Assessment of the autonomous vehicles impacts on urban mobility and urban form
Sürücüsüz araçların kentsel hareketlilik ve kentsel yapısı üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
- Tez No: 888313
- Danışmanlar: DOÇ. EDA BEYAZIT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Trafik, Ulaşım, Şehircilik ve Bölge Planlama, Traffic, Transportation, Urban and Regional Planning
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Şehir ve Bölge Planlama Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
20. yüzyılda otomobillerin ortaya çıkışı, şehirlerin gelişimini ciddi olarak etkilemiştir. Son yıllarda otomobil üreticileri ve teknoloji lideri şirketler tarafından araç otomasyon teknolojilerine yapılan büyük yatırımlar, otonom sürücü asistanı özelliklerinin piyasaya sürülmesi, pilot projeler ve artan araştırmaların sayısı, Sürücüsüz Araçların (SA'ler) 21. yüzyılın kentsel hareketliliğini ve kentsel yapısını yeniden şekillendirme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Günümüzün hızla değişen dünyasında kentsel hareketlilik, şehirlerdeki gelişime neden olup ve onu tetiklemekte kritik bir rol oynamaktadır. Kentsel alanlar büyümeye ve gelişmeye devam ederken, hızla değişen kentsel yapıları ve nüfusunun ihtiyaçlarını karşılayabilecek verimli ve sürdürülebilir ulaşım sistemlerine olan ihtiyaç artmaktadır. Ulaşım teknolojisinin geliştirilmesi, yolculukların güvenliğini, konforunu, sürdürülebilirliğini ve verimliliğini artırmayı amaçlamaktadır. SA'lerin faydaları, sadece konfor ve kolaylıkla sınırlı kalmayıp, artan güvenlik, azalan trafik sıkışıklığı ve olumlu çevresel etkiler gibi birçok avantajı beraberinde getirmektedir. Ayrıca, sürücüsüz taksilerin olasılığı, araç sahiplik dinamiklerindeki değişiklikler ve SA'ler ile elektrikli araçlar arasındaki sinerji, çok yönlü avantajları vurgulamaktadır. Ancak, kapsamlı planlama ve zamanında, iyi tasarlanmış düzenleyici çerçeveler olmadan, SA'ler kentsel hareketlilik ve yapıda çeşitli kesintilere ve beklenmedik zorluklara yol açabilir. Bu nedenle, SA'lerin kentsel hareketlilik ve kentsel yapı üzerindeki etkilerine hazırlıklı olmak önemlidir, özellikle de belediyeler ve bakanlıklar genellikle 15-25 yıllık ufuklarla kentsel ve ulaşım ana planları geliştirdiklerinden. Zamanında ve iyi tasarlanmış politikalar, bu yeni ortaya çıkan teknolojilerin avantajlarını en üst düzeye çıkarabilir ve olumsuzluklarını en aza indirebilir. Aksi takdirde, yetersiz planlama ve sağlam politikaların olmaması, SA'ler etrafındaki belirsizlikler nedeniyle önemli mali ve zamansal kayıplara yol açabilir. Bu nedenle, SA'lerin etkilerini anlamak ve öngörmek, kentsel ve ulaşım plancıları ve karar vericiler için bilinçli kararlar almak ve olası olumsuz etkileri azaltmak açısından kritik öneme sahiptir. Otomotiv endüstrisi uzmanları, önümüzdeki 10 yıl içinde otomotiv endüstrisindeki gelişmelerin son 50 yıldakinden çok daha devrimci olacağını iddia ediyorlar. Otomotiv endüstrisi, otonom sürüş, elektrifikasyon, araç paylaşımı mega trendler ve değişen tüketici tercihleri gibi kriterler tarafından kökten değişmekte ve 2030 yılına kadar tamamen farklı bir yola girecektir. Tüm bu faktörler ve SA'lerin beraberinde getireceği özellikler göz önüne alındığında, bu araçların ortaya çıkışı, kısa ve orta vadede kentsel hareketliliği, orta ve uzun vadede ise kentsel yapıyı devrim niteliğinde değiştirmesi beklenmektedir. SA'lerin kentsel hareketlilik üzerindeki potansiyel etkileri karmaşık ve iki yönlü olabilir. SA'lerin yolculuk süresini azaltması, trafik güvenliğini artırması ve daha konforlu ve uygun ulaşım türleri sağlaması beklenmektedir, bu da bireylerin yolculuk davranışlarını ve tür tercihlerini dönüştürebilir. Bu sonuçlar, bireyleri kişisel ve özel SA'lere sahip olmaya teşvik edebilir ve toplu taşımaya olan ilgi ve bağlılıklarını azaltabilir, bu da daha fazla trafik sıkışıklığı ve daha az sürdürülebilir sonuçlara yol açabilir. Bununla birlikte, zamanında ve iyi tasarlanmış politikalar ve teşvikler, SA'lerin toplu taşımaya besleyici olarak kullanılmasını popülerleştirerek özel araç sahiplik oranlarını azaltabilir ve paylaşılan ulaşım kültürünü teşvik ederek daha az trafik sıkışıklığı ve daha sürdürülebilir sonuçlar elde edebilir. SA'ler, kentsel yapıyı da iki zıt şekilde etkileyebilir. Bir yandan, SA'ler yolcuların yolculuk sırasında çalışmasına veya dinlenmesine olanak tanıyarak uzun yolculukları daha az yorucu veya zahmetli hale getirebilir ve yaşamakta olan konumlarına göre daha uzakta ama daha büyük veya daha uygun fiyatlı evlere taşınmayı teşvik edebilir, bu da kentsel yayılmayı artırabilir. Öte yandan, paylaşılan SA türleri, park alanlarına olan ihtiyacı azaltarak merkezi konumları daha çekici hale getirebilir ve yeniden kentlerin sıkışmasını ve yeniden yoğunlaşmayı teşvik edebilir. Ulaşım ve arazı kullanımı arasındaki karşılıklı bağımlılık, kentsel yaşamın önemli bir yönüdür ve her biri birbirini karşılıklı olarak etkiler. Ulaşım talebinin dönüşümü, büyük ölçüde konut ve iş yeri yerleşim desenlerinin evrimiyle yönlendirilir, bu ilişki arazi kullanımı ve kentsel ulaşım bağlamında yaygın olarak tavuk-yumurta problemi olarak anılır. SA'lerle ilgili çeşitli konularda yayınlanan makale, konferans bildirisi, rapor ve diğer materyallerin hacmindeki üstel artışa rağmen, potansiyel zorluklarını anlamada önemli boşluklar bulunmaktadır. Bunlar arasında yol altyapısında gereken dönüşümler veya değişiklikler, kullanıcı algıları ve tutumları, yol güvenliği, ulaşım operasyonlarının etkinliği ve emisyonlar bulunmaktadır. Özellikle paylaşılan türler (PSA'ler) olmak üzere, SA'lerin farklı türleri hakkında hâlâ birçok belirsizlik bulunmaktadır; örneğin, halk tarafından kolayca kabul edilip edilmeyecekleri, kişisel ve özel araç sahiplik oranları üzerindeki etkileri ve bireylerin yolculuk davranışlarındaki potansiyel değişimler, birçok faktöre bağlıdır. Mevcut çalışmaların çoğunluğu gelişmiş ülkelerde yapılmış olup, gelişmekte olan ülkeler, özellikle Türkiye gibi ülkeler üzerine çok az veya hiç çalışma yapılmamıştır. Ayrıca, bu alandaki mevcut bilgilerin büyük bir çoğunluğu gelişmiş ülkelerden türetilmiş veya bu ülkelere lokalize edilmiştir, bu da gelişmekte olan ülkeler hakkında veri yokluğu anlamına gelmektedir. Bu arada, dünya genelinde yaklaşık 20 yıllık bir ortalama ömre sahip yüz milyonlarca aktif binek aracının varlığı göz önüne alındığında, SA'lere geçiş ani ve kısa sürede olmayıp ve kademeli olacağı kesindir. Sonuç olarak, geleneksel türlerin varlığında SA'lerin geçişinin farklı aşamalarını sürekli ve önceden analiz etmek, gerekli politikaların istenen SA ağırlıklı geleceğe doğru