Dünyada Şehir içi ve Şehirler arası Raylı Sistem Uygulamaları

2050 yılına gelindiÄŸinde ÅŸehirlerde yaÅŸayan dünya nüfusunun ikiye katlanarak yaklaşık 6,4 milyara ulaÅŸması bekleniyor. Yani nüfusun yüzde 70’i ÅŸehirlerde yaÅŸayacak. Böylesine hızlı bir deÄŸiÅŸime ayak uydurmak için taşımacılık sistemlerimizin oldukça ekonomik, sefer sıklığı ve hat kapasitesi yüksek, dakik, verimli ve insan hatalarından arındırılmış olması ÅŸarttır.

Gelecekte toplu taşıma sistemlerimizin kapasitelerinin artırılması, var olan altyapılarda ise sistemlerin daha verimli bir ÅŸekilde kullanılması için hatların modernize edilerek otomatik tren kontrol güvenlik sistemleriyle donatılması gerekiyor.

Son yıllarda sürücüsüz otomobiller üzerine çok fazla çalışma var. Ancak taksi, tır gibi otonom araçlarda trafik koÅŸulları, güvenlik normları, yol koÅŸulları, sürüÅŸ sırasında insan psikolojisi gibi sayısız karmaşık algoritmalar ve zorluklar mevcut.

DiÄŸer yandan sürücüsüz tren sistemlerinin, sürücüsüz otomobil yada tırlara göre tasarımı ve uygulanabilirliÄŸi daha basit. Gidilebilecek güzergah sadece demiryolu hattıyla sınırlı olduÄŸu ve sadece ileri-geri yönlerde ilerlenebileceÄŸi için bir trenin nerede olduÄŸunu anlamak daha kolay. Bu nedenle eÄŸer sitemde büyük bir hata yoksa tren sürücüsünün otomobillerde olduÄŸu gibi yoluna çıkabilecek baÅŸka bir araçtan dolayı endiÅŸe etmesine gerek kalmıyor.

Tren otomasyon sistemlerini inceleyecek olursak;

Sürücü kontrollü sistem (GoA0): Tren sürücü tarafından hiçbir yardımcı sistem olmadan, yol üzerindeki ışıklı sinyal sistemiyle idare edilir. Bu tren iÅŸletmeciliÄŸinde en yaygın olarak kullanılan sistemdir.

Kısmen otomatik sistem (GoA1): Tren sürücüsü sistem üzerinde sürüÅŸ ve frenleme kontrolüne sahiptir. Fakat sürücü kontrollü sistemden farklı olarak tren koruma sistemi sürekli olarak hızı izlemekte, aÄŸdaki diÄŸer trenlerin hareketlerine istatistiksel bilgiler yardımcı olması bakımından sürücünün ekranında görüntülemektedir. Bu sistemde tren hızı kontrollüdür ve belirlenen hızın dışına çıkamaz.

Yarı otomatik sistem (GoA2): Tren sürücüsünün tek görevi treni çalıştırıp hareketi saÄŸlamaktır. Daha sonra otomatik sürüÅŸ sistemi devreye girer. Sistem, trenin platformlarda durması ve kapıların açılıp kapanması dahil, trenin iki istasyon arasındaki hareketi üzerinde tam kontrole sahiptir. Taksim-Hacıosman Metro hattı 2. derece yarı otomatik sisteme uygun olarak yapılmıştır.

Sürücüsüz sistem (GoA3): Otomatik sürüÅŸ sistemi, kalkış, istasyonlar arası hareket, trenin otomatik durdurulması ve kapıların açılıp kapanması üzerinde tam kontrole sahiptir. Sistemin durum analizine göre gerekirse kapılar otomatik olarak tekrar açılabilir. Yolcu yoÄŸunluÄŸunun fazla olması durumunda ek trenler otomatik olarak servise verilebilir. Fakat yine de yolculara destek olmak ve acil durumlar için bir tren görevlisi trende bulunmaktadır. Kadıköy Kartal Metro hattı 3. derecede otomasyona göre yapılmıştır.

Tam otomatik sürücüsüz sistem (GoA4): Otomatik sürüÅŸ sistemi, GoA3’den farklı olarak tamamen sürücüsüz bir ÅŸekilde kontrol edilir ve izlenir. Trende görevli bulunmaz. Olumsuz durumda iÅŸletme ve tren arızalarına müdahale, trafik operatörü tarafından kontrol merkezinden yapılır. Trende müdahale edilemeyen bir arıza olduÄŸunda atölyedeki ekiplerle birlikte kurtarma treni bölgeye sevk edilerek müdahale edilir. EÄŸer tren arızasına müdahale edilemiyorsa araç atölyeye çekilir. Üsküdar- Ümraniye- Çekmeköy Metro hattı 4. derecede otomasyona göre yapılmıştır. Bu hatta metronun hızlanma, yavaÅŸlama, durma, kapılarını açma/kapama dahil tüm iÅŸlemleri bir yazılım aracılığıyla yönetilir.

