Demiryolu Altyapısı ve Malzemeleri İçin En Yeni
Transkript
Demiryolu Altyapısı ve Malzemeleri İçin En Yeni
ISSN 0013-2845 ETR TURKEY EDITION Mart | March 2015 Demiryolu Teknolojileri Değerlendirmesi R A I L W A Y T E C H N O L O G Y R E V I E W eurasia rail 2015 baskısı Demiryolu Altyapısı ve Malzemeleri İçin En Yeni Teknoloji 320 km/s www.siemens.com.tr/mobility Çok yüksek hızda en yüksek güvenlik ve konfor Yüksek hızlı Velaro platformumuz tam anlamıyla dünya çapında bir tren ailesi… Kanıtlanmış %99’luk güvenilirliği ve kullanılabilirliğinin yanı sıra esnekliği, dayanıklılığı ve konforuyla da İspanya, Almanya, Rusya ve Çin gibi pek çok farklı coğrafyada yolcu taşıyor. Raylar üzerinde edinilen uluslararası deneyimden, tasarım ve mühendislik aşamalarından servise kadar her noktada uygulanan titiz süreçler de Velaro’nun güvenilirliğini destekliyor. Olağanüstü yolculuk konforu ve çok yüksek hızlı yolculuklar Velaro’yu yolcular için de popüler bir tercih haline getiriyor. Velaro’nun güvenilirliğine bir örnek verelim: Rusya ile yapılan 30 yıllık bakım sözleşmesi sonucunda, 5 dakikanın üzerinde bir rötar yalnızca her 3 milyon kilometrede bir yaşanıyor. Dünyanın çevresini 12.500 kez dolaşmaya yetecek kadar kilometre kat eden Velaro, maksimum seviyede güvenilirlik, kullanılabilirlik ve verimlilik sağladığını kanıtladı. Velaro, yakın gelecekte İngiltere ve Türkiye’de de başlayacak seferleriyle daha da ivme kazanıyor. Çünkü gerçek güvenilirlik, ancak deneyimle elde edilebilir. ÖNSÖZ | Andreas Becker Alman-Türk İşbirliği Almanya ve Türkiye’nin demiryolu trafiği alanındaki işbirliği garlarında gelecekte ortak çalış19. yüzyıla geri gitmektedir. Daha II. Abdülhamid ve Almamalara hazır olduklarını belirtmişnya Şansölyesi Otto von Bismarck zamanında demiryolu tir. Şu anda 170 orta ölçekli işlethattının inşası projesinin büyük hedefleri vardı. Bugün ise me, Alman sistem evlerinin yanı çalışmalar “Doğu ile batı buluşuyor“ sloganı altında devam sıra ürün paletleri ile iş olanakları ediyor. 2023 yılında Türkiye Cumhuriyeti yüzüncü yılını kutiçin başvuruda bulunmakta. Orta layacak. Bu vesile, demiryolu sektörünü yeniden büyük ölçekli Alman işletmeleri hazır! yatırım programlarıyla teknolojik geleceğe doğru ilerletmek Demiryolu sektöründeki geleiçin eşsiz bir fırsat. 97 yüksek hızlı trenin sipariş edilmesi neksel işbirliği günümüzde, Türplanlanıyor. Ayrıca Türk demikiye ile Almanya Türkiye‘nin olası iş ortakları arasında, ryolu ağının en modern tearasında 2015 ilkknolojik yeniliklere uygun hale demiryolu teknolojisinde dünya baharında imzagetirilmesi ve 25.000 kilomet- pazarının lideri Almanya da yer lanması planlanan reye çıkarılması hedefleniyor. devletlerarası analmaktadır. Bunun 10.000 kilometresi salaşma ile başarılı dece yüksek hızlı ulaşım için bir şekilde ve her kullanılacak. Demiryolu yük taşımacılığının da 10 milyon şeyden önce ortaklığa dayalı olaton artarak 34 milyon tona yükseltilmesi ve böylece %40 rak geliştirilebilir. Demiryolu traoranında arttırılması planlanıyor. Bunun yanında yerel raylı fiği alanında Alman-Türk işbirliği. yolcu taşıma sistemi (SPNV) özellikle büyük şehirlerde önemNe kadar güzel bir fikir! li bir büyüme alanı oluşturuyor. Günümüzde on bir şehirde SPNV sistemi bulunmaktadır ve 2023’e kadar bu sayının yirmi üçe çıkarılması planlanıyor. Güncel genişleme planlarında hatların 391 km uzatılması öngörülüyor. Bunun için yerel metro işletmecisi İstanbul Ulaşım’ın yaklaşık 1.800 adet yeni üç ila beş parçalı demiryolu aracına ihtiyacı var. Planlanan bu mega projeler sayesinde Türkiye de demiryolu teknolojisi konusunda dünya lideri olan Almanya’yı olası bir ortak olarak görmekte. Bu tarz bir ortaklık için sebep çok: Alman demiryolu teknolojisi üreticileri kaliteli ve öncü teknolojileriyle güven kaynağı teşkil etmektedir. 2015 yılında Alman demiryolu endüstrisi, üçüncü defa Türkiye’deki “Eurasiarail” demiryolu teknoloji fuarındaki büyük müşterek standıyla kendini kanıtlamıştır. Ayrıca Kasım 2013‘te Alman demiryolu Andreas Becker teknolojisi üreticilerinden oluşan yaklaşık 30 kişilik bir sekOrta Seviye Başkan Yardımcısı tör heyeti Federal Ekonomi Bakanlığı öncülüğünde Alman Alman Demiryolu Sanayicileri Birliği (Verband der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) e.V.) demiryolu endüstrisinin Ankara, Eskişehir, Bursa ve İstanbul www.eurailpress.de/etr ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 3 KÜNYE | İÇINDEKILER | İLAN VERENLER LISTESI ETR TURKEY EDITION ETR Türk Baskısı, İstanbul‘da gerçekleştirilecek Avrasya Demiryolu Fuarı 2015 için özel bir baskıdır ETR Turkey Edition is a special issue for the eurasia rail trade fair 2015 in Istanbul 9 22 İçindekiler | Content Önsöz Andreas Becker Orta Seviye Başkan Yardımcısı Alman Demiryolu Sanayicileri Birliği (Verband der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) e.V.) Seite 3 6 En modern yüksek performanslı makasların yüklenmesi ve optimizasyonu Christian Buzzi, Dietmar Maicz Paul Mittermayr, Heinz Ossberger Wolfgang Zott 9 14 17 Demiryolu hemzemin geçitleri kısmında demiryolu yapım tedbirleri Jochen Forstmeyer Çevre koşullarının raylardaki Thermit® kaynaklarına etkisi üzerine araştırma Jan Hantusch, Sebastian Manzke Dinamik tekerlek/ray kuvvetlerinin belirlenmesi için ölçüm yöntemi Jia Liu, Bernhard Lechner Stephan Freudenstein 22 Raylı araçların vagon kasaları için yeni tarzda hafif yapı konseptleri ve yapı şekilleri Jens König, Horst E. Friedrich Joachim Winter Martin Schön 28 Hibrit lokomotif projeleri – Küresel genel bakış Martin Kache 33 Variopanto® – Esneklik ile sınır tanımayan pantograf Guido Sievers Jörg Maass Wolfram Tessmer 36 38 Künye | Imprint Yayıncı | Publishing house: DVV Media Group | Eurailpress Postbox 101609, D-20010 Hamburg Nordkanalstrasse 36, D-20097 Hamburg www.eurailpress.de/etr İstanbul’da güvenli karma trafik işletmesi için modern teknik Javier Castro Canal Javier Raposo Ocaña Genel Müdür (CEO) | Managing Director (CEO) Martin Weber Sınır ötesi demiryolu trafiğinde tren hareketleri bilgilerinin otomatik olarak aktarımı Axel Belitz Ina Bleicher Yayın Direktörü | Publishing Director Detlev K. Suchanek +49 40 23714-228 | detlev.suchanek@dvvmedia.com Sorumlu Yazı İşleri Müdürü | Managing Editor Dipl.-Volksw. Ursula Hahn +49 6203 661 9620 | ursula.hahn@dvvmedia.com TERCÜME | Translation euroscript Deutschland GmbH, Berlin İLAN VERENLER LISTESI | ADVERTISERS‘ INDEX BBR Baudis Bergmann Rösch, Braunschweig 39 Contitech AG, Hannover 13 DB International GmbH, Berlin DVV Media Group GmbH, Hamburg 5 31, U3 Elektro-Thermit GmbH + Co. KG, Halle 19 GHH Radsatz GmbH, Oberhausen 27 GMT Gummi-Metall-Technik GmbH, Bühl 35 Plasser & Theurer GmbH, Wien U4 Siemens AG, Berlin U2 TÜV Nord Nord AG, Hamburg 21 Voith Turbo GmbH & Co. KG, Heidenheim 37 Eurailpress Reklam Direktörü | Advertising Director Eurailpress Silke Härtel +49 40 23714-227 | silke.haertel@dvvmedia.com Reklam Satışı ETR Publications | Ad Sales ETR Publications Tim Feindt +49 40 23714-220 | tim.feindt@dvvmedia.com Pazarlama Direktörü | Marketing Director Markus Kukuk +49 40 23714-291 | markus.kukuk@dvvmedia.com Grafik Düzen | Grafic Layout TZ-Verlag & Print GmbH, Roßdorf Yayınlayan | A publication of DVV Media Group Deutscher Verkehrs-Verlag 4 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr Promosyon Ekranı DB International ile gelecek şekillendirilir: Yolcu ve yük taşımacılığı için kalıcı çözümler Mühendislik ve danışmanlık: Danışmanlarımız ve mühendislerimiz, 1966 yılından bugüne kadar 100’ü aşkın ülkede trafik, taşımacılık ve altyapı firmaları, devlet kurumları ve belediyeler, kamu ve özel yatırımcılar için binlerce projeye imza atmıştır. İLETIŞIM DB International GmbH Benoit Schmitt Executive Director Europe & Africa Tel. +49 30 6343 2252 benoit.schmitt@db-international.de www.db-international.de Genel teknoloji ve demiryolu teknolojisinin yanı sıra ekonomik uzmanlık bilgileriyle DB International uzmanları geniş bir portföy sunmaktadır. Demiryolu rotaları, garlar, lojistik ve yük taşıma tesisleri, demiryolu bakım istasyonları, atölyeler, demiryolu donanımları, araç teknolojileri, ulaşım ve işletme danışmanlığı, işletme yönetimi, çevre, jeoteknoloji, ölçüm, eğitim ve alıştırma bu portföy dahilindeki alanlardandır. Alman mühendisler tecrübelerini, müşterileriyle güven dolu yakın işbirliği yaparak ulusal ve uluslararası binlerce projede hayata geçirmektedir. DÜNYA ÇAPINDA İLGİ DB AG’nin bir yan kuruluşu olan DB International, son yıllarda Deutsche Bahn ve Almanya’daki özel şirketler için birçok projeyi hayata geçirmenin yanı sıra Hollanda, Lüksemburg, Norveç, Polonya, Romanya, Sırbistan, Hırvatistan veya Türkiye gibi çeşitli Avrupa ülkelerindeki projelerde de yer almıştır. 50 yılı aşkın süredir uzmanlarımızın Avrupa dışında da bilgilerine başvurulmaktadır. Çin’in yeni yüksek hızlı tren hattının yapı denetlemesi veya Kazakistan’daki veya Moğolistan’daki yapı önlemleri gibi çalışmalarda, DB International şirketinin uzmanları kalite, süre ve maliyet unsurları dikkate alınarak anlaşmaya varılmış teknik ve işletimsel hedefleri olan projelerde yer almaktadır. www.eurailpress.de/etr Katar’ın başkenti Doha’da bir ulaşım ağı geliştirip, ülke çapındaki uzun mesafe yolcu ve yük taşımacılığını komşu ülkelerle bağlantılı şekilde tasarlamışlardır. Şimdi bu tasarımların uygulanması aşamasında destek sunmaktadırlar. Suudi Arabistan Krallığı’nda DB International, devlete ve Saudi Railways Company’ye işletme organizasyonu, işletme güvenliği ve araç temini gibi konularda danışmanlık yapmanın yanı sıra Mekke’deki metronun inşasını kontrol etmiş ve şu anda da Hac sırasında