Dr. İlhami Pektaş

Dijital dönüşüm, 1990’lardan itibaren ilk olarak enerji, haberleşme, ulaşım sektörlerinde başlayarak günümüze kadar hızla gelişmeye devam etmiş ve kısa süre içinde tüm sektörleri ilgilendirir duruma gelmiştir. Dijital dönüşüm, günümüzde içinde Raylı sistemlerin de dahil olduğu tüm endüstriyel sektörlerde, kamu kurumlarında ve toplum genelinde hızlı bir şekilde gelişmeye devam ediyor.

Dijital teknolojiler halihazırda raylı sistemlerde bilet rezervasyonu, satın alma, ödeme, zaman yönetimi, verimli kaynak kullanımı bakım ve güvenlik gibi işlemlerde yaygın kullanılıyor. Bu teknolojinin sektöre çok önemli bir katkısı var. Dünya Ekonomi Forumu’nun yaptığı bir araştırmaya göre 2025 yılına kadar dijital dönüşümün sektörlere ve topluma kattığı toplam değerin 100 trilyonu aşması bekleniyor.

Günümüzde, dijitalleşmenin raylı ulaşım sistemlerinin gelişimi için çok önemli olduğu artık herkes tarafından kabul edilmektedir. Dijital dönüşüm, üretim, işletme, kaynak kullanımı ve bakım gibi süreçleri iyileştirdiğinden raylı sistem şirketleri ve altyapı işletmecileri tarafından etkinliklerini ve yönetim becerilerini artıran, işletme maliyetlerini düşüren ve diğer ulaşım yöntemleri ile aralarındaki rekabeti artırması için bir araç olarak da görülmektedir. Raylı sistem şirketleri ve tedarikçi firmalar, faaliyetlerinde dijital çözümler geliştirmek amacıyla çok sayıda yeni yatırımlar yapmakta ve start-up şirketler kurmaktadır. Dijital dönüşümün, yakın gelecekte raylı sistemler sektörüne yeni fırsatlar sunması ve raylı sistem piyasasına yeni oyuncular katması beklenmektedir.

Dijital dönüşüm aynı zamanda sektörde rekabetçilik açısından da çok önemli bir rol oynadığından tüm dünyanın öncelikli konusu haline gelmiştir.

Raylı sistem şirketleri, dijital teknolojileri kullanarak işlerinde daha fazla kolaylık sağlayabilmekte, işlemlerini daha da otomatikleştirebilmekte, yeni hizmetler ve uygulamalar gerçekleştirebilmektedir. Raylı ulaşım sistemleri kapsamında dijital dönüşümün sağladığı faydalar; bir fırsat olarak görülmekle beraber aynı zamanda bazı zorlukları da beraberinde getirmektedir. Çünkü bunun için işletme zihniyet modelinde köklü değişiklikler yapılması ve siber tehditlere karşı mücadele etmek amacıyla finansal yatırımlar ve yeni güvenlik stratejileri geliştirilmesi gerekmektedir. Bütün zorluklarına rağmen dijital teknolojilerin, yakın gelecekte raylı sistem sektörünün etkinliğini ve rekabetçiliğini artırması beklenmektedir.

Dijital dönüşümün sektöre etkilerini beş başlık altında incelemek mümkündür. İlki Shift2Rail programı çerçevesinde, ikincisi ülkemizde de kullanılan ERTMS sistemi, üçüncüsü trenlerin interneti, dördüncüsü tanı teşhis uygulamaları ve sonuncu başlıkta ise sürücüsüz güvenli tren işletmeciliğidir.

Shift2Rail Raylı Sistem İnovasyonu Programında Dijitalleşmenin Yeri

2014 yılında AB tarafından gelişmiş raylı sistem çözümlerine entegre edilecek araştırma ve inovasyon faaliyetlerini koordine eden bir platform olan Shift2Rail girişimi kuruldu. Horizon 2020 tarafından fonlanan bu girişim, raylı sistem rekabetçiliğini teşvik etmek, raylı sistem maliyetlerini %50 oranında azaltmak, kapasiteyi iki katına çıkarmak, zamanlamayı %50 oranında iyileştirmek gibi kazanımlar sağlamayı amaçlıyor. Shift2Rail, dijitalleşmeyi bir program olarak tanımlamasa da bu kapsamda beşli İnovasyon Programlarında (IP) faaliyetleri mevcuttur. Örneğin ilk program IP1, tren alt sistemlerinin ve ekipmanlarının (çekiş, frenler, kapılar, vb.) dijitalleşmesini güçlendirmeyi, İkinci program IP2, Avrupa raylı sistem trafiği yönetim sistemini (ERTMS) yani dünya çapında sinyalizasyon sistemleri için bir çözüm olarak sürekliliği sağlamayı, Dördüncü program IP4, yolculara sağlanan dijital hizmetler (bilet, rezervasyon, yolcu takibi vb.) açısından inovasyonlar sunmayı, Beşinci program IP5, ise raylı sistemlerde zamanlama verimliliğini artıran dijital teknolojilere odaklanmaktadır.

Avrupa Raylı Sistem Trafiği Yönetimi Sistemi (ERTMS)

ERTMS, Dijital Trenlerin Bel Kemiği sayılır. AB’de daha önce yaklaşık 30 adet ulusal raylı sistem sinyal sistemi bulunmakta ve bu durum, sınırlarda teknik ve operasyonel sorunlar oluşmasına neden olmaktaydı. Bu sorunla baş edebilmek amacıyla AB, tek bir komuta kontrol, sinyal ve iletişim standardı olan ERTMS’yi geliştirerek yürürlüğe koydu. Bu sayede AB sınırları içinde birlikte çalışabilen güvenli bir raylı sistem ağı elde edildi. Hem altyapıya hem de araçlara kurulan bu sistem, trenin güvenli hızı aşmaması, diğer trenlerle arasındaki güvenli mesafeyi korumasını sağlayan bir Avrupa tren kontrol sisteminden (ETCS) ve raylı sistem operasyonları için bir telsiz iletişim standardı görevi gören GSM-R’dan oluşuyor. Bu sistemler hızın denetiminden, makinistin hata yapmasını önleyen kontrol ve uyarı sistemlerine kadar işletme ve altyapı gerekliliklerini iyileştiren sistemlerdir.

Ülkemizde de mevcut yüksek hızlı tren hatlarında GSM-R, ERTMS ve ETCS sistemleri faaliyet göstermekte ve trenlerin güvenliğini, hızını, hat kapasitesini ve zaman verimliliğini artırmaktadır.

Trenlerin İnterneti         

Son yirmi yıl içerisinde, raylı sistem ve demiryolu endüstrisi IT ile ağ teknolojilerinin yeniden tanımlanıp daha yoğun bir şekilde kullanıldığı ve bu araçlar sayesinde trenlerin nasıl yönetileceği ve çalıştırılacağı konularında yoğun araştırmalar yapmaya yönelinmiştir. 

Trenlerin interneti, Raylı sistemlerde dijitalleşme ile yolcu ve yük bilgileri hizmetleri, kamera sistemi, akıllı altyapı, güvenlik sistemi, sinyal sistemleri ve otomatik tren kontrol sistemleri gibi yeni çözümler ile operasyonların verimliliğini artırarak müşterilere daha düzenli ve güvenli hizmetler sunmaktadır.

Dijitalleşme sayesinde son yıllarda raylı sistem şirketleri bilgilendirici internet siteleri; rezervasyon, bilet satın alma sistemleri, gerçek zamanlı bilgi elde etme ve seyahat planlama imkanları sağlayan mobil uygulamalarına ek olarak bilgi ve eğlence hizmetlerini bir arada sunan araçları vasıtasıyla yolcularına sunabildikleri hizmetlerin kapsamını daha da genişlettiler. Rezervasyon ve bilet satın alma işlemlerinin dijitalleşmesinin birçok faydası bulunuyor. Bir yandan yolcular, akıllı telefon veya bilgisayarlarında depolanabilen seyahat bilgilerine daha kolay erişebilmekte diğer yandan da her seyahat için ayrı fiziksel bilet basılmak zorunda kalmadığı için işletmecilerin bilet maliyetleri de önemli ölçüde azalmaktadır. Ayrıca, raylı sistem işletmecileri, verilen hizmetleri düzenlemek ve yeni hizmetler oluşturmak amacıyla seyahat verilerini depolayabilmektedir.

Değişen ihtiyaçlar sebebiyle mobilite kavramı, son yirmi yılda evrim geçirerek düşük emisyonlu sürdürülebilir mobiliteden, akıllı mobiliteye yani talep edilen anda mobiliteye doğru kaymıştır. Bazı işletmeciler, müşterilerinin bir istasyona, havaalanına veya evlerine gitmeleri için özel bir araç kiralayabileceği, servis hizmetinden yararlanabileceği veya taksi kullanabilmesini sağlayan bir ortak platform geliştirmiştir. Alman raylı sistem işletmecisi DB, geniş çapta hizmetler sunan DB navigator isimli bir uygulama yayınlamıştır. Bilet rezervasyonu yapabilmenin yanı sıra bu uygulama sayesinde GPS ile kapıdan kapıya rota planlama, yaya navigasyonu, metro, tramvay ve otobüs bağlantıları gibi hizmetlerden yararlanılabilmektedir. Ayrıca DB yine Almanya’da bazı istasyonlarda bisiklet kiralamak için özel bir uygulamayı da hayata geçirmiştir.

