Raylı Sistemlerde Sinyalizasyon

Metroya binerken hiç düşündünüz mü; her seferinde işaret yönlerinin olduğu yerde kapılar nasıl açılıyor? Kapıları kim neye göre açıyor ve kapatıyor? İstasyonda durma süresini kim belirliyor? Acil butonuna bastığınızda metroyu durduran ne? Metronun hızını ne belirliyor? Metronun istasyona kaç dakika sonra geleceğini söyleyen sistem, bunu nasıl algılıyor? Bu soruların tek cevabı var "Sinyalizasyon".

A- A+

09.12.2013 tarihli yazı 50112 kez okunmuştur.

Raylı Sistemler Sinyalizasyon Metro Sinyalizasyonu Haberleşme Hafif Metrolar Metrolarda Haberleşme Ulaşım

Metrolarda, hafif metrolarda, trenlerde kısacası raylı sistemlerde en önemli konulardan biri de sinyalizasyonun sağlanmasıdır. Sinyalizasyon demek; her şeyin saniyesine ve milimetresine varana kadar belirlenmesi, müdahale edilmesi demektir. Eğer raylı sistemlerde sinyalizasyon sorunu çıkarsa sonu ölüm gibi felaketlerle sonuçlanabilir.

Sinyal sistemi, raylı sistemlerin olmazsa olmazıdır. Sinyal sistemi demiryolu hatlarını düzenlediği için hayati önem arz etmektedir. 2004 yılında Pamukova'da 41 kişinin ölümüne yol açan tren kazası sinyalizasyon eksikliğinden dolayı meydana gelmişti.

Raylı Sistemlerde Sinyalizasyonun Tarihçesi

Demiryolu ilk gelişmeye başladığı yıllarda sadece hızlı bir ulaşım aracı olarak kabul ediliyor, önlem alınmıyordu. Ayrıca trenlerin hızıda çok düşük olduğu için kontrol daha kolay oluyordu. Yol boyunca yolun açık olduğu ve önde tren olmadığı varsayılıyordu.

Fakat zamanla yaşanılan kazalardan ve problemlerden sonra çözüm amacıyla işaretçi görevliler hat üzerine konulmaya ve bu şekilde tren işletmeleri yapılmaya çalışılmıştır. Ancak, tren hız ve ağırlıklarının ve aynı zamanda trenlerin bağlandığı araç/vagon sayılarının artması, makinistlerin görüş mesafesi içinde trenlerin durdurulması veya emniyetli şekilde ilerletilmeleri problem olmaya başlamıştır. Bu nedenle, tehlikeli bölgelerden önce işaretlerin tekrar edilmesi ihtiyacı doğmuştur. Fakat işaretlerin veya flamaların uzaklardan görülememesi tren hareketlerini kısıtlamış ve işaretçilerin arttırılması ihtiyacını doğurmuştur.

► İlginizi Çekebilir : Raylı Sistemlerde Enerji

1840’lı yıllarda hız, emniyet ve ekonomi bakımından trenler için belli aralıklar tespit edilmiş ve bu müddetlerde karşılaşma noktalarına varmaları talimatı verilmişti. Fakat bu yöntemde trenlerin aksi veya aynı istikamette yol alan diğer trenlerden haberi olmamakta idi. Bu eksiklik düşünülerek zaman aralık metodu yerine mesafe aralık yöntemine geçildi. Bu yöntemde demiryolu hattı kısımlara bölünmüş yani bloklar oluşturulmuş ve her bloğun başına bir işaret konmuştur. Bu işaretler vasıtası ile makinistler girmekte oldukları blokların işgal edilmiş olup olmadığını anlıyorlardı.

Mesafe aralık yönteminin uygulanması sabit hat sinyallerinin keşfine yol açmıştır. Telgrafın keşfi ile beraber sinyal operatörleri bir sonraki istasyona blokların durumunu bildirerek trenlerin hareketlerini yönlendirmişlerdir. Bir evvelki sinyal operatörü bir sonraki istasyondan müsaade istiyor ve memur devreye yol verdikten sonra müsaadeyi veren memur kendi istasyonundaki sinyal devresini çalıştırabiliyordu.

