Evaluation of the efficiency of mainline and ramp metering in highway traffic management

Abstract

In the study, the effects of the mainline and ramp control theories on the highway traffic flow are investigate. In order to eliminate to alleviate the traffic congestion problem, which has become a problem in high-population cities, the mainline and ramp controls are considered as a solution, and control networks are emphasized. Examples of applications and results in the world are given. The applicability of the methods to be used by examining the previous studies was first examined on a general model and then on a selected highway network. In the models prepared, vehicle speeds, travel times, flow (volume) concepts, and relationships between them are mentioned. In addition, general information about highway management was also provided before. Control models were examined with the Microscopic Simulation Program, the purpose and types of models applied were compared. The traffic simulation model of the region between K-8 and K-11 on the O-2 highway from Asia to Europe has been created and the effects created by the control have been examined by applying both ramp and mainline metering. Analysis results; It has been observed that the control of ramp and mainline scenarios provides benefits compared to uncontrolled situations. Among the benefits provided; when the analysis of the basic model and mainline metering is applied, it is seen that there is an increase of 20.76% in travel times and an increase of 19.78% in vehicle speeds. Nevertheless, the implications of these control scenarios should be thoroughly investigated. Simulation results show that Ramp Metering (RM) and Mainline Metering (MM) controls can be an effective method in the management of highway-highway connections. In this regard, it is recommended that the control strategies mentioned in intensive highway-to-highway participations be tested in real life in order to increase efficiency.

Hazırlanan çalışmada ana yol ve katılım kontrol teorilerinin otoyol trafik akımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yüksek nüfuslu şehirlerde bir problem haline gelen trafik tıkanıklığı sorunu, geçiş sırasında oluşan tıkanıklığın ortadan kaldırılması ya da hafifletilmesi amacıyla ana yol ve katılım kontrolleri bir çözüm olarak görülmekte olup kontrol şebekeleri üzerinde durulmuştur. Dünyadaki uygulamalar ve sonuçlarından örnekler verilmiştir. Önceki çalışmalar incelenerek kullanılacak metotların uygulanabilirliği öncelikle genel bir model üzerinde sonrasında da seçilmiş bir otoyol ağı üzerinden uygulanarak incelenmiştir. Hazırlanan modellerde yol ağı ile ilgili araç hızlarına, seyahat sürelerine, akım (hacim) kavramlarına ve aralarındaki ilişkilere değinilmiştir. Ayrıca otoyol yönetimi ile ilgili genel bilgiler de öncesinde sunulmuştur. Kontrol modelleri Mikroskobik Simülasyon Programı ile incelenmiş, amacı, uygulanan model çeşitleri kıyaslamalı olarak anlatılmıştır. Asya Avrupa yönünde O-2 otoyolunda K-8 ile K-11 arasında kalan bölgenin trafik benzetim modeli oluşturulmuş ve hem katılım hem de ana yol kontrolü uygulaması yapılarak, kontrolün yarattığı etkiler incelenmiştir. Analiz sonuçları katılım ve ana yol senaryolarının kontrolünün, kontrolsüz durumlara göre fayda sağladığı görülmüştür. Sağlanan faydalar arasında temel model ve ana yol kontrolünün uygulandığı analizler karşılaştırıldığında; ana yol kontrolünün seyahat sürelerinde % 20,76 kazanç ve araç hızlarında ki % 19,78'lik yükseliş sağladığı görülmektedir. Bununla birlikte, bahsi geçen kontrol senaryoları uygulandığında doğuracağı sonuçlar kapsamlı bir şekilde araştırılmalıdır. Yapılan simülasyon sonuçları katılım (RM) ve anayol (MM) kontrollerinin Otoyol-otoyol bağlantılarının yönetiminde etkili bir yöntem olabileceğini göstermektedir. Bu doğrultuda, verimlilik artışı sağlamak üzere yoğun otoyol-otoyol katılımlarında bahsi geçen kontrol stratejilerinin etkinliğinin gerçek hayatta da sınanması önerilmektedir.