Accessibility modeling of intercity multimodal travel behavior
Şehirler arası çok modlu yolculuk hareketinin erişilebilirlik modellemesi
- Tez No: 948225
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT ERGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Şehircilik ve Bölge Planlama, Transportation, Civil Engineering, Urban and Regional Planning
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Günümüz kentlerinde artan nüfus, kentleşme hızının yükselmesi ve bireysel otomobil kullanımının yaygınlaşması, ulaşım sistemleri üzerinde ciddi baskılar oluşturmakta; bu durum trafik tıkanıklığı, çevresel kirlilik ve sosyal eşitsizlikler gibi çok boyutlu sorunları beraberinde getirmektedir. Bu kapsamda, geleneksel ulaşım planlama yaklaşımlarının temelini oluşturan hareketlilik odaklı anlayış, yerini erişilebilirlik temelli modellere bırakmakta ve ulaşım altyapısının yalnızca kapasite değil, aynı zamanda bireylerin mekânsal ve işlevsel olanaklara ulaşım kolaylığı açısından da değerlendirilmesini gerekli kılmaktadır. Erişilebilirlik, en genel tanımıyla, bireylerin belirli bir noktadan arzu edilen faaliyetlere, hizmetlere ya da destinasyonlara ulaşabilme kolaylığı olarak ifade edilmektedir. Kavramsal olarak çok boyutlu bir yapı arz eden erişilebilirlik, mekânsal, zamansal, fiziksel, ekonomik ve sosyal boyutları içeren kapsamlı bir analiz gerektirir. Bu kapsamda yürütülen bu doktora çalışması, kentsel içi bağlamdan ziyade şehirlerarası bağlamda erişilebilirlik modellemesine odaklanmakta ve çok modlu (multimodal) seyahat davranışlarını mekânsal ve fayda-temelli yaklaşımlarla analiz ederek hem kuramsal hem de uygulamalı alana katkı sunmaktadır. Tez kapsamında geliştirilen analiz çerçevesi, iki temel erişilebilirlik türünü birlikte ele almaktadır: mekânsal (coğrafi) erişilebilirlik ve fayda-temelli (utility-based) erişilebilirlik. Mekânsal erişilebilirlik, bireylerin fiziksel konumlarından farklı ulaşım seçeneklerine ve destinasyonlara olan coğrafi yakınlıklarını ölçerken, fayda-temelli erişilebilirlik bireylerin bu seçenekleri algılama ve değerlendirme biçimlerini, yani ulaşım alternatiflerinin bireyler nezdindeki göreli çekiciliğini dikkate almaktadır. Bu iki yaklaşımı bütünleştirerek, çalışmada hem ulaşım sistemlerinin fiziksel yapısı hem de kullanıcı tercihlerini etkileyen davranışsal unsurlar bütüncül bir biçimde analiz edilmiştir. Tezin ilk bölümünde, ulaşım bölgelerinin temsili için kullanılan bölge merkezlerinin (centroid) yerleşimi yeniden ele alınmış ve klasik bölgeleme yaklaşımlarına alternatif oluşturabilecek altı farklı centroid yöntemi karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Bu yöntemler arasında özellikle nüfus yoğunlukları ve istihdam verilerini dikkate alan Kernel Yoğunluk Tahmini (KDE) tabanlı centroid yerleşimleri, seyahat süresi tahminlerinde hata oranını anlamlı şekilde düşürmüş ve mevcut ulaşım modellerinde sıklıkla karşılaşılan“Modifiable Areal Unit Problem”sorununa yenilikçi bir çözüm olarak öne çıkmıştır. Bu bulgular, küçük görünen mekânsal temsiliyet iyileştirmelerinin, model hassasiyetinde ciddi ilerlemeler sağladığını göstermektedir. İkinci aşamada ise, şehirlerarası çok modlu yolculuk tercihleri üzerinde etkili olan değişkenlerin coğrafi olarak farklılık gösterdiği varsayımından hareketle, mekânsal heterojenliği modellemek amacıyla Çok Ölçekli Coğrafi Ağırlıklı Regresyon (MGWR) yöntemi kullanılmıştır. Geleneksel regresyon analizlerinden farklı olarak MGWR, her bir değişkenin farklı mekânsal ölçeklerde etkili olabileceğini varsaymakta ve yerel düzeyde parametre tahmini yapılmasını mümkün kılmaktadır. Elde edilen bulgular, özellikle terminale erişim süresi, gelir düzeyi, otomobil sahipliği ve yaş gibi değişkenlerin seyahat davranışı üzerindeki etkilerinin mekânsal olarak anlamlı biçimde değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Terminale erişim süresinin toplam yolculuk süresi üzerindeki etkisi birçok bölgede belirleyici olmuş, bu da ilk ve son kilometre (first/last mile) bağlantılarının taşıdığı önemi vurgulamıştır. Söz konusu değişkenlerin etkilerinin coğrafi olarak farklılık göstermesi, ulaşım planlamasında tek tip çözümler yerine bölgeye özgü politika geliştirilmesi gerekliliğini de ortaya koymuştur. Üçüncü bölümde, bireylerin şehirlerarası ulaşım modları (otobüs, tren, uçak, özel araç) arasındaki tercihlerini belirleyen faktörlerin analizinde kullanılmak üzere Mekânsal Değişkenlerle Zenginleştirilmiş Ayrık Seçim Modelleri (Discrete Choice Models) geliştirilmiştir. Çok Nomial Logit (MNL) modeli ile yapılandırılan bu bölümde, bireylerin demografik özelliklerinin yanı sıra, GIS tabanlı erişim değişkenleri (örneğin terminale yürüme süresi, transit bağlantı varlığı) de modele entegre edilmiştir. Bu yaklaşım, geleneksel tercih modellerinin varsaydığı“eşit erişim”kabulünü ortadan kaldırmakta ve gerçekte kullanıcıların mekânsal konumlarına bağlı olarak farklı ulaşım seçeneklerine sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen model çıktıları, yüksek gelirli ve özel araca sahip bireylerin hava yolunu tercih etme eğiliminde olduğunu, buna karşılık düşük gelirli ve araca sahip olmayan bireylerin otobüs ya da tren gibi daha erişilebilir seçeneklere yöneldiğini göstermiştir. Bu durum, yalnızca altyapı yatırımlarının değil, bu yatırımların kent içi erişim bağlantılarıyla entegre edilmesinin de ne kadar kritik olduğunu gözler önüne sermektedir. Model sonuçlarının CBS ortamında görselleştirilmesi ile ulaşım tercih kümeleri haritalanmış ve mekânsal erişilebilirlik desenlerinin politika yapıcılara doğrudan aktarılması sağlanmıştır. Tezin önemli katkılarından biri de veri setinin kapsamlılığı ve entegrasyonudur. Çalışmada hem saha anketlerinden elde edilen birincil veriler hem de kurumsal veri tabanlarından alınan ikincil veriler (bilet fiyatları, yolculuk süreleri, terminal konumları vb.) kullanılmış; bu veriler modelleme sürecinde hem mekânsal hem de davranışsal değişkenlerin dengeli biçimde temsil edilmesini sağlamıştır. Veri setinin bu denli güçlü ve zengin olması, geliştirilen modellerin istatistiksel açıdan yüksek açıklayıcılığa ulaşmasına ve gerçek dünya senaryolarına uygulanabilirliğine önemli katkı sunmuştur. Elde edilen bulgular çerçevesinde, bu tez çalışması bir dizi pratik ve kuramsal sonuca ulaşmıştır. Öncelikle, şehirlerarası yolculuklarda ilk ve son kilometre erişiminin, yolculuk alternatiflerinin algılanan faydasında belirleyici olduğu görülmüştür. Bu durum, kent içi ulaşım sistemleri ile şehirlerarası terminallerin entegrasyonunun ulaşım planlamasında önceliklendirilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, farklı sosyo-demografik grupların ulaşım tercihleri üzerinde farklı duyarlılıklara sahip olduğu anlaşılmış; bu bağlamda örneğin hava yolu yatırımlarının yüksek gelirli bireyler için fayda sağladığı, ancak düşük gelirli bireyler için daha farklı stratejiler (ücret sübvansiyonları, terminal erişim düzenlemeleri) gerektirdiği belirlenmiştir. Bu noktada çalışmanın önerisi, altyapı yatırımlarının erişilebilirlik perspektifinden yeniden değerlendirilmesi ve çok modlu ulaşımın yalnızca fiziksel değil, davranışsal bileşenleriyle de ele alınmasıdır. Yöntemsel olarak, bu tez çalışması ulaşım planlaması alanında daha önce bireysel olarak uygulanan fakat birlikte kullanılmayan üç yaklaşımı birleştirerek bütüncül bir analiz çerçevesi sunmaktadır: (1) optimum centroid seçimi ile mekânsal temsiliyetin iyileştirilmesi, (2) MGWR ile mekânsal heterojenliğin modellenmesi ve (3) CBS tabanlı çok modlu ayrık seçim modellemesi ile davranışsal tercihlerinin mekânsallaştırılması. Bu birleşik yaklaşım, şehirlerarası erişilebilirlik modellemesinde hem teorik bilgiye hem de planlama pratiğine katkı sunabilecek özgün bir metodoloji olarak önerilmektedir. Ayrıca bu çerçeve, yalnızca Türkiye'deki bir koridorla sınırlı olmayıp, farklı ülkelerde veya ulaşım bağlamlarında da uygulanabilir niteliktedir. Sonuç olarak, bu doktora tezi, şehirlerarası çok modlu ulaşım davranışının erişilebilirlik perspektifinden anlaşılması yönünde bütüncül bir yaklaşım sunmakta; hem mekânsal hem de davranışsal erişim dinamiklerini çözümlemekte ve bunları planlama süreçlerine entegre edilebilir hale getirmektedir. Geliştirilen yöntemler, ilerleyen dönemlerde farklı senaryolar altında yeniden test edilebilecek nitelikte olup, sürdürülebilir ve adil ulaşım planlaması adına yol gösterici bir çerçeve sunmaktadır. Bu yönüyle çalışma, ulaşım planlama literatürüne hem teorik derinlik hem de uygulama değeri olan katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
