Innovative Step in Türkiye: Aksaray CFI Intersection Design

Abstract

Highways have contributed to the development of science, culture and commerce by connecting settlements throughout history. However, with increasing population and vehicle ownership, traditional intersections are inadequate to respond to heavy traffic demand. This increases travel times, fuel consumption and environmental impacts. In recent years, alternative innovative intersection designs have come to the forefront as a solution to these problems. The Continuous Flow Intersection (CFI), implemented for the first time in Turkey by the General Directorate of Highways (KGM), constitutes an important example in this context. In this study, a microsimulation-based analysis of the CFI intersection located at the entrance of Aksaray Small Industrial Zone was carried out, and capacity and performance evaluations were carried out under different traffic scenarios. According to the findings, the current level of service (LOS) of the intersection is B and the average delay is 12.44 seconds. In the case of a 50% increase in traffic volume, the delay increases to 15.99 seconds, while the level of service remains at B. In the 100% increase scenario, the delay increases to 21.72 seconds and the level of service drops to C. Fuel consumption increased from 121 liters in the current case to 196 liters and 308 liters in the 50% and 100% traffic increase scenarios, respectively. Carbon monoxide (CO) emissions also increased from the current level of 2231 g to 5697 g with a 100% increase. The results show that the CFI intersection design manages high-volume left-turn demands more effectively and improves traffic flow. This study fills an important gap in the literature by presenting the performance analysis of a CFI intersection implemented for the first time in Turkey and provides a scientific basis for similar intersection applications in the future.

Keywords

• grade intersection
• continuous flow intersection
• capacity
• traffic management
• traffic simulation

Supporting Institution

The study did not receive any support.

Thanks

The study did not receive any support. There is no institution or person to thank.

Türkiye’de Yenilikçi Bir Adım: Aksaray CFI Kavşak Tasarımı

Abstract

Karayolları, tarih boyunca yerleşim alanlarını birbirine bağlayarak bilim, kültür ve ticaretin gelişimine katkı sağlamıştır. Ancak artan nüfus ve araç sahipliliği ile birlikte geleneksel kavşaklar, yoğun trafik talebine yanıt vermekte yetersiz kalmaktadır. Bu durum, seyahat sürelerini uzatırken yakıt tüketimi ve çevresel etkileri artırmaktadır. Son yıllarda bu sorunlara çözüm olarak alternatif yenilikçi kavşak tasarımları öne çıkmaktadır. Türkiye’de ilk kez Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) tarafından uygulanan Sürekli Akış Kavşağı (CFI - Continuous Flow Intersection), bu kapsamda önemli bir örnek oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Aksaray Küçük Sanayi Sitesi girişinde yer alan CFI kavşağının mikro simülasyon tabanlı analizi gerçekleştirilmiş, farklı trafik senaryoları altında kapasite ve performans değerlendirmesi yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, mevcut durumda kavşağın hizmet seviyesi (LOS) B olup, ortalama gecikme süresi 12,44 saniyedir. Trafik hacminin %50 artması durumunda gecikme süresi 15,99 saniyeye çıkarken, hizmet seviyesi B olarak kalmıştır. %100 artış senaryosunda ise gecikme süresi 21,72 saniyeye ulaşarak hizmet seviyesi C’ye düşmüştür. Yakıt tüketimi mevcut durumda 121 litre iken, %50 ve %100 trafik artışında sırasıyla 196 litre ve 308 litreye yükselmiştir. Karbon monoksit (CO) emisyonu da mevcut 2231 g seviyesinden %100 artış durumunda 5697 g seviyesine çıkmıştır. Sonuçlar, CFI kavşak tasarımının yüksek hacimli sola dönüş taleplerini daha etkin yönettiğini ve trafik akışını iyileştirdiğini göstermektedir. Bu çalışma, Türkiye’de ilk defa uygulanan bir CFI kavşağının performans analizini sunarak literatürde önemli bir boşluğu doldurmakta ve gelecekte benzer kavşak uygulamaları için bilimsel bir temel oluşturmaktadır.

Keywords

• Hemzemin kavşak
• sürekli akış kavşağı
• kapasite
• trafik yönetimi
• trafik simülasyonu

Supporting Institution

Çalışmada herhangi bir destek alınmamıştır.

Thanks

Çalışmada herhangi bir destek alınmamıştır. Teşekkür edilecek bir kurum veya kişi bulunmamaktadır.

References

1. Aydın, M. M. (2017). Şehiriçi Kavşaklardaki Geometrik Disiplinsizliğin Optimize Edilerek İrdelenmesi [Doktora Tezi]. Fen Bilimleri Enstitüsü, Akdeniz Üniversitesi.
2. Al-Omari, M. (2021). Evaluation of Unconventional Signalized Intersections on Arterial Roads and a Proposition for a Novel Intersection Design.
3. Cakici, Z. , Murat Y. S., Aydin, M. M. (2022). Design of an efficient vehicle-actuated signal control logic for signalized intersections. Scientia Iranica, 29(3), 1059-1076. doi: 10.24200/sci.2021.57231.5126
4. Dadashzadeh, N. (2019). Effects of Bus Prıorıty Methods on Adjacent Mıxed Traffıc [Ph.D. Thesis]. Graduate School of Science Engineering and Technology, Istanbul Technical University.
5. Duraku, R., Boshnjaku, D. (2024). Enhancing Traffic Sustainability: An Analysis of Isolation Intersection Effectiveness through Fixed Time and Logic Control Design Using VisVAP Algorithm. Sustainability, 16,2930. https://doi.org/10.3390/su16072930.
6. Guo, Y., Ma, J. (2016). An Improved Actuated Signal Control of Intersection Based on VISVAP. 6th International Conference on Sensor Network and Computer Engineering (ICSNCE 2016). Xi’an, China, 8–10 July 2016; Atlantis Press: Dordrecht, TheNetherlands, 2016; pp. 123–128.
7. Güler, H. (2016). Trafik Simülasyon Teknikleri – 1. Hafta Ders Notları.
8. Karagöz, Ö., & Akalın, K. B. (2017). Kent içi Trafik Sayımlarında Düşük Maliyetli Kameraların Performansının Araştırılması. Transist Uluslararası İstanbul Ulaşım Kongresi ve Fuarı.

9. Karayolları Genel Müdürlüğü. (2019). Karayolu Sinyalizasyon Sistemleri. Trafik Güvenliği Dairesi Başkanlığı.
10. Karayolları Genel Müdürlüğü. (2022). Karayolu Tasarım El Kitabı. Etüt, Proje ve Çevre Dairesi Başkanlığı.
11. Khliefat, I., Deeb, A., Mubarak, M., & Naser, M. (2021). The effect of modifying double continuous flow intersections layout geometric features on their operation. The Open Transportation Journal, 15(1).
12. Kim, M., Chang, G.-L., & Rahwanji, S. (2007). Unconventional arterial intersection designs initiatives. IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Seattle.
13. Koç, H. (2010). Eşdüzey Kavşaklardan Katlı Kavşaklara Geçiş Örnekleri ve Uygunluklarının Değerlendirilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yıldız Teknik Üniversitesi.
14. Koukol, M., Pribyl, O. (2013). Design Methodology of a Fuzzy Control System in PTV VISSIM. Transactıons on Transport Scıences. 6, 4. DOI: 10.2478/v10158-012-0045-9.
15. Mitkas, D., Politis, I. (2020). Evaluation of alternative Ramp Metering scenarios on freeway on-ramp with the use of microscopic simulation software Vissim. AIIT 2nd International Congress on Transport Infrastructure and Systems in a Changing World (TIS ROMA 2019), 23rd-24th September 2019, Rome, Italy.
16. North Dakota Department of Transportation (NDDOT). (2023). NDDOT Programming Division Traffic Operations Section, Traffic Operations Manual.
17. Ordu, H., Kırbaş, U. (2021). Dönel kavşaklarda meydana gelen dengesiz akımlara bir çözüm önerisi olarak kısmi denetimli sinyalize dönel kavşaklar: Bir literatür araştırması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 10(2), 674-683.
18. Pandza, H., Ivanjko, E., Vujic, M. (2015). A Vıssım Based Framework for Sımulatıon of Cooperatıve Ramp Meterıng. In Proceedingsof the International Scientific Conference ZIRP 2015: Cooperation Model of the Scientific and Educational Institutions and theEconomy, Zagreb, Croatia, 12 May 2015; pp. 151–162.
19. PTV Group. (2024, Mayıs 14). Multimodal Traffic Simulation Software. https://www.ptvgroup.com/en/products/ptv-vissim.
20. Qi, Y., Zhao, Q., Liu, S., & Azimi, M. (2020). Signal Timing Strategy for Displaced Left Turn Intersections. University of North Carolina at Charlotte.
21. Sesli, G. (2017). Kent İçi Kavşak Tasarımı [Yüksek Lisans Tezi]. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yıldız Teknik Üniversitesi.
22. T.C. Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2019). Akıllı Şehir Rehberlik Uygulamaları Projesi-Ulaşımda Sanal İkiz ve Simülasyonu Uygulaması. Coğrafi Bilgi Sistemleri Genel Müdürlüğü.
23. T.C. Kültür ve Turizm Bakanlığı. (2024, Haziran 8). Aksaray İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü. https://aksaray.ktb.gov.tr/#.
24. T.C. Resmî Gazete. (1983). 2918 Sayılı Karayolları Trafik Kanunu. Resmî Gazete. https://www.mevzuat.gov.tr/mevzuatmetin/1.5.2918.pdf
25. Transportation Research Board (TRB). (2010). Chapter 18 Signalized Intersections. HCM2010 Highway Capacity Manual (pp. 18-6).
26. Usta, D. (2023). Akıllı Ulaşım Sistemleri Ve Çevreye Etkisi:Kavşak Çalışması [Yüksek Lisans Tezi]. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yıldız Teknik Üniversitesi.
27. U.S. DOT Federal Highway Administration (FHWA). (2010). Alternative Intersections/Interchanges: Informational Report (AIIR).
28. U.S. DOT Federal Highway Administration (FHWA). (2014). Displaced Left Turn Intersection, Informational Guide (C.3).
29. Yaman, T. (2024). Farklı Trafik Uyarmalı Sinyalize Kavşakların Performanslarının Karşılaştırılması [Yüksek Lisans Tezi]. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Ondokuz Mayıs Üniversitesi.
30. Yaman, N., & Kaman, F. (1979). Orta Dereceli Endüstriyel Teknik Öğretim Okulları Yol Bilgisi Temel Ders Kitabı. Milli Eğitim Basımevi.
31. Yayla, N. (2015). Karayolu Mühendisliği. Birsen Basımevi. Birsen Basımevi.
32. Yılmaz, H. (2024). Yenilikçi Sinyalize Kavşak Tasarımlarının Araştırılması ve Mikro Simülasyon İle Analiz Edilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Pamukkale Üniversitesi.
33. Yiğit, H. İ. (2019). Koordine Sinyalize Kavşaklarda Gecikme Modellemesi: Ulus Bulvarı Örneği, Denizli [Yüksek Lisans Tezi]. T.C. İstanbul Ticaret Üniversitesi.
34. Url-1 , erişim tarihi 13.05.2024.