Kentsel tramvay işletmelerinde enerji verimliliği için ivme kolu tabanlı sürüş stratejisi optimizasyonu ve sinyalize kavşak etkilerinin analizi
Driving strategy optimization for energy efficiency in urban tramway operations considering traction control and signalized intersections
- Tez No: 1017601
- Danışmanlar: PROF. DR. OZAN ERDİNÇ, DR. ÖĞR. ÜYESİ FURKAN KARAKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kentsel tramvay hatlarında enerji verimliliğinin artırılmasına yönelik olarak fizik tabanlı bir tren hareket modeli geliştirilmiş ve bu model üzerinde hız profili ile çekiş komutunu temsil eden ivme kolu kullanımının eşzamanlı optimizasyonuna dayalı bir sürüş stratejisi önerilmiştir. Çalışma alanı olarak, yerden beslemeli APS (Alimentation Par le Sol) altyapısına ve sinyalize kavşaklara sahip T5 Eminönü–Alibeyköy Tramvay Hattı seçilmiştir. Geliştirilen model; kütle, hat geometrisi, hız sınırlamaları, direnç bileşenleri ve tahrik–frenleme karakteristiklerini içeren dinamik denge denklemlerine dayanmaktadır. Modelin doğrulanması amacıyla araç üzeri TLOG kayıtlarından elde edilen hız, süre ve enerji verileri simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmış; toplam seyahat süresi ve enerji tüketimi açısından yaklaşık %1 hata elde edilerek modelin gerçek işletme koşullarını yüksek doğrulukla temsil ettiği gösterilmiştir. Doğrulanan model üzerinde AW3 yük durumu için üç farklı sürüş senaryosu incelenmiştir: (i) temel durum sürüşü, (ii) yalnızca hız profili optimizasyonu ve (iii) hız profili ile birlikte ivme kolu optimizasyonu. Sonuçlar, en yüksek enerji tasarrufunun ivme kolu kullanımının da optimizasyon değişkenlerine dahil edilmesiyle elde edildiğini göstermiştir. Bu senaryoda, temel durum sürüşüne kıyasla toplam enerji tüketiminde yaklaşık %25 azalma sağlanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, sinyalize kavşaklarda meydana gelen zorunlu duraklamaların enerji-optimum sürüş stratejileri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, yeniden ivmelenme süreçlerinin çekiş enerjisi talebini artırdığını, ancak ivme kolu optimizasyonunun bu olumsuz etkiyi sınırlandırabildiğini göstermiştir. Elde edilen bulgular, kentsel tramvay işletmesinde enerji verimliliğinin yalnızca hedef hız profillerinin değil, çekiş ve frenleme kumanda stratejilerinin birlikte optimize edilmesiyle artırılabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a physics-based train motion model was developed to improve energy efficiency in urban tramway systems, and a driving strategy based on the simultaneous optimization of speed profile and traction command represented by the throttle control was proposed. The T5 Eminönü–Alibeyköy Tram Line, which has a ground-level APS (Alimentation Par le Sol) power supply system and signalized intersections, was selected as the case study. The developed model is based on dynamic equilibrium equations including vehicle mass, track geometry, speed limits, resistance components, and traction–braking characteristics. For model validation, speed, travel time, and energy consumption data obtained from onboard TLOG records were compared with simulation results. Approximately 1% error was achieved in terms of total travel time and energy consumption, demonstrating that the model accurately represents real operating conditions. Using the validated model, three different driving scenarios were analyzed under the AW3 loading condition: (i) baseline driving, (ii) speed profile optimization only, and (iii) combined optimization of speed profile and throttle control. The results showed that the highest energy savings were achieved when throttle control was included in the optimization variables. In this scenario, total energy consumption was reduced by approximately 25% compared to the baseline case. In the second stage of the study, the effects of mandatory stops at signalized intersections on energy-optimal driving strategies were investigated. The results indicated that re-acceleration processes increase traction energy demand, whereas throttle control optimization can mitigate this negative effect. The findings demonstrate that energy efficiency in urban tramway operation can be improved not only through target speed profile optimization but also through the integrated optimization of traction and braking control strategies.
Benzer Tezler
- İstiklal caddesinde kültürel değişim ve mekânsal yansımalar
An evaluation of cultural change and spatial reflections in Istiklal street
CEM VURAL
- Modernleşme sürecinde Osmanlı'da kentsel gelişim örneği olarak ulaşım: İstanbul'da tramvay (19. yüzyılın ikinci yarısı)
Transportation as an urban progress example in İstanbul: Tramway in İstanbul (Second half of the 19th century)
HÜSEYİN DEMİR
- Göçmenler üzerinden kentsel mekân kalitesinin aidiyete etkisi; Aksaray meydan- Yusufpaşa tramvay aksı örneği
The effect of urban space quality on belonging through immigrants; example of Aksaray square-Yusufpaşa tram station
ZEKİYE AKBABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Şehircilik ve Bölge PlanlamaMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİH BİRİK
- Enhancing urban tram efficiency through transit signal priority: a case study in Istanbul
Kentsel tramvay verimliliğini transit sinyal önceliği ile artırma: İstanbul'da bir vaka çalışması
HUSAMALDEN MOHAMED ABDALHAMEED ALHASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
UlaşımYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜZİN AKYILDIZ ALÇURA
- Transit oriented design and urban design: Eskisehir case-Tram Stop oriented
Ulaşım odaklı gelişme ve kentsel tasarım: Eskişehir örneği-Tramvay Durağı odaklı
İREM BAHÇELİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Şehircilik ve Bölge PlanlamaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMİNE YETİŞKUL ŞENBİL