Toplu Taşımada Beacon Destekli Temassız Geçiş ve Dinamik Ücretlendirme Modeli

Abstract

Bu çalışma, şehir içi toplu taşımada Bluetooth Low Energy (BLE) beacon teknolojisini kullanarak temassız biletleme ve dinamik fiyatlandırma odaklı yenilikçi bir sistem önermektedir. Çalışmanın temel amacı, manuel kullanıcı etkileşimine dayalı kart tabanlı sistemlerin yerine, tamamen otomatik ve arka planda çalışan bir yapının geliştirilmesidir. Önerilen sistemde, otobüs ve duraklara yerleştirilen BLE beacon cihazları, mobil uygulama ile etkileşime geçerek yolcunun biniş ve iniş noktalarını yüksek doğrulukla tespit etmektedir. Mobil uygulama, beacon sinyallerini pasif biçimde algılayarak GPS verileriyle biniş konumunu doğrular; durak beacon'ları ise iniş noktalarını belirleyerek mesafe bazlı ücretlendirme modelinin uygulanmasını sağlar. Fiziksel kart veya QR kod kullanımının ortadan kalkması, yolcu deneyimini hızlandırmakta ve işlem sürelerini azaltmaktadır. Bununla birlikte, sistem anonim ve güvenli veri toplayarak güzergâh optimizasyonu ve ulaşım planlaması için önemli katkılar sunmaktadır. Geliştirilen mimari, beacon donanımı, Flutter tabanlı bir mobil uygulama ve REST, SOAP ile gRPC protokollerini destekleyen sunucu altyapısından oluşmaktadır. Bu protokoller performans, gecikme süresi, ağ trafiği ve kaynak kullanımı açısından kıyaslanmıştır. Sonuçlar, gRPC'nin CPU, bellek ve ağ verimliliği bakımından ortalama %25–30 daha iyi performans sergilediğini; REST'in yüksek işlem kapasitesi, SOAP'ın ise güvenlik açısından avantajlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca, sistem saha testlerinde yolcu başına ortalama 2 saniye zaman tasarrufu sağlamış ve kuyruk uzunluklarını %20 azaltmıştır. Bu sonuçlar, BLE tabanlı otomatik ücretlendirme modellerinin hem kullanıcı deneyimi hem de operasyonel verimlilik açısından önemli potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.This study presents an innovative contactless ticketing and dynamic pricing framework for urban public transportation using Bluetooth Low Energy (BLE) beacon technology. The main goal is to replace traditional card-based fare collection systems with a fully automated architecture requiring minimal user interaction. In the proposed design, BLE beacons installed on buses and stops interact with passengers' mobile devices to automatically determine boarding and disembarkation points with high precision. The mobile application passively detects beacon signals and confirms boarding via GPS data, while stop beacons identify exit locations, enabling an accurate distance-based fare calculation. Eliminating the need for physical cards or QR validation improves both transaction speed and user experience. At the same time, the secure and anonymized collection of passenger behavior data enhances route optimization and urban mobility planning. The system architecture combines beacon hardware, a Flutter-based mobile application, and backend services supporting REST, SOAP, and gRPC protocols. These communication methods were comparatively evaluated across CPU load, memory usage, network consumption, and latency performance metrics. Results indicate that gRPC achieved approximately 25–30% better overall efficiency than REST and SOAP, with REST providing higher throughput and SOAP offering superior reliability and data integrity. Field tests showed an average boarding time reduction of about two seconds per passenger and a 20% decrease in queue lengths. The findings confirm that BLE-based automated fare collection can significantly enhance both user convenience and operational efficiency in smart public transportation systems.