Geri Dön

Functionality of virtual signals in marshaling yard and workshop area signaling systems

Manevra bölgesi ve atölye alanlarında kullanılan sinyalizasyon sisteminde sanal sinyallerin işlevselliği

PDF İndir

  1. Tez No: 720915
  2. Yazar: HASAN EFE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Raylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Raylı Sistemler Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Demiryolu araçlarının tekerleklerinin metal yapıda olması ve aynı zamanda demiryolu hatlarını oluşturan rayların da aynı metal yapıda olmasından dolayı, demiryolu araçlarının ray üzerinde hareket ederken oluşturduğu sürtünme kuvveti, diğer taşımacılık araçları göz önüne alındığında çok düşük seviyelerde kalmaktadır. Bu sürtünme kuvvetinin az olması sayesinde, demiryollarında kullanılan araçların diğer taşımacılık türlerinde kullanılan araçlara göre daha verimli yani daha az enerji ile daha fazla mesafe katedebilen bir araç olmasını sağlıyor. Fakat, demiryolu aracının tekerleği ve ray arasında olan bu sürtünmenin düşük seviyelerde olmasından dolayı elde edilen avantaj ile birlikte bir de dezavantaj karşımıza çıkmaktadır. Bu dezavantaj fren mesafesidir. Tekerlek ile ray arasında ki sürtünme kuvveti az olması nedeniyle, demiryolu aracının frenleme esnasında ray üzerinde tutunabilmesi zorlaşmaktadır ve bu nedenle sert frenlemelerde doğrudan kızaklama yapmaktadır. Demiryollarının gelişimine bakıldığında, ilk kullanımından bugüne kadar artan taleplerden ötürü hep yenilenme içerisinde olup, daha emniyetli ve hızlı bir ulaşım yöntemi olmuştur. Bu süreçte, demiryollarının daha emniyetli ve hızlı bir ulaşım olması amacı ile sinyalizasyon sistemi geliştirilmiştir. Sinyalizasyon sistemi ile, hat üzerinde bulunan tüm hat boyu ekipmanları kontrol ve kumanda edilemektedir. Ayrıca, sinyalizasyon sisteminin en temel bileşeni olan anklaşman sistemi ile de, tüm bu hat boyu ekipmanlar birbirlerinin pozisyonlarına bağlı olarak hareket ederek, sistemin insan hatasını engeleyecek şekilde çalışmasını sağlayarak daha emniyetli olmasını sağlamaktadır. Sinyalizasyon sistemi kullanılan hatlarda, hattın daha yüksek verimde ve daha hızlı bir operasyon yapılarak kullanılabilmesi ve ayrıca, daha az maliyet ve bakım gibi önemli ve sürekli ihtiyaçların azaltılabilmesi için sinyalizasyon sisteminin uygulanacağı bölgenin dizaynı ve ilgili bölgenin operasyon planlaması çok önemlidir. Bu dizayn sadece hat üzerinde ekipmanların yerleşimi değil ayrıca yazılım boyutunda da büyük önem taşımaktadır. Yük taşımacılığında demiryolunda ki en önemli bölgelerden biri manevra alanlarıdır. Bu alanlar demiryollarında en kritik ve karmaşık alanlardır. Manevra ve atölye alanları için geçmişten günümüze kadar birçok operasyon yöntemi kullanılmıştır. Bu operasyon yöntemlerinden en yaygın olan üç tanesi açıklanmış olup, bu yöntemlerin birbirleri arasındaki avantaj ve dezavantajları incelenmiştir. Bu bölgelerin hem işletme güvenliğini hem de dakikliğini artırmak için bu hatlara da sinyalizasyon sistemi kurulmuştur. Fakat bu hatlara uygulanan sinyalizasyon sistemi diğer açık hatlar ve ya istasyon bölgelerine uygulanan sinyalizasyon sisteminden farklı bir amaca sahip olup, uygulandığı hattın amacına ve fiziksel özelliğine göre dizayn edilmeli ve bölge için planlanan operasyonun en hızlı ve emniyetli olarak uygulanabilmesine imkan sağlamalıdır. Günümüzde sinyalizasyon sistemi kullanıılan manevra ve atölye alanlarında hat boyu ekipman olarak kullanılan fiziksel sinyaller (cüce veya manevra) makiniste ilgili trenin rotası hakkında bilgi vermekte ve onu yönlendirmektedir fakat bu hat boyu sinyalleri bazı sorunları da beraberinde getirmektedir. Tezimde, manevra ve atölye alanları için sinyalizasyon sistemi tasarımlarında bazı özel bölgeler için fiziksel sinyaller yerine sanal sinyallerin kullanılmasının işletme, maliyet, sistem güvenilirliği ve bakım süreleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve avantajları gösterilmiştir. Manevra alanı ve atölye bölgelerinde uygulanacak operasyonun ve kullanılacak sinyalizasyon sisteminin tasarımı ile ilgili olarak, tüm hatların operasyonal ve fiziksel özellikleri ve bu özelliklere bağlı olarak kurgulanması gereken operasyon ile hatların en üst kapasitede kullanımı ile ilgili litaretürde çok fazla bilginin bulunmamasından ötürü bu bölgelerin sinyalizasyon sistemi tasarımı aşamasında yaşanan zorluklar ve ortaya çıkan farklı dizaynlardan dolayı, bu doküman içerisinde manevra ve atölye alanlarının detaylı tanıtımı, içerisinde bulunan hatlar ve bu hatların amaçları, bölgelere trenlerin giriş, çıkış ve manevra operasyonlarının detaylı açıklanması ve şema üzerinde gösterimi yapılmıştır. Bu bölgelerde kullanılan sinyalizasyon sisteminin tanıtımı ve detaylarının açıklanmasının ardından, özellikle atölye bölgelerinde kullanılabilecek bir yöntem tasarlanıp, bölgeye giriş, çıkış ve bölge içerisinde ki manevra hareketleri üzerinden örnekler ile açıklanmıştır. Önerilen bu sinyalizazyon sisteminde, atölye bölgelerinin operasyonu esnasında sıklıkla kullanılan makinist-operatör haberleşmesinden dolayı, bu bölgelerde fiziksel sinyal yerine sanal sinyal kullanılarak, hattın daha hızlı ve daha güvenilir bir şekilde işletilmesi planlanmıştır. Atölye bölgelerinin içinde bulunan hatlara fiziksel sinyaller yerine sanal sinyaller eklenmiş ve bu sanal sinyaller yazılım içerisinde fiziksel sinyalle aynı şekilde belirtilerek, anklaşman tarafından rota kurulabilmesine olanak sağlanmıştır. Anklaşman sistemi tarafından rota kurulması sağlanarak, hat boyu ekipmanlarından özellikle makas motorlarının yanlış konumlandırma sonucunda kırılması ve ya trenlerin yanlış bölgelere yönlendirilmesi gibi olumsuzluklar engellenmiştir. Bölge içerisinde sanal sinyallerin olduğu noktalara tabelalar konularak, makinistin tabela önünde durması ve operatör ile iletişime geçmesi gerektiği belirtilerek, hattın emniyetli bir şekilde işletilmesi amaçlanmıştır. Önerilen bu sinyalizasyon sistem tasarımı Tanzanya'da Yapı Merkezi İDİS tarafından yürütülen MDM (Morogoro- Dodoma – Makutupora) projesinde bulunan manevra sahası ve atölye alanında uygulanmıştır. Projede sanal sinyal kullanılarak, 19 adet manevra sinyali kaldırılmış ve yerine 19 adet tabela eklemiştir. Ayrıca, üst kısımda kısaca ve tez içerisinde detaylı bir şekilde belirtilen operasyon yöntemleri, operasyon notu dökümanı olarak işletmeci firma ile paylaşılarak, bölgenin operasyonu açıklanmıştır. Birinci bölümde demiryolu taşımacılığının diğer taşımacılık yöntemlerinden farkları ve bununla birlikte sinyalizasyon sisteminin öneminden kısaca bahsedilmiştir. Ayrıca manevra bölgesi ve atölye bölgelerinde kullanılan operasyon yöntemleri açıklanmış olup, örnek projelerden bahsedilmiştir. Son olarak tezin amacı da bu bölümde açıklanmıştır. İkinci bölümde demiryolu sinyalizasyon sisteminin kısaca tanımı yapılıp, hat boyu ekipmanları olan makas motoru, led sinyaller, derayman, tren algılayıcı sistemleri hakkında bilgiler verilmiş ve çalışma mantıkları açıklanmıştır. Ayrıca, anklaşman sistemi tanımı, anklaşman sistemi türleri ve her bir türün çalışma mantığ açıklanmışır. Son olarak, merkezi trafik kontrolünün fonksiyonları açıklanmış olup, örnek kumanda merkezi odası gösterilmiştir. Her bir alt başlık kendi içerisinde bölümlere ayrılarak, detaylı bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde, trenleri anklaşman sistemine bağlı olarak emniyetli bir şekilde hareket ettirmek için kurulması gereken rotalar ve türleri açıklanmıştır. Rota nasıl kurulur, ön şartları nelerdir ve manevra rotası ile tren hat rotası arasındaki farklar nelerdir ve rota kurulurken dikkat edilmesi gereken tüm parametrelerin tanımı detaylı olarak belirtilmiştir. Dördüncü bölümde, manevra ve atölye bölgeleri tanıltılmış olup, içerisinde bulunan hatlar, o hatların kullanım amaçları ve özellikle atölye bölgelerinde bulunan atölye binaları belirtilmiştir. Ayrıca, manevra ve atölye bölgelerinde uygulanacak operasyona göre değişiklik gösteren inşai yapı türleri de açıklanmıştır. Beşinci bölümde, manevra ve atölye bölgelerinde uygulanacak olan sinyalizasyon sistemi için dizayn aşamasında bilinmesi gereken bilgilerden bahsedilmiştir. Ayrıca, bu bölgelerde uygulanan operasyonun ana hatta göre farklılıklarından da bahsedilmiştir. Son olarak, anklaşman sistemi ile alışılagelmiş sinyalizasyon dizaynı yapılmış bir örnek proje ve hiç anklaşman sistemi kullanılmadan sadece saha görevlisi tarafından yönetilen bir proje gösterilmiştir ve bu iki projenin önerilen sinyalizasyon sistemine göre avantaj ve dezavantajları açıklanmıştır. Altıncı bölümde önerilen sinyalizasyon sistemi dizaynı açıklanmış ve ayrıca, manevra alanı içerisinde bulunan tüm hatlar, kullanım amaçları, operasyonu ve önerilen sinyalizasyon sisteminin uygulama bölgesi olan atölye bölgeleri hakkında bilgi verilip, manevra alanlarından farkları açıklanmıştır. Son olarak, önerilen sistemin projeye maliyet, kullanılabilirlik, bakım yapılabilirlik ve operasyon açısından faydaları açıklanmıştır. Yedinci bölümde, önerilen sinyalizasyon sisteminin uygulandığı proje tanıtılmıştır ve tüm hatları için uygulanan sinyalizasyon sistemi açıklanmıştır. Ayrıca, atölye bölgesi için, bölgeye giriş, çıkış ve bölge içerisinde yer değiştirme gibi planlanan tüm operasyon planları açıklanmıştır. Tez çalışmamdan çıkarılan sonuçlar son bölümde belirtilmiştir. Sanal sinyal kullanımı ile fiziksel sinyal kullanımının etkileri maliyet, güvenilirlik, bakım yapılabilirlik, emniyet, işletme performansı ve kullanılabileceği alanlar göz önüne alınarak tablo üzerinde karşılaştırılmıştır.

