Embedded System Application Intended for Detecting Faulty Superelevation on out of City Highways

Year 2021, , 65 - 83, 31.10.2021

Ahseni Bilgin Firikçi , Kutan Koruyan

https://doi.org/10.38002/tuad.983482

Abstract

This study aims at developing a decision support systems application for people in General Directorate of Highways’ decision makers in road maintenance and repair work. In the study, with the application of embedded system that collects data on the vehicle, the transverse slope applied on the highway, that is, the superelevation was measured, and it was tried to determine the road points with faulty or accident potential. The best accelerometer and gyroscope sensors with low cost and high performance were used within the scope of the study. By performing calibration of the determined hardware tools, it is aimed to have the lowest error margin in digital data acquisition and to ensure universal accuracy of the measurements made. The application study was carried out on the E-881, E-87 and D-300 highways from İzmir ring roads. The data obtained in this study were analysed and visualized by using geographic information systems.

Keywords

Superelevation, Roll Angle, Accelerometer, Gyroscope, Embedded System

Kent Dışı Otoyollardaki Hatalı Dever Tespitine Yönelik Gömülü Sistem Uygulaması

Abstract

Bu çalışma Karayolları Genel Müdürlüğü’ndeki yol bakım onarım çalışmalarında karar verici kişilere bir karar destek sistemi uygulaması geliştirmeyi amaçlamıştır. Çalışmada araç üzerinde veri toplayan gömülü sistem uygulaması ile karayolu üzerinde uygulanan enine eğim yani dever değerinin ölçümü yapılarak hatalı veya kaza potansiyeli bulunan yol noktaları belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma kapsamında maliyeti düşük performansı yüksek en iyi ivmeölçer ve jiroskop sensörleri kullanılmıştır. Belirlenen donanım araçlarının kalibrasyonları yapılarak sayısal veri alımlarında en düşük hata payına sahip olması ve yapılan ölçümlerin evrensel ölçüde doğruluk sağlaması amaçlanmıştır. Uygulama çalışması İzmir çevre yollarından E-881, E-87 ve D-300 otoyollarında yapılmıştır. Çalışma kapsamında elde edilen veriler coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak görselleştirilmiş ve analiz edilmiştir.

Keywords

Dever, Yalpa Açısı, İvmeölçer, Jiroskop, Gömülü Sistem

References

• Akpınar, M. V. (2017). Örneklerle Karayolu Tasarımı. İstanbul: Birsen Yayınevi.
• Charbeneau, R. J., Jeong, J. E. ve Barrett, M. E. (2008). Highway Drainage at Superelevation Transitions. Texas, ABD: University of Texas at Austin Center for Transportation Research.
• Design Quality Assurance Bureau (2003). Recommendations for AASHTO Superelevation Design. New York: Design Design Quality Assurance Bureau NYSDOT.
• Gupta, A., Hu, S., Zhong, W., Sadek, A., Su, L. ve Qiao, C. (2020). Road grade estimation using crowd-sourced smartphone data. 19th ACM/IEEE International Conference on Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 21-24 Nisan, 313-324. doi: 10.1109/IPSN48710.2020.00-2
• KGM (2016). Karayolu Tasarım El Kitabı. Ankara: Karayolu Genel Müdürlüğü.
• KGM (2021). Trafik Kazaları Özeti 2020. Ankara: Karayolları Genel Müdürlüğü.
• Lamm, R. (1984). Driving Dynamic Considerations: A comparison of German and American friction coefficients for highway design. 63rd Annual Meeting of the Transportation Research Board, 13-20 Ocak, 16-20.
• Lim, C-S. ve Choi, Y-W. (2011). Analysis on the driving safety and investment effect using severity model of fatal traffic accidents. Journal of Korean Society of Transportation. 29(3), 103-114.
• Nilsson, A. ve Lingefelt, H. (2011). Estimation of Vehicle Roll Angle (yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Lund University, İsveç.
• Parczewski, K. ve Wnek, H. (2017). The influence of vehicle body roll angle on the motion stability and maneuverability of the vehicle. Combustion Engines. 168(1), 133-139. doi: 10.19206/CE-2017-121
• Pasias, P., Apostoleris, K., Matragos, V., Mertzanis, F. ve Mavromatis, S. (2020) Passenger cars safety assessment on interchange ramps. Proceedings of the 6th International Symposium on Highway Geometric Design. Amsterdam, 23-28 Haziran.
• Patil, S. B., Attar, S., Dugani, D., Desai T. ve Mahabri S. (2019). Study of geometric features of road and accident rate. International Research Journal of Engineering and Technology. 6(4), 430-432.
• Soytürk, M., Doğan, F., Şaşmaz, E. ve Böyük, Ş. (2014). Yol yüzey bozuklarının tespit ve analizi. 22nd Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), Trabzon, 23-25 Nisan, 1897-1901. doi: 10.1109/SIU.2014.6830625.
• Sulistyono, S., Kriswardhana, W. ve Hayati, N. N. (2020) Victim fatality study of traffic accident at KM SBY 106+200 (Jalan Pantura Probolinggo-Situbondo) in efforts to reduce the traffic accident risk. Journal of Indonesia Road Safety. 3(2), 112-120.
• Süzen, A. A., Deniz, Ö. ve Çetin, A. (2017). Kafa hareketleri ile kontrol edilebilen tekerlekli sandalye, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. Özel Sayı 1 (2017), 66-72.
• Tsai, Y. (James) ve Ai, C. (2017). Automated superelevation measurement method using a low-cost mobile device: an efficient, cost-effective approach toward intelligent horizontal curve safety assessment. Transportation Research Record, 2621(1), 62–70. doi: 10.3141/2621-08
• Tuncel, U. ve Baybura, T. (2011). Gerçek zamanlı kinematik GPS ve ivmeölçer yardımı ile bazı yol geometrik standartlarının trafik kazalarına etkisinin araştırılması. Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, 3(3), 16-25.
• Uyurca, Ö. ve Atılgan, İ. (2018). Ankara ilinde meydana gelen trafik kazalarının incelenmesi. Kent Akademisi. 11(33), 623-624.
• Ünal, A. ve Çodur, M. Y. (2017). Trafik kazalarının meydana gelmesinde mühendislik hataları: Bursa ili örneği. International Conference on Advanced Engineering Technologies. Bayburt, 21-23 Eylül.
• Vargas-Meléndez, L., Beatriz, B. L., Boada, M. J. L., Gauchia, A. ve Diaz, V. (2016). A sensor fusion method based on an integrated neural network and kalman filter for vehicle roll angle estimation. Sensors. 16(9). doi: 10.3390/s16091400
• Yayla, N. (2004). Karayolu Mühendisliği. İstanbul: Birsen Yayınevi.