Emre BAHÇIVAN*, Assist.Prof. Dr. Özgür Turay KAYMAKÇI**  

*Ä°stanbul BüyükÅŸehir Belediyesi Anadolu Yakası Raylı Sistem MüdürlüÄŸü, Yıldız Teknik Üniversitesi Elektronik- HaberleÅŸme MühendisliÄŸi / Elektronik ABD.

** Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Fakültesi Kontrol ve Otomasyon MühendisliÄŸi.

SÜRÜCÜSÜZ METRO, Raylı Sistemde Yeni Dönem

GeliÅŸen teknoloji ile raylı sistemlerdeki otomasyon seviyesinin artması kaçınılmaz bir hale gelmiÅŸtir. Yeni yapılan metro hatları güncel mevzuata ve teknolojiye uygun sürücüsüz tasarlanırken eski metro hatları sürücülü olarak iÅŸletime devam etmektedir. Bu noktada yeni hatların sürücüsüz olarak tasarlanması ve inÅŸa edilmesinin yanı sıra mevcut eski hatların sürücüsüz iÅŸletime dönüÅŸümü de gündeme gelmiÅŸtir. Ä°ÅŸletme altında bu dönüÅŸümün nasıl yapılması gerektiÄŸi, iÅŸletmenin kesintiye uÄŸramaması için kritik bir hale bürünmüÅŸtür. Bu makalede öncelikle sürücülü/sürücüsüz temeli altında raylı sistemlerde otomasyon seviyeleri tariflenecek olup daha sonra sürücüsüz metroların avantajları açıklanmaya çalışılacaktır.

Raylı sistemlerde otomasyon seviyesi en basit anlamda insan faktörünün tren kontrolündeki etkisiyle ölçülür. Bu baÄŸlamda IEC 62290 standardı raylı sistem otomasyon seviyelerini tanımlamıştır. [1] GoA (Grade of Automation) olarak kısaltılan bu tabir 4 seviyede ölçülmektedir. (tablo-1)

Tablodan anlaşıldığı üzere Goa1, Goa2, Goa3 ve Goa4 iÅŸletim seviyeleri insan faktörünün tren kontrolüne etkisini yansıtmaktadır. Goa1 seviyede tren kapılarını açıp kapatma, treni istasyondan kaldırma, limit hız altında treni sürme (hızlanma/yavaÅŸlama) tamamen makinist kontrolü altındadır. Bu seviyeye örnek olarak M1 Yenikapı-Havalimanı/Kirazlı metrosu verilebilir.

Goa2 seviyede insan faktörü azalmıştır. Bu seviyede makinist sadece tren kapılarından ve trenin perondan güvenli bir ÅŸekilde ayrılmasından sorumludur. Bunun haricinde trenin sürülmesi ve perona yanaÅŸması otomatik olarak yerine getirilir. Goa2 birçok kaynakta STO (Semi automatic Train Operation) yani yarı otomatik tren iÅŸletimi olarak geçmektedir. Bu seviyeye örnek olarak M2 Yenikapı-Hacıosman, M3 Kirazlı-BaÅŸakÅŸehir, M4 Kadıköy-Kaynarca ve M6 Levent-Hisarüstü metroları verilebilir.

Goa3 seviyede makinist yer almamaktadır. Bunun yerine tren iÅŸletimi ile ilgili tüm sorumluluk sinyal sistemi uhdesinde olup tren kapılarının kapanması ve trenin perondan güvenle ayrılması bir tren personeli tarafından gerçekleÅŸtirilmektedir. Goa3 seviye tam otomatik sürücüsüz aÅŸamanın bir öncesidir. M4 Kadıköy-Kaynarca hattı bu seviyede iÅŸletim için uygun altyapıya sahiptir.

Goa4 (sürücüsüz) seviye ise tüm tren iÅŸletiminin, tren kapılarının kapanmasının ve trenin perondan ayrılmasının otomatik ve sürücüsüz olarak gerçekleÅŸtirildiÄŸi otomasyon seviyesidir. Birçok kaynakta UTO (Unattendad Train Operation) olarak da geçmektedir. Türkiyenin ilk sürücüsüz metroları olmaya aday M5 Üsküdar-Çekmeköy, M7 KabataÅŸ-Mecidiyeköy-Mahmutbey, M8 Dudullu-Bostancı metro hatlarının ise yapım çalışmaları devam etmektedir. Hatların yeni planlanan uzatmalarının da aynı otomasyon seviyesinde olması öngörülmektedir.