yönlendirilmesi için erken kalibre edilebilmesi açısından zorunludur. SA'ler konusunun disiplinlerarası doğası, otomobil üreticileri ve teknoloji lideri şirketler tarafından yapılan büyük yatırımlarla birleştiğinde, araştırma ve bilimsel yayınlarda bir artışa yol açmıştır. Araştırma ve bilimsel çalışmalarının, yayınlanmış dergi makalelerinin, konferans bildirilerinin, kitap bölümlerinin, raporların ve diğer materyallerin büyük hacmi göz önüne alındığında, bu çalışmaların dönemsel olarak sentezlenmesi ve özetlenmesi, alanın perspektifi ve evrimlerini ve temel özelliklerini haritalamak, boşlukları belirlemek ve potansiyel trendleri tespit etmek için bir yol haritası geliştirmek önemlidir. Bu nedenle, bu tez, kentsel ulaşım planlaması (KUP) ve gelişmekte olan ülkelerin bu alandaki konumu üzerine odaklanarak SA'ler hakkında literatürün kapsamlı bir incelemesini sunmak amacıyla bilimetrik (scientometrics) analizler kullanmaktadır. Bu, alanın bilimsel perspektifini bütüncül bir makro seviyede görselleştirip haritalandırarak ve KUP perspektifinden literatür analizini bir mezo seviyede gerçekleştirerek elde edilmiştir. Bu yaklaşım, özellikle KUP bağlamında araştırma eğilimleri ve gelecekteki yönler hakkında bilgi sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Tezin ikinci bölümü olarak, bu bölüm SA'lerin KUP boyutuna odaklanarak mevcut boşluğu ele almayı ve yaklaşmakta olan teknolojiye hazırlık yapmayı amaçlayarak literatüre katkıda bulunmayı hedeflemektedir. Üçüncü bölümde, İstanbul, Türkiye'de dağıtılan bir anketten elde edilen veriler kullanılarak, SA'lerin piyasaya sürülmesi durumunda bireylerin SA sahip olma istekliliğini etkileyen potansiyel faktörler analiz edilmiştir. Ayrıca, bu bölümde SA'lerin getirdiği yolculuk kolaylığı nedeniyle bireylerin daha uzak, ancak daha uygun fiyatlı veya daha büyük bir konuta taşınma kararlarını etkileyebilecek faktörler incelenmiştir. Bu analizleri gerçekleştirmek için ayrık seçim modelleme (discrete choice modeling) teknikleri kullanılmış ve önemli belirleyicileri tanımlamak amacıyla birçok çok terimli lojit (multinom logit) modeller tahmin edilmiştir. Dördüncü bölümde, her biri SA'lerin gelişmesinin bir ufkunu temsil eden dört hipotetik senaryo, deneklere sunulmuştur. Bu bölüm, bireylerin belirli bir ulaşım türünü seçme istekliliğini etkileyen faktörleri dikkatle analiz etmektedir. Ayrıca, bu bölüm, SA türlerinin farklı aşamalarında ve geleneksel araçlarla birlikte çeşitli ulaşım türlerinin varlığında tür tercih davranışındaki potansiyel değişimleri incelemektedir. Bu analizler için karma lotit (mixed logit) modelleri en uygun ve verimli modeller olarak bulunmuştur. Çalışma ayrıca, çeşitli demografik ve sosyo-ekonomik grupları analiz ederek, çeşitli paylaşılan SA senaryolarında kişisel araç sahipliğinden vazgeçme potansiyellerini göz önünde bulundurarak, karar verme süreçlerini etkileyen faktörleri belirlemeyi amaçlamaktadır. İstanbul, Türkiye'den toplanan bir veri seti kullanılarak yapılan bu çalışmalar, literatürü gelişmekte olan bir ülke perspektifinden zenginleştirmektedir. Sonuç olarak, bu tez, SA'lerin kentsel yapı ve hareketlilik üzerindeki potansiyel etkilerinin kapsamlı bir analizini sunmuş ve SA'lerin faydalarını en üst düzeye çıkarmak ve olumsuz sonuçları en aza indirmek açısından KUP'nin önemini vurgulamıştır.
