Seeking Solution with Set Covering and Alternative Service Level P-Median Models for Rail System Station Locating Problem: Gebze-Darıca Metro Line Application

Abstract

One of the most important problems of developed and developing countries in the 21st century is the traffic problem. For each country –in this context-, the plans, activities and the time and budgets allocated for the solution of the traffic problem are increasing day by day. Moreover, when the literature is examined, many studies have been made with set covering and p-median models. Parallel to these studies on transportation is frequently included in the literature. However, the studies on the rail system with set covering models are almost scarcely any. For this reason in this study, in the context of the metro project covering Gebze and Darıca districts located in Kocaeli province, the solution of the problem that the metro stations thought to be built and at which location should be built was searched with set covering and alternative service level p-median models. The results were analyzed in detail.

Keywords

• Rail System
• Set Covering Problem
• P-Median Problem
• Integer Programming

Raylı Sistem İstasyon Yeri Belirleme Problemi İçin Küme Kapsama ve Alternatif Servis Seviyeli P-Medyan Modelleriyle Çözüm Arayışı: Gebze-Darıca Metro Hattı Uygulaması

Abstract

21. yüzyılda gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin en önemli problemlerinden birisi de trafik problemidir. Birçok ülkede trafik probleminin çözümüne yönelik planlamalar, faaliyetler ve bu soruna ilişkin harcanan zaman ve bütçeler her geçen gün artırılmaktadır. Bununla beraber literatüre bakıldığında küme örtme ve p-medyan modelleri ile yapılmış birçok çalışmaya rastlanmaktadır. Paralel olarak ulaşım üzerine yapılan çalışmalar da literatürde sıklıkla yer almaktadır. Ancak küme örtme ve alternatif servis seviyeli p-medyan modelleri ile raylı sistem üzerine yapılmış çalışmalar diğer alanlara kıyasla daha sınırlı ve az sayıdadır. Bu sebeple bu çalışmada Kocaeli ili sınırları içerisinde yer alan Gebze ve Darıca ilçelerinde yapılması planlanan metro projesi bağlamında, güzergâh üzerinde yapılacak metro hattının optimum istasyon sayısının ve istasyonların lokasyonunun belirlenmesi problemine küme kapsama ve alternatif servis seviyeli p-medyan modelleri ile çözüm aranmıştır. Sonuçlar detaylıca analiz edilmiştir.

Keywords

• Raylı Sistem
• Küme Örtme Problemi
• P-Medyan Problemi
• Tam Sayılı Programlama

References

1. Kaynakça [1] Çubuk, K., & Türkmen, M. 2003. Ankara'da Raylı Ulaşım. Gazi Üniv. Müh. Müm. Fak. Der. 18(1):125-144
2. [2] Uzun, M. 2011. Erzurum Hafif Raylı Sistem Projesi. Erzurum: Erzurum Düşünce ve Strateji Derneği.
3. [3] Dinç, S., Hamurcu, M., & Eren, T. 2019. Ankara-Sivas Yüksek Hızlı Tren Hattında İstasyon Yerlerinin Seçiminde Çok Kriterli Karar Verme Destekli 0-1 Hedef Programlama Modeli. Demiryolu Mühendisliği, 9:1-16.
4. [4] Kırlangıçoğlu, C. 2016. Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri İle Kent İçi Raylı Sistem Koridor Planlaması. İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Dergisi, 33: 53-71.
5. [5] Süt, N. İ., Hamurcu, M., & Eren, T. 2018. Analitik Hiyerarşi Süreci Kullanılarak Ankara--Sivas Yüksek Hızlı Tren Hat Güzergahının Değerlendirilmesi. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 3(3): 22-30.
6. [6] Leiu, T., Zou, Y., & Xie, R. 2010. A Comprehensive Evaluation Method of Adding Passenger Station In Existing Intercity Railway Line. The Sixth Advanced Forum on Transportation of China, (s. 40-44).
7. [7] Smith, P. N. 1993. Fuzzy Evaluation Of Potential Suburban Railway Station Location. Journal of Advanced Transportation, 27(2):153-179.
8. [8] Yang, J., Chen, J., LE, X., & Zhang, Q. 2016. Density-oriented versus development-oriented transit investment Decoding metro station location selection in Shenzhen. Transport Policy, 51: 93-102.

9. [9] Mohajeri, N., & Amin, G. R. 2010. Railway station site selection using analytical hierarchy process and data envelopment analysis. Computers & Industrial Engineering, 59(1): 107-114.
10. [10] Shen, Y., Silve, J. d., & Martinez, L. 2014. HSR Station Location Choice and its Local Land Use Impacts on Small Cities: A Case Study of Averio, Potugal. Social and Behavioral Science, 111:470-479.
11. [11] Blainey, S. P., & Preston, J. M. 2013. A GIS-based appraisal frame work for new local rail way stations and services. Transport Policy, 25: 41-41
12. [12] Aktaş, E., Özaydın, Ö., Ülengin, F., Önsel, Ş., & Ağaran, B. 2011. İstanbul'da İtfaiye İstasyonu Yerlerinin Seçimi İçin Yeni Bir Model. Endüstri Mühendisliği Dergisi, 2-12
13. [13] Çatay, B., Başarı, A., & Ünlüyurt, T. 2008. İstanbul'da Acil Yardım İstasyonlarının Yerlerinin Planlanması. Endüstri Mühendisliği Dergisi, 19(4): 20-35.
14. [14] Keçeci, B., Dengiz, O., Dengiz, B., Sümer, E., Kılıç, A., Çeki, E., Çiçek, S. 2017. AEEE tahmini ve toplama noktalarının belirlenmesi: Çankaya Belediyesi için bir uygulama. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24(4): 692-704.
15. [15] Atalay, Ç. 2016. Türkiye Ölçeğinde Hizmet Vermeyi Planlayan Ortak Sağlık Güvenlik Biriminin Şube Yerşlerinin Küme Örtme Yaklaşımı İle Belirlenmesi. Social Sciences (E-Journal of New World Sciences Academy), 11(2):173-193.
16. [16] Yelbay, B., Birbil, İ. Ş., & Bülbül, K. 2014. The Set Covering Problem Revisited: An Empirical Study of the Value of Dual Information. Journal of Operation Research, 1-22.
17. [17] Bakır, M. A., & Altunkaynak, B. 2003. Tamsayılı Programlama. Ankara: Nobel Kitabevi.
18. [18] Hakimi, S. L. 1964. Optimum Location of Switching Centers and the Absolute Centers and Medians of a Graph. Operations Research, 12(3): 450-459.
19. [19] Bastı, M. 2012. P-medyan Tesis Yeri Seçim Problemi ve Çözüm Yaklaşımları. Academic Journal of Information Technology, 3(7): 47-75.
20. [20] Karataş, M., & Yakıcı, E. 2019. An analysis of p -median location problem: Effects of backup service level and demand assignment policy. European Journal of Operational Research, 272(1): 207-218.
21. [21] Faharini, R. Z., Nasrin, A., Heidari, N., & Hosseininia, M. 2012. Covering problems in facility location: A review. Computers & Industrial Engineering, 62(1): 368-407.
22. [22] Watson, M., Lewis, S., Cacioppi, P., & Jayaraman, J. 2012. Chapter 4 : Alternative Service Levels and Sensitivity Analysis. M. WATSON, S. LEWIS, P. CACIOPPI, & J. JAYARAMAN içinde, Supply Chain Network Desing Aplying Optimization and Analytics to the Global Supply Cahin (s. 63-79). New Jersey: FT Press.
23. [23] Ballı, H. 2014. Bulanık Doğrusal Programlama Modeli İle Bir Kamu Kurumu İçin Tesis Yeri Seçimi. Ankara: KHO Savunma Bilimleri Enstitüsü.
24. [24] Evren, G. 1978. Kentsel Ulaşımda Raylı Sistemler. I. Toplu Taşıma Kongresi. Ankara: Ankara Büyük Şehir Belediyesi Genel Müdürlüğü.
25. [25] Ocak, İ., & Manisalı, E. 2006. Kentsel Raylı Taşıma Üzerine Bir İnceleme (İstanbul Örneği). SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 10(2): 51-59.
26. [26] Kara, A. 2014. Ağ Ömrünü En Büyükleme Amaçlı Küme Kapsama Problemleri. Kayseri: Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
27. [27] Yankaya, U., & Çelik, M. 2016. Kamu Ulaşım Yatırımlarının Gayrimenkul Değerleri Üzerine Etkisinin Modellenmesi: İzmir Metrosu Örneği . İnşaat Mühendisleri Odası: http://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/3109.pdf adresinden alındı
28. [28] Yelbay, B. 2009. Primal-Dual Heuristic For Solving The Set Covering Problem. İstanbul: Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü.
29. [29] Dinç, S., Hamurcu, M., & Eren, T. 2019. Ankara-Sivas Yüksek Hızlı Tren Hattında İstasyon Yerlerinin Seçiminde Çok Kriterli Karar Verme Destekli 0-1 Hedef Programlama Modeli. Demiryolu Mühendisliği, 9:1-16.
30. [30] ŞAHİN, Yusuf, and Murat HAZIRCI. "Geçici İskân Alanlarının Seçimi için AHP Temelli P-Medyan Modeli: Burdur Örneği." Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 7.2 (2019): 403-417.
31. [31] Upchurch, C., & Kuby, M., 2010. Comparing the p-median and flow-refueling models for locating alternative-fuel stations. Journal of Transport Geography 18(6): 750-758.
32. [32] Zhao, L., Li, H., Li, M., Sun, Y., Hu, Q., Mao, S., ... & Xue, J. (2018). Location selection of intra-city distribution hubs in the metro-integrated logistics system. Tunnelling and Underground Space Technology, 80, 246-256.
33. [33] Farahani, R. Z., Miandoabchi, E., Szeto, W. Y., & Rashidi, H. (2013). A review of urban transportation network design problems. European Journal of Operational Research, 229(2), 281-302.