 lerin ortalarında Hong Kong da gerçek bir elektronik fiyatlandırma uygulaması denenmeye başlanmıştır. İki yıllık deneme süresince umut verici sonuçlar elde edilmesine karşılık, sosyal ve politik baskılar sonucu program durdurulmuştur. Baskıların arkasında yatan sebep kişilerin mahremiyetine müdahale ediliyor olması iddiası ve bu iddianın kaynağı da sistemin araç plakalarını kaydediyor olmasıdır. Singapur ise teknolojinin ilerlemesiyle birlikte akıllı kart kullanılan fiyatlandırma programlarını 1998 yılının Nisan ayında ekspres yollarda Eylül ayında ise kent iş merkezi bölgesinde uygulamaya başlamıştır. Geride bıraktığımız on yıllar süresince dünyanın birçok ülkesinde benzer yöntemler geliştirilerek, uygulanmaya başlanmıştır. Aşağıda bu uygulamalardan başlıcaları özetlenmiştir: İngiltere: İngiltere nin başkenti Londra 2006 yılı itibariyle tıkanıklık ücretlendirmesi uygulayan en büyük şehirdir. Londra nın merkezinde araçlar için girişi ücretli bölge yaratma, Londra nın doğrudan seçilen ilk belediye başkanı Ken Livingston un başlattığı bir uygulamadır (Şekil 1). Sonuçta dünyanın büyük kentlerinde trafik yoğunluğunu gözle görülür bir oranda azaltan ilk şehir Londra olmuştur. 6
Şekil 1. Londra Genişletilmiş Tıkanıklık Ücretlendirmesi Uygulaması 17 Şubat 2003 tarihinde başlayan uygulamada Londra merkezi bölgesine giriş ücreti 5 Pound olarak belirlenmiş, 4 Temmuz 2005 ten itibaren 8 Pound a yükseltilmiştir. 19 Şubat 2007 tarihinden itibaren başlangıçtaki bölge genişletilmiştir. Uygulama hafta sonu ve resmi tatiller hariç her gün 07:00 ile 18:00 arasında geçerlidir. Bu fiyat bölge sakinleri için %90, engelli kullanıcılar içinse %100 indirimli olarak uygulanmaktadır. Ancak bölge sakinlerine uygulanan bu indirim sadece tek araç için geçerlidir; birden fazla araca sahip olanlar, ikinci araçları için dışarıdan gelenlerle aynı parayı ödemektedir. Taksi, motosiklet ve otobüsler fiyatlandırma dışında tutulmuşlardır. Giriş ücreti satış noktalarından, benzin istasyonlarından, telefon veya posta yoluyla, cep telefonu mesajı veya internet üzerinden ödenebilmektedir. Bölgedeki araçların plakaları elektronik olarak okunarak veri tabanındaki araç listesi ile karşılaştırılmakta ve fiyatı ödeyip ödemediği saptanmaktadır. Londra daki uygulamada da plaka okuma sisteminden elektronik araç tanıma sistemine geçiş hazırlıkları yapılmaktadır. Uygulama 2004-2005 döneminde 93 milyon Sterlin, 2006-2007 de ise 123 milyon Sterlin gelir getirmiştir. İngiliz yasalarına göre, yürürlüğe girişten itibaren ilk on yılda kazanılan tüm gelirin Londra nın taşımacılığını geliştirmek için kullanılması 7
gerekmektedir. Kazanç bu nedenle, daha gelişmiş ve güvenilir yolların yapımına ve toplu taşıt alımına aktarılmaktadır. 2005 yılı sonunda Londra kent merkezini kullanan araç sayısında % 18 ve trafiğin neden olduğu gecikmelerde % 30 azalma gözlenmiştir. Gün başına ortalama 50 bin araç ücretli bölge den uzak durmuştur. Trafik sebebiyle geç kalma, uygulamanın başladığı tarihte km başına 2,3 dakika iken bu rakam 2005 verileriyle 1,8 dakikaya indirilmiş, Londra Merkezi ndeki yaralanmalı trafik kazalarında yılda %40-70 arasında düşüş görülmüştür. Ücretli bölge, yol kenarındaki işaretlerle belirtilmektedir (Şekil 2- Şekil 3). Bunun dışında gişe ve kontrol bariyerleri yoktur. Bölgeyi kullanan araçların, sisteme kayıt yaptırması gerekmektedir. Bölgeye girişler, kameralarla kontrol edilmektedir. Kameralar, trafikte ilerleyen araçların plakalarını okumakta ve sistemde kayıtlı bilgilerle karşılaştırmaktadır. Araç sistemle kayıtlıysa ve ödeme yapmışsa fotoğrafı otomatik olarak silinmektedir. Şekil 2. Kameralar ve Uyarı Levhaları 8
