ASELSAN, 40 yılı aşan süredir savunma alanında oluşturduğu tecrübesini şehir içi ve anahat raylı sistemler alanlarında da etkin bir şekilde kullanmaktadır. Sinyalizasyon sistemleri, raylı ulaşımın planlı, güvenli, dakik, enerji verimli ve etkin olarak kullanılabilmesini sağlayan bir çeşit bütünleşik Komuta-Kontrol ve Haberleşme sistemleridir.

ASELSAN, ülkemizin sinyalizasyon alanındaki ihtiyaçlarını teknolojik kabiliyetiyle ele alarak; metro sistemleri için CBTC tabanlı (Communication Based Train Control) ve ATO (Automatic Train Operation) teknolojilerini içeren sinyalizasyon sistemi, demiryolu ana hatlarındaki raylı ulaşım için konvansiyonel ve ERTMS (European Rail Traffic Management System) seviye 1/2 uyumlu sinyalizasyon sistemleri alanlarında çalışmalar yürütmektedir.

Metro Sinyalizasyon Sistemleri

ASELSAN teknolojisi İstanbul’un Sürücüsüz Metrosu’nda 2021 yılında işletmeye alınıyor.

METRO İSTANBUL, TÜBİTAK BİLGEM ve ASELSAN güç birliği ile başlatılan sürücüsüz metro sinyalizasyon sistemi geliştirme projesinde çalışmalar hız kesmeden sürdürülmektedir. 2021’de işletmeye alınacak olan projede 100’den fazla Ar-Ge mühendisi görev almaktadır. ASELSAN’ın projeye kendi öz kaynaklarıyla da finansal destek sağladığı Milli Sürücüsüz Metro Sinyalizasyon Geliştirme çalışmaları, modüler mimaride geliştirilmekte ve bu sayede yeni metro hatlarına hızlı bir şekilde uyarlanabilmektedir.

Şekil-1 Milli Sürücüsüz Metro Sinyalizasyon Sistemi

Bu proje ile dünyada sadece sayılı firmanın sahip olduğu Haberleşme Tabanlı Metro (CBTC) Sinyalizasyon teknolojisi Milli imkânlarla geliştirilmiş olacaktır. Bu sistem, operasyonel ihtiyaçları üst seviyede karşılayan ileri teknoloji ürünü olarak, başta yurt içi olmak üzere küresel pazarda yüksek satış potansiyeli ile yerini alacaktır. İstanbul Büyükşehir Belediyesi(İBB)’nin ilerleyen yıllar için planladığı 1.000 km uzunluğunda metro hatları ile 5.000 adet metro aracı yatırımlarının ayrılmaz parçası olan sinyalizasyon sistemleri milli birikim ve yerli çözümlerle karşılanmış olacaktır.

Metro araç ve sinyalizasyon sistemlerinde maliyetler ürünlerin kullanım ömrü boyunca ele alınarak değerlendirilmektedir.30 yıllık işletme sonunda; ilk alım maliyeti, enerji tüketimi, arıza, bakım ve yedek parça giderleri gibi maliyetlerin toplanması ile yaşam ömrü maliyeti oluşturulur. Benzer şekilde, metro yatırımı yapılırken ilk alım maliyetinin yanı sıra, diğer ürünlerin enerji tüketimi ve 30 yıllık lojistik destek hizmetlerinin değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda enerji tüketiminin düşürülmesi, verimli araç çekiş sistemleri, geri-kazanılan (re-generative) frenleme ve sürücüsüz sinyalizasyon sistemlerindeki modern entegre yaklaşımlarla sağlanabilmektedir. Entegre lojistik desteğin yerli kaynaklarla sağlanabilmesi, maliyet etkinlik ve hızlı çözüm oluşturması işletmecilikte önemli derecede avantaj sağlamaktadır.

İstanbul metro hatlarında değişik tiplerde araçlar ve sinyalizasyon sistemleri kullanılmaktadır. Bu farklılıklar, işletme esnasında farklı sıkıntılara sebep olmaktadır. Şekil, Uyum ve İşlev (Form, Fit and Function) açısından uyumlu olmayan yedek parçalar; stok maliyetinin artmasına, tedarik sürelerinin uzamasına ve farklı sistemler üzerinde uzmanlaşmış personel istihdamına neden olmaktadır. Bu durum, İstanbul gibi büyük büyükşehirlerde sinyalizasyon sistemlerinin standartlaşması ve ortak sistemlerin kullanımı ile çözüme kavuşturulabilecektir. Hem araç tiplerinde, hem de sinyalizasyon sistemlerinde ortak gereksinimlere göre şartnamelerin hazırlanması ve Milli Sinyalizasyon Sisteminin standart hale getirilmesiyle yaşam ömrü maliyeti (life cycle cost) düşürülebilecektir.