The accelerating pace of urbanization and the increasing reliance on private vehicles have posed serious challenges to contemporary transportation systems, including congestion, environmental degradation, and socio-economic inequality. In response, transport planning paradigms have progressively shifted from mobility-centered approaches to accessibility-oriented frameworks. Accessibility, broadly defined as the ease with which individuals can reach desired services or activities from a given location, serves as a critical metric linking land use with transport infrastructure. Over the decades, the concept has evolved into a multidimensional construct encompassing spatial, temporal, physical, economic, and social dimensions. While substantial research has explored accessibility in intra-urban contexts, intercity multimodal accessibility remains underdeveloped, particularly in terms of integrating first/last mile urban access with intercity transportation modes such as buses, trains, and air travel. This dissertation addresses this research gap by developing and applying innovative modeling approaches to comprehensively understand and quantify intercity multimodal accessibility and its influence on travel behavior. The study primarily operationalizes two major conceptualizations of accessibility: spatial (geographic) and utility-based. Spatial accessibility captures the geographic reachability of services and destinations and is analyzed using advanced zoning and centroid optimization techniques. Utility-based accessibility, grounded in random utility theory, evaluates the perceived benefits of different transport alternatives from the traveler's perspective. By integrating these two dimensions, the research provides a holistic modeling framework that accounts for both the objective spatial structure and the subjective valuation of travel options. The analytical strategy involves a three-pronged methodological innovation: (1) optimal spatial representation through centroid placement, (2) incorporation of spatial heterogeneity in behavioral responses via Multiscale Geographically Weighted Regression (MGWR), and (3) spatially informed discrete choice modeling using Geographic Information Systems (GIS) to quantify and visualize mode choice behavior. The first component focuses on the representation of transport zones. Six different centroid placement strategies—including population-weighted and kernel density-based approaches—are evaluated. KDE-based centroids demonstrate superior performance in approximating travel times, significantly reducing error when compared to traditional methods. This enhancement in spatial representation addresses the importance of spatial precision in transport modeling. The second component employs MGWR to capture spatial variability in travel behavior. This method allows regression coefficients to vary across geographic space, enabling localized analysis of how factors such as terminal access time, income, car ownership, and age influence travel preferences. Findings reveal that accessibility-related factors exhibit strong regional variation, especially access time to terminals, which plays a crucial role in shaping total travel time and overall mode preference. These results advocate for location-sensitive planning interventions rather than one-size-fits-all strategies. The third component constructs a discrete mode choice model using the Multinomial Logit (MNL) framework, enriched with spatial accessibility variables derived from GIS. This integration allows for a more accurate understanding of individual mode preferences among bus, rail, air, and private car options. The model identifies access time, income, and vehicle ownership as significant predictors. Importantly, it demonstrates how modal preferences are closely linked to terminal accessibility, reinforcing the need for integrated planning between urban transport and intercity systems. Visualizing these results through GIS further aids in interpreting spatial travel patterns. A distinctive strength of the dissertation lies in the quality and integration of its dataset. The research utilizes a combination of primary data from an extensive travel survey and secondary data sourced from municipal and national databases, covering variables such as travel times, ticket prices, and spatial locations of terminals and transit links. This rich dataset