Şekil 3. Londra da Bir Uyarı Levhası Benzer bir uygulama Manchester da da yapılmıştır. Bu uygulama daha geniş bir alanı kapsamakla birlikte sadece yoğun trafiğin olduğu sabah ve aksam saatlerini içermiş ve ödenecek günlük ücret daha düşük tutulmuştur. Edinburg da uygulanması düşünülen proje ise halk referandumunda reddedilmiştir. İngiltere hükümetinin yaptığı açıklamaya göre 2013 yılında uygulamaya geçirilmek üzere daha geniş çalışmalar yapılmaktadır. 2005 yılında yapılan açıklamaya göre yollarda uygulanması öngörülen başka bir düşünce Ne Kadar Gidersen O Kadar Öde yöntemidir (PAYD). Bu yönteme göre belli bölgelerde olacak giriş çıkışlara göre fiyatlandırma yapılacak, yol ne kadar kullanılırsa ödenecek fiyat o kadar olacaktır. Ayrıca yolun kullanıldığı saat ve kullanan aracın nitelikleri de göz önünde bulundurulacaktır. Örnek olarak Batı Yakası ndan trafiğin yoğun olduğu saatte giriş yapmak isteyen ağır taşıtların ödeyeceği ücret en yüksek olmakta, buna paralel olarak trafiğin yoğun olmadığı saatlerde yola çıkan otomobillerin ödeyeceği miktar daha düşük olacaktır. En yüksek ödemeler en tıkanık bölgelerde olacaktır. İsveç: İsveç in Başkenti Stockholm de şehir merkezine giren araçlardan tıkanıklık vergisi adı altında ücret alınması uygulaması deneme amaçlı olarak 3 Ocak 2006 ve 31 Temmuz 2006 tarihleri arasında gerçekleştirilmiş ve ardından Eylül 2006 tarihinde yapılan 9
referandumda uygulamanın kalıcı hale getirilmesi konusunda katılanların %39,8 i evet % 60,2 si hayır cevabını vermiştir. Referanduma katılan 15 ilçe belediyesinden 14 ünde hayır oyları çoğunlukta iken merkez ilçede ise evet oyları çoğunlukta olmuştur. 1 Ekim 2006 tarihinde İsveç Hükümeti Stockholm tıkanıklık vergisinin Temmuz 2007 tarihinden itibaren kalıcı olarak uygulanacağını duyurmuştur. Uygulama hafta sonları ve resmi tatillerde geçerli olmayacak ve 06:30 ile 18:30 saatleri arasında araçlardan ücret alınacaktır (Şekil 4). Uygulamada kademeli ücretlendirme yapılması tercih edilmiş, zirve saatlerde daha yüksek ücret uygulanmıştır. Günlük araç başına düşen en yüksek ücret 6,50 Euro olmaktadır. Şekil 4 İsveç deki Fiyatlandırma Tablosu Ücretlendirme teknolojisi olarak plaka okuma ve elektronik araç tanıma yöntemleri kullanılmaktadır. Sürücüler giriş ücretini anlaşmalı marketlerden, internet üzerinden yada bir banka hesabı belirterek otomatik olarak ödeyebilmektedirler. Motosikletler, toplu taşıma araçları, engelli araçları, yeşil yakıt kullanan araçlar, askeri ve diplomatik araçlar ve yabancı plakalı araçlar ücret uygulamasının dışında bırakılmıştır. Ayrıca başka alternatif olmadığından bölgeden geçen E4 otoyolu transit geçişler için ücretsizdir ancak otoyola bölge içindeki giriş ve çıkışlar ücretlendirilmiştir (Şekil 5). Bir diğer istisna ise tek karayolu erişimi ücretli bölge üzerinden yapılabilen bir diğer bölgeye 10
giriş çıkış için yapılmıştır. Uygulamadan elde edilecek gelirin tamamının Stockholm de toplu taşımanın geliştirilmesi için harcanacağı belirtilmiştir. Şekil 5. Stockholm Tıkanıklık Ücretlendirmesi Uygulaması Amerika Birleşik Devletleri: 22 Nisan 2007 de, New York belediye başkanı Michael Bloomberg Stockholm, Singapur ve Londra daki başarılı uygulamaları dikkate alarak Manhattan ın güneyinde bulunan merkez iş bölgesinin kullanılması durumunda araçlardan 8 Dolar ücret alınmasına karar verilmiştir (Şekil 6). Fiyatlandırma bu bölgeye çıkan yolları gündüzleri ve hafta içi günlerini kapsamaktadır. Tünellerden ve köprülerden geçmek isteyen sürücüler E-Zpass adlı cihazı kullanmak durumundadırlar. 11