İBB’in şirketi METRO İSTANBUL ile ASELSAN arasında Milli Sinyalizasyon geliştirilmesine yönelik çalışmalara 3 yıl öncesinde başlanmıştır. Yürütülen çalışmalar neticesinde METRO İSTANBUL, TÜBİTAK BİLGEM ve ASELSAN arasında 2018 yılında işbirliği protokolleri imzalanmıştır. Bunun ardından 2019 yılı başında da M1 hattının modernizasyonu kapsamında ortak Milli Sürücüsüz Sinyalizasyon Sistemi geliştirilmesine yönelik Sözleşmeler imzalanmıştır. Sözleşmeler kapsamında METRO İSTANBUL, TÜBİTAK BİLGEM ve ASELSAN güç birliği yaparak Türkiye’de ilk defa Milli Sürücüsüz Metro Sinyalizasyon Sistemini uluslararası standartlara uygun olarak geliştirmeyi ve tasarlanan sistemin sertifikasyonunu almayı hedeflemişlerdir.

Şekil -2 ASELSAN Araç Üstü Tren Kontrol Sistemi

Haberleşme Tabanlı Metro Sinyalizasyon Projesi kapsamında 3 ana alt sistem geliştirilmektedir.

• Araç Üstü Tren Kontrol Sistemi (Onboard Automatic Train Control, OBATC)
• Trafik Kontrol Merkezi (Automatic Train Supervision, ATS)
• Hat Boyu Tren Kontrol Sistemi (Wayside Automatic Train Control, WSATC)

Proje kapsamında ASELSAN tarafından Araç Üstü Tren Kontrol Sistemi, METRO İSTANBUL tarafından Trafik Kontrol Merkezi, TÜBİTAK BİLGEM tarafından ise Hat Boyu Tren Kontrol Sistemi geliştirilmektedir. ASELSAN ayrıca Proje bütününün Teknik Yöneticisi olarak Sistem Mühendisliği faaliyetini de yürütmektedir. Çalışmalar kapsamında sistem gereksinimlerinin türetilmesi tamamlanmış olup sistem tasarım faaliyetleri tüm hızıyla devam etmektedir.

Anahat Sinyalizasyon Sistemleri

ASELSAN ERTMS/ETCS Araç Üstü Tren Koruma Sistemi yakında anahat araçlarında.

ASELSAN ERTMS/ETCS Araç Üstü Tren Koruma Sistemi (ATP-Automatic Train Protection) Geliştirme Projesi, sinyalizasyon alanında yürütülen Ar-Ge çalışmalarından biridir. Tasarlanan araç üstü sistem, ERTMS/ETCS standardına uygun olarak, yüksek hızlı tren, lokomotif ve bölgesel trenlerin tümünde kullanılabilecektir. Araç üstü sistem aşağıdaki fonksiyonlara sahip olacaktır:

• EUROBALIZ ve GSM-R üzerinden hareket yetkileri ve sinyal verilerinin alınması
• Tanımlı hızların sürücü arayüzünde (Driver Machine Interface-DMI) gösterimi ve sürüşe ait bilgilerin girişi
• Sürücünün hız limitleri dışına çıkması durumunda, görsel ve sesli uyarılar verilmesi
• Hız limitlerinin aşılması durumunda, tren arayüzünden (Train Interface Unit-TIU) sırasıyla; çekişin kesilmesi, servis freni yapılması ve acil fren yapılması
• Sisteme ait tüm verilerin kazalara karşı korumalı kayıt birimine (Protected Juridical Recorder Unit-JRU) kaydedilmesi
• Hızlı onarım imkânı ve düşük bakım ihtiyacı

Şekil-4 ERTMS/ETCS Araç üstü Sistem Mimarisi

Sistemde meydana gelebilecek hatalar, ciddi kazalara sebep olabileceği için sistem fonksiyonlarının geliştirilmesi aşamasında aşağıdaki standartlar ve özel tasarım teknikleri kullanılmaktadır:

• ERTMS/ETCS Seviye 1 ve 2 (Baseline 3) uyumluluk
• EN50129 standardına dayanan, düşük arızaya sebep olan, yedekli (Redundant) ve güvenli donanım mimarisi
• EN50128 standardına uyumlu modüler, esnek ve güvenli yazılım mimarisi
• EN50126 standardına dayanan yüksek güvenirlik seviyesi, SIL-4 (Safety Integrity Level 4) ve hata güvenli (fail safe) tasarım
• Yedekli sistem mimarisi (redundancy) sayesinde sürekli operasyon (high availability),
• Özel algoritma ve sensörlerle sağlanan yüksek hassasiyetli konum bilgisi
• Uluslararası bağımsız kuruluşlardan (Independent Safety Assessor) alınan sertifikasyon

Şekil-5 ASELSAN ERTMS/ETCS Araç Üstü Tren Koruma Sistemi (ATP)

ERTMS/ETCS Araç Üstü Tren Koruma Sistemi (ATP-Automatic Train Protection) Geliştirme Projesinin ilk aşamasında prototip bir sistem ortaya çıkarılmıştır. Projenin tamamlanan aşamasında, sistem çözümü laboratuvar ortamında test edilerek doğrulanmıştır. Projenin ikinci safhası için çalışmalar başlatılmıştır. İkinci dönemde, TCDD Taşımacılık A.Ş.’nin desteğiyle temin edilecek bir lokomotif üzerine, tasarlanan sistem entegre edilerek saha testlerine başlanması hedeflenmektedir.

Proje, ülkemizdeki ERTMS/ETCS alanında gerçekleştirilen ilk çalışma olması sebebiyle, ülkemizdeki bilgi birikiminin oluşması adına özel bir statüye sahiptir. TÜBİTAK-TEYDEB tarafından desteklenen proje,  ülkemizdeki milli imkânlarla geliştirilen ilk SIL-4 (Safety Integrity Level) sistem, yazılım ve donanım çalışmalarını kapsamaktadır. Bu nedenle, ASELSAN öz-kaynakları ile güvenli sistem, yazılım ve donanım geliştirme, test ve analiz alanlarında, dünyada sayılı firmada bulunan, altyapı yatırımları tamamlanmıştır. Ayrıca Ar-Ge çalışmaları sayesinde, üniversitelerimiz, ülkemizdeki paydaşlarımız, yurtiçi ve yurtdışı üreticiler ve bu alanda faaliyet gösteren küresel firmalarla işbirliği olanakları sağlanmıştır.

Proje kapsamında üretilen prototip sistem TCDD ve TCDD TAŞIMACILIK yönetimi tarafından yakından takip edilmektedir. Sistemin demiryollarında kullanıma alınmadan önce detaylı testlerin tamamlanması, bağımsız akredite kuruluşlardan (ISA) sertifikasyonun alınması ve sinyal sistemlerinin standartlara uygun olarak doğrulanması esastır. 

Ana-hatlarda milli sinyalizasyon çözümleri için çalışmalar sürüyor.

Anahat Sinyalizasyon alanında dışa bağımlılık, farklı sistemler arası entegrasyon sıkıntıları, güncelleme ihtiyaçlarında gecikmeler, yüksek kurulum ve ürün ömrü maliyetleri gibi sıkıntılar ile karşılaşılmaktadır. Bu durum Yerli Sinyalizasyon Sistemleri geliştirilmesiyle aşılabilecektir.

Bu amaçla TÜBİTAK BİLGEM tarafından Konvansiyonel hatlar milli sinyalizasyon projesi kapsamında bir sistem tasarlanmıştır. Oluşturulan sistemin endüstrileştirilmesi, yaygınlaştırılması ve yurtdışına pazarlanması konusunda ASELSAN ve TÜBİTAK BİLGEM arasında işbirliği görüşmeleri sürdürülmektedir. İlerleyen dönemde yerli tasarım ve üretim ERTMS seviye 1 ve seviye 2 hat boyu sistem çözümlerinin oluşturulması yapılacak işbirlikleriyle sağlanacaktır. Bu çalışmalarda SIL 4 emniyet seviyesinde, kritik donanım ve yazılım bileşenleri yerli olan, maliyet etkin, güncelleme ve bakım maliyeti düşük ve gereksinimleri TCDD’nin tüm seviyelerindeki kullanıcı personel ile belirlenmiş sinyalizasyon sistemlerine ulaşılması hedeflenmektedir.