Sürücüsüz Otomatik Tren işletme (ATO) Sistemi

Otomatik tren işletme (ATO) sistemi, aracın seyrinde sorumluluğu makinistten alıp tren kontrol sistemine vermektedir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından otomasyon için dört adet standart seviye oluşturulmuştur. Bu seviyelerin en yüksek seviyeye sahip olanı tüm trenlerin otomatik hale getirilmesidir. Son yıllarda özellikle kent içi raylı ulaşım sistemlerinde otomatik tren işletmeciliğine geçiş artmaktadır. 2018 yılı verilerine göre dünya genelinde 41 şehirde yaklaşık 1000 km’lik otomatik olarak işletilen metro hattı bulunmakta ve bu hatların 2025’e kadar 2300 km’ye çıkması planlanmaktadır.

Avrupa Ulaşım Kontrol Sistemi (ETCS) ve Otomatik Tren İşletme (ATO) teknolojilerinin bir araya gelmesi ile daha verimli, hızlı ve güvenli bir hizmet sağlanabiliyor. ERTMS tren sinyallerini, hızı ve otomatik frenleri yönetirken, ETCS, bilgi toplamak ve araca sürüş talimatları göndererek güvenliği sağlamak amacıyla yola yerleştirilen işaretlerin etkin bir hale getirilmesini, ATO ise trenin sürüş ve fren sistemlerini kontrol etmektedir. Bu bir arada sunulan çözüm sayesinde trenler optimize bir hızda hareket etmekte, sefer sıklığı ve hat kapasitesi artmaktadır. Ayrıca ATO sayesinde enerji tasarrufu sağlanmakta, dakiklik ve güvenlik artırılmaktadır. İsviçre raylı sistem şirketi (SBB), Bern-Olten yüksek hızlı tren hattında otomatik sürücülü yardım sistemi geliştirmiş ve test etmiştir. Gereksiz duraklamaları kaldırmak ve enerji tüketimini azaltmak için tasarlanan bu program sayesinde SBB, tren için optimum hızı hesaplayıp makiniste iletmektedir.

Dijitalleşmenin Üreticilere Sağladığı Avantajlar

Dijitalleşme sayesinde raylı sistem araç üreticileri uzaktan denetim, taşıtlara gerçek zamanlı tanı koyabilme ve önleyici bakım gibi hizmetlerden yararlanabilmektedir. Araçların ve altyapı parçalarının önemli yerlerine yerleştirilen sensörler sayesinde, toplanılan ve işlenilen veriler sayesinde olası arızalar tespit edilebilmekte böylece tren işletmecileri, eksikliklerden dolayı yedekte tuttuğu filoları kullanabilmekte, böylece işletmenin verimliliği ve güvenilirliği artmaktadır. Altyapı şirketleri de altyapı koşulları ile ilgili tahminlerden elde edilen verileri kullanarak bakım masraflarını azaltmaktadır.

Dijitalleşmenin İşletmelere Sağladığı Faydalar

Sinyalizasyon sistemleri tren hareketini, hızlanmasını ve frenlemesini uzaktan kontrol eden sistemler olup günümüzde özellikle metrolarda yerini wireless tren ile yer sinyallerinin kombinasyonuna bırakmıştır. ETCS Seviye 2 sinyalizasyon standardı kullanılan hatlarda trenler ve kumanda merkezi arasında sürekli olarak radyo bağlantısının sağlanması önemli olup bu bağlantı GSM-R teknolojisi ve hat üzerine kurulan BTS’lerce yapılmaktadır. Raylı sistemler, istasyonlar, hemzemin geçitler ve demiryollarında havalandırma, taşıma ve acil durum araçlarının yönetimi ile kontrolünde de nesnelerin internetine başvurulmaktadır. Sinyalizasyon sistemleri sensörler vasıtasıyla uzaktan izlenebiliyor. Böylece kazaların önüne geçilmesi de mümkün olacak.