Şekil 6. New York taki Tıkanıklık Fiyatlandırması Uygulanan Bölge Singapur: Singapur, 1975 te dünyanın ilk fiyatlandırma sistemini uygulayan ülkesidir (Şekil 7). Bu uygulamada ücretler polisler tarafından toplanmıştır. Kasım 1998 de bu sistem % 100 serbest geçiş sağlayan ETC (Elektronik Yol Ücretlendirilmesi) ile yenilenmiştir. Şekil 7 Singapur da Tıkanıklık Fiyatlandırması Uygulanan Bölge 12
3. TIKANIKLIK FİYATI MODELİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE HAZIRLANAN YAZILIMLAR Tıkanıklık fiyatı uygulamasında özel otomobil kullanıcılarından belirli bir güzergaha ya da bölgeye giriş yapabilmesi için bir fiyat talep edilir. Bu fiyatın belirlenmesi planlama aşamasının en kritik noktasını oluşturmaktadır. Tıkanıklık fiyatı üzerinde etkili olan çok sayıda faktör vardır. En belirleyici faktörlerden biri ise uygulamanın yapılacağı yolda ya da bölgede (homojen trafik ve yol koşullarına sahip olduğu düşünülerek) trafik hızı ve trafik akımı arasındaki ilişkiyi veren bağıntıdır. Bu bağıntı sayesinde akımdaki değişikliklerin, akım hızı, dolayısıyla da yolculuk süresi üzerindeki etkisi belirlenebilir. Fiyatı belirleyici diğer bir faktör ise yolculuk maliyetidir. Yolculuk maliyetinin içeriğine bakıldığında, bir yanda kullanıcının tür seçimi yaparken dikkate aldığı ve kendi karşıladığı maliyetler, diğer yanda ise farkında olmadan diğer kullanıcılara ve toplumun geri kalan kısmına getirdiği maliyetler vardır. Kullanıcının kişisel maliyetleri (genelleştirilmiş maliyet), yakıt tüketimi, araç bakım-onarım, yedek parça masrafları, vergi ve sigortalar ile yolculuk zamanının maliyeti olarak alınabilir. Trafiğe özel aracı ile katılan her bir kullanıcı, mevcut trafik içinde seyreden tüm diğer araçları biraz daha yavaşlatacaktır. Bu yavaşlama sonucu kendisi de dahil olmak üzere tüm kullanıcıların yakıt ve yıpranma maliyetleri ve yolculuk süreleri küçük bir miktar artacaktır. Bu durumda yolculuk yapmanın marjinal kişisel maliyeti artacaktır. Artan marjinal kişisel maliyet kişilerin yolculuk yapma kararları üzerinde etkilidir. Diğer yandan trafikte o anda bulunan tüm özel otomobil kullanıcılarının maliyetlerindeki artışın toplam değeri son olarak trafiğe katılan araç kullanıcısının sebep olduğu ek maliyettir. Bu ise marjinal maliyet olarak adlandırılır. Gerçekte maliyetlerin bir kısmının da dışsal maliyetler olduğunu dikkate almak gereklidir. Örneğin, aynı kullanıcının sebep olduğu toplam hava kirliliği maliyeti, bu marjinal maliyetin dışsal kısmını oluşturmaktadır. Tüm bu maliyetler yolculuk zamanına ve/veya ortalama akım hızına bağlı olarak değişmektedir. Böylece bir özel aracın trafiğe katılmakla sebep olduğu maliyetin tamamını hesaplamak teorik olarak mümkündür. Oysa bu maliyetin önemli bir kısmı kullanıcıdan talep edilmemekte ve diğer kullanıcılar ya da toplumun başka kesimleri tarafından karşılanmaktadır. Bu ise hem serbest fiyatlandırma ilkelerine, hem toplumsal eşitlik ve refah ilkelerine ters düşen bir durumdur. 13