ERTMS; tren sinyallerini, hızı ve otomatik frenleri yönetirken, ETCS, bilgi toplamak ve araca sürüÅŸ talimatları göndererek güvenliÄŸi saÄŸlamak amacıyla yola yerleÅŸtirilen iÅŸaretlerin etkin bir hale getirilmesini, ATO ise trenin sürüÅŸ ve fren sistemlerini kontrol etmektedir. ERTMS, Dijital Trenlerin Bel KemiÄŸidir. Sürücüsüz tren sisteminde uygulanan bu teknolojinin adı Communications-Based Train Control CBTC, yani (Ä°letiÅŸim Tabanlı Tren Kontrol Sistemi)’dir. Bu teknoloji trenle hattaki ekipmanlar arasında iletiÅŸimi gerçekleÅŸtirerek tüm demiryolu hattının yönetimini saÄŸlar. Bu bir arada sunulan çözüm sayesinde trenler optimize bir hızda hareket etmekte, sefer sıklığı ve hat kapasitesi artmaktadır. Ayrıca ATO sayesinde büyük enerji tasarrufu saÄŸlanmakta, dakiklik ve güvenlik artırılmaktadır. Konvansiyonel hatlarda sinyal sistemi ve sürücü gerekirken, CBTC olan hatlarda verilerle iÅŸletme saÄŸlanır. ÇoÄŸu CBTC’ye sahip hatlarda trenle hat boyundaki ekipmanlar arasındaki iletiÅŸim GSM-R ve WLAN gibi kablosuz iletiÅŸim aÄŸlarıyla saÄŸlanmaktadır. Ä°sviçre raylı sistem ÅŸirketi (SBB), Bern-Olten yüksek hızlı tren hattında otomatik sürücülü sistem geliÅŸtirdi. Gereksiz duraklamaları kaldırmak ve enerji tüketimini azaltmak için tasarlanan bu program sayesinde SBB, tren için optimum hızı hesaplayıp makiniste iletiyor.

Sürücüsüz demiryolu sistemleri ivmelenmenin, frenlemenin, çekiÅŸ ve güç aktarımının optimizasyonu nedeniyle enerji verimliliÄŸine sahiptir ve oldukça ekonomiktir. Kontrol merkezlerinde üretilen verilerle sistem trenin nerede ne zaman hızlanıp yavaÅŸlayacağını ve duracağını hesaplar.

Ülkemizde Uygulamaları

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

TCDD Taşımacılık her gün yüksek hızlı trenlerde 23 bin, ana hat ve bölgesel trenlerde 49 bin, Marmaray’da 350 bin, BaÅŸkentray’da 39 bin yolcuyu ve 100 bin ton yükün ulaÅŸtırılmasında yeni nesil teknolojiler ve özel dijital teknoloji uygulamaları kullanmaktadır. Mevcut yüksek hızlı tren hatlarında Sürücülü GSM-R, ERTMS ve ETCS (GoA0, GoA1ve GoA2) sistemleri faaliyet göstermekte trenlerin güvenliÄŸini, hızını, hat kapasitesini ve zaman verimliliÄŸini artırmaktadır.

Taksim-Hacıosman Metro hattı 2. Derecede (GoA2), Kadıköy Kartal Metro hattı 3. Derecede (GoA3), Üsküdar Ümraniye Metro hattı 4. derecede (GoA4) otomasyon sistemine diÄŸer tüm ÅŸehir hatlarımızda da sürücülü ve genellikle iletiÅŸim tabanlı tren kontrol ve sinyalizasyon sistemleri (GoA0, GoA1 ve GoA3) kullanılmaktadır.

Dünyada Åžehir içi ve Åžehirler arası Raylı Sistem Uygulamaları

Dünya genelinde 62 adet sürücüsüz metro hattı bulunuyor. Dünyanın ilk sürücüsüz metrosu Japonya’nın Kobe ÅŸehrinde 1981 yılında hizmete açıldı.  Avrupa’nın ilk sürücüsüz metrosu ise iki yıl sonra, 1983’te Lille ÅŸehrinde hizmet vermeye baÅŸladı. En uzun sürücüsüz metro hattı ağına sahip ülke Fransa. Ardından Kanada, Singapur ve BirleÅŸik Arap Emirlikleri (BAE) geliyor.

2018 yılında sürücüsüz metro ağı 1030 km iken devam eden ve projelendirilen yatırımlarla 2025 yılında sürücüsüz metro hatlarının 2300 km’ye çıkması bekleniyor.

Dünyanın, saatte 350 kilometre hızla gidebilen ilk sürücüsüz treni 2020 yılında Çin’de hizmete baÅŸladı. Çin'in Fuxing serisinin yeni bir ürünü olan sürücüsüz tren, dünyanın ilk akıllı hızlı tren demir yolu üzerinde iÅŸleyecek. Jing-Zhang adıyla bilinen hızlı tren hattı 10 istasyondan oluÅŸan Pekin, Yanqing ve Zhangjiakou ÅŸehirlerini birbirine baÄŸlayacak.

Avrupa’da ise Ä°sviçre raylı sistem ÅŸirketi (SBB), Bern-Olten yüksek hızlı tren hattında otomatik sürücülü sistem geliÅŸtirdi.

Sürücüsüz hat konusunda çalışmalar yapan Fransa’da ise devlete baÄŸlı SNCF firması, 2023 senesinde sürücüsüz hızlı trenler kullanmayı planlıyor.

Dr. Ä°lhami PektaÅŸ