Özet (Çeviri)

In railways, due to the fact that the wheels of the vehicles and the rails are made of steel, the friction force between them is very low, and thus, railway transportation is a transportation method that can be used with higher efficiency than other transportation vehicles. Looking at the development of railways, it has always been in renewal due to the increasing demands since its first use and has become a safer and faster transportation method. In this process, the signaling system was developed in order to make the railways safer and faster transportation. With the signaling system, all wayside equipment on the line can be controlled and commanded. In addition, with the interlocking system, which is the most basic component of the signaling system, all these wayside equipment acts according to each other's positions, ensuring that the system is safer. In the lines where the signaling system is used, the design of the area where the signaling system will be applied and the operation planning of the relevant area is very important in order to use the line with higher efficiency, faster operation and also reduce the important and continuous needs such as cost and maintenance. This design is of great importance not only for the placement of the equipment on the line but also for software development. The heart of the rail lines for freight transport is the marshaling yard and workshop areas. These areas are the most critical and complex areas in railways. Many operation methods have been used from past to present for the Marshalling yard and workshop areas. A signaling system has been installed on these lines to increase both operational safety and punctuality. The physical signals (dwarf or maneuver) used in the marshaling yard and workshop areas that exist today actually bring some problems with them. In my thesis, the effects of using virtual signals instead of physical signals for some special areas in signaling system designs for marshaling yard and workshop areas on operation, cost, system reliability, and maintenance times are examined and the advantages are shown. In the first chapter, the differences in railway transportation from other transportation methods and the importance of the signaling system are briefly mentioned. In addition, the operation methods used in the marshaling yard and workshop areas are explained and sample projects are mentioned. Lastly, the purpose of the thesis is explained in this section. In the second part, a brief description of the railway signaling system is explained, and it is explained under three sub-titles as wayside equipment, interlocking system, and centralized traffic control. Each sub-title is divided into sections within itself and detailed information is given. In the third chapter, the routes and types that need to be set in order to move the trains safely depending on the interlocking system are explained. In addition, how the route will be set, the prerequisites for setting the route, the equipment to be controlled and commanded, and the differences between the shunting route and the train route are explained in detail. In the fourth chapter, marshaling yards and workshop areas are introduced, the lines in it, the purposes of use of those lines, and especially the workshop buildings in the workshop areas are stated. In addition, the types of constructions that vary according to the operation to be applied in the marshaling yard and workshop areas are also explained and the advantages of use compared to each other are stated. In the fifth chapter, the information that should be known in the design phase for the signaling system to be applied in the marshaling yard and workshop areas is mentioned. In addition, the differences in the operation applied in these regions according to the mainline were also mentioned. Finally, a sample project with the conventional signaling design with the interlocking system and a sample project managed only by the dispatcher without using any interlocking system is shown, and the advantages and disadvantages of these two projects compared to the proposed signaling system are explained. In the sixth chapter, the proposed signaling system design is explained, and also all the lines in the marshaling yard, their purpose of use, operation, and the workshop areas, which are the application areas of the proposed signaling system, are given and their differences from the marshaling yard are explained. Finally, the benefits of the proposed system to the project in terms of cost, availability, maintainability, and operation are explained. In the seventh chapter, the case study is introduced, the signaling design applied for all lines is explained, and it is also stated in which order the commands will be run in the software. Finally, all the planned operation plans for the workshop area, such as entry, exit, and shunting movement inside the region are explained. In the last section, the conclusions drawn from my thesis work are stated. The effects of using virtual signals and using physical signals are summarized in the table.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    22079

    IEEE 1149.1 standardı kullanarak test edilebilir lojik devre tasarımı

    Testable lojik circit design by using IEEE 1149.1 standard

    A.BETÜL TUNCER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU

  2. Tez No

    539170

    Coordinated multipoint-aware baseband unit placement in cloudRAN

    Bulut radyo erişim şebekelerinde koordine çoklu nokta ilişkilerine göre temel bant ünitesi yerleşimi

    ANIL ÜZÜMCÜOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. TUNA TUĞCU

  3. Tez No

    697225

    MYO bileklik kullanılarak alınan parmak hareketlerine ait EMG işaretlerinin makine öğrenme yöntemleri ile sınıflandırılması

    Classification using machine learning methods of finger gesture EMG signals acquired with MYO armband

    MUHAMMED ERDİM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CENGİZ TEPE

  4. Tez No

    381892

    Ortak hedefli röleli telsiz iletişim sistemlerinde bit ve enerji verimliliği analizi

    Goodput and energy efficiency analysis for wireless relayed communication systems with common destination

    SİNAN ATAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ÜMİT AYGÖLÜ

  5. Tez No

    83108

    Genişbandlı şebekelerde hizmet adaptasyon protokolleri

    Başlık çevirisi yok

    RECEP EVREN PALANDUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNSEL DURUSOY

Geri Dön