Trenler arasını belirli miktarlarda mesafelendirmek düşüncesi ile tatbik edilen sinyal sistemi 1900’lü yıllarda, Kontrol operatörleri tarafından elle çalıştırılan blok sistemi, kontrollü elle çalıştırılan blok sistemi, yarı otomatik blok sistemi, Otomatik blok sistemi, mekanik blok sistemi gibi değişik sistemlerle gelişmeye devam etmiştir.

Sinyalizasyon Sistemleri

Günümüzde her raylı sistem aracını kendine özel emniyet çeşidi vardır. Tramvaylar zaman zaman trafiğe de girdiği için görerek sürüş, tünel metrolarında ise böyle bir durum sözkonusu olmadığı için interlocking sistemi ile sürüş sağlanır.

► İlginizi Çekebilir : Türkiye'nin İlk Yerli Tramvayı | İpekböceği

Interlocking Nedir?

Kumanda merkezinde tüm hat boyu ekipmanlarının bilgileri toplanır ve bu bilgilere göre bir trenin bir ray bölgesine girmesine izin verilip verilmeyeceğine karar verilir. Bir makas veya ray bölgesine herhangi bir tren girdiğinde o tren bu ray bölgesini terk edene kadar bölge kilitlenir ve bölgede herhangi bir işlem yapılmasına izin verilmez. Bu şekilde trenler izin verilen bloktan diğer bloğa giremeyeceği [girmek istese bile ATP/ATC (tarafından durdurulacağı) için] trenlerin karşılaşması çarpışması engellenir.

►ATP ve ATC birlikte istasyonda çalışır. Treni noktasal olarak durdurmaya yarar. Eğer tren bu sistemlerden komut alıp durmazsa kapılarını açmaz, makinist aç komutu verse bile.
►ATS Trene rota açan sistemdir, tarife hazırlar.
►Headway ise 2 trenin bir istasyondan kalkma aralığını düzenleyen sistemdir.

► İlginizi Çekebilir : Raylı Sistemlerde Kaçak Akım ve Testi | Ray İzolasyonu

Günümüzde temelde hafif metro ve metrolarda üç tür sinyalizasyon sistemleri kurulmaktadır:

1. Sabit (Fixed) blok manuel sürüş

Bu sistem İstanbul ve İzmir Hafif Metro hatlarında uygulanmaktadır. Sabit bloklu manuel sürüş sistemlerinde trenler arasını tam olarak ayarlamak mümkün olmadığından sefer aralıklarını tutturmak pek mümkün olmamaktadır. Bu tür sistemlerde genelde sefer aralıklarını maksimum oranda tutturmak için makinistlerin deneyimlerine güvenilmektedir. Fakat makinist tecrübelerine göre bir sürüş eğer hattın kapasitesi 10 dakikalık headwayden düşükse tren aralıkları tututurulamamakta ve Ankara ve Bursa Hafif Metro hatlarında olduğu gibi Makinist Bilgilendirme Sistemleri (DIS) ve Araç Takip Sistemleri kullanılması gerekmektedir.

Basit ama uygulamayı anlayabileceğimiz temel bir sinyalizasyon şekli. t süresinden t+2 süresine kadar değişimi dikkatle incelersek öndeki trene sürekli yeşil yanmakta ve arkadaki trende onunla aynı süre zarfında ilerlemek için sarı ışık izinden gitmektedir. Böylece trenler arası mesafe ve sefer süreleri korunmuş olmaktadır.

2. Sabit (Fixed) blok otomatik sürüş

Taksim - 4.Levent Metro hattında bu sürüş ve moving blok beraber kullanılmaktadır. Otomatik tren işletme sistemine sahip bu sistemlerde trenler kumanda merkezi tarafından bilgisayar vasıtasıyla otomatik olarak sürülmektedir. Headway'in ayarladığı zaman çizelgesine göre tren hareket saatleri işletme programına kaydedilir. Tünele belli aralıklar yerleştirilmiş olan bloklar vasıtasıyla trenle bloklar arası iletişim kurulur. Yani daha da açık bir ifade ile trenlerin AKS'ı sayılarak bloğa girdiği ve çıktığı anlaşılır. Bloktan bloğa sinyal alındığı için birazdan anlatacağımız sisteme göre takiplirliği bir tık düşük. Merkezi interlocking trenlerin konumunu algılar ve durması gerektiği noktayı ve nasıl güvenli olarak duracağını trene bildirir. Trende aldığı bilgiye göre duracağı yeri, uygulaması gereken fren gücünü hesaplar ve ona göre bir fren gücü uygular. Bu sürüş sisteminde çok sık tren çalıştırılmaz. Tren, bloğu boşaltmadan bloğa girilmez.