enables the development of robust models with high explanatory power. By incorporating real-world data and rigorous statistical calibration, the research advances from theoretical discourse to actionable empirical evidence, thereby enhancing its applicability for real-world planning. The practical implications of this study are far-reaching. First, it establishes that first/last mile accessibility is often the decisive factor in determining the feasibility and attractiveness of intercity travel options. Second, it demonstrates the need for differentiated policy responses that reflect the socio-spatial diversity of travelers. For instance, while high-income individuals may benefit most from air travel investments, low-income, carless travelers may require targeted support through fare subsidies, improved access to bus terminals, or integrated metro connections. The findings also suggest that infrastructure investments alone are insufficient; without proper multimodal integration at urban access points, their potential remains underutilized. As such, this study advocates for a shift from siloed infrastructure development to integrated, accessibility-driven planning that accounts for the full travel chain. From a methodological standpoint, the dissertation delivers a unified framework for modeling intercity multimodal accessibility by synthesizing centroid optimization, spatially variable regression, and logit-based behavioral modeling within a GIS environment. While individually these methods are known in transport research, their combined application to intercity multimodal analysis represents a novel contribution. Moreover, the framework is generalizable and can be applied to other regions or corridors facing similar challenges. Thus, the dissertation contributes not only specific findings but also a replicable and adaptable methodological template for future research. In conclusion, this dissertation underscores the importance of accessibility-oriented thinking in modern transportation planning. By bridging the conceptual gap between spatial and behavioral approaches, it provides a nuanced, data-driven, and policy-relevant model for analyzing intercity multimodal travel. Its methodological innovations, empirical rigor, and practical relevance position it as a valuable reference for researchers and practitioners alike. In doing so, it advances the theoretical understanding of accessibility, refines the analytical toolkit for transport modeling, and offers tangible strategies for improving mobility and equity in intercity travel systems.
Benzer Tezler
- Modeling of the effects of highway investments on accessibility and car ownership as an investment decision criterion
Kara yolu yatırımlarının erişilebilirlik ve araç sahipliği üzerindeki etkisinin yatırım karar verme ölçütü olarak modellenmesi
MUSTAFA ÖZUYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERHAN TANYEL
- Şehirlerarası otoyollarda elektrikli araç şarj istasyonlarının optimizasyonu, yer seçimi ve önceliklendirilmesi: Ege bölgesi uygulaması
Optimization, site selection and prioritization of electric vehicle charging stations on intercity highways: A case study of the aegeon region
TUĞBA KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KARAŞAN
- Türkiye'de yüksek hızlı tren hizmetinin şehirlerarasında ve şehirler üzerinde oluşturduğu sosyo-ekonomik ve mekânsal etkiler
Socio-economic and spatial effects of high-speed train on the inter&intra-cities in Turkey
AHMET BAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Ulaşımİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ALİ YÜZER
- Experimental physical modeling of hydrodynamics of a fixed owc with development of analytical and numerical models
Sabit salınımlı su sütunu dalga enerji dönüştürücü hidrodinamiğinin deneysel analitik ve nümerik olarak modellenmesi
ANIL ÇELİK
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Ulaşım talep tahmin modellerinde trafik analiz zonu büyüklüklerindeki değişimin yolculuk atama sonuçlarına olan etkisinin modellenmesi
Modeling of the effects of changes in the sizes of traffic analysis zones in transport demand forecast model to travel assingment results
YUNUS EMRE AYÖZEN
Doktora
Türkçe
2017
Ulaşımİstanbul Aydın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET FATİH ALTAN