Maliyetlerle yolculuk talebi birbirini etkiler (Şekil 8). Aşağıda, MM(q) ile gösterilen eğri, marjinal maliyeti, OM(q) ise ortalama maliyeti temsil etmektedir. Görüleceği gibi Q 1 akımına kadar tıkanıklık oluşmadığından, marjinal ve ortalama maliyet eğrileri birbirinden ayrılmamakta, bu noktadan sona ise marjinal maliyet hızla ortalama maliyetten ayrılmaktadır. Şekil 8 Ortalama ve Marjinal Maliyet Eğrileri ve Ters Talep Eğrisi İlişkisi (Li, 2002) Kullanıcının üstlenmediği ve tıkanıklık fiyatlandırması uygulamasında ondan talep edilecek olan fiyat, her akım değeri için marjinal ve ortalama maliyet eğrileri arasındaki fark kadar olmalıdır. Bu teorik tıkanıklık fiyatıdır (Li, 2002). Tıkanıklık fiyatlandırmasının uygulanmadığı durumda, ters talep eğrisi ile ortalama maliyet eğrisinin kesiştiği noktada (Q 2 ) bir denge oluşacaktır. Bu noktada kullanıcının ödemeye razı olduğu miktar ödediği miktara eşittir. Yani Q 2 akımı tıkanıklık fiyatının uygulanmadığı durumda gözlemlenecek akım değeridir. Oysa tıkanıklık fiyatı uygulanarak kullanıcı sebep olduğu maliyetleri karşılamak durumunda kaldığında, ortalama maliyet eğrisi değil, marjinal maliyet eğrisi kullanıcı tarafından dikkate alınacak ve yeni denge noktası (Q 3 ) olarak belirlenecektir; çünkü bu noktadan sonra kullanıcının elde ettiği fayda toplam maliyetten düşük olacaktır. Bu noktada marjinal ve ortalama maliyet eğrileri arasındaki fark optimum tıkanıklık fiyatı, diğer adıyla Pigou vergisi olacaktır (Li, 2002). 3.1 Tıkanıklık Fiyatlandırması Modelinin Yapısı Bu temel yaklaşımın ışığında kullanılabilecek optimum tıkanıklık fiyatını hesaplayacak ve uygulama sonucunda trafiğin durumunu ve elde edilecek gelirle sunulabilecek ek toplu taşıma koltuk kapasitesini belirleyecek bir model oluşturulmuştur. 14
Bu modelin işleyişini gösteren akış şeması Şekil 9 da sunulmuştur. Şemada belirtilen adımlar ilerleyen bölümlerde ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Trafik Akım Modeli 1 Araç.Sahipliği Maliyetleri: Sigorta-Vergi Bakım-Onarım Yağ-Lastik qn-qn-1<>0 Hıza bağlı Maliyetler: Zaman Yakıt tüketimi Hava kirliliği 2 3 Ortalama Maliyet (OM) Toplam Maliyet (TM) Marjinal Maliyet (MM) 4 Optimum akım ve fıyatın bulunması 6 Talep Eğrisi / Tercih Modeli Teorik Fiyat 5b 5a Herhangi bir akım değerine karşılık gelen teorik fiyat. Toplanan ücretin Toplu Taşımaya aktarılması 7 sonucu elde edilebilecek kapasite artışının belirlenmesi ve değerlendirilmesi. Uygulamanın maliyet analizi Şekil 9. Model Akış Çizelgesi 3.1.1 Hız-akım Bağıntısının Seçilmesi Modelin geliştirilmesi amacıyla ilk olarak modele entegre edilmesi gereken hız-akım ilişkisini veren fonksiyonlar üzerinde çalışılmıştır. Modelde kullanılmak üzere seyahat süresi/hız-akım ilişkisini veren sürekli fonksiyonlar tercih edilmiştir. Bu fonksiyonların klasik Greenshields modelinden farkları aşağıda açıklanmıştır. 15
Hız-akım eğrisinde görüldüğü üzere, A kesiminde doymamış akım durumu söz konusu olup, burada akım değeri kapasitenin altında kalmaktadır (Şekil 9). Klasik hız-akım eğrisinin B kısmında görüldüğü gibi kapasite değerine ulaşıldıktan sonra kapasitenin daha fazla artmadığı ve hızın belli bir yerde sıfır değerine doğru yaklaştığı görülmektedir. Klasik modelin vermiş olduğu sonuçlar, hesaplamalar açısından sorun yaratabildiği için yeni modeller geliştirilmiştir (Şekil 11). MTC ve Akçelik Modelleri de bu modellerdendir. Bu yeni nesil modellerde Şekil 10 da da görüldüğü gibi C kısmında aşırı doymuş akım durumu görülür ve kapasitenin artışıyla hız giderek azalır, hatta durma noktasına gelir fakat hiçbir zaman sıfır olmaz. Şekil 10 Klasik Hız-Akım Eğrisi ve Model İçin Değerlendirilen Fonksiyonların Beraber Görünümü (www.sidrasolutions.com)) Bu konuda