Investigation of the Effects of At-grade Intersections Improvements on Vehicle Emissions and Fuel Consumption: Bursa Example

Abstract

Intersections are areas where traffic flows from different directions are shared. For this reason, intersections are the places where factors affecting traffic such as vehicle delays, queue length, waiting times, etc. are most intensively experienced. This situation shows that intersections have a significant impact on traffic performance. Therefore, intersection optimizations are one of the leading of traffic improvement studies for the effective and efficient use of traffic. In this study, Durmazlar intersection, which is a signalized roundabout in Nilüfer district of Bursa city, was examined. The current situation of the roundabout and the different geometric improvements applied on the current situation were analyzed with the VISSIM simulation program. As a result of the improvements implemented, it has been seen that the intersection geometry has an effect on the intersection performance. As a result, it was observed that the travel time, the number of stops and the length of the queues decreased, the vehicle speeds increased, the service level of intersection improved and the amounts of emissions decreased.

Keywords

• Emission
• Fuel Consumption
• Intersection
• PTV Vissim
• Traffic Simulation

HEMZEMİN KAVŞAK İYİLEŞTİRMELERİNİN KAVŞAK PERFORMANSI VE TAŞIT EMİSYONLARI ÜZERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ: BURSA ÖRNEĞİ

Abstract

Kavşaklar farklı yönlerden gelen trafik akımlarının ortaklaşa kullanıldığı alanlardır. Bu nedenle araç gecikmeleri, kuyruk uzunluğu, bekleme süreleri gibi trafiğe etki eden faktörlerin en yoğun yaşandığı yerler kavşaklar olmaktadır. Bu durum, kavşakların trafiğin performansı üzerinde önemli etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Öyleyse kavşak optimizasyonları trafiğin etkin ve verimli kullanılması için trafik iyileştirme çalışmalarının başında gelmektedir. Bu çalışmada Bursa ili Nilüfer ilçesinde bulunan sinyalize dönel kavşak olarak hizmet veren Durmazlar Kavşağı incelenmiştir. Kavşağın mevcut durumu ve mevcut durum üzerinde uygulanan farklı geometrik iyileştirmeler VISSIM simülasyon programı ile analiz edilmiştir. Yapılan iyileştirmeler sonucunda kavşak geometrisinin kavşak performansı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Nihayetinde seyahat süresi, durma sayıları ve kuyruk uzunluklarının azaldığı, araç hızlarının arttığı bunlara bağlı olarak kavşak hizmet seviyesinin iyileştiği ve emisyon miktarlarının azaldığı görülmüştür.

Keywords

• Emisyon
• PTV Vissim
• Yakıt Tüketimi
• Hemzemin Kavşak
• Simülasyon

References

1. 1. Akay, M. E. ve Akgüngör, A. P. (2008). Taşıt emisyonlarının azaltılmasında trafik ışıklarının senkronizasyon etkisinin modellenmesi, Politeknik Dergisi, 11 (1), 51-56. hdl: 20.500.12587/519
2. 2. Coelho, M. C., Farias, T. L. ve Rouphail, N. M. (2006). Effect of roundabout operations on pollutant emissions, Transportation Research Part D: Transport and Environment, 11 (5), 333-343. doi: 10.1016/j.trd.2006.06.005
3. 3. Elbir, T., Bayram, A., Kara, M., Altıok, H., Seyfioglu, R., Ergün, P. ve Simsir, S., (2010). İzmir kent merkezinde karayolu trafiğinden kaynaklanan hava kirliliğinin incelenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12,1, 1-17. hdl: 20.500.12397/2476
4. 4. Faiz, A., Walsh, M. P., ve Weaver, C. S. (1998). Air pollution from motor vehicles: standards and technologies for controlling emissions, Washington, D.C: The World Bank.
5. 5. Huang, W. J., Ma, R. G., Ding, H. ve Bai, H. J. (2014). Study on vehicle cumulative energy consumption of signalized intersections, 14th COTA International Conference of Transportation Professionals. doi: 10.1061/9780784413623.283
6. 6. Kayacan, M. A., (2021). Dönel kavşakta farklı uygulamaların performans kriterleri üzerine etkilerinin araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa. hdl: 20.500.12885/1775
7. 7. Kutlimuratov, K., Khakimov, S., Mukhitdinov, A., & Samatov, R. (2021). Modelling traffic flow emissions at signalized intersection with PTV Vissim, E3S Web of Conferences (Vol. 264, p. 02051). EDP Sciences. doi: 10.1051/e3sconf/202126402051
8. 8. Lejri, D., Can, A., Schipre, N., ve Leclercq, L. (2018). Accounting for traffic speed dynamics when calculating COPERT and PHEM pollutant emissions at the urban scale, Transportation Research Part D, 63,588-603, (2018). doi: 10.1016/j.trd.2018.06.023

9. 9. Li, X., Li, G., Pang, S. S., Yang, X. ve Tian, J. (2004). Signal timing of intersections using integrated optimization of traffic quality, emissions and fuel consumption: A note. Transportation Research Part D, 9(5), 401–407. doi: 10.1016/j.trd.2004.05.001
10. 10. Liao, T. Y. (2013). A fuel-based signal optimization model, Transportation Research Part D, 23(23), 1–8. doi: 10.1016/j.trd.2013.03.014
11. 11. Liao, T. Y. ve Machemehl, R. (1998). Development of an aggregate fuel consumption model for signalized intersections, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1641, 9–18. doi: 10.3141/1641-02
12. 12. Mandavilli, S., Russel, E.R. ve Rys, M., (2003). Environmental ımpact of Kansas roundabouts, Annual Conference of the Transportation Association of Canada, Toronto, Ontario.
13. 13. PTV, A. (2018). PTV VISSIM 10 user manual. PTV AG: Karlsruhe, Germany.
14. 14. Rizelioğlu, M., (2015). Bursa HRS hattının metrobüs sistemi olarak modellenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa. hdl: 11452/1534
15. 15. Transportation Research Board, (1996). Natıonal Research Council, “Driveway and Street Intersectıon Spacing”, Transportation Research Circular, Number 456, March. hdl: 11499/28605
16. 16. Yanarocak, K. R., (2007). Marmaray projesinin karayolu ulaşımından kaynaklanan sera gazı emisyonlarına etkisi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Haziran, İstanbul. hdl: 11527/3863
17. 17. Zeydan, Ö., Polat, M., Bayik, G. D., ve Taniş, M. (2017) Sidra Intersection programı ile kavşak iyileştirmesinin taşıt emisyon miktarlarına etkisi: Zonguldak örneği, VII. Ulusal Hava Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu, 438-449.