Yeni Trend : Goa4

Sürücüsüz metro için gün geçtikçe talep artmaktadır. 2016 itibariyle dünyada iÅŸletme altında 37 ÅŸehirde 55 hatta toplam 803 km sürücüsüz metro bulunmaktadır. Bununla beraber hali hazırda en az bir metroya sahip 157 ÅŸehirin yaklaşık çeyreÄŸi bir sürücüsüz metroya sahiptir. [3]

Åžehir bazında dünyada goa4 iÅŸletmeye öncülük edenler ;

1-Singapur > 93 km

2-Dubai > 80 km

3-Vancovur > 68 km sürücüsüz metro hattına sahiptir.

Goa4’ ün GeleceÄŸi

Ä°lk sürücüsüz metronun devreye alınmasının üzerinden 30 yıl geçmiÅŸken sürücüsüz metro ağı günden güne geniÅŸlemektedir. Goa4 sürücüsüz iÅŸletmeyle ilgili UITP organizasyonunun 2025 yılı öngörüsü tüm dünyada 2300 km’dir. [3]

Neden Sürücüsüz Metro?

Ä°lk bakışta sürücüsüz metroların geliÅŸen teknolojinin doÄŸal bir sonucu olduÄŸu görülse de temel anlamda bazı gereksinimler sonucu ortaya çıktığı söylenebilir. Artan düÅŸük sefer aralığı ihtiyacı, insan hatasının etkisinin azaltılması, inÅŸai kazanımlar, zaman ve enerji tasarrufu vb. diÄŸer hususlar sürücüsüz metroyu bir adım öne çıkarmaktadır. Temel anlamda avantajları sıralayacak olursak ;

• Ä°nsanlara güncel teknolojinin takip edildiÄŸi izlenimi verilecektir.
•  
• Daha düÅŸük sefer aralığı ; Hat sonu dönüÅŸlerin otomatik (kabin deÄŸiÅŸimi olmadan) ve hızlı olması bunun yanı sıra istasyon bekleme sürelerinin kısa olması nedeniyle ile daha düÅŸük bir sefer aralığı ve daha yüksek bir yolcu kapasitesi elde edilir. Tecrübeler ışığında sefer aralığının 75 saniyeye kadar düÅŸürülebildiÄŸi görülmüÅŸtür. [2]

• Yüksek iÅŸletme hızı ; Sürücülü sistemlerde uç istasyonda kabin deÄŸiÅŸimi iÅŸlemi ve sürücüye baÄŸlı diÄŸer iÅŸlemler zaman kaybına neden olmaktadır. Ayrıca goa4 iÅŸletme sayesinde sefer aralığı düÅŸeceÄŸinden; örneÄŸin 8 vagonlu iÅŸletme yerine 4 veya 6 vagonlu iÅŸletme yaparak, personel maliyetinde artış olmadan daha düÅŸük sefer aralığı ile aynı taşıma kapasitesinde iÅŸletme yapılabilmektedir.
•  
• Personel tasarrufu ; Örnek vermek gerekirse20 tren için 70 makinist gereklidir. (vardiya deÄŸiÅŸimleri dahil) 
• 70 x 2.000€ x 12 ay x 30 yıl (iÅŸletme ömrü) = 50 milyon € tasarruf edilebilir.
• Makinist maliyeti aylık yaklaşık olarak 2.000 € varsayımıyla,
• Esnek Ä°ÅŸletme ; Gerek iÅŸletme esnasında yapılacak daha hızlı filo azaltımı / artırımı gerekse gece yapılacak depolama ya da bakım faaliyetleri için tren hareketlerinin en kısa sürede, gereken yere sürücüsüz ve kontrol merkezinden verilen komutlarla esnek ve hızlı bir ÅŸekilde yapılabilmekte ve istenildiÄŸinde rahatça gece seferleri uzatılabilmektedir.

• Ä°nsan faktörünün devre dışı bırakılması ; Tren sürücülerinden kaynaklanabilecek grev ve lokavt gibi problemler ortadan kalkacaktır.
•  
• Daha az insan hatası (Ä°ÅŸletme GüvenliÄŸi) ; Sürücüsüz sistemler konvansiyonel sürücülü metrolara göre daha emniyetlidir. Demiryolu kazalarının birçoÄŸu insan hatasından kaynaklanmaktadır. Sürücüsüz metrolarda son 30 yılda sadece 1 kere kaza yaÅŸandığı raporlarda belirtilmiÅŸtir. [4]
•  
• Daha az insan hatası (Yolcu GüvenliÄŸi) ; PAKS (Platform Ayırıcı Kapı Sistemi) sayesinde ray hattına izinsiz giriÅŸler engellenmekte, perona düÅŸen yolcular ve intihar giriÅŸimleri önlenebilmektedir.
•  
• Daha Güvenilir; Sürücüsüz sistemde araç üstü sistemler ile hat boyu haberleÅŸme ve sinyalizasyon sistemlerinin yedekliliÄŸinin daha fazla olması sebebiyle servise etki eden arıza olasılığı düÅŸer ve daha yüksek MTBF (Mean Time Between Failure – Ä°ki arıza arası ortalama süre) elde edilir.
•  
• Daha çok yolcu kapasitesi; Araçlarda sürücü için kabin bulunmadığından yolcu kapasitesinin daha fazla olması veya kabin için ayrılan kesimin kısaltılarak tren boyunun kısaltılması mümkündür.
•  
• Tek tip personel rejimi; Makinistlerin devreden çıkarılmasıyla tüm araçlardan ve istasyonlardan sorumlu, aynı eÄŸitimi almış tek tip çok fonksiyonlu ve esnek görev tanımlı personeller ortaya çıkacaktır. Yurtdışı örneklerde bu tip çalışanlara MST - Multi-Skill Technicians /Çok Yönlü Eleman adı verildiÄŸi görülmüÅŸtür. Makinist kabininde yolcudan izole olan makinistler yerine araçta veya istasyonda yolcuyla iç içe olan personeller hem yolcular hem de iÅŸletme sürekliliÄŸi için daha faydalı olacaktır.
•  
• Ä°nÅŸai kazanımlar; DüÅŸen sefer aralığı sayesinde daha az vagonlu yani daha kısa trenlerle aynı yolcu taşıma kapasitesine ulaşılabilir. Bu sayede platform boyu kısalacaktır. Platform boyunun kısalmasının inÅŸai maliyet anlamda faydasının olmasının yanı sıra iÅŸletme kolaylığı, yolcu yönlendirmesi, elektromekanik ekipmanların azalması (aydınlatma ve havalandırma vb.) gibi faydaları da olacaktır.
•  
• Enerji kazanımları; Son günlerde popüler olan rejeneratif enerji kazanımı sayesinde frenleme ile geri kazanılan enerjinin hatta basılarak yakında bulunan tren tarafından alınması saÄŸlanabilir. Goa4 iÅŸletmeyle düÅŸen sefer aralığı sayesinde trenler birbirine daha çok yaklaÅŸacaktır. Bu sayede birbirine yakın trenler arasında bir nevi enerji alışveriÅŸi gerçekleÅŸmiÅŸ olur. Yapılan araÅŸtırmalara göre düÅŸük sefer aralığında trenler arası enerji takası verimlidir. [5]

Goa4’e daha yakın bir bakış

IEC 62290 standardında belirtildiÄŸi üzere böylesine bir otomatik iÅŸletim için ek güvenlik önlemleri alınmalıdır. Öncelikle trenin ve sinyalizasyon sisteminin sürücüsüz iÅŸletmeyi desteklemesi gerekmektedir. Buna ilaveten tren üzerinde birtakım tespit sistemleri bulunmalıdır. Temel olarak tren üzerinde ;

1. Ray üzeri engel algılama
2. Raydan çıkma algılama
3. Yangın algılama

gibi sistemlerin tesis edilmesi şarttır.

Tam sürücülü iÅŸletmelerde tren içindeki yolcu konfor ve güvenliÄŸi makinist uhdesindedir. Sürücüsüz iÅŸletmede ise tren içinde herhangi bir personel mevcut olmadığı için tren üzerindeki bilgilerin kontrol merkezine taşınması gerekmektedir. Tren üzerindeki kamera, anons, interkom (bas-konuÅŸ), yangın algılama vs. sistemlerine ait verilerin kontrol merkezine taşınması için hem tren üzerinde hem de hat boyunda uygun iletiÅŸim sistemi tasarlanmalı ve kontrol merkezinde bu bilgilerin deÄŸerlendirilmesi için iÅŸ istasyonları kurulmalıdır.

Sürücüsüz sistemlerde iÅŸletmenin kesintiye uÄŸramaması esastır. Bu nedenle sürücüsüz sistemlerin emre amadeliÄŸini (availibility) ve güvenilirliÄŸini (reliability) artırmak için araç üzeri yedek sinyal ekipmanı bulunmalı ve hatta izinsiz giriÅŸlerin engellenmesi için Platform Ayırıcı Kapı Sistemi (PAKS) tesis edilmelidir.

Ä°ÅŸletme konsept olarak sürücüsüz gerçekleÅŸtirildiÄŸi için parklanma ve yıkama gibi iÅŸlevlerin de sürücüsüz uygulanması gerekmektedir. Bu nedenle gerekli altyapı depo ve bakım sahalarında tesis edilmelidir.