dikkate alınan seyahat süresi/hız-akım ilişkisini veren fonksiyonlar aşağıda sıralanmıştır: 1- BPR (Bureau of Public Roads) hız-akım fonksiyonu: Tıkanık akım hızı = (Serbest akım hızı)/(1+0.05[hacim/kapasite] 4 ) 2- Güncellenmiş BPR hız-akım fonksiyonu: Tıkanık akım hızı = (Serbest akım hızı)/(1+0.05[hacim/kapasite] 10 ) 3- MTC (Metropolitan Transportation Commission) hız-akım fonksiyonu: Tıkanık akım hızı = (Serbest akım hızı)/(1+0.20[hacim/kapasite] 10 ) 4- Akçelik hız-akım fonksiyonu: t = t o + {0.25T[(x-1) + {(x-1) 2 + (8J a x/qt)} 0.5 ]} t : Birim mesafe başına düşen ortalama seyahat süresi(saat/km) 16
t o : Birim mesafe başına düşen serbest akımda seyahat süresi (saat/km) T : Akım periyodu Q : Kapasite x : Doygunluk derecesi (v/q) J a : Gecikme katsayısı Akçelik Modelinde çeşitli yol tipleri için çeşitli kapasite, serbest akım hızı ve gecikme katsayısı değerleri önerilmektedir (Çizelge 1). Yol sınıfı iyileştikçe kapasite ve serbest akım hızlarının arttığı, gecikme katsayısının azaldığı gözlenmektedir. Çizelge 1 Akçelik Modeli İçin Önerilen Katsayılar Tablosu (Akçelik, 1991) Serbest Yol Tipi Kapasite (araç/sa/şerit) Akım Hızı (km/sa) J a t c /t o Otoyol 2000 120 0.1 1.587 Ana Arter (Kesintisiz) 1800 100 0.2 1.754 Ana Arter (Kesintili) 1200 80 0.4 2.041 İkinci derecede Arter (Kesintili) 900 60 0.8 2.272 İkinci derecede Arter (Tıkalı) 600 40 1,6 2.439 Hız (mil/saat) Hız (mil/saat) Akım/Kapasite oranı Akım/Kapasite oranı Şekil 11 Güncellenmiş BPR, BPR, MTC ve Akçelik Fonksiyonlarının Arterler İçin Karşılaştırılması (Singh, 1999) 17
Yapılan araştırmalar sonucunda Akçelik ve MTC fonksiyonlarının kentiçi tıkalı yollarda gerçeğe en yakın sonuçları verdiği görülmüş ve öncelikle bu iki fonksiyonun modele entegrasyonuna karar verilmiştir. 3.1.2 Araç Sahipliği Maliyeti Araç sahipliği maliyeti kavramıyla anlatılmaya çalışılan, özel otomobil kullanımının getirdiği, araç sahibi olunan süre boyunca kullanıcının karşılamak durumunda olduğu maliyetlerdir. Bu maliyetler araç tipine, yaşına, aracın yaptığı kilometreye göre değişkenlik göstermektedir. Bunlar araç kullanıcısının, gider hesabı yaparken genel olarak dikkate aldığı maliyetlerdir. Modelde dikkate alınan, araç sahipliği maliyetleri aşağıda sıralanmıştır; Bakım-onarım maliyeti Yağ ve lastik maliyeti Motorlu taşıt vergisi Zorunlu trafik sigortası Araç muayene ve emisyon ölçüm bedelleri Modelin İstanbul için çalıştırılması amaçlandığından, yukarıda belirtilen maliyetlerin hesabında, gerekli olduğunda, İstanbul a ait veriler kullanılmıştır. Hesaplarda kullanılan temel veriler İstanbul daki tescilli araçların sayısı, motor hacmi, yaşı gibi bilgilerdir. Veriler 2004 yılına ait olup Maliye Bakanlığı tarafından hazırlanan yayınlardan alınmıştır (www.gelirler.gov.tr). Araç sahipliği maliyeti başlığı altında hesaplanan maliyetler aşağıda verilmiştir: Çizelge 2 Araç Sahipliği Maliyetleri Maliyet cinsi Tutarı Birimi Motorlu taşıt vergisi 0,014 $/km Zorunlu trafik sigortası 0,004 $/km Emisyon denetimi bedeli 0,001 $/km Araç muayene bedeli 0,001 $/km Yağ 0,004 $/km Lastik 0,004 $/km Bakım onarım+yedek parça 0,014 $/km Toplam 0,042 $/km 18
