İstanbul’da Drone ile Trafik Kontrolüne Bir Matematiksel Yaklaşım

Abstract

Büyük şehirlerdeki iş ve yaşam olanaklarının çekiciliği, bu şehirlerdeki nüfus yoğunluğunun sürekli artmasına neden olmaktadır. Bu durumdan en fazla etkilenen şehirlerin başında gelen İstanbul’da, yolların kapasiteleri taşıt yoğunluğu karşısında yetersiz kalmakta ve kent içi ulaşım gittikçe zorlaşarak, belirli saatlerde durma noktasına gelmektedir. Kısacası trafik sorunu, İstanbul’da yaşayanların gündelik hayatını olumsuz etkileyen faktörler arasında ilk sıralarda yerini alarak, işgücü ve zaman kaybına yol açmaktadır. Mevcut trafik kontrol sistemleri, kör noktalardaki hız aşımı, kaza gibi vakaları tespit etmede etkin değildir. Polis devriye araçları ise, trafik tıkanıklığı durumunda görevlerini yerine getirmede zorlanmadadırlar. İnsansız hava aracı olan drone’ların yukarıda belirtilen problemlerin çözümüne katkı sağlayacak teknik donanıma sahip olmaları, diğer kullanım alanlarında olduğu gibi, gelecek için ümit vadetmektedir. Bu çalışmada, İstanbul’da trafiğin en yoğun olduğu noktaların minimum sayıda drone ile kontrolünün yapılarak, anlık veri toplanması amaçlanmaktadır. Devriye gezen drone’lar tarafından sisteme aktarılacak veriler sayesinde, karayolunda meydana gelen olumsuz vakaların anında saptanarak hızlı bir şekilde olaya müdahale edilmesi ve tıkanıklık durumlarında hemen yönlendirme yapılması mümkün olabilecektir. Pilot bölge olarak, yoğunluğun en fazla yaşandığı yerlerden olan E-5 ve E-80 karayolları seçilmiştir. Önerilen yöntem iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada, trafiğin en yoğun olduğu yollarda devriye gezecek olan drone’lar için en iyi rotanın bulunması hedeflenmektedir. Bu amaçla, öncelikle harita ve trafik verileri yardımıyla bir yönsüz çizge oluşturulacaktır. Drone ile trafik kontrolü problemi, Yönsüz Çinli Postacı Problemi olarak ele alınacak ve en kısa mesafeli eşleştirme yöntemi kullanılarak çözülecektir. İkinci aşamada ise, ilk aşamada tespit edilen rota boyunca devriye gezecek drone sayısını enküçüklemeyi amaçlayan bir matematiksel model geliştirilecektir. Bu model, GAMS/CPLEX programı yardımıyla çözülecektir. Çalışmanın sonunda, mevcut trafik kontrol sistemi ve drone kullanımı, çeşitli faktörler açısından karşılaştırılacaktır. Bakım maliyetinin daha düşük olması, geniş tarama alanı kapasitesi, anlık veri toplama kabiliyeti ve deprem, sel, vb. doğal afetlerde etkin olarak faaliyet gösterebilmesi gibi özelliklerinin, trafik kontrolünde drone kullanımına avantaj sağlayacağı düşünülmektedir.