System Dynamics Approach in the Development of Sustainable Transportation Systems and Investigation of Complex Interactions

Year 2025, Volume: 18 Issue: 3, 1195 - 1208

Abdurrahman Tursun

https://doi.org/10.35674/kent.1539983

Abstract

Sustainable transportation systems contribute to building more livable and efficient cities by providing a balanced approach in terms of both environmental, economic and social aspects. For this reason, transportation systems need to be examined in detail within the framework of sustainability and policy development. This study addresses the importance of system dynamics approach in the development of sustainable transportation systems and how to model complex interactions. Emphasizing the inadequacies of traditional transportation planning methods, the study explains how to analyze the dynamics and feedback loops of transportation systems using system dynamics models. It also provides a systematic and holistic perspective on the challenges faced in the design and implementation of sustainable transportation systems and how to overcome these challenges. In the study, the main characteristics of sustainable transportation systems are presented based on the literature review, and it is explained how the interaction between variables can be modeled and examined with the system dynamics approach. Causal loop diagrams, which are a basic framework for the development of the system dynamics model, are explained by defining different example loops. The study recommends that further adoption and application of the system dynamics approach is a critical step towards increasing the sustainability of transportation systems.

Keywords

Transportation, Sustainable Transportation, Transportation Systems, System Dynamics, Modeling

Sürdürülebilir Ulaşım Sistemlerinin Geliştirilmesinde Sistem Dinamiği Yaklaşımı ve Karmaşık Etkileşimlerin İncelenmesi

Abstract

Sürdürülebilir Ulaşım sistemleri hem çevresel hem de ekonomik ve sosyal açıdan dengeli bir yaklaşım sunarak, daha yaşanabilir ve verimli şehirler inşa edilmesine katkıda bulunmaktadır. Bu sebeple ulaşım sistemlerinin sürdürülebilirlik çerçevesinde detaylı olarak incelenmesi ve politika geliştirilmesi gerekmektedir. Yapılan çalışma, sürdürülebilir ulaşım sistemlerinin geliştirilmesinde sistem dinamiği yaklaşımının önemini ve karmaşık etkileşimlerin ne şekilde modelleneceğini ele almaktadır. Geleneksel ulaşım planlaması yöntemlerinin yetersiz kaldığı noktaları vurgulayan çalışma, sistem dinamiği modelleri kullanarak ulaşım sistemlerinin dinamiklerini ve geri besleme döngülerinin nasıl analiz edileceğini açıklamaktadır. Ayrıca, sürdürülebilir ulaşım sistemlerinin tasarımı ve uygulanmasında karşılaşılan zorluklar ile bu zorlukların üstesinden gelinmesi için sistematik ve bütüncül bir perspektif sunmaktadır. Çalışmada literatür araştırmasına dayalı olarak sürdürülebilir ulaşım sistemlerinin temel özellikleri ortaya konulmuş ve sistem dinamiği yaklaşımı ile değişkenler arasındaki etkileşimin ne şekilde modellenerek inceleneceği açıklanmıştır. Sistem dinamiği modelinin geliştirilmesi için temel bir çerçeve niteliğinde olan nedensel döngü diyagramları farklı örnek döngülerin tanımlanmasıyla açıklanmıştır. Çalışmada Sistem dinamiği yaklaşımının daha fazla benimsenmesi ve uygulanması, ulaşım sistemlerinin sürdürülebilirliğinin artırılmasına yönelik kritik bir adım olarak önerilmektedir.

