LEE- Raylı Sistemleri Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19437

Gözat

Sustainable Development Goal "Goal 9: Industry, Innovation and Infrastructure" ile LEE- Raylı Sistemleri Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Functionality of virtual signals in marshaling yard and workshop area signaling systems
    (Graduate School, 2022-02-14) Efe, Hasan ; Söylemez, Mehmet Turan ; 526201006 ; Railway System Engineering
    In railways, due to the fact that the wheels of the vehicles and the rails are made of steel, the friction force between them is very low, and thus, railway transportation is a transportation method that can be used with higher efficiency than other transportation vehicles. Looking at the development of railways, it has always been in renewal due to the increasing demands since its first use and has become a safer and faster transportation method. In this process, the signaling system was developed in order to make the railways safer and faster transportation. With the signaling system, all wayside equipment on the line can be controlled and commanded. In addition, with the interlocking system, which is the most basic component of the signaling system, all these wayside equipment acts according to each other's positions, ensuring that the system is safer. In the lines where the signaling system is used, the design of the area where the signaling system will be applied and the operation planning of the relevant area is very important in order to use the line with higher efficiency, faster operation and also reduce the important and continuous needs such as cost and maintenance. This design is of great importance not only for the placement of the equipment on the line but also for software development. The heart of the rail lines for freight transport is the marshaling yard and workshop areas. These areas are the most critical and complex areas in railways. Many operation methods have been used from past to present for the Marshalling yard and workshop areas. A signaling system has been installed on these lines to increase both operational safety and punctuality. The physical signals (dwarf or maneuver) used in the marshaling yard and workshop areas that exist today actually bring some problems with them. In my thesis, the effects of using virtual signals instead of physical signals for some special areas in signaling system designs for marshaling yard and workshop areas on operation, cost, system reliability, and maintenance times are examined and the advantages are shown. In the first chapter, the differences in railway transportation from other transportation methods and the importance of the signaling system are briefly mentioned. In addition, the operation methods used in the marshaling yard and workshop areas are explained and sample projects are mentioned. Lastly, the purpose of the thesis is explained in this section. In the second part, a brief description of the railway signaling system is explained, and it is explained under three sub-titles as wayside equipment, interlocking system, and centralized traffic control. Each sub-title is divided into sections within itself and detailed information is given. In the third chapter, the routes and types that need to be set in order to move the trains safely depending on the interlocking system are explained. In addition, how the route will be set, the prerequisites for setting the route, the equipment to be controlled and commanded, and the differences between the shunting route and the train route are explained in detail. In the fourth chapter, marshaling yards and workshop areas are introduced, the lines in it, the purposes of use of those lines, and especially the workshop buildings in the workshop areas are stated. In addition, the types of constructions that vary according to the operation to be applied in the marshaling yard and workshop areas are also explained and the advantages of use compared to each other are stated. In the fifth chapter, the information that should be known in the design phase for the signaling system to be applied in the marshaling yard and workshop areas is mentioned. In addition, the differences in the operation applied in these regions according to the mainline were also mentioned. Finally, a sample project with the conventional signaling design with the interlocking system and a sample project managed only by the dispatcher without using any interlocking system is shown, and the advantages and disadvantages of these two projects compared to the proposed signaling system are explained. In the sixth chapter, the proposed signaling system design is explained, and also all the lines in the marshaling yard, their purpose of use, operation, and the workshop areas, which are the application areas of the proposed signaling system, are given and their differences from the marshaling yard are explained. Finally, the benefits of the proposed system to the project in terms of cost, availability, maintainability, and operation are explained. In the seventh chapter, the case study is introduced, the signaling design applied for all lines is explained, and it is also stated in which order the commands will be run in the software. Finally, all the planned operation plans for the workshop area, such as entry, exit, and shunting movement inside the region are explained. In the last section, the conclusions drawn from my thesis work are stated. The effects of using virtual signals and using physical signals are summarized in the table.
  • Öge
    Numerical investigation of running dynamics of a freight wagon bogie with variable gauge wheels
    (Graduate School, 2022) Karakaş, Gökhan ; Sünbüloğlu, Emin ; 714574 ; Department of Railway Systems Engineering
    Many innovations have been made on the basis of vehicles, rails and track structure in railway systems, which are of great importance for humanity. One among of a vast, axle groups called bogies are used to increase the performance of tractive and hauling stock to adapt curves on railway tracks. Thanks to bogies, the wheels provide a better positioning to the rails during their movements. The distance between two rails on railway line varies among various countries and regions around the world. The wheels on the vehicles also have to change and adapt to track according to this track gauge if the start and final points of the intended travel are on different gauge stations. Therefore, there is an additional labour and time loss in the track gauge changing situations of vehicles on railway routes passing over two different gauge. Variable gauge bogies are one of the best solutions to minimizing the cost and time of adaptation. This thesis aims to examine the running behaviour of a bogie design with variable gauge wheels using Numerical Multibody Dynamics Analysis. Wheel-rail interactions and many inter-vehicle interactions can be simulated with multibody simulation software platforms. A conventional three-piece bogie and the new design bogie are analyzed and compared in terms of stability, twisted track analysis and bogie yaw resistance according to the specified standards. "Method 1" was applied to the twisted track and the Nadal criteria were examined. The running safety was checked by staying below the limit values in the standard. On-track dynamic tests were performed only for the new design bogie. These dynamic tests were analyzed separately for various combinations of loading and vehicle length conditions using four differend classes of track according to their curve radii. The variable gauge distance bogie was also tested in two separate track gauges of 1435 mm and 1520 mm, as in the previous tests. Some parts of the studied bogie design were modeled in CATIA V5. In addition, wheel profile, rail profile, tracks in three-dimensional space, wheel-rail pairs and contacts are created in SIMPACK environment. Track and vehicle configurations where dynamic tests are carried out are modeled according to the requirements specified in EN 14363 and EN 16235 standards. An important recommendation was made to the design while performing all the tests. When the proposed design for the bogie was modeled exactly, derailment was observed in the wheels inside the curves. The problem has been solved by connecting the two inner axleboxes in the design to limit relative lateral movements to each other. As a result, while the new design exhibits a different character in terms of stability, it succesfully met the criteria examined in this study in terms of running safety of freight wagons.
  • Öge
    Petri ağları ile otomatik tren koruma sistemi tasarımı
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-09-22) Barutçu, Mustafa ; Kurtulan, Salman ; 526191011 ; Raylı Sistemler Mühendisliği
    Demiryolu sinyalizasyon sistemlerinin kullanım amacı demiryolu trafiğini düzenlemek ve demiryolu taşımacılığın güvenliğini sağlamaktır. Demiryolu taşımacılığının gelişimine paralel olarak demiryolu sinyalizasyon sistemleri de gelişim göstermiştir. 1830'larda demiryolu sinyalizasyonu sinyal görevlilerinin kullandığı el sinyalleri ile sağlanmaktaydı.1860'larda mekanik sinyalizasyon cihazları (semafor ve mekanik sinyalizasyon) kullanımı artmıştır.1900'lerin başlarında mekanik sinyalizasyon sistemlerinin yerine elektromekanik sinyalizasyon sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.1960'larda sinyalizasyon sistemlerine bilgisayar tabanlı kontrol ve izleme özellikleri eklenmiştir. Sinyalizasyon sistemlerinin gelişimi sürecinde, yol boyu ekipmanların yanı sıra araçüstü sistemlerde de ilerlemeler gerçekleşmiştir. 1869 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde demiryolu araçlarının belirli bir noktada durmasını sağlamak için raylara mekanik cihazlar yerleştirilmiştir. Kullanılan sistem "Train Stop" tren durdurma olarak isimlendirilmiştir. Demiryolu aracı durması gereken noktaya gelmediği sürece tren durdurma sistemi çalışmamaktadır.1870'lerde trenin hızını kontrol eden, referans değerlerin aşılması durumunda otomatik frenleme uygulayan sistemler kullanılmaya başlanmıştır.1900'lerde teknolojinin gelişimi ile birlikte otomatik tren koruma sistemleri de gelişim göstererek hız kontrolü yapabilen, frenleme ve tren takibi gerçekleştiren sistemler haline gelmiştir.1960'larda tren hareketlerini daha ayrıntılı inceleyen ve müdahale eden sistemler geliştirilmiştir. Avrupa ülkeleri arasında demiryolu taşımacılığının gelişmesi ile birlikte ülkelerin birbirleri ile uyumlu sinyalizasyon sistemleri geliştirilmesi bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu nedenle Avrupa'da (ETCS) Avrupa Tren Kontrol Sistemi adı verilen bir standart otomatik tren koruma sistemi geliştirilmiştir. Ülkemizde de ETCS yanı sıra ATS adı verilen otomatik tren durdurma sistemi kullanılmaktadır. Bu tezin temel amacı, ülkemizde kullanımda olan ATS "Otomatik Tren Durdurma" sisteminin hemzemin geçit bölgelerinde de koruma sağlaması için ilave fonksiyonlar eklenmesini önermek ve bu önerilen sistemin petri ağları kullanılarak tasarımının yapılmasıdır. Önerilen model için petri ağları ile PLC kodu oluşturularak uygulama devresi ile test edilmiştir.
  • Öge
    Raylı sistemlerde sanal blok sinyalizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-17) Dündar, Doğancan ; Kurtulan, Salman ; 526181006 ; Raylı Sistemler Mühendisliği
    Raylı sistemler hayatımızda her geçen gün daha fazla önem kazanan bir ulaşım türü olup, teknolojide yaşanan gelişmelerle de kendini sürekli yenileyen bir yapıya sahiptir. Bu bakımdan raylı sistemler artan şehir nüfusuna cevap verecek şekilde geliştirilmiş, aynı zamanda da güvenlik kavramlarından ödün verilmemiştir. Bütün bunların gerçekleşmesini sağlayan sinyalizasyon sistemleri, güvenlik ve işletme açısından en önemli rolleri üstlenmektedir. Sinyalizasyon sistemleri ayrıca tüm dünyada sürücülü işletmelerden, sürücüsüz otomatik tren işletmelerine geçişi sağlamıştır. Otomatikleştirilen demiryolu işletmeleri, hem personel maliyetini azaltmış hem de sistemde insan kaynaklı hataları minimize etmiştir. Raylı sistemlerin ilk sinyalizasyon örneklerinden olan sabit blok sinyalizasyonunun artan talebe cevap vermekte zorlandığı noktalarda, haberleşme sistemlerinde yaşanan ilerlemeler, birtakım yapısal sorunları çözmede başarılı olmuştur. Tren ile hatboyu arasındaki kablosuz iletişimin daha güçlü ve güvenilir hale gelmesi, hatboyu üzerindeki yükü hafifletmiş, böylece ray devresi gibi tren meşguliyetini algılayan ekipmanların elimine edilmesine yardımcı olmuştur. Araçüstü donanımına eklenen odometri ve işlemci birimleri sayesinde trenler kendi konumlarını hatboyuna raporlayabilir hale gelmiştir. İletişim tabanlı tren kontrol sistemleri (Communication Based Train Control, CBTC) sayesinde işletme sıklığının artırılması, dolayısıyla kapasite artışı olağan hale gelmiş, artan şehir yüküne demiryollarının cevap verebilir hale gelmesi sağlanmıştır. Bu sayede CBTC sistemleri her geçen gün dünyanın onlarca şehrinde ve daha fazla projede kullanılagelir olmuştur. Benzer gelişmeler otomatik tren kontrol (Automatic Train Control, ATC) sistemlerinde de yaşanmıştır. Sabit blok sinyalizasyonunda kullanılan belirli ve değişmeyen uzunluklardaki blok mantığı, yerini yazılımsal olarak değiştirilebilir, fiziki olmayan sanal bloklara bırakmıştır. Buna göre bir ray devresi uzunluğundaki hat bloğu, sanal olarak tanımlanmış birden fazla hat bloğuna dönüştürülebilir. Hat bloğu uzunlukları azaldığı için trenlerin birbirine daha yakın seyretmesi mümkün hale gelmektedir. Ayrıca bu blok uzunluklarının değiştirilebilir olması sistem mimarisine esneklik kazandırmakta, projenin hatboyu ekipman maliyeti yükünü azaltmakta, kapasite artırımına olanak sağlamaktadır. Ek olarak tüm sistem alt birimlerinde kolayca değiştirilebilir modüler ekipmanlar kullanılması sistemin yedekli ve kolayca test edilebilir olmasını sağlamıştır. Bakım ve hata bulma süreçleri daha rahat sürdürülmektedir. Bu tez çalışmasında, CBTC öncesi sinyalizasyon türlerinden bazıları ele alınmış, ardından CBTC sistemlerinin ayrıntılı anlatımı verilmiştir. Sinyalizasyon sisteminin omurgasını oluşturan bu iletişim altyapısının temellerine değinilmiş ve ana fonksiyonları ile birlikte çalışma mantığı açıklanmıştır. Ardından hat bloklarını sanallaştırma yöntemlerine geçilmiştir. Sanal blok sinyalizasyonunun bir CBTC altyapısı üzerinden nasıl gerçekleştirildiği açıklanmış, araçüstü ve hatboyunda kullanılan ekipmanlara ve anklaşman sisteminin detaylarına dair bilgiler verilmiştir. Tren ile hatboyu arasında kullanılan veriler listelenmiş, bu verilerin anklaşman yazılımı içerisinde nasıl kullanıldığı açıklanmıştır. Ardından anklaşman yazılımının mimarisi üzerinde durulmuş, alt fonksiyonların görevleri anlatılmıştır. SIEMENS TIA Portal üzerinden ladder ve GRAPH dili ile kodlanan hatboyu ATC yazılımının içeriği paylaşılmıştır. Yine programlanabilir lojik kontrolör (Programmable Logic Controller, PLC) Simülatörü ile, hareket yetkisi paketlerinin nasıl üretildiği gösterilmiştir. Simülasyon üzerinden çeşitli senaryolar altında hareket yetkisi mesajının davranışları incelenmiştir. Ardından sinyalizasyon sistemlerine dair dünyadaki diğer önemli yöntemlere değinilmiş, son bölümde ise sonuç ve öneri görüşleri sunulmuştur.