3.1.3 Hıza Bağlı Maliyetler Özel aracıyla yolculuk yapan kullanıcılar için, içinde bulundukları trafik koşulları bağlayıcıdır. Trafik akımının durumu; yolculuk süresi ve konforu, yakıt tüketimi, araçtaki yıpranma, zararlı gaz emisyonu ve gürültü seviyeleri gibi pek çok konuda etkilidir. Bu konularda akım hızı dışında sürücünün araç kullanma alışkanlıkları, trafik akımındaki ani hız değişimleri, dur-kalk hareketinin sıklığı, araç ve yolun özellikleri de etkili faktörlerdir (Litman, 2003). Oluşturulan modelde, akım, sürücü ve yol özelliklerinin homojen ve yoldaki araçların benzer oldukları kabul edilmiştir. Tıkanıklık maliyetinin hesaplanması aşamasında model içinde kullanılan hız-akım bağıntısından faydalanarak, akım hızına bağlı olarak değişimi hesaplanan maliyet faktörleri aşağıda sıralanmıştır: Yolculuk zamanı Yakıt tüketimi Hava kirliliğine yol açan zararlı gaz emisyonları 3.1.3.1 Yolculuk zamanının maliyeti Yolculuk için harcanan zaman özel otomobil kullanıcısı için bir maliyet oluşturur. Özellikle bir yere zamanında yetişmek için yapılan yolculuklar, ev-iş yolculukları gibi, kullanıcılar açısından daha yüksek maliyetli olarak değerlendirilmektedir. Yolculuk zaman maliyeti yolculuk amacı dışında konfor, stres gibi faktörlerden de etkilenmektedir. Ayrıca toplu taşıma hizmetlerinden faydalananların, araç bekleme süresini, araç içinde geçen zamanın ortalama iki katı uzun olarak algıladıkları ortaya konmuştur (Litman, 2003). Yolculuk zamanı maliyeti, kullanıcı geliriyle doğru orantılı olarak artma eğilimdedir (Calfee, 1998) Yolculuk zamanının parasal karşılığını hesaplayabilmek için birçok çalışma yapılmıştır (Yüksel, 2005). Tür seçimi modellerinden elde edilmiş zaman maliyeti tahmin çalışmalarının başlangıcı 1960 lara kadar dayanmaktadır. Günümüzde ise bu konuda geçerli olan iki tahmin yöntemi vardır: Kullanıcının tıkanıklıktan kaçınmak için ödemeye razı olduğu miktarın belirlenmesi veya bir saatlik yolculuğa biçilen ekonomik değerin kullanıcının saatlik gelirinin belli bir oranı ile ifade edilmesi. İlk yöntem anketlerle potansiyel kullanıcıların tercih ifadelerine dayanılarak bir maliyet hesaplanması esasına dayanmaktadır. İkinci yöntemde ise kişinin yolculuk süresinin 19
kısalmasının ona ekonomik olarak getirisi hesaplanmaya çalışılmaktadır. İkinci yöntem için genel kabul yolculuk zamanının maliyetinin, kullanıcı gelirinin %50 si ile %100 ü arasında değiştiğidir (Li, 1999). Yolculuk süresindeki değişimin miktarı, bulunan birim zaman maliyetinin her durumda kullanılmasına bir engel teşkil etmemektedir (Mackie, 2001). Yolculuk zaman maliyetinin hesaplanmasında, ileride açıklanacak olan tercih modelinin kalibrasyonu için hazırlanan anket içinde yer alan gelir grubunu belirleyici soruya verilen yanıtlar değerlendirilmiştir. Buradan bulunan, otomobil sahiplerinin ağırlıklı ortalama saatlik gelirleri A.B.D. Doları para birimine dönüştürülmüş ve bulunan değerin %50 si olan 3,47 $/saat ile %100 ü olan 6,93 $/saat arasında değişen değerlerin modelde, yolculuk zaman maliyeti için kullanılmasına karar verilmiştir. 3.1.3.2 Hava kirliliği ve yakıt tüketimi maliyetleri Yakıt tüketimi ve emisyon maliyetlerinin akım hızı ile değişimi için Avrupa Birliği Ekonomi Komisyonu tarafından belirlenen ECE 15-04 sayılı düzenleme standartları içinde kalan özel otomobillerin ölçümler sonucu ortaya konmuş olan ortalama seyir hızına karşılık gelen yakıt tüketimi ve zararlı gaz emisyon değerleri kullanılmıştır. Araçlar tarafından atılan hava kirleticiler arasında gazlar ve partiküller bulunmaktadır. Çevre ve insan sağlığı açısından en zararlı olanlar CO (karbonmonoksit), CO 2 (karbondioksit), NO x (azotoksitler), VOC ya da HC (uçucu organik bileşikler, hidrokarbonlar) ve mikro partiküllerdir. Bu çalışmada model içinde kullanılmak üzere CO, NO x, HC emisyonlarının araç hızıyla değişimi incelenmiştir. ECE 15-04 standartlarına uygun araçların tipik yakıt tüketimi ve zararlı gaz emisyonu ölçüm değerleri Çizelge 3 te verilmiştir. Çizelge 3. Yakıt Tüketimi ve Kirletici Gaz Emisyonlarının Araç Hızıyla Değişimi (Haworth ve diğerleri, 2001) Ortalama Hız HC Emisyon miktarı CO Emisyon miktarı NOx Emisyon miktarı Yakıt Tüketim miktarı km/sa gr/km gr/km gr/km gr/km 10 3,75 55 1,4 130 20 2,4 25 1,6 80 30 1,75 20 1,75 65 40 1,5 18 1,85 55 50 1,3 15 2,20 50 20