işletme gelişimini gözlemlemektedir. Ayrıca uzmanlar, ülkenin ilk yüksek hızlı hattı olan Mekke-Cidde-Medine hattı için proje yönetiminde ve yapı denetiminde sorumluluk üstlenmişlerdir. Şirketin uzmanları, DB Şirketler Grubu’nda çalışan meslektaşları ile birlikte Etihad Rail-DB ortak girişim kapsamında, Etihad Rail ağının ilk uygulama aşamasında işletme yönetimi kapsamında çeşitli görevler üstlenmiştir. SONUÇ Talepler ister basit ister karmaşık olsun, DB International uzmanlarının bilgisi ve tecrübesi her proje için en iyi çözümü sunmaktadır. Şirket, Etihat Rail – DB ortam girişimde ilk defa Arap Yarımadasının işletme sorumluluğunu (Foto: Daniel Pieper) üstlenmektedir TÜRKİYE’DE 30 YIL Şirket dünya çapında edindiği tecrübelerden Türkiye’deki projeler için de faydalanmaktadır. Üstelik bunu uzun zamandır yapıyor. DB International şirketinin, o zamanki adıyla DE-Consult’ın ilk icraatları 1982 yılında TCDD’nin araç filosu için teknik danışmanlık hizmetlerine kadar uzanmaktadır. Demiryolu hatlarının modern hale getirilmesi için planlama çalışmaları yakın zamanda tamamlanmış ve DB International, Türk demiryolu uzmanlarına ülkenin ilk yüksek hızlı tren hattı olan İstanbul-Ankara hattının dışında Konya ve Eskişehir hatlarında da eşlik etmiştir. Uzmanlar ayrıca Konya, İstanbul, Ankara ve Bursa’daki yerel ulaşım için de bilgilerini paylaşmışlardır. Yük taşımacılığı alanında Suadiye’deki lojistik merkezi ve Filyos’daki liman için bilgi birikiminin kullanıldığı açıkça görülmektedir. ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 5 ÜST YAPI En modern yüksek performanslı makasların yüklenmesi ve optimizasyonu Sınır alanlarındaki makasların tasarlanması ile ilgili yükleme verilerinin simülasyon ve ölçüm verileri destekli tayini için bir prosesin geliştirmesi Rekabet edilebilir bir demiryolu trafiği sunabilmek için tekerlek/ray sisteminin tüm bileşenleri optimize edilmesi zorunludur. Bu optimizasyon zorunluluğu, ciddi maliyetler karşılığında korunan önemli üst yapı elemanı makas için de geçerlidir. Artan tren sayıları, tren ağırlıkları, yüksek sürüş hızları ve birçok rayda oluşan yüksek aks yüklerine izin veren eğilimler, tüm bileşenlerde yüksek yüklenmelere yol açmaktadır ve bu nedenle makasların bakım onarım maliyetlerini ve çalışma ömürlerini etkilemektedir. Bu duruma, optimize edilmiş yapılı yüksek performanslı makaslara olan yüklenme incelenerek önlem alınır. Özellikle makasın hareketli parçaları, düzenli olarak işlevsellikleri ve çalışma emniyeti açısından kontrol edilmelidir. Geçiş rayındaki ray konumu hataları ve araç anormallikleri aşınma ve yıpranma sebeplerini oluştururken, makas bölgesi civarında buna değişken geometri ve sertlik unsuru eklenir. Optimize edilmiş bir konstrüksiyon sayesinde yüksek performanslı makaslarının bakım ve onarım masrafları en aza indirgenebilir. Burada önkoşul, önceden belirtilen koşullarda araç ve rayların etkileşimi hakkında detaylı bilgiye sahip olmaktır. FE simülasyonları MKS modelleri Test standı denemesi TANIMLAMA VE HEDEF “Yüksek Performanslı Makaslara Olan Yüklenme” (BHLW) projesi, Voestalpine VAE GmbH (VAE), Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH (HBM) ve ÖBB-Infrastruktur AG (ÖBB) firmaları tarafından ortak olarak yürütülmüştür. Amaç, makaslar için kesintisiz bir hesaplama prosesinin uygulamaya konulması ve makaslarda sabit kuvvet ölçümleriyle bileşenler için işlevsel güvenirlik ispatı sunabilecek yük kolektiflerinin belirlenmesini sağlayacak ölçüm yönteminin geliştirilmesidir (Resim 1). Bunun için tüm alan (araç, üst yapı, aşınma durumları ve çeşitli işletme durumları) uygun çoklu gövde simülasyon modelleriyle (MKS) resmedilmelidir ve makaslardaki (yük kolektifi) uzun süreli kesin ölçümlerle uygun şekilde doğrulanmalıdır. Tekli bileşenler (kontrraylar, dil desteği, makas dilinde laboratuvar testine kadar) ile test standlarında yapılan denemelerde ve sonlu elemanlar (FE) analizinde elde edilen sonuçlar, saha denemesi için ölçüm sensörlerinin konumlarının en iyi şekilde belirlenmesi için kritik kesitlerin belirlenmesi için kullanılmaktadır. Saha denemesinde elde edilen ölçüm verileri, aşağıda gösterilen analizde ilgili Y.Müh. Dietmar Maicz Railway Proje Yöneticisi Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, AT-Wien dietmar.maicz@hbm.com Y.Müh. Dr. Tek. Paul Mittermayr Firma Sahibi, F&E Müdürü Dr. Mittermayr Scientific Consulting GmbH (BAMM), AT-Wien paul.mittermayr@bamm.at Y.Müh. Heinz Ossberger Teknik Müdür Voestalpine VAE GmbH, AT-Zeltweg heinz.ossberger@voestalpine.com Müh. Wolfgang Zottl Stab F&E Müdürü, Hat Yönetimi ve Sistem Geliştirme ÖBB-Infrastruktur AG, AT-Wien wolfgang.zottl@oebb.at Standartlar Gerçek ölçüm verileri Saha denemesi Çalışma ömrü hesaplaması RESIM 1: BHLW projesi -Proses: Simülasyon, deney, ölçüm (Grafik: ÖBB) 6 Y.Müh. Christian