Trenin bloğa girdiği andan çıkışına kadar veriler alınarak trenin konumu tahmin edilir. Sadece blok başında ve sonunda sinyal alınması hareketli bloklu sisteme göre bir dezavantajdır.

3. Hareketli (Moving blok) otomatik sürüş

Kadıköy-Kartal Metro hattında uygulanan sürüş çeşidir. Şu an için sinyalizasyonun geldiği son noktadır. Bu sürüşte her şey sinyalizasyon ve yazılımlardan oluşur. Öndeki trenin hızı ve diğer bilgileri neyse arkadaki tren ona paralel olarak sürekli ayak uydurur. Kumanda merkezi her trenle hat boyunca döşenmiş ekipman aracılığıyla haberleşir. Trenle mutlaka etkileşim halinde olunması gerektiğinden haberleşme sistemi yedeklidir yani çift kanal haberleşme kullanılır ve sahadan gelen bilgiler tren üzerinde karşılaştırılır. Trenlerin hangi hattın hangi noktasında olduğu tren tarafından kumanda merkezine gönderilir. Her trenin, önündeki trene ne kadar yaklaşacağı trenin hızına, fren gücüne ve yol durumuna göre her zaman yeniden hesaplanır ve trene gönderilir, buna göre trenin hızı yeniden ayarlanır. Her trenin bulunduğu bölge ayrı ayrı kilitlenir ve her trenin hızı ayrı ayrı hesaplanır.

Hat boyunca döşenmiş alıcılar ile trenin konumu anlık olarak bilinir. Bu nedenle en güvenilir ve en son teknoloji sistemdir.

Genelde 90 sn. ve daha az sefer aralıkları için cazip bir sinyal sistemidir. 90 saniyenin üstündeki sefer aralıklarında bir sinyal sistemi için bazen pahalı kalmakla beraber genelde yolcu yoğunluğu olan hatlarda uygundur. Aslında bu sürüş çeşidinde makinistin hiçbir vasfı yoktur. Trenin durmasından kalkmasına kadar her olayını sinyalizasyon bilgisayarla ile yapıyorsa makinisti oradan kaldırsanız da bir şey değişmez. Makinistin bu hattaki tek görevi temsili olarak kapıyı kapamaktır.

Şu an yapımı devam eden Üsküdar-Ümraniye-Çekmeköy hattı tam otomatik sistem olarak yapılacaktır. Yani makinist kullanılmayacaktır.

Metro ağlarının kontrol ve müdahale edildiği küçük bir SCADA merkezi. Çok sayıda istasyonların yönetiminde daha büyük SCADA merkezi kullanılır. Bütün haberleşmeler birbirine bağlımlıdır. Bahsettiğimiz tüm sistemler SCADA merkezlerinden kontrol edilir. Acil durumlarda bu merkezlerden direk trene müdahale edilerek işlemler yapılır.

Tam Otomatik Sistemlerin Avantajları

►Tam Otomatik Sistemler insan hatasını engellemektedir. Mevcut sistemlerde kazaların bir çoğu insan hatasından kaynaklanmaktadır.
► Ayrılmış yol kullanımı yaya ve araç ile çarpışmaları önlemektedir.

► Platform kapıları kullanılması durumunda hatta insan düşmesini ve yolcuların sebep olduğu gecikmeleri önlemektedir. Seyrantepe Metro istasyonunda platform kapıları kullanılmaktadır.
► Tam Otomatik Sistemler ile trenler arasındaki Headway süresi minumuma indirilerek yolcuların bekleme süreleri kısaltılmaktadır.
► Aktarma noktalarında bekleme süresi kısaltılabilmektedir.
►Yüksek ticari hız, kısa yolculuk süreleri ve dakiklik toplu taşımanın yolcu çekim etkisini arttırmaktadır.

Kaynak:

►İstanbul Ulaşım A.Ş.