(DEVAM) Ortalama Hız HC Emisyon miktarı CO Emisyon miktarı NOx Emisyon miktarı Yakıt Tüketim miktarı km/sa gr/km gr/km gr/km gr/km 60 1,2 13 2,40 45 70 1,1 12 2,60 55 80 1 11 2,80 55 90 0,95 10 3,20 57 100 0,9 11 3,50 60 110 0,9 12 3,80 63 120 1 15 4,30 70 130 1,1 18 4,80 75 Zararlı gaz emisyonlarının maliyetleri hesaplanırken bu gazların doğaya ve insan sağlığına verdiği zararlar dikkate alınmaktadır (Çizelge 4). Görüldüğü gibi, modelde maliyetleri dikkate alınan emisyon türlerinin özellikleri farklı farklıdır. Ancak, genellikle taşıt motoru kaynaklı olan bu emisyonların kontrolü, günümüzde otomotiv sektörü ve çevre mühendisliği disiplininin üzerinde durduğu önemli problemleri oluşturmaktadır. Çizelge 4. Zararlı Gaz Emisyonlarının Özellikleri (Litman, 2003) Emisyon Cinsi Tanımı Kaynağı Zararlı etkileri CO (Karbonmonoksit) NO x (Azotoksitler) HC (Hidrokarbonlar) Kanın oksijen taşıma kapasitesini düşüren zehirli bir gazdır. Çeşitli bileşiklerdir. Bazıları zehirlidir, tümü ozon oluşumuna katkıda bulunur. Tam yanmamış yakıt. Ozon oluşturur. Motor Motor Yakıt üretimi, Motor İnsan sağlığı İklim değişimi İnsan sağlığı, Ozon üretimini tetikler İnsan sağlığı Ozon üretimini tetikler Çizelge 5. Zararlı Gaz Emisyonlarının Türkiye Koşullarına Uyarlanmış Gram Maliyetleri Emisyon Cinsi Türkiye'ye uyarlanmış birim maliyet ($/gr) NOx 0,00134 HC 0,00067 CO 0,00006 21
3.1.4 Ortalama ve Marjinal Maliyetler ve Teorik Tıkanıklık Fiyatı Modelinin Oluşturulması Teorik tıkanıklık fiyatı hesaplama prensiplerinden daha önce kısaca bahsedilmişti. Bu prensiplere dayanarak teorik tıkanıklık fiyatının hesaplanmasını sağlayacak temel matematik bağıntının oluşturulması bu başlık altında değerlendirilecektir. Genel hesap prensibi özetlenecek olursa: Ortalama maliyet (OM) özel oto kullanıcısının yolculuk kararı verirken dikkate aldığı km başına düşen maliyettir. Toplam maliyet (TM) ise o anda, o yol üzerindeki trafikte bulunan araç sayısı ile OM nin çarpımına eşittir. Marjinal maliyet (MM) yola katılan her bir aracın, trafikte bulunan araçların her birine getirdiği ek maliyetlerin toplamıdır. MM ile OM nin herhangi bir akım değeri için hesaplanan değerleri arasındaki fark o akım değerine karşılık gelen teorik tıkanıklık fiyatını (TTF) verecektir. MM matematiksel olarak TM nin trafik akım değerine göre türevi ile ifade edilebilir. TM(q) = q. OM(q) (3.1) MM(q) = q.om(q) dv / dq (3.2) Modelde kullanacağımız ortalama maliyet (OM) fonksiyonu hıza bağlı olarak şöyle ifade edilir: V=f v (q) OM(V) = k 1 + k 2 /V + k 3.f 1 (V) + k 4.f 2 (V) + k 5.f 3 (V) + k 6.f 4 (V) (3.3) k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 = Araç sahipliği maliyeti ($/km) = Zaman maliyeti ($/saat) = Yakıt maliyeti ($/gr) = HC maliyeti ($/gr) = CO maliyeti ($/gr) = NO x maliyeti ($/gr) (3.3) bağıntısında f v (q) hız akım değeri bağıntısını göstermek üzere V = f v (q) olacak şekilde yerleştirildiğinde q değişkenine bağlı ortalama maliyet fonksiyonu elde edilir. Yani: OM(V) = OM(f v (q)) = OM(q) (3.4) 22