Buzzi Araştırmacı Hafif Yapı Enstitüsü TU-Graz, AT-Graz christian.buzzi@TUGraz.at ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 standartlarla (EN-13146 1–9 ve EN-13481) karşılaştırma yapılması ve çalışma ömrünün hesaplanabilmesi amacıyla derlenmektedir. Başarılı modelleme için merkezi nokta, önemli ölçüde temelde yüklenme ve model özelliklerine (sertlik gibi) bağlı olan her simülasyonun ve hesaplama modelinin dikkatli şekilde doğrulanmasıdır. Günümüze kadar www.eurailpress.de/etr ÜST YAPI makaslar için bu değerlerden yeterli miktarda yoktu. Şimdiye kadar kullanılan sabit ölçüm noktalarını ölçme teknolojisi, homojen transit geçiş raylarından veri toplanması ile sınırlıydı (bkz. [8]). Günümüze kadar makaslarda ölçme teknolojisi ile sadece tekli bileşenlerden detaylı (örneğin makas göbeğinin ivmesi (bkz. [7]) veriler elde edilebilmekteydi. Proje kapsamında ölçüm sensörleri ve değerlendirme algoritmaları, değişken dil /ray arkası alanlarında da güvenli şekilde çalışabilmek ve dikey ve yatay kuvvetleri en doğru şekilde tespit edebilmek için geliştirilmiştir (Resim 2). Bir diğer amaç ise proje kapsamında ölçüm kapsamı büyük ölçüde azaltılan makas ve araç filosu özelliklerini belirli karakteristik noktalarda tespit edebilen göstergeli ölçüm tekniğinin geliştirilmesidir. Söz konusu bu bulgulara, yüksek performanslı makasların optimizasyonu için mutlak şekilde gereksinim duyulmaktadır. Bunun dışında teknik olarak akılcı yüklenme için trenlerin uzun zaman aralığında (en az üç ay) sürekli ölçülmesi de önem arz etmektedir. SAHA DENEMESİ Belirtilen gereklilikler, yaklaşık 350 genleşme algılayıcısının (DMS), sekizer ivme ve yol sensörünün ve de özel tasarlanmış 16 kuvvet algılayıcının kurulmasına yol açmaktadır. Kavisli rayların dış kısmında enine kuvvetlerin belirlenmesi için on dil desteğinden sekizi yerine kuvvet ölçme sensörü monte edilmiştir; kontrraylar kısmındaki kılavuz kuvvetleri tespit etmek için çok sayıda kontrray desteği Gozinta kuvvet ölçme sensörü ve DMS ile do- natılmaktadır. 3 no.lu resimde, 4 akslı bogili aracın geçişi sırasında iki farklı kontrray desteğinde oluşan kuvvet akışı gösterilmiştir. Bir pozisyonda yanal kuvvetler eşit şekilde dağıtılmıştır (yeşil çizgi), bir diğer pozisyonda ise ön tekerlek takımının kuvvetli bir şekilde dayandığı görülmektedir (mavi çizgi). Yüksek döngü frekansı ile taranmış ölçüm sinyalleri ve çok sayıda kanal, bunun için özel olarak geliştirilmiş değerlendirme (BAMM) ve istatistik programları (ADES) ile değerlendirilmektedir. Bu değerlendirme kapsamında proje uygulamasının tamamında ivmeler, yollar, ray/tekerlek kuvvetleri ve de özel yüklenmeye maruz kalan enine kesitlerdeki genleşmeler ve bunların yük kolektifleri tespit edilmiştir. Ölçüm sistemi için Argos* sisteminin geliştirilmesi sırasında elde edilen teknik bilgi birikimi temel alınmıştır. Bu verilerin ve özellikle ölçüm sinyallerinin ve ölçüm verileri sonuçlarının yorumlanması, bu zamana kadar makas tasarımlarında standart olarak yapılandan daha geniş kapsamlı ve çok yönlüdür. Bu sebebi, elde edilen tecrübelerin ışığında, bir taraftan araç özelliklerinden ve diğer taraftan makasların karmaşık geometrik biçimlerinden kaynaklandığı düşünülmektedir (bkz. [1]). Dil bölümünde boylamasına yönde oluşan ray enine kesit değişiklikleri, sürekli gömülü raylarda, Zimmerman eğrisi olarak adlandırılan şekilde farklı sinyal türlerine sebep olduğu açıkça görülmüştür. Bu şekilde ayrıca rayların paslanmasının etkisi olarak araç ile üzerinden geçilmeyen noktalarda da ek yüklenmeler oluşmaktadır (örneğin aracın eğimli geçişi sırasında düz hattaki kontrrayda genleşmeler). RESIM 3: Kontrrayın iki pozisyonunda ölçülen kuvvetler (Grafik: BAMM) Tekerlek hatası Gerilmeler RESIM 2: Bu makasta ölçülen parametreler: Statik ve dinamik Q ve Y kuvvetleri, ray gerilmeleri, eşikler ve ray hareketleri, mekanizmada ve eşiklerde ivmeler. (Grafik: ÖBB) MODELLEME VE SİMÜLASYON Üretim aşamasında uygulanan kesintisiz ölçüm değerlendirmesi sırasında ortaya çıkan olaylar açıklanabilmekte ve simülasyon hesaplamalarında dikkate alınabilmekteydi. MKS hesaplamalarının doğrulamasında ray konumu hatalarının ve tekerlek profil şeklinin (aşınmış kesitler) etkisinin, hızdan kaynaklanan yüklenme etkisinden daha büyük olduğu ortaya çıkmıştır. MK simülasyon parametreleri saha denemelerinde özel bir ölçüm uygulamasında lokomotif tipi ile karşı- » RESIM 4: Makaslar üzerinden geçilirken dikey kuvvet akışı karşılaştırması (Grafik: BAMM) N olarak kuvvet N olarak kuvvet Kontrray kuvveti ms olarak süre www.eurailpress.de/etr mm olarak x_CAD ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 7 ÜST YAPI g olarak ivme için temel oluşturmaktadır. Bu projede geliştirilen proses, azaltılmış ölçüm teknolojileri ile saha denemesi ile desteklenerek, standart tasarım için devam ettirilmeli ve doğrulanmalıdır. Ayrıca hedeflerden biri de, BHLW ölçüm makaslarından farklı çerçeve koşullarında (örneğin daha yüksek hızlar, farklı geometriler, ağır yük trenleri gibi farklı işletme koşullarında) bunu uygulamak ve böylece makasların büyük çoğunu kapsamaktadır. Ancak bu durumdan sonra, varyasyon hesaplaması ve çeşitli yük seviyeleri simülasyonu için model oluşturmada (FEM ve MKS) bir otomasyon düşünülebilir. Proje uygulamasındaki yüksek personel masrafları şuanda ekonomik olarak halen bir sorun teşkil etmektedir. Teşekkür Bu proje, Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) tarafından “ISB – Yenilikçi Demiryolu Sistemi” programı dahilinde 820237 proje numarası ile desteklenmiştir. ms olarak süre RESIM 5: Rayda ve mekanizmada ölçülen ivmeler laştırılmıştır; MKS hesaplama sonuçlarındaki farklar, ölçümlere göre %10’un altındadır (Resim 4). Araca özgü değerlendirmenin yanı sıra, ayrıca raydaki araca özgü titreşimlerin makas mekanizmasındaki etkilerini açıklığa kavuşturmak için hızlanmalarda makas mekanizmaları için de analizler yapılmıştır. Burada özellikle yuvarlak olmayan araç tekerleklerinin çarpması sonucu oluşan titreşimler dikkate alınmıştır. Bu olaylar içinde gerçekten oluşan yüklemelerin (darbeler) kontrol standı denemeleri ile dengelenmesi için özelleştirilmiş değerlendirme algoritmaları geliştirilmiştir. Yuvarlak olmayan tekerleklerden dolayı üst yapıda yüksek yüklenmeler oluşmaktadır. Özellikle düz kesimlerde keskin darbeler oluşmaktadır. 5 no.lu resimde, tekerlek hatası olan aracın raylarda (yeşil çizgi) ve mekanizmadaki (mavi çizgi) ivme sensörlerinin sinyal akışları örnek olarak gösterilmiştir. Farklı simülasyon yöntemlerinde elde edilen tekli hesaplama sonuçları ve ayrıca ölçüm sonuçları karşılaştırması, bunların yapı parçalarına olan etkilerinin uygunluğu kontrol edildikten sonra incelenmiştir. Ölçümlerden ve hesaplamalardan son derece ilginç ve aydınlatıcı sonuçlar elde edilmiştir ve bu 8 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 (Grafik: BAMM) sonuçlar, prosesin tamamında iyileştirme amacıyla prosese dahil edilmiştir. SONUÇ BHLW projesinin ana hedefi, özellikle sınır alanlarda makasların tasarlanması için daha iyi bir temel oluşturmak ve uygulamak için makaslar için yüklenme verilerini simülasyon destekli tespit etmek için bir proses geliştirmektedir. Ölçüm sürüşleri ve bunların değerlendirmeleriyle simülasyon modellerini gerçek verilerle kalibre etme ve doğrulamak mümkündü. Ayrıca, makasların birçok yerinden kapsamlı yük kolektifleri elde edilebildi ve münferit bileşenlerin işletim dayanıklığı ispatları temin edilebilmiştir. Makas tasarımında yenilikçi ve yön verici yöntemler için oluşturulan temel bilgiler, bundan sonraki araştırma ve geliştirme işleri için sağlam bir temel oluşturmaktadır. Ray tasarımı için standart yöntemlerde ticari kullanım için daha önce belirlenmiş yöntemlerin kombine edilmesi gereklidir. Yüksek performanslı makaslar kullanan ÖBB-Infrastruktur için bu bulgular, makas sistemlerinin bakım proseslerinin ve böylelikle servis maliyetlerinin optimize edilmesi KAYNAKÇA [1] Schmidt, R.: Simulation des instationären Verhaltens von Schienenfahrzeugen bei Befahren einer Weiche, Diplomarbeit, TU-Wien, 1990 [2] Graf, F.: Vergleichende Untersuchung von Methoden zur Vermessung von Schienenprofilen in Weichen, Diplomarbeit, TU-Graz, 2004 [3] Kassa, E.; Andersson, C.; Nielsen, J. C. O.: Simulation of dynamic interaction between train and railway turnout, Yayın: Vehicle System Dynamics 44(3)|2006, 247–258 [4] Wiest, M.; Daves, W.; Fischer, F.D.; Ossberger, H.: Deformation and damage of a crossing nose due to wheels passages, Yayın: Wear 265|2008, S. 1431–1438 [5] Bruni, S.; Anastasopoulos, I.; Alfi, S.; Van Leuven, A.; Gazetas, G.: Effects of train impacts on urban turnouts: Modelling and validation through measurements, Yayın: Journal of Sound and Vibration 324|2009, S. 666–689 [6] Eker, O. F.; Camci, F.; Guclu, A.; Yılboga, H.; Sevkli, M.; Baskan, S.: A Simple State-Based Prognostic Model for Railway Turnout Systems, Yayın: IEEE Transactions on Industrial Electronics 58(5)|2010, S. 1718–1726 [7] Wan, C.; Markine, V. L.; Shevtsov, I. Y.: Simulation of Train-Turnout Interaction and Validation using Field Measurements, Yayın: Proceedings of the First International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance, J. Pombo (Editor), Civil-Comp Press, Stirlingshire, United Kingdom, paper 136, 2012 [8] Mittermayr, P.; Maicz, D.; Zottl, W.: Argos – Ein Jahrzehnt Betriebserfahrung in der ortsfesten Zugsüberwachung, Yayın: ETR – Eisenbahntechnische Rundschau 03|2013, Austria 01|2013, S. 26 www.eurailpress.de/etr DEMİRYOLU HEMZEMİN GEÇİTLERİ Demiryolu hemzemin geçitleri kısmında demiryolu yapım tedbirleri Uygulama esasları sorunlarının ve ilave düzenlemeler uygulanarak karayolları alanında trafiğin emniyeti için Karayolları Trafik Yönetmeliği’nce öngörülen hususlar Demiryolları altyapı firmaları tarafından raylarda yapılan yapım çalışmalarının, demiryolu hemzemin geçitleri bağlamında çoğu zaman karayolları trafiğine önemli tesirleri söz konusudur. Bu yazıda, ana yollar, tali yollar ve alanlar arasındaki hemzemin kavşak bölgelerinde ve de DB Netz AG firmasının ray sistemleri alanında yapım çalışmalarındaki trafik güvenliğinin sağlanmasına ilişkin sorunları ele alınmaktadır. Yazının takip eden bölümlerinde, bu konuya ilişkin hangi kuralların geçerli olduğu ve dikkate alınması gerektiği ele alınmaktadır. Gerçek çalışma ortamında, üstlenici firmaların trafik güvenliğine ilişkin yükümlülüklerini yeterli derecede yerine getirmediklerinden dolayı kuralların tam doğru uygulanmadığı sıkça gerçekleşen bir durumdur. Bu yazı, konunun duyarlı hale getirilmesi amacıyla hazırlanmıştır, ancak sadece genel bir bakış sağlamaktan öteye geçemez. RESIM 1: Bir demiryolu yenileme treni dizisi www.eurailpress.de/etr DEMİRYOLU HEMZEMİN GEÇİTLERİ – ALMANYA DEMİRYOLLARI İNŞAAT VE İŞLETMESİ YÖNETMELİĞİ’NİN 11. MADDESİ UYARINCA TANIMI “Demiryolu hemzemin geçitleri, demiryollarının ana yollar, tali yollar ve alanlar ile eşit yükseklikteki kesişme yerleridir. Sadece kamuya kapalı özel alanlardaki trafiğe ilişkin geçitler ve yolcu geçitleri demiryolu hemzemin geçit olarak kabul edilmemektedir.” Eşit yükseklikteki ana yollar, tali yollar ve alanlar ile demiryolu kesişme yerlerinde yapılan yapım çalışmalarında, yapım çalışmaları yüklenicisinin kısıtlamaları, bazı durumlarda diğer trafik hizmetleri yüklenicilerin uygulamalarına etki edebilir. Burada, örnek olarak demiryolu hemzemin geçidin tamamen kapatıldığı bir altyapı iyileştirme uygulamalı ray yenilemesi gösterilmektedir. Jochen Forstmeyer Demiryolu İşletmesi Müdürlüğü’nün Sürekli Yetkilisi İçin Demiryolu İşletmesi Bölüm Müdürü Güney-Batı Bölgesi DB Netz AG, Karlsruhe j.forstmeyer@t-online.de RAY KISMINDA YAPILAN YAPIM ÇALIŞMALARI – ÇALIŞMA UYGULAMALARI TANITIMI DB Netz AG’nin ve de Devlet Karayolları Yol Yapım Dairesi Başkanlığı’nın kapsamlı kurallarına ve yönetmeliklerine rağmen, demiryolları hemzemin geçitler kısmında çalışma alanının oluşturulması sırasında karayolları kısmı için yetersiz tedbirlerin alınması sıkça rastlanılan bir durumdur. Kamuya açık trafik alanındaki çalışma yerlerinin usulüne uygun bir şekilde emniyete alınmaması, karayolları trafik katılımcılarının hatalı uygulamalarına ve yanılmalarına yol açmakta ve bu durum normalde önlenebilir tehlikelere veya kazalara sebep olabilmektedir. Bu konu ayrıntılı ele alındığında, bu sorunların ne tür sonuçlara yol açabileceği hemen anlaşılmaktadır. Ray yapım çalışmaları, genel olarak karayolunun enine düzleminde yapılmakta ve böylece karayolları trafiğini tam olarak kesişme kısmında (demiryolu hemzemin geçidi alanı) etkilemektedir. Yapım çalışmaları, çoğu zaman sadece demiryolu hemzemin geçitleri ilgilendiren çalışmalar olmayıp, demiryolu hemzemin geçitleri demiryolundaki uzunlamasına yapım alanı sınırları dahilinde yer almaktadır (örneğin 10 km uzunluğunda bir demiryolu hattında ray değişimi). Ray kısmında yapılacak yapım çalışmalarının şekli ve uygulanacak çalışma yöntemleri, demiryolu hemzemin geçitlerinin ne oranda etkileneceğine tesir etmektedir. Çoğu zaman büyük demiryolu yapım yerlerinde, rayların yenilenmesi için çalışmanın yapılacağı demiryolu hattı birkaç günlüğüne veya haftalığına tren trafiğine kapatılacağı zaman önemli zorluklar meydana gelmek- » ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 9 DEMİRYOLU HEMZEMİN GEÇİTLERİ RESIM 2: Demiryolu hemzemin geçit bölgesinde çalışan bir düzleştirme makinesi RESIM 3: Ekskavatör, çalışma konumundayken bariyersiz bir demiryolu hemzemin geçidinden geçmektedir RESIM 4: Ekskavatör demiryolu hemzemin geçidinde çalışma durumunda yer almaktadır; demiryolu hemzemin geçidi, yayalar ve bisiklet sürücüleri için kapatılmamıştır. Bekçi tarafından sağlanması gereken güvenlik uygulanmamaktadır tedir. Bu bağlamda demiryolu hemzemin geçitlerin kısımları, yapım çalışmalarından farklı şekillerde etkilenebilir. Bu çalışmalar kapsamında raylar ile birlikte ayrıca üst yapının (traversler, balast) da yenileneceği veya bazı durumlarda zeminin kazılması gibi zemin iyileştirileceği zaman önemli tesirler söz konusu olur. Bu çalışmalar kapsamında kullanılan inşaat makineleri ve donanımı, kısmen birkaç yüz metre uzunluğundadır (yenileme treni dizisi) ve demiryolu hemzemin geçit bölgesini, yenileme yapılacak asıl bölge demiryolu hemzemin geçit bölgesinin dışında bulunduğunda da engellemektedir (Resim 1). Ayrıca zorlayıcı etkenlerden biri de, özellikle bir ray yenilemesi çalışmasında usulüne uygun nihai durumun oluşturulması için çeşitli çalışma akışlarının gerekliliği ve bunların tek bir çalışma adımında uygulanamadığı olgusudur. Böylece öncelikle traversleri değiştiren ve balastı temizleyen veya kısmen değiştiren yenileme treni dizisinin kullanılması söz konusu olabilir. Bir diğer çalışma adımında rayları değiştiren başka bir yenileme treni dizisi kullanılır. Ardından yenilenen ray, çok sayıda alt boşlukları doldurma işlemi ile doğru nihai konumuna getirilmeli ve tesviye edilmelidir. Bu çalışma adımları için demiryolu hemzemin geçidinden (Resim 2 ve 3) çalışma pozisyonunda geçmesi gereken çeşitli inşaat makineleri kullanılır. Ayrıca inşaat yeri lojistiği için başka sürüşler de gerçekleşir. Yapım çalışmaları sırasında karayolu kaplaması (bitüm veya örneğin Strail kaplama gibi diğer sabitleme elemanları) raydan sökülmelidir. Raylar, çoğu zaman sürekli ray yenilemesi çalışmasında inşaat makinesi tarafından ray hattının yanına bırakılır ve böylece demiryolu hemzemin geçidinin bulunduğu kısmı ayrıca etkiler. Bu durumdaki bir demiryolu hemzemin geçidinden hiç veya tehlikesiz bir şekilde geçilemez (Resim 4). İki hatlı bir demiryolunda her iki rayda yenileme çalışması yapıldığında, her iki rayın aynı anda veya sırayla yenileneceğine bağlı olarak etkiler birkaç daha ağırlaşır. Büyük projelerdeki yenileme prosesinin tamamında, normal şartlarda çok sayıda inşaat firması çalışır. YAPIM ÇALIŞMALARININ PLANLANMASI VE UYGULANMASI SIRASINDA ÇALIŞMA ŞEKİLLERİ DB Netz AG, yapım çalışmalarını temel olarak yeterli ön hazırlık süresi ile planlamaktadır. 406 sayılı (Ril) Yönetmeliği (Sürüş ve İnşaat) uyarınca yapım aşaması planlamasının proses tanımları, bu madde çerçevesinde daha ayrıntılı ele alınmayacaktır. DB Netz AG’nin yetkili kurumları tarafından 10 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr DEMİRYOLU HEMZEMİN GEÇİTLERİ yapılan yapım çalışmaları planlamasında, yapım yapılacak bölgeler ve de münferit çalışma şekli, yetkili yerel sistem sorumlulukları ile işbirliği içerisinde ayrıntılı olarak belirlenir. Bu kapsamda, örneğin ray kısmındaki yapım çalışmalarının, yapım çalışmaları bölgesinde bulunan demiryolu hemzemin geçidine nasıl ve ne derecede etki edeceği de belirlenir. Henüz planlama aşamasının başlangıcında, Devlet Karayolları Yol Yapım Dairesi Başkanlığı’nın taleplerini yapım projesine dahil etmek için Karayolları Trafik Güvenliği Dairesi ile kararlaştırma görüşmeleri yapılmaktadır. Çalışma yerindeki duruma bağlı olarak, aşağıda örnekler sunulan çeşitli tedbirlerin alınması gerekebilir: > Yapım çalışması süresinin tamamında demiryolu hemzemin geçidinin tamamen kapatılması ve karayolu trafiğinin yönlendirilmesi > Demiryolu hemzemin geçidinin sadece motorlu taşıtlar trafiğine kapatılması ve motorlu taşıtlar trafiğinin yönlendirilmesi; yayaların ve bisiklet sürücülerinin demiryolu hemzemin geçidinden her zaman veya belirli zamanlarda geçmesine müsaade edilmesi > Tüm veya belirli kullanıcılar için kısıtlamalı kullanım (örneğin demiryolu kuralları) > Demiryolu hemzemin geçidinin, sadece komut tedbirleri uygulanarak yayalar tarafından kullanılması > Demiryolu hemzemin geçidinin sadece önceden belirlenmiş zamanlarda kullanılması (Resim 5) > Demiryolu hemzemin geçidinin uzun bekleme süreleri ile kullanılması Yapım çalışmalarının yüksek kalitede ayrıntılı planlanmasına rağmen, belirli yapım çalışmaları adımlarında dakika doğruluğunda zaman bilgileri, gerçek çalışma koşullarındaki sürekli gecikmeler nedeniyle her zaman belirlenememektedir. Ayrıntılı planlamalar çerçevesinde yapılan tespitler nedeniyle, yapım çalışmaları ihaleye açılır ve ihaleyi kazanan firmalara verilir. Yapım çalışmalarını ihale yoluyla tahsis etme süreci, bu yazının konusu değildir. İhale veya tahsis etme belgelerinde hakediş listesinde ve “Yapım tanımı / Genel ve teknik bilgiler içeren ön açıklamalar” evraklarında asıl yapım çalışması uygulamalarına ilişkin bilgiler ile birlikte, salt demiryolu hemzemin geçidindeki çalışma söz konusu olmadığında demiryolu hemzemin geçitleri bölgesindeki yapım çalışmalarının uygulanmasına ilişkin işverenin talimatları yer almaktadır. Bu talimatlar, işletimsel uygulama ile yakından bağlantılıdır ve bundan dolayı demiryolu işletmesi için gerekli işletme ve inşaat talimatlarının (Betra) oluşturulması talebine www.eurailpress.de/etr ilişkin veriler ile uyumlu olmalıdır. Betra, ayrıca yapım çalışmalarının güvenli bir şekilde yapılmasına ilişkin talimatlar içermektedir. Betra talimatında, örneğin üzerinde raylı araçlar geçeceği zaman yapım çalışması devam ettiği sürece demiryolu hemzemin geçidinin nasıl ve ne şekilde emniyete alması gerektiği düzenlenmiştir. Hakediş listesi, yüklenicinin yapım çalışması kapsamında uygulayacağı faaliyetlerin tümünü içermektedir. Demiryolu hemzemin geçidinin bulunduğu bölgede yapım yerinin emniyete alınmasına ilişkin hizmet tanımı, örneğin aşağıda belirtilen bilgileri içerebilir: > Trafik güvenliğine ilişkin tedbirler RSA (Karayollarındaki Çalışma Yerlerini Emniyete Alma Çalışmaları İle İlgili Direktifler) ve ZTV-SA (Karayollarındaki Çalışma Yerlerini Emniyete Alma Çalışmaları için İlave Teknik Sözleşme Koşulları ve Direktifler) uyarınca trafik güvenliğine ilişkin tedbirlerin alınması, gerekli ekipmanların hazır bulundurulması, çalıştırılması ve sökülmesi, hazır bulundurma süresi 25 gün, trafik güvenliği tertibatlarının ve trafik levhalarının aydınlatılması. > Yaya ve bisiklet trafiği için geçici demiryolu geçiş donanımları Yayalar ve bisiklet sürücüleri için geçici demiryolu geçiş donanımlarının monte edilmesi, kullanıma hazır bulundurulması, kullanılması ve sökülmesi, genişlik 1,5 ile 2 m arası. Yapım aşamasına ve yüklenici firmanın teknolojisine bağlı olarak çok sayıda sökme ve tekrar monte etme. Her iki taraf için aşağı düşme emniyetli geçici düzen. Yukarıda belirtilen örnek, oldukça kısa bir hizmet tanımını göstermektedir ve mutlak şekilde tamamlayıcı “Yapım tanımı / Genel RESIM 5: Örnek ve usulüne uygun levha kullanımı örneği ve teknik bilgiler içeren ön açıklamalar” evraklarındaki talimatlar ile bir bütün olarak kabul edilmelidir. “Karayollarındaki Çalışma Yerlerini Emniyete Alma Çalışmaları için İlave Teknik Sözleşme Koşulları ve Direktifler” (ZTV-SA) düzenlemesine atıfta bulunarak, söz konusu bu düzenleme işverenin sözleşme maddesi haline gelmekte ve yüklenici firma tarafından, işveren ayrıntılı talimatlara vermeden eksiksiz olarak uygulanmalıdır. ZTV-SA düzenlemesinin yapım sözleşmesine dahil edilmesiyle yüklenici firmaya, düzenlemedeki ayrıntılı bilgiler sunularak “üstü kapalı” bir şekilde karayolları bölümündeki trafik güvenliğine ilişkin oldukça kapsamlı düzenlemelere uyma zorunluluğu yüklenmektedir. Buna karşın aksi ile kanıt kuralı uyarınca, işveren de bazı haklara ve yükümlülüklere sahip olur, başka bir ifadeyle, demiryolu hemzemin geçidi bölgesinde güvenliğin sağlanması ve organize » RESIM 6: Drenaj çalışması, ZTV-SA düzenlemesinin 6.11.3. maddesinde öngörülen aşağı düşme emniyetinin kullanılmaması için örnek ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 11 DEMİRYOLU HEMZEMİN GEÇİTLERİ edilmesi ile ilgili sorumluluğunu ortadan kaldırmamaktadır. Daha öncede belirtildiği gibi demiryolu hemzemin geçidi, kamuya açık trafik alanı ile demiryolu arasındaki eşit seviyedeki bir kesişme noktasıdır. Karayolları trafik katılımcılar için kesişme bölgesinde Alman Karayolları Trafik Kanunu’nun (StVO) hükümleri sınırsız geçerlidir. Bundan dolayı karayolları trafik alanını doğrudan etkileyecek demiryollarındaki yapım çalışmalarında, ayrıca “karayolları yapım yeri” konusundaki karayolları için geçerli yönetmeliklerin uygulanması zorunludur. Demiryolu hemzemin geçitleri için demiryolu işletmecisi, resmi olarak geçerli güvenlik tedbirlerinin tamamen veya kısmen etkisiz duruma getirilmesi gerektiği takdirde, ayrıca yapım çalışmasının tamamı boyunca demiryolu hemzemin geçidindeki güvenlik için ilave tedbirleri almakla yükümlüdür. Bu konuda altyapı işletmecisinin geçerli kuralları ölçüt olarak kabul edilir. Karayolları trafik katılımcısı demiryolu hemzemin geçidi bölgesinde belirli bir davranış sergilemesi gerektiğinde, bu özel davranış kuralı sadece demiryolu işletmecisi tarafından zorunlu kılınabilir. Burada örnek olarak, teknik güvenlik sisteminin (ışıklı levhalar ve bariyer sistemi) hizmet dışı bırakılması durumunda demiryolu hemzemin geçidinin bir bekçi tarafından emniyete alınması gösterilebilir. RSA 95 TANIMI “Karayollarındaki Çalışma Yerlerini Emniyete Alma Çalışmaları İle İlgili Direktifler (kısaca RSA), Almanya’da geçerli teknik kurallardır ve Federal Ulaştırma Bakanlığı tarafından 1995 yılında açıklanmıştır (VkBl. 7/1995); ilk hali 1980 yılında hazırlanmıştır. Bu direktif, karayollarına bitişik ve karayolları üzerindeki çalışma yerlerinin trafik kurallarına ve güvenliğine uygun bir şekilde emniyete alınmasını tanımlamaktadır. Bu direktif, Almanya’daki kamuya açık tüm karayollarında geçerlidir ve Alman Karayolları Trafik Kanunu’nun idari düzenlemesinin bir parçasıdır.” [1] ZTV-SA 97 TANIMI “ZTV-SA 97, karayolları kısmındaki çalışma yerlerinin öngörülen şekilde emniyete alınmasına ilişkin teknik uygulamaları düzenlemektedir. Bu düzenlemede, örneğin donanımların nasıl kullanılacağı veya hangi malzemelerin kullanılabileceği açıklanmaktadır. Ayrıca karayollarındaki çalışma yerlerinin emniyete alınması faaliyetlerinin kontrol edilmesine ve emniyete alınan yerlerin bakımına ve de sorumlu kişilerin niteliklerine ilişkin kurallar sunmaktadır. ZTV-SA düzenlemeleri, RSA’dan farklı olarak tamamen sözleşme hukuku kapsamındadır. ZTV-SA düzenlemeleri, sözleşme konusu oldukları her yerde bağlayıcı olarak uygulanmalıdır.” [2] DB Netz