Analyzing the freeway capacity and examining the improvements via connected and autonomous vehicles

Abstract

Technology is getting better and improving each and every day. Transportation systems are getting smarter and more tolerant of human errors. In the near future, it won't be surprising to see autonomous vehicles on our roads. However, this can not happen in one night and there will be a transition phase where conventional and automated vehicles will coexist. Connected vehicle technology will provide many opportunities. Reduced accident rates, reduced emissions, reduced parking requirements, reduced congestion and reliable journeying times are some of these advantages. Micro simulations have been broadly adopted for many evaluations, and there are serious challenges that should be answered. In this regard, simulation model calibration and validation are crucial for evaluating the potential improvements offered by connected car technology. In this research, possible changes happening on the freeway merge sites through the usage of connected vehicle technology tried to be investigated by using a VISSIM simulation model that meets current peak capacities. As a result of the experiments and investigations, it has been found that, when compared to traffic with only conventional vehicles, the vehicle capacity in the research area increases by an average of 5% for every 10% increase in autonomous vehicles. Additionally, it was shown that penetration rates up to 40% had the best results, outperforming all other percentages by a considerable margin. To conclude, the addition of autonomous vehicles for the enhancement of effective traffic management made a significant improvement to the transportation study. However, additional studies and applications of the same logics with various models is advised to improve future studies.

Teknoloji her geçen gün daha ileriye gidiyor ve gelişiyor. Ulaşım sistemleri giderek daha akıllı hale geliyor ve insan hatalarına karşı daha toleranslı oluyor. Yakın gelecekte otonom araçları yollarımızda görmek hiç de şaşırtıcı olmayacak. Ancak bu olay bir gecede gerçekleşmeyecek ve şuan kullanılan araçlar ile otonom araçların bir arada kullanıldığı bir geçiş aşaması olacak. Bağlantılı araç teknolojisi beraberinde birçok fırsatı getirecektir. Azalacak kaza oranları, karbon emisyonları, daha az park gereksinimleri, trafik sıkışıklığı ve güvenilir yolculuk süreleri bu gibi avantajlardan bazıları olacak. Mikrosimülasyon modelleri birçok değerlendirme ve araştırma için geniş çapta benimsenmiştir ve yanıtlanması gereken ciddi soruları beraberinde getirmektedir. Bu bağlamda, simülasyon modeli kalibrasyonu ve doğrulanması, bağlantılı araç teknolojisinin sunduğu potansiyel iyileştirmelerin irdelenmesi için çok önemlidir. Bu araştırmada, mevcut kapasiteleri karşılayan bir VISSIM simülasyon modeli kullanılarak, bağlantılı araç teknolojisinin kullanımıyla otoyol kavşak bölgelerinde meydana gelecek olası değişiklikler araştırılmaya çalışılmıştır. Yapılan deneyler ve araştırmalar sonucunda, sadece konvansiyonel araçların kullanıldığı trafiğe kıyasla araştırma alanındaki araç kapasitesinin otonom araçlardaki her %10'luk artış için ortalama %5 oranında arttığı tespit edilmiştir. Ek olarak, %40'a varan girişim oranlarının en iyi sonuçlara sahip olduğu ve diğer tüm yüzdelerden daha önemli bir farkla gelişim gösterdiği ölçülmüştür. Bununla birlikte, gelecekte yapılacak çalışmaların iyileştirilmesi için ek çalışmalar ve aynı mantığın çeşitli modellerle uygulanması tavsiye edilmektedir.