olur. Ardından OM(q) fonksiyonu oluşturulur. Daha önce açıklandığı gibi MM(q) fonksiyonu bulunur ve buradan her akım değerine karşılık gelen teorik tıkanıklık fiyatları hesaplanır. TTF 1 (q) = MM(q) OM(q) (3.5) Teorik tıkanıklık fiyatını bulabilmek için kullanıcın yola katılması durumunda oluşacak tüm maliyetlerden (MM), kullanıcının kendi karşıladığı kısmı (OM) çıkarılması gereklidir. Oysa modelde, kullanıcının kendi karşıladığı maliyeti veren ortalama maliyet fonksiyonu, içinde gerçekte karşılanmayan emisyon maliyetlerini de bulundurmaktadır. Bu nedenle, OM(q) fonksiyonundan, emisyon maliyetlerini veren bağıntılar çıkarılarak OMB(q) fonksiyonu elde edilir. OMB(q) = k 1 + k 2 / f v (q) + k 3.f 1 (f v (q)) (3.6) Teorik tıkanıklık fiyatı kullanıcının sebep olup, karşılamadığı maliyetlerin toplamından oluştuğuna göre modelde kullanacağımız teorik tıkanıklık fiyatı; TTF 2 (q) = MM(q) OMB(q) (3.7) şeklinde bulunacaktır. Yani, TTF 2 (q) = MM(q) [ k 1 + k 2 / f v (q) + k 3.f 1 (f v (q))] (3.8) olacaktır. Bu şekilde bulunan TTF 2 değerinin içinde TTF 1 den farklı olarak, kullanıcının diğer kullanıcılara getirdiği ve karşılamadığı maliyetin dışında, kendi aracının sebep olduğu ve kendisi tarafından karşılanmayan emisyon maliyetleri de bulunur. 3.1.5 Optimum tıkanıklık Fiyatının bulunması Model oluşturulurken esnek bir yapıya sahip olması amaçlanmıştır. Bu sayede farklı şartlar altında kullanılması mümkündür. Modelde, fiyat uygulanması düşünülen güzergah/bölge için belirlenen hız-akım ilişkisini kullanılarak, hıza (dolayısıyla akıma) bağlı olarak değişen ve seçilmiş maliyetlerden oluşan birim ($/araç-km) marjinal maliyet ve kullanıcı maliyeti hesaplanır ve teorik tıkanıklık fiyatı bulunur. Diğer yandan otomobil kullanıcılarının fiyat uygulaması sonucunda tür seçimleri modellenerek, uygulanacak fiyata karşılık akımda oluşacak değişim belirlenir. Akıma bağlı teorik fiyat 23
ve fiyata bağlı talep (dolayısıyla akım) ifadelerinin kesim noktası optimum akım değerini (Q opt ) ve tıkanıklık fiyatını (F opt ) verir. Optimum akıma ve tıkanıklık fiyatına ulaşabilmek için tercih modelinin ve tıkanıklık fiyatı- akım modelinin bir arada çalışmasının sağlanması gereklidir (Şekil 12). Akımtıkanıklık fiyatı ilişkisini veren bağıntı ile bu bağıntıdaki tıkanıklık fiyatlarının uygulanmasıyla tercihlerdeki değişiklik sonucu oluşan akım değerlerini veren bağıntının kesim noktası, optimum tıkanıklık fiyatı ve optimum akım değerini vermektedir. Tıkanıklık fiyatı Optimum tıkanıklık fiyatı Tıkanıklık fiyatı-tercih sonrası oluşan akım Optimum akım değeri Akım- tıkanıklık fiyatı eğrisi Akım değeri Şekil 12 Optimum Tıkanıklık Fiyatının Bulunması Daha önce de söz edildiği gibi tıkanıklık fiyatı-akım eğrisi ile tıkanıklık fiyatı-tercih sonucu oluşan akım eğrisinin kesim noktası, optimum tıkanıklık fiyatını verecektir. 3.1.6 Modelde yapılan kabuller Model oluşturulurken bazı kabuller yapılmıştır. En temel olanı; bölge/güzergah trafiğindeki araçların homojen yapıda olduğu kabulüdür. Buna göre trafikteki otomobillerin teknik özellikleri ortalamayı temsil eden bir tip otomobille (tasarım aracı) modele aktarılmıştır. Ayrıca bölge/güzergah dahilinde akım koşullarının ve yol üstyapısının da homojen olduğu kabul edilmiştir. Otomobil kullanıcıların tercihlerini giriş ücreti uygulanması durumunda oto kullanımı maliyeti ve toplu taşıma aracı (otobüs) kullanımı maliyeti arasında yapacakları varsayılmış; otobüs kullanımı 24