Yolcuya odaklı mobil uygulamalar sayesinde demiryolu dünyasında rahatlık ve kolaylık daha da önemli bir hal alıyor. Tren bileti döneminde yavaş yavaş sona geliyor. Turnikelerde temassız ödeme sistemi tüm dünyada giderek yayılıyor, ancak yeni bir devrim de yolda; yüz tanıma sistemi.

Tanılama yazılımları tekerleklerin, dingillerin ve diğer parçaların ne zaman değiştirilmesi gerektiğini öngörebiliyor. Aynı konsept, sinyalizasyon gibi demiryolu dışındaki altyapılar veya hat planlaması ve programlaması gibi sorunlar için de geçerli.

Tamamen otomatik sürücüsüz tren uygulamaları her geçen gün artıyor. Yapay zeka uygulaması ile kaynaklardan en iyi şekilde faydalanılması, güvenlik, zaman ve bakım masraflarından % 50 tasarruf sağlanabiliyor.

Ülkemizde Dijital dönüşüm Uygulamaları

Demiryolları Türkiye’nin ilk online bilet satışı sağlayan sitelerinden birisidir. TCDD Taşımacılık her gün yüksek hızlı trenlerde 23 bin, anahat ve bölgesel trenlerde 49 bin, Marmaray’da 350 bin, Başkentray’da 39 bin yolcuyu ve 100 bin ton yükün ulaştırılmasında yeni nesil teknolojiler ve özel dijital teknoloji uygulamaları kullanılmaktadır. Mevcut yüksek hızlı tren hatlarında GSM-R, ERTMS ve ETCS sistemleri faaliyet göstermekte ve trenlerin güvenliğini, hızını, hat kapasitesini ve zaman verimliliğini artırmaktadır.

Ülkemizde kent içi raylı sistem kullanan 12 ilimiz bulunuyor. Bunlardan İstanbul’da,  Üsküdar–Çekmeköy hattında sürücüsüz otomatik metro hattı(GoA4), Kadıköy–Kartal arasında sürücülü otomatik metro hattı (GoA3) işletilmekte olup diğer tüm şehir hatlarımızda sürücülü ve genellikle iletişim tabanlı tren kontrol (CBTC) sinyalizasyon sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler tren ile merkez arasında sürekli ve anlık veri alış-verişi ile iletişim kurarak, hem trenin tam konumunu, hem de trenin uzaktan kontrolünü, geleneksel sinyalizasyon sistemlerine göre daha doğru ve hızlı yapabilen sistemlerdir. Bu hatlarda bakım yönetimi için ERP, SAP ve Maximo yazılımları kullanılmaktadır.

Tüm kent içi raylı sistemlerde Elektronik ücret toplama, yolcu bilgilendirme mobil uygulamaları, Dijital Trunk ve tetra telsiz telsiz sistemleri uygulanmaktadır.

ARUS üyesi Aselsan dijital dönüşüm çalışmalarına hız kesmeden devam etmektedir.  Bu çalışmalarına örnek olarak ;

Yazılım tabanlı teknolojilerle tasarlanan, yüksek verim, esnek ve modüler Çekiş Sistemleri, Trendeki tüm verileri toplayan ve bu veriler ışığında trenin en verimli, konforlu ve uzun süreli çalışmasını sağlayan Tren Kontrol ve Yönetim Sistemleri, Hat boyundaki akustik bilgilerin, fiber kablo üzerinden toplanarak, toplanan veriler ışığında güvenlik ve hat muayenesini sağlayan MİDAS-R Sistemleri, Sürücüsüz işletmeciliği sağlayan, dakik, düşük maliyetli ve güvenli Metro ve Ana hat sinyalizasyon sistemleri verilebilir.

Bir diğer ARUS üyesi şirketimiz olan Enekom, Aralık 2018'den bu yana 90 km'lik yüksek hızlı tren çift hattında başarıyla çalışan RailAcoustic® Sistemini sunarak, bir teknolojik girişim ile karşımıza çıkıyor. Sistem, ray kusurlarını sürekli ve uzaktan gerçek zamanlı olarak tespit edip, heyelanları, taşkınları ve trenin konum ve hızını anlık olarak izliyor ve ilaveten bazı önleyici bakım fonksiyonları da sunuyor. Aynı teknoloji halihazırda, Sivas-Ankara arasındaki başka bir hızlı tren hattında, bu kez beton döşeme tünel kesimlerinde uygulanıyor.

Aselsan ve Enekom firmalarımız geliştirdikleri MİDAS-R ve RailAcoustic sistemleri ile Avrupa da uluslararası ödüle layık görüldü.