Keywords

Ulaştırma, Sürdürülebilir Ulaşım, Ulaşım Sistemleri, Sistem Dinamiği, Modelleme

References

• Aksu, İ. (2013). Bütçelemede Sistem Dinamiği Yaklaşımı Nakit Bütçesi Modeli, Medipres, Malatya.
• Akın, H. U. (2004). Sistem Dinamikleri Yaklaşımlı Terfi Sistemi Analiz Modeli (tesamos). Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara.
• Anonymous, (2024). University of Michigan. Web Site: https://www-personal.umd. umich. edu/~delittle/Encyclopedia%20entries/Endogenous%20variable.htm. Accessed on 11.07.2024.
• Arasıl, G. (2014). Tedarik Zinciri Sistemlerinin Çoklu Ölü Zamanlı Modellenmesi ve Kararlılık Analizi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul.
• CCST, (2001). Canadian Centre for Sustainable Transportation, Definition of a Sustainable Transportation System, http://www.cstctd.org. Erişim Tarihi: 20.06.2024.
• Diana, M., & C. Daraio. (2010). “Performance Indicators for Urban Public Transport Systems with a Focus on Transport Policy Effectiveness Issues.” Paper Presented at the 12th World Conference on Transport Research (WCTR), Lisbon, July 11-15.
• Eğilmez, G., & Tatari, O. (2012). A Dynamic Modeling Approach to Highway Sustainability: Strategies to Reduce Overall Impact. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 46(7), 1086-1096.
• Engin, E., & Akgöz, B. (2013). Sürdürülebilir Kalkınma ve Kurumsal Sürdürülebilirlik Çerçevesinde Kurumsal Sosyal Sorumluluk Kavramının Değerlendirilmesi. Selçuk İletişim, 8(1), 85-94.
• Fidan, A. (2011). Sürdürülebilir Toplu Ulaşım Sistemi ve Önemi. Kent Akademisi Kent Kültürü ve Yönetimi Dergisi, 4 (1), 1-6.
• Fontoura, W. B., & Ribeiro, G. M. (2021). System Dynamics for Sustainable Transportation Policies: A Systematic Literature Review. Urbe. Revista Brasileira de Gestão Urbana, 13, e20200259.
• Forrester, J. W. (2009). Some Basic Concepts in System Dynamics. Sloan School of Management, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, UK.
• Gladwin T. N., Kennelly J. J. & Krause T. S. (1995) Shifting Paradigms For Sustainable Development: Implications For Management Theory and Research, Academy of Management Review, Vol. 3, 874-907
• Götschi, T., A. Nazelle, C. Brand, & R. Gerike. (2017). “Towards a Comprehensive Conceptual Framework of Active Travel Behavior: A Review and Synthesis of Published Frameworks.” Current Environmental Health Reports 4 (3): 286–295.
• Hu, W., Dong, J., Hwang, B. G., Ren, R., Chen, Y., & Chen, Z. (2020). Using System Dynamics to Analyze the Development of Urban Freight Transportation System Based on Rail Transit: A Case Study of Beijing. Sustainable Cities and Society, 53, 101923.
• Jifeng, W. A. N. G., Huapu, L. U., & Hu, P. E. N. G. (2008). System Dynamics Model of Urban Transportation System and its Application. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 8(3), 83-89.
• Karaman, A. (1996) Sürdürülebilir Turizm Planlaması İçin Ekolojik Bir Çerçeve, Sürdürülebilir Turizm; Turizm Planlamasına Ekolojik Yaklasım, 19.Dünya Sehircilik Günü Kollokyumu, Mimar Sinan Üniversitesi, İstanbul.
• Kılıç, Z. (2000). Tedarik Zinciri Yönetiminde Bilişim Teknolojilerinin Rolü. Yüksek Lisans Tezi. Yeditepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul.
• Litman, T. (2019). Evaluating Public Transit Benefits and Costs. Victoria, Canada: Victoria Transport Policy Institute.
• Musu, I., Cogo, V., & Ramieri, E. (1998). Indicatori di Sostenibilita: Uno Strumento Per l'Agenda 21 a Venezia: Rapporto di Ricerca 01.98. Fondazione ENI Enrico Mattei.
• Nuhoğlu, H. (2008). İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersinde Sistem Dinamiği Yaklaşımının Tutuma, Başarıya ve Farklı Becerilere Etkisinin Araştırılması. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• OECD, (2001). The Vancouver Principles for Sustainable Transport, July1, 2001, http://www.oecd.org/env/ Erişim Tarihi: 20.06.2024.
• Sayyadi, R., & Awasthi, A. (2020). An Integrated Approach Based on System Dynamics and ANP for Evaluating Sustainable Transportation Policies. International Journal of Systems Science: Operations & Logistics, 7(2), 182-191.
• Senge, P. M. (2004). The Fifth Disciplice. Doubleday, New York, USA.
• Shepherd, S. P. (2014). A Review of System Dynamics Models Applied in Transportation. Transportmetrica B: Transport Dynamics, 2(2), 83-105.
• Sterman, J. (2000). Business Dynamics: Systems Thinking and Modeling for a Complex World. Mc Graw Hill, Boston, USA.
• Suryani, E., Hendrawan, R. A., Adipraja, P. F., Wibisono, A., Widodo, B., & Indraswari, R. (2020). Modelling and Simulation of Transportation System Effectiveness to Reduce Traffic Congestion: A System Dynamics Framework. Transportation Planning and Technology, 43(7), 670-697.
• Tabak, A., Polat, M., Şeşen, H. ve Çelik, B. (2011). Yönetim Bilimi Açısından Sistem Teorisi. B. Çelik, M. Erkenekli, H. Şeşen ve M. Polat İçinde, Sistem Dinamikleri. Detay Yayıncılık, Ankara.
• Tıraş H. H. (2012) Sürdürülebilir Kalkınma ve Çevre: Teorik Bir İnceleme, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi İİBF Dergisi, Sayı: 2, 57-73
• Tursun, A. (2023). Gayrimenkul Pazar Analizinde Sistem Dinamiği Yaklaşımı ve Uygulaması. (Eds: Demir, E., Karaçay, T.), Nobel Yayın, Ankara.
• Tursun, M., ve Aksu, İ. (2022). Sistem Dinamiği Yaklaşımı ve Sosyal Bilimlerde Kullanımı. Pamukkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (51), 71-86.
• Wang, Z., Zhang, Y., Lian, L. & Chu, C. (2018). Evaluating Transportation Infrastructure Investment on a Regional Level: A System Dynamics Simulation. Simülasyon, 94 (10), 943-954.
• Yevdokimov, Y. V. (2002, July). Sustainable Transportation System: A System Dynamics Approach. In 3rd International Conference on Public Economics, Paris.
• YÖK, (2024). Yüksek Öğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi. Web Sitesi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tarama.jsp. Erişim Tarihi: 10.06. 2024.
• Yamaguchi, K. & Home, M. 2013. Money and Macroeconomic Dynamics. Awaji Island, Japan.
• Yu, B., Zhang, C., Kong, L., Bao, H. L., Wang, W. S., Ke, S., & Ning, G. (2014). System Dynamics Modeling for the Land Transportation System in a Port City. Simulation, 90(6), 706-716.
• Zelazowski, K. (2010). Application of System Dynamics Modeling in Real Estate Market Analysis. European Real Estate Society Conference. 2010 ERES Conference, Milan, Italy.