elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

ERTMS:
Avrupa Demiryolu Trafik Yönetim Sistemi |
ElektrikPort Akademi

ERTMS, 8 UNIFE üyesi firmayla birlikte Avrupa Birliği, demiryolu paydaşları ve GSM-R endüstrisinin işbirliği ile gerçekleştirilen önemli bir sanayi projesidir. ERTMS, Avrupa’da farklı ulusal kontrol ve kumanda sistemlerinin yerini almayı amaçlamaktadır. Bununla birlikte, ERTM’in yayılması kesintisiz Avrupa raylı sisteminin oluşumuna imkan sağlayacak ve Avrupa demiryollarının rekabet gücünü artıracaktır. Dünyada kullanımı yaygınlaşan ve her geçen gün gelişen bu protokolü daha yakından inceleyelim.



A- A+
25.12.2015 tarihli yazı 3311 kez okunmuştur.

ERTMS’in Tarihi

Günümüzde trenler 7 kadar farklı navigasyon sistemleri ile donatılmıştır. Bu sistemlerin herbiri oldukça pahalı ve tümleşik olarak yer kaplamaktadır. Bir Avrupa ülkesinden diğerine geçen bir tren, işletim standartlarını sınırı geçerken değiştirmke zorundadır. Tüm bunlar işletme ve bakım masrafları ile yolculuk zamanını oldukça arttırmaktadır.
 
20’den fazla tren kontrol sisteminin varlığı ve bunlarla birlikte gelen teknik farklılıklar (Örneğin; demiryolu göstergesi, elektrik gerilimi, tren ve vagon tasarımı gibi) Avrupa’da uluslararası demiryolu taşımacılığının geliştirilmesi için büyük bir engel olmuştur. Bu nedenle, Avrupa’da ortak bir sistemin geliştirilmesi 1980’lerde tartışılmaya başlanmıştır.

 



►İlginizi Çekebilir: Raylı Sistemlerde Sinyalizasyon


1989’da Avrupa Ulaştırma Başkanın kararıyla; EC (European Commission) sinyalizasyon ve tren kontrolü ile ilgili sorunların analizi için bir proje başladı. 1990’ların sonunda, ERRI (European Railway Research Institute) ETCS’yi (European Train Control System) gereksinimlerini geliştrimek için demiryolu uzmanlarından oluşan bir grup (A200) kurdu. Haziran 1991’de ise sanayi (Eurosig) ve demiryolları (UIC, ERRI A200) sıkı işbirliği ilkelerini endüstriyel gelişme için temel olan zorunlu spesifikasyonları dikkate almak amacıyla kabul etti.
 
Bu proje çerçevesi, açık bilgisayar mimarisine (EUROCAB) dayalı tümleşik ekipmanlar, veri iletimi için yeni bir süreli olmayan sistem, özel algılayıcılar (EUROBALISE) ve yeni bir sürekli iletim sistemi içermekteydi. 1993 yılının sonunda, Avrupa Birliği konseyi Interoperabilitiy Directive’i (Birlikte Çalışabilirlik Yönergesi) yayınladı.

 


4. Framwork Programı’nın başında EC, ERTMS’e ait gelecekteki gelişmelerle birlikte Avrupa Demiryolu Ağı (European Rail Network) üzerinde yapılacak gelecek uygulamalara hazırlanma amacıyla küresel bir strateji tanımladı. Gelişim ve geçerlilik evrelerini içeren bu küresel strateji “Master Plan of Activities” de açıklandı. Bahsedilen geçerlilik aşamasının amacı, farklı ülkelerde yer alan alanlarda tam ölçekli testler yapılmasıdır.
 
1998 yazında, spesifikasyonları sonuçlandırmak amacıyla Avrupa sinyalizasyon firmalarından oluşan UNISIG kuruldu. Sınıf P SPRS, 23 Nisan 1999’da teslim edildi. ERTMS spesifikasyonları üzerindeki son imzayla (Sınıf 1-25 Nisan 2000) birlikte, ERTMS demiryolları için önemli ölçüde yüksek performans seviyelerini sağlayacak duruma geldi.

 


Spesifikasyonlar daha sonra ekstra işlevler eklemek ve demiryolu şirketlerinin ve altyapı yöneticilerinin ihtiyaçlarını daha iyi şekilde karşılamak amacıyla gözden geçirildi. Şu anda yürülükte olan spesifikasyonlar EC tarafından Nisan 2008’de kabul edilen SRS 2.3.0d’de yer almaktadır. ERTMS’in demriyolu ihtiyaçlarına sürekli olarak cevap verebildiğinden emin olmak için, teknik spesifikasyonlar öncü olarak Avrupa Demiryolu Ajansı’nca (European Railway Agency) ve kurumla işbirliği içerinde olan sinyalizasyon endüstrisi ve demiryolu paydaşlarınca sürdürülmektedir.
 
Bu spesifikasyon çalışmalarına paralel olarak, Avrupa Birliği ve üye devletlerden ERTMS/ETCS'yi finanse etme amaçlı ortak bir çaba hayata geçirilmiştir. EC ve demiryolu paydaşları tarafından ERTMS’in Avrupa demiryolu ağı üzerinde gelecekteki  yayılımlar için üç başarılı Memorandums of Understanding (2005, 2008 ve 2012) imzalandı. Temmuz 2009’da Avrupa ERTMS Yayılım Planı’nın kabulü, ERTMS adına yeni bir dönüm noktası olmuştur.
 
Bu gelişmelere paralel olarak ERTMS kendiliğinden bir dünya standardı haline gelmeye başlamıştır. Çin, Tayvan, Güney Kore, Hindistan, Cezayir, Libya, Suudi Arabistan, Meksika, Yeni Zelanda ve Avustralya gibi ülkelerde ERTMS yatırım programları başlatılmıştır. ERTMS halihazırda dünya çapında eşsiz bir sinyalizayon sistemi olarak gelişimini sürdürmektedir.
 

Genel Özellikleri ile ERTMS/ETCS ve GSM-R

ETCS (European Train Control System) yani Avrupa Tren Kontrol Sistemi yaygın olarak pek çok Avrupa ülkesinde belirli bir merkezdentrenleri kontrol edebilmek için kullanılan sinyalizasyon ve kontrol sistemidir.
 
ERTMS/ETCS’ye olan ihtiyaç Avrupa’da artan ve hızlanan demiryolu ağına paralel olarak ülkeler arası demiryolu taşımacılığının da yoğunlaşmasıyla başlamıştır. Farklı sinyalizasyon sistemleri kullanan ülkelere geçiş yapılırken ciddi sorunlar yaşanmıştır. Bu sorunlar lokomotif değiştirmek veya iki farklı sinyal sistemini çözebilecek ekipmanları olan trenler teşkil etmek suretiyle çözümlenmeye çalışılmıştır. Bunun yanı sıra diğer bir sorun da makinistlerin de farklı sinyalizasyon özel eğitime ihtiyaç duymalarıyla ortaya çıkmıştır.

 



►İlginizi Çekebilir: SimuX Raylı Sistem Simülatörü


Demiryolu trafiğini olumsuz etkileyen bu sebeplerden ötürü, ERTMS (European Rail Traffic Management System) Avrupa Demiryolu Trafiği Yönetim Sistemi adı altında bir protokol oluşturulmuştur. Protokolün temel amacı; Avrupa ülkelerinde tek bir sinyalizyasyon dili kullanılmasıdır.

ERTMS ile; raylı sistem ekipmanlarını üreten üreten firmalar, büyük farklılıklar olmaksızın kendilerine has kullanım şekilleri haricinde, ortak olan bu sinyalizyasyon dilini kullanmak zorunda olmuştur. Böylece, tren üzerindeki ve hat boyu sinyal ekipmanlarının oluşturduğu farklılıklar ortadan kaldırılarak, ülkeden ülkeye geçişlerde hızlı ve güvenli bir demiryolu trafiği oluşturulmuştur.

Ancak, demiryolu trafiğini yönetmek tek başına yeterli değildir. İnsan hatalarından doğacak sorunları en aza indirerek, güvenli bir taşımacılık için, trenleri de uzaktan kontrol edebilecek bir sistemin de geliştirilmesi gerekmektedir. ETCS, bu açığı kapatmak amacıyla geliştirilmiştir. Gelişen elektronik bilgi iletişim teknikleri, gerek tren üzerindeki ekipmanlar, gerekse trene bilgi nakleden ekipmanların niteliğini arttırmış, bu sayede daha az tren personeliyle, çok daha güvenli bir taşımacılık sağlanmıştır.
 
ERTMS’i bileşenlerden oluşan bir protokol olarak düşünmek gerekirse, bu bileşenler ETCS ve GSM-R denilebilir. Bu kompakt sistemde, hayati önem taşıyan unsurlardan biri de tren içerisindeki ERTMS/ETCS sinyal ve verilerini işleyen bilgisayar kontrol sistemidir. Bu sistem, kontrol merkezi tarafından gönderilen hat bilgilerini işleyerek makiniste iletip, trenin mevcut hızını da hesaba katarak makinistin bu sinyal bildirilerine uyup uymadığını kontrol etmektedir. Hız limitinin aşılması durumunda ise makiniste ikaz gönderilmektedir. Kısa süre içerisinde, makinistten bir tepki gelmezse ya tren yavaşlatılır ya da acil fren durumuna geçilip durdurulur.

ERTMS/ETCS de kullanılan ekipmanlardan biri de GSM-R'dır. GSM  (Global System of Mobile commutacion) küresel mobil iletişim sistemi olarak adlandırılan bu sistem, günümüzde neredeyse vazgeçilmez bir araç olan cep telefonlarının kullandığı şebeke sistemidir. Bu sistem; radyo dalgalarının, arazideki engellemeler ya da yerleşim yerlerindeki yüksek binalardan dolayı ulaşamadığı bölgelere, küçük bölgesel aktarıcılar (baz istasyonları) sayesinde ulaşımını sağlayarak, mevcut coğrafyanın neresinde olursanız olun kesintisiz dijital iletişim sağlamaktadır. Ancak, baz istasyonlarının da belli bir mesafeye kadar veri alıp gönderme gücü olduğu dünüldüğünde bazı bölgeler için istasyon sayısını arttırmak gerekebilmektedir.

 


GSM-R ismine tekrar dönüldüğünde ise; sondaki “R” harfinin “Rail” kelimesi ifade ettiği söylenebilir. Yani bu sistem, GSM’in demiryoluna uyarlanmış şekli olarak karşımıza çıkmaktadır. Sistem, hat boyunca, ya da birbirlerine göreceli olarak yakın olan hatların arasına, belirli mesafelerle baz istasyonu konularak tasarlanmıştır. Tünel için de, tünelin uzunluğuna bağlı olarak ayrı bir baz istasyonu konulmaktadır.
 
GSM-R’ın ilk tasarlandığı yıllarda, merkezle tren personeli arasında konuşma yapılabiliyordu. Fakat gelişen hızlı veri aktarım teknikleri sayesinde, sinyalizyasyon ve tren konum bilgileri, ayrıca uzaktan tren kontrolünü sağlayacak bilgileri de aktarır hale gelmiştir. Böylece tren ile merkez arasında, hayati önem taşıyan kesintisiz iletişim sağlanmıştır.
                                                                              

 

ERTMS Seviyeleri

Gerçekçi bir simülasyon programının, raylı sisteme ait tüm simülasyon bileşenlerini (Mekanik bileşen , elektriksel bileşen, sosyal bileşenler, sinyalizasyon ve iklim şartları) göz önüne alması gerekmektedir. Tüm bu bileşenleri SimuX üzerinden inceleyelim:
 
ERTMS Seviye 1: Ülkemizde, Ankara-İstanbul hızlı tren hattında kurulu olan ERTMS seviyesidir. Sistem, hat boyunca belli aralıklarla döşenen balisler (veya EUROBALİSE hattın içerisinde bir traversin üstüne tutturulan, elektromanyetik dalgalar sayesinde trenle irtibat kuran sensörlerdir.), kısa mesafe radyo dalgaları gönderen hat içerisine gömülü antenler ve hat kenarına konulan ışıklı sinyal renk göstergeleri sayesinde sinyal bilgilerini trene iletmektedir.
 
Blok sinyal uygulaması kullanılan bu  sinyalizyasyon sisteminde; bir sonraki blokta gideceği maksimum hız, trenin duracağı noktaya olan mesafe ve tünel, kurp gibi trenin hızını sınırlayabilecek faktörler, yukarıda sayılan hat ekipmanları tarafından, tren üzerindeki algılıyıcılara iletilmektedir. Trendeki ERTMS/ETCS işlemcisi bu sinyal bilgilerini işleyerek ya da direkt olarak tren konsolundaki bilgi göstergesine iletmekte ya da trenin kendisine ait bir bilgisayarı varsa bu bilgisayar ve buna bağlı monitör aracılığıyla bilgi makiniste nakletmektedir. Ayrıca hattın yan tarafında bulunan ışıklı ikaz sistemi de sinyal hususunda bilgi vermektedir. 

 


Bundan sonraki aşama, makinistin bu sinyal bilgilerine uyup uymadığını denetlemektir. Sinyal bilgilerine uyulmadığı durumlarda, tren acil fren durumuna geçirilmektedir. Bunun haricinde, hız sınırı düşük bir limitte aşılmışsa, makiniste ikaz gönderilip, belirlenen hıza kısa sürede inmesi beklenilmektedir. Belirlenen hıza inilmezse, kendi bilgisayarına sahip trenlede, tren bunu kendisi yapmaktadır. Bilgisayarı olmayan trenlerde ise böyle durumlar yaşandığında bir süre sonra acil fren durumuna geçilmektedir.

Seviye 1, CTC sinyal sistemi kullanılan hatlara kolay adapte edilebilme özelliği ile , diğer seviyelere göre daha rahat kurulabilmektedir. Hem hızlı, hemde konvansiyonel hatlar için güvenli, ayrıca ekonomik ömrünü doldurmamış yada eski tip teknolojiyle üretilmiş lokomotiflere kolay adapte edilebilmesi özelliği de diğer ERTMS seviyelerine  göre ekonomik olmasını sağlamaktadır.
 

ERTMS Seviye 2: Bu seviyede trene iletilecek sinyalizyasyon bilgileri, GSM-R aracılığıyla trene aktarılmaktadır. Seviye 1’deki gibi blok sinyal uygulaması kullanılan bu sistemde; hat boyunca, trenin hangi blokta olduğunu bildiren ve çok sıradışı ya da çok acil durumlarda treni ATS  durumuna geçirebilecek balisler dışında, hat boyunca başka bir sinyal ekipmanı, isteğe bağlı olarak bulundurulmayabilinir.

 

 
Bu sistemin avantajı, hat üzerindeki acil durumlarda oluşabilecek sinyal değişimlerini anında trene iletebilmesidir. Yüksek hızlı trenlerde, seyir esnasında, hat kenarındaki görsel işaretlerin makinist tarafından görülememesi sorunundan yola çıkılarak dizayn edilmiştir. Bu sistemi kullanacak olan konvansiyonel trenlerin de, kendilerine ait bir bilgisayar ya da elektronik kontrol sisteminin olması gerekmektedir. Ani olarak değişen hız düşürülmesiyle ilgili durumlarda, treni durdurmak yerine belirtilen hıza düşürmek için, GSM-R aracılığı ile gerekli kontrol bilgileri, trene gönderilmektedir. Trenin içerisindeki ERTMS/ETCS kontrol birimi tarafından işlenen bilgi anında makinistin önündeki ekranda gösterilmekte ve  bu bilgi arkadan gelen tren ya da trenlere iletilerek, güvenli bir seyir devamlılığı sağlanmaktadır. Özellikle sık aralıklarla tren işletilen hatlarda, gereksiz durumlarda trafiğin durması bu seviye ile engellenebilmektedir.


Ayrıca bu sistemlerde GSM-R, sinyalizyasyon bilgilerinin iletimi açısından hayati bir önem taşıdığından, GSM-R radyo dalgalarının kesilmesi durumunda, tren ya otomatik olarak durdurulmakta ya da önceden sisteme kaydedilmiş maksimum konvansiyonel hız limitine düşürülmektedir. Genelde uygulanan şekli, konvansiyonel hız limitlerine düşürülme şeklinde görülmektedir. Bu durumda görsel sinyalizasyon ekipmanları ve balis kontrolü ile yola devam edilebilmektedir.

 
ERTMS Seviye 3: Sürekli gelişen elektronik bilgi aktarım tekniklerinin, bu sisteme adapte edilmesi sebebiyle, belirli aralıklarla farklı testlere tabi tutulan bir sistemdir. Tren, tamamıyla GSM-R ile kontrol edilmektedir. GSM-R, sinyalizyasyon bilgilerini taşımak haricinde, treni uzaktan kontrol edebilecek bilgileri de taşımaktadır.
 
Hat üzerinde bulunan balisler, trenin konum doğrulamasını yapmak ve ATS amacıyla bulunur. Bu sistemde diğer seviyelerin aksine blok sinyal uygulaması kullanılmamaktadır. Kontrol merkezindeki ekranda trenin hareketi metre metre takip edilmektedir.
 
Tren hızına bağlı olarak aldığı yol, bilgisayarlarca hesaplanır ve balislerce doğrulanmaktadır. İhtiyaç duyulduğu halde, makinist konsolundaki monitörlerde gözüken, tren ve sinyal ile ilgili olan tüm bilgiler, dispeçerin monitöründe de gözükmektedir. Kontrol merkezindeki bilgisayar ile tren üzerindeki bilgisayar arasında, ERTMS/ETCS sinyalizyasyon kodlama işlemcisi aracılığıyla sürekli bilgi alışverişi olmaktadır. Seyrüsefer bilgilerindeki (livredeki) ani değişiklikler saniyesinde tren bilgisayarına nakledilmektedir. Tren bilgisayarı bu seyrüsefer bilgilerini konsoldaki monitör aracılığıyla makiniste iletmekte ve bu bilgilere göre trenin yönetilip yönetilmediğini kontrol etmektedir.

 


Bununla birlikte uçaklardakine benzer şekilde, tren otomatik pilot sistemine benzer bir şekilde makinistsiz olarak idare edilebilmektedir. Ancak tamamen makinistsiz tren seferleri tercih edilmemektedir. Uzaktan tren kontrol sistemi, gereksiz yere treni durdurup hat trafiğinin tıkanmasına ya da yavaşlamasına fırsat vermeden, makinist hatalarını gidermek ve sıradışı gelişen olaylara müdahale etmek için kullanılmaktadır.
 
Bu seviye ile ilgili ileriye dönük araştırmalarda da sıradışı olaylar için pek çok senaryo hazırlanmaktadır. Bu senaryolardan biri ise, makinistin aniden rahatsızlanmasıdır. Yeni sistem yüksek hızlı trenlerde, tek makinist treni yönetmektedir. Rahatsızlanma sonucunda, makinistin “ölü adam pedalı ya da mandalı” olarak tabir edilen ekipmanlarla teması kesilince, tren bilgisayarı, mevcut sinyal bilgilerini anında işleyerek durumu hemen merkeze bildirmektedir. Bu durumda, makinistle ya da diğer tren görevlisiyle telefon bağlantısı kurulmaktadır. Makinistin durumu ciddi ise, en yakın istasyona ambulans sevkedilmektedir tren kendi bilgisayarı aracılığıyla yoluna devam etmektedir. Böylece, hem hat trafiğinde seyir sağlanır hemde makinistin hayatı için değerli dakikaların  kaybı önlenmiş olur. Bunun gibi senaryolar üzerinde halen çalışılmakta ve testler yapılmaktadır.
 
ERTMS Seviye 3, diğer seviyelere kıyasla çok daha sık aralıklarla, daha da güvenli bir şekilde tren işletilebilmektedir. Özellikle farklı yöne giden, fakat mevcut hattın bir bölümünü ortak kullanan trenler için, güvenli sık aralıklı seyahat ayrı bir önem taşımaktadır. Bu sistemde kullanılacak trenler, en son kumanda teknolojilerine sahip olmak durumundadır.
 
Seviye 3'ün temelinde, sürekli ve hızlı bir veri iletişimi sağlayan GSM-R teknolojisi vardır. GSM'de gün geçtikçe gelişmeler kaydedilmektedir. Bunların en günceli  3G (3. nesil GSM) teknolojisidir. Halen kullandığımız 2. nesile oranla çok hızlı veri transferi sağlayan 3G teknolojisinin, gerçek zamanlı görüntülü konuşmadan, yüksek hızlı internet erişimine kadar pek çok avantajı vardır. Bunun yanında, seviye 3'te kullanılan veri transfer yoğunluğu açısından önemli bir dezavantajı da vardır. Bu dezavantaj, ortam koşulları ve hıza bağlı olarak, seyahat halindeyken veri transfer hızının ciddi ölçüde düşmesidir. Bir örnek vermek gerekirse, 100 km/h'lik bir hızda veri tranfer hızı %50 den fazla düşebilmektedir. Kaldı ki 300km/h'lik hızlarda veri transferinde ciddi sorunlar yaşanacaktır. Seviye 3'ün geleceğindeki gelişmeler açısından bu durum hiç te iyi değildir. 3G'deki bu açığı kapatmak amacıyla 4G teknolojisi geliştirilmektedir. Bu teknoloji birkaç ülkede test aşamasındadır. Yakın gelecekte yaygınlaşması öngörülmektedir. ERTMS/ETCS seviye 3'teki gelişmelere paralel olarak kullanılacak GSM-R sistemininde 4G olması kaçınılmaz olacaktır.
 

 

ERTMS’in Faydaları

ERTMS’in faydaları ve getirileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:
 
► Var olan hatlar üzerinde artabilen kapasite ve gelişen ulaştıram ihtiyaçlarına kolayca cevap verebilme

► Yüksek hız sağlayabilme (maksimum hız 500 km/h)
► Yüksek güvenilirlik oranı
► Düşük üretim masrafı
► Azaltılmış bakım maliyetleri
► Açık bir arz piyasası
► Azaltılmış sözleşme teslim süresi
► Basitleştirilmiş onay süreci
► Yolcular için geliştirilmiş güvenlik

 


 
Kaynak:
 
►ertms.net
►demiryolcuyuz.biz


Yazar: Sena Koçak
Sena Koçak Sena Koçak Yazar Hakkında Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır



ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar