Toplu taşıma planlamasında adalet tabanlı yeni bir karar destek sistemi tasarımı
Designing a new fairness based decision support system in transit planning
- Tez No: 1023839
- Danışmanlar: PROF. DR. BERK AYVAZ, DOÇ. DR. FAHRETTİN ELDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ulaşım, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Transportation, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Ticaret Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kent içi toplu taşıma sistemlerinde araç ve sürücü planlaması, işletme maliyetleri ve hizmet kalitesi üzerinde direkt etkili olan kritik karar problemlerinden biridir. Mevcut uygulamalarda araç bloklama, sürücü atama ve çizelgeleme problemleri çoğunlukla birbirinden bağımsız ele alınmakta; araç kullanım dengesi ve sürücü iş yükü adaleti gibi performans göstergeleri planlama sürecine dahil edilmemektedir. Bu durum kaynak kullanımında operasyonel verimsizliklere yol açabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, kent içi toplu taşıma sistemlerinde araç ve sürücü planlamasını gerçek operasyonel kısıtlar altında hem verimli hem de adil şekilde gerçekleştirebilen bütünleşik bir modeli geliştirmektir. Böylece araç sayısının azaltılması, araç kilometre dağılımının dengelenmesi ve sürücü iş yükü adaletinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada, birbirini besleyen alt problemlerin ardışık olarak çözüldüğü çok aşamalı bir optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. İlk aşamada seferler arası bağlantılar oluşturulmuş, ardından araç bloklama ve sürücü görev üretimi problemleri Karma Tamsayılı Doğrusal Programlama (MILP) yaklaşımı ile modellenmiştir. Büyük ölçekli problemlerin çözümünü desteklemek amacıyla açgözlü atama, yük dengeleme ve Gini katsayısı tabanlı adalet odaklı sezgisel yöntemler kullanılmıştır. Ayrıca 28 günlük sürücü çizelgelemesi gerçekleştirilmiş ve araç atama aşamasında geliştirilen Gini odaklı sezgisel yöntem ile araçların geçmiş kilometre bilgileri de dikkate alınarak yaşam döngüsü bazlı kilometre homojenliği sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, önerilen modelin günlük araç ihtiyacını yaklaşık %8,4 oranında azaltabildiğini göstermektedir. Sürücü sayısı ve ölü kilometrelerde artış gözlenmesine rağmen, araç sayısındaki azalmadan elde edilen finansal kazançlar bu artışların maliyetini aşmış ve sistem genelinde pozitif ekonomik sonuç elde edilmiştir. Kaynak kullanım adaleti açısından yapılan analizler sonucunda Gini katsayısı değerleri, standart araç filosunda kilometre eşitsizliğinin yaklaşık %26, körüklü araç filosunda ise yaklaşık %34 oranında azaldığını göstermektedir. Ayrıca sürücü çalışma süreleri ve çalışma günleri açısından oldukça düşük Gini katsayıları elde edilmiş, böylece iş yükünün dengeli dağıtıldığı gösterilmiştir. Sonuç olarak geliştirilen model, operasyonel verimlilik, ekonomik sürdürülebilirlik ve kaynak kullanım adaletini aynı çerçevede ele alan uygulanabilir ve ölçeklenebilir bir karar destek sistemi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Vehicle and driver scheduling in urban public transportation systems is one of the critical decision-making problems that directly affects operating costs and service quality. In existing practices, vehicle blocking, driver assignment, and scheduling problems are generally addressed independently, while performance indicators such as vehicle utilization balance and driver workload equity are not incorporated into the planning process, leading to operational inefficiencies in resource utilization. The aim of this study is to develop an integrated model capable of performing vehicle and driver scheduling in urban public transportation systems efficiently and fairly under real operational constraints. Accordingly, it is aimed to reduce the number of vehicles, balance vehicle mileage distribution, and improve driver workload equity. In this study, a multi-stage optimization approach was developed in which interrelated sub-problems are solved sequentially. In the first stage, trip connections were established, followed by the modeling of the vehicle blocking and driver duty generation problems using Mixed-Integer Linear Programming (MILP). To support large-scale problems, fairness-oriented heuristic methods based on greedy assignment, load balancing, and the Gini coefficient were employed. In addition, a 28-day driver rostering process was carried out, and lifecycle-based mileage homogeneity was achieved by considering historical vehicle mileage information through a Gini-oriented heuristic method. The results indicate that the proposed model can reduce daily vehicle requirements by approximately 8.4%. Although increases were observed in the number of drivers and deadhead kilometers, the financial gains achieved through vehicle reduction exceeded these additional costs, resulting in a positive economic outcome. Equity analyses showed that mileage inequality decreased by approximately 26% in the standard bus fleet and 34% in the articulated bus fleet. Furthermore, very low Gini coefficient values were obtained for driver working hours and working days, demonstrating a balanced workload distribution. Consequently, the developed model provides a practical and scalable decision support system addressing operational efficiency, economic sustainability, and resource utilization equity.
Benzer Tezler
- Sürdürülebilir kentsel ulaşımda yaya güvenliğini etkileyen fiziksel müdahalelerin İstanbul Kadıköy ilçesi örneğinde analizi
Analysis of physical interventions affecting pedestrian safety in sustainable urban transportation in the case of İstanbul Kadıkoy district
BÜŞRA MERVE DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE AYATAÇ
- Global goals, local voices: A multinational comparative sentiment and topic analysis of public transportation in the context of SDGs
Küresel hedefler, yerel sesler: Sürdürülebilir kalkınma amaçları bağlamında toplu taşımaya yönelik ülkelerin karşılaştırmalı duygu ve konu analizi
ASLIGÜL AKSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE CAMGÖZ AKDAĞ
- Toplu taşıma ücretlendirme değişkenleri ve ücretsiz toplu taşıma sistemlerinin uygulanabilirliği; Ankara örneği
Public transport pricing variables and the feasibility of free public transport systems; Ankara case
SEVCAN BİÇEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
UlaşımBandırma Onyedi Eylül ÜniversitesiAkıllı Ulaşım Sistemleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECLA TEKTAŞ
- Imaginary cities of tomorrow: The way fiction predicts the future of our settlements
Geleceğin hayali şehirleri: Kurgunun yerleşimlerimizin geleceğini öngörme şekli
BAHADIR KEŞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN EYÜP EYUBOĞLU
- Toplu taşıma planlamasında otobüs atama optimizasyonu
Bus blocking optimization in transit planning
BİRGÜL ŞÜKRİYE MUTİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAHRETTİN ELDEMİR