Smart Bicycle-Sharing System Design for the Historical Peninsula of Istanbul

Abstract

The paper presents a smart bike sharing system proposal with intent to promote cycling for tourists as a sightseeing trip in the Historical Peninsula of Istanbul, where high population, inadequate road infrastructure and traffic congestion make the mobility difficult. Cycling offers an alternative sustainable transportation mode to overcome these mobility challenges; it presents low cots and active mobility to the individuals, and also improves the spatial experience with urban environment. The aim of the study is to promote the use of bikes for improving visitors' (tourists) perception of the urban environment by considering bicycle demand. The research concentrates on (1) how to perform more effective bike sharing system, which is able to respond to traffic condition, and (2) adjust the bike capacity according to in user demand. The smart bike sharing system, presented in this study, consists of; 1) bike route, 2) bike use mobile application and 3) bike sharing model stages. In bike-sharing modeling process, we employ agent based modeling as decision support system. In the scope of the study, the model is evaluated through a test case that is designed by randomly selected bike park spots and terminal locations.  The results showed that there is an association between bicycle demand and the number and location of biycyle facilities (bike park spots and terminals). The presented bike sharing system offers a navigation map for the visitors unfamiliar with the area and a dynamic model proposal that responds flexibly to user needs. The developed dynamic bicycle system is expected to increase the user satisfaction and thus the use of bicycles by reducing the bicycle waiting time of the users.

Keywords

• cycling,smart transportation (mobility),smart bicycle-sharing system,agent based modeling,decision support system

İstanbul Tarihi Yarımada Bölgesi için Akıllı Bisiklet Paylaşım Sistemi Tasarım Önerisi

Abstract

Çalışma, İstanbul’un Tarihi Yarımada Bölgesi’nde özellikle tarihi çevreye erişim zorluğu, trafik problemi ve nüfusun fazla olması ziyaretçilerin bölgeyi deneyimlemesi açısından sorun oluşturması sebebiyle, bölgede kullanıcılar için akıllı bisiklet paylaşım sistemi önermektedir. Sürdürülebilir ulaşım aracı olarak bisiklet kullanımı bölgede hareketlilik kaynaklı sorunların çözülmesini sağlayabilir. Bisiklet kullanımı kullanıcıya düşük maliyetli ve sağlıklı erişim imkanı sunarken, aynı zamanda kullanıcının kentsel mekanı diğer ulaşım araçlarına göre daha iyi algılamasını ve deneyimlemesini sağlar. Çalışmanın amacı bölgede bisikletin ulaşım aracı olarak kullanılarak ziyaretçilerin kentsel çevreyi daha iyi algılamasını sağlamak amacıyla değişken bisiklet kullanım talebini göz önüne alarak bisiklet kullanımını arttıracak yöntemler geliştirmektir. Önerilen bisiklet paylaşım sistemi; (1) trafik durumuna ve kullanıcı isteklerine uygun, kullanıcı ile etkileşimli en etkin bisiklet ulaşımının nasıl gerçekleştirileceği ve (2) kullanım durumuna göre mevcut bisiklet terminallerinde park ve bisiklet talebinin en uygun nasıl belirlenebileceği soruları üzerinden geliştirilmiştir. Akıllı bisiklet paylaşım systemi; 1) bisiklet rotasının tanımlanması, 2) bisiklet kullanım uygulaması ve 3) bisiklet paylaşım modeli tasarımı aşamalarından oluşmaktadır. Çalışmada karar destek sistemi yöntemlerinden biri olan etmen tabanlı modelleme yöntemi kullanılarak bisiklet paylaşım modelinin süreci tanımlanır. Çalışma kapsamında, bisiklet paylaşım modeli bisiklet park ve terminal konumları raslantısal olarak seçilerek örnek çalışma ile değerlendirilir. Örnek çalışmanın sonuçları bisiklet talebinin bisiklet servislerinin (bisiklet park ve terminal noktaları) mesafeleri ve sayıları ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Önerilen bisiklet paylaşım sistemi, bölgeyi bilmeyen kullanıcılar için yol bulucu uygulama ve değişen kullanıcı talebine uyum sağlayabilen bisiklet paylaşım modeli sunmaktadır. Geliştirilen dinamik bisiklet paylaşım sisteminin kullanıcıların bisiklet bekleme süresini azaltarak, kullanıcı memnuniyetini ve dolayısıyla bisiklet kullanımını artırması beklenmektedir.

Keywords

• Akıllı kentler,sürdürülebilir ulaşım,akıllı bisiklet paylaşım sistemi,etmen tabanlı modelleme,karar destek sistemleri

References

1. Anylogic. (n.d.). Retrieved October 2, 2018, from https://www.anylogic.com/
2. Arentze, H. and Achten, H. (2007). Design and decision support systems in architecture and planning. Unpublished manuscript, Eindhoven.
3. Baksi Akıllı Bisiklet Kiralama Sistemleri [BAKSI]. (2018). Retrieved October 2, 2018, from https://www.isbike.istanbul/
4. Behrendt, F. (2016). Why cycling matters for smart cities, Internet of bicycles for intelligent transport. Journal of Transport Geography, 56, 157-164.
5. BikeRoll. (2018). BikeRoll. Retrieved October 5, 2018, from https://bikeroll.net/tr
6. Bortner, C. W., Gürkan, C. and Kell, B. (2015). Ant colony optimization applied to the bike sharing problem. Retrieved October 2, 2018, from https://www.math.cmu.edu/CNA/summer_institute/2015/projects/ACOBSP.pdf
7. Cenani, S. (2013). Modeling cognitive learning of urban networks in daily activity-travel behavior. Issue 186, Bouwstenen Series. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven. DOI: 10.6100/IR759267.
8. CityBike. (2018). CityBike Wien. Retrieved October 2, 2018, from https://www.citybikewien.at/en/

9. Cohen, B. (2012). What exactly is a smart city?. Retrieved October 2, 2018, from http://www.fastcoexist.com/1680538/what-exactly-is-a-smart-city
10. D’ Albert H., Venkataraman S. and Omer, M. (2015). Application of System Dynamics for Modeling Product-Service Systems. In Proceedings of ICETA Conference. Taipeh: Taiwan.
11. DeMaio, P. (2009). Bike-sharing: History, Impacts, Models of Provision, and Future. Journal of Public Transportation 12 (4), 41-56.
12. EMBARQ Türkiye. (2014). İstanbul Tarihi Yarımada yayalaştırma projesi mevcut durum değerlendirilmesi. Retrieved May 2, 2018, from www.embarqturkiye.org
13. Gehl Architects and EMBARQ. (2011). Istanbul public space public life. Retrieved October 11, 2018, from https://issuu.com/gehlarchitects/docs/issuu_998_istanbul-public- spaces- pu/48
14. INRIX. (2018). Global traffic scorecard. Retrieved October 11, 2018, from http://inrix.com/scorecard-city/?city=Istanbul&index=2 Istanbul ranked 15th most congested city in the world. (2017). Hurriyet Daily News. Retrieved October 5, 2018, from http://www.hurriyetdailynews.com/istanbul-ranked-15th-most-congested-city-in-world--110036
15. Lozano, A., De Paz, J., Gonzalez, G., V., Iglesia, D. and Bajo, J. (2018). Multi-Agent System for Demand Prediction and Trip Visualization in Bike Sharing Systems. Journal of Applied Sciences. Retrieved from: www.mdpi.com/journal/applsci Retrieved on 12 October 2018.
16. Mátrai, T. and Tóth, J. (2016). Comparative assessment of public bike sharing systems. Transportation Research Procedia, 14, 2344–2351. DOI: 10.1016/j.trpro.2016.05.261
17. Midgley, P. (2011). Bike-sharing schemes: Enhancing sustainable mobility in urban areas. Commission on Sustainable Development 19, Background Paper 8, 1–24.
18. Mobiett. (2018). Mobiett. [Mobile application software]. Retrieved October 5, 2018, from https://www.iett.istanbul/tr/main/pages/mobiett/775
19. Öztaş, Ç. (2015). Transport policies in Istanbul. Presentation at sciencespo. Retrieved October 10, 2018, from http://wrisehirler.org/medya/transport-policies-istanbul-l-%C3%A7i%C4%9Fdem-%C3%A7%C3%B6rek-%C3%B6zta%C5%9F-l-sciencepo
20. Pucher, J. and Buehler, R. (2017). Cycling towards a more sustainable transport future. Transportation Reviews, 37 (6), 689-694, DOI: 10.1080/01441647.2017.1340234
21. Saltzman, R. and Bradford, R. (2016). Simulating a mode Efficient Bike System. Journal of Supply Chain and Operations Management, 14(2), 36-47.
22. Sopher, H., Shauman, D. and Kalay, Y. (2016). Simulating Human Behavior in (un)Built Environments: Using an Actor Profiling Method. International Journal of Computer, Electrical, Automation and Information Engineering, 10(12), 2030-2040. Retrieved from scholar.waset.org/1999.4/10006638
23. Superpool (2017). Istanbul bike map. Retrieved October 5, 2018, from https://www.superpool.org/index.php/research/istanbul-bike-map
24. VisitCopenhagen. (2019). Bike city Copenhagen. Retrieved October 5, 2018, from https://www.visitcopenhagen.com/copenhagen/sightseeing/bike-city-copenhagen
25. Vogel, P., Greiser, T. and Mattfeld, D.C. (2011). Understanding bike-sharing systems using Data Mining: Exploring activity patterns. Procedia Social Behavioral Sciences, 20, 514–523.
26. Yandex. (2018). Yandex Harita. Retrieved October 12, 2018, from https://yandex.com.tr/harita/11508/istanbul
27. Yang, Z., Shu, Y., Cheng, P., Chen, J. and Moscibroda, T. (2016). Mobility modeling and prediction in bike-sharing systems. in proceedings of mobile systems, Applications, and Services (MobiSys’16), Singapore.