Özet (Çeviri)
The advent of automobiles profoundly influenced the development of cities in the 20th century, and in recent years, substantial investments by automakers and technology-leading companies in vehicle automation technologies, alongside the release of autonomous driver-assistant features, pilot projects, and the booming volume of studies, signal that Autonomous Vehicles (AVs) have the potential to reshape 21st-century urban mobility and urban form. In today's rapidly evolving world, urban mobility plays a critical role in promoting development in cities. As urban areas continue to grow and evolve, there is an increasing need for efficient and sustainable transportation systems that can accommodate the needs of a rapidly changing urban landscape. Enhancing transportation technology aims to improve the safety, comfort, sustainability, and effectiveness of trips. The benefits of AVs extend beyond mere convenience, promising enhanced safety, reduced traffic congestion, and positive environmental impacts. Additionally, the prospect of driverless taxis, changes in car ownership dynamics, and the synergy between AVs and electric vehicles underscore the multifaceted advantages. However, without comprehensive planning and timely and well-designed regulatory frameworks, AVs could also result in various disruptions and unprecedented challenges in urban mobility and form. Therefore, preparing for the impacts of AVs on urban mobility and urban form is crucial, particularly as municipalities and governments typically develop urban and transportation master plans with 15-25 year horizons. Timely and well-designed policies could maximize the advantages and minimize the drawbacks of these newly emerging technologies. Conversely, inadequate planning and the absence of robust policies could lead to significant monetary and temporal losses due to the uncertainties surrounding AVs. Therefore, understanding and predicting the impacts of AVs are crucial for urban and transport planners and policymakers to make informed decisions and mitigate potential adverse effects. Automotive industry experts claims that the next 10 years' developments in the automotive industry will be much more transformative than it was in the last 50 years. The automotive industry is radically changing by megatrends such as autonomous driving, connectivity, electrification, vehicle sharing, and shifting consumer preferences, and will enter a completely different path by 2030. Considering all these factors, and the features AVs will bring along, the emergence of these vehicles is expected to revolutionize urban mobility in the short to mid-term and urban form in the mid to long-term by introducing new mobility options. The potential impacts of AVs on urban mobility could be complex and twofold. AVs are expected to reduce travel time, improve safety, and provide more comfortable and convenient modes of transportation, transforming individuals' travel behavior and mode choices. These outcomes could induce individuals to own personal AVs and reduce their interest and reliance on public transportation, potentially leading to more traffic congestion and less sustainable outcomes. Conversely, timely and well-designed policies and incentives that popularize shared modes of AVs, such as using them as feeders for public transportation, could decrease personal car ownership rates and foster a culture of shared transportation, resulting in less congestion and more sustainable outcomes. AVs could impact urban form in two opposite ways. On one hand, AVs could enable passengers to work or rest during travel, making long commutes less burdensome and potentially prompting relocations to larger or more affordable homes further from workplaces, thus increasing urban sprawl. On the other hand, shared AV modes could reduce the need for parking spaces, making central locations more attractive and sparking re-urbanization and re-densification. The interdependence between transportation and residential locations is a crucial aspect of urban life, with each influencing the other reciprocally. The transformation of transportation demand is largely driven by the evolution of residential and job location patterns, a relationship commonly referred to as the chicken-and-egg problem in the context of land use and urban transport. Despite an exponential increase in the volume of published journal articles, conference papers, reports and other materials on various aspects of AVs, significant gaps remain in understanding their potential challenges and disruptions. These include required transformations or modifications in road infrastructures, user perceptions and attitudes, road safety, transport operations' effectiveness, and emissions. There are still many uncertainties about different modes of AVs, particularly their shared modes (SAVs), such as whether they will be easily accepted by the public, their effect on personal car ownership rates, and potential shifts in individuals' travel behavior, which depend on several factors. The majority of existing studies have been conducted in developed countries, with few or no studies focusing on developing countries such as Turkey. Moreover, the great majority of the existing knowledge in this field is derived from or localized to developed countries, leaving data on developing countries scarce or non-existent. Meanwhile, considering the existence of hundreds of millions of active passenger cars running around globally with an average lifespan of approximately 20 years, the transition to AVs will be gradual. Consequently, it is imperative to analyze the different phases of AVs' transition in the presence of traditional modes continuously and in advance, so the required policies can be calibrated early to guide toward the desired AV-dominated future. The interdisciplinary nature of AVs subject, combined with significant investments by automakers and technology-leading companies, has led to a surge in research publications. Considering the massive volume of research studies, published journal articles, conference papers, book chapters, reports, and other materials, it is essential to periodically synthesize and summarize these studies to map the domain's landscape and its evolutions and key characteristics, pinpoint gaps, and develop a roadmap to detect potential trends. Therefore, this dissertation employs scientometrics analyses to depict a comprehensive review of the literature on AVs with a particular focus on the place of Urban Transportation Planning (UTP) and the place of developing countries in this field. This has been achieved by visualizing and mapping the scientific landscape of the domain at a holistic macro-level, along with the analysis of the literature from the perspective of UTP at a meso-level. This approach aimed to provide insights into research trends and future directions, particularly in the context of UTP. As the second chapter of the dissertation, this part aims to contribute to the literature by focusing on the UTP aspect of AVs, addressing the current gap and aiding in the preparation for the impending technology. In the third chapter, data obtained from a meticulously designed survey distributed in Istanbul, Turkey, was used to analyze the potential factors influencing individuals' willingness to own an AV if they were released to the market. Additionally, this chapter examines factors that might affect individuals' decisions to relocate to a farther, but more affordable or larger residence due to the convenience of travel brought by AVs. To achieve these analyses, discrete choice modeling techniques were employed, and numerous multinomial logit models were estimated to identify significant determinants. In the fourth chapter, four hypothetical designed scenarios, each represents a horizon of AVs' progression were presented to the subjects. This chapter carefully analyzes the factors influencing individuals' willingness to choose a particular mode of transportation. Additionally, this chapter investigates potential shifts in mode choice behavior in the presence of different AV modes, alongside conventional vehicles through various phases of AVs evolution. Mixed logit models were found to be the most efficient models for these analyses. The study also analyzes diverse demographic and socio-economic groups to determine the factors influencing their decision-making processes, considering the potential for renouncing personal car ownership under various shared AV scenarios. Utilizing a dataset collected from Istanbul, Turkey, this study enriches the literature from the perspective of a developing country. In conclusion, this dissertation has provided a comprehensive analysis of AVs' potential impacts on urban mobility and form, emphasizing the importance of UTP in maximizing benefits and mitigating negative outcomes.
Benzer Tezler
- Road geometry extraction with fusion of low resolution satellite imagery and GPS trajectory using deep learning methods
Düşük çözünürlüklü uydu görüntüleri ve GPS rotaları birleştirilmesi ve derin öğrenme yöntemleri kullanılarak yol geometrilerinin tespiti
NECİP ENES GENGEÇ
Doktora
İngilizce
2024
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN TARI
- A system dynamics approach on sustainability assessment ofThe United States urban commuter transportation
Başlık çevirisi yok
TOLGA ERCAN
- Sualtı patlamalarının saha ölçümleri ve sayısal modellemelerle incelenerek civardaki deniz araçlarında hasar tahminleri yapılması
Investigation of underwater explosions by field measurements and numerical modelings to estimate damages on nearby platforms
ALPASLAN TATLISULUOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BEJİ
- Investigating risk assessment and role of safety concerns in autonomous vehicle
Otonom araçlarda risk değerlendirmesi ve güvenlik kaygılarının modellenmesi
GÖZDE BAKİOĞLU DOĞANYILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
- Işıklı kavşakların başarımlarının belirlenmesinde yeni bir model önerisi
A new model proposal for determininationing the performance of signalized intersections
ECE GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
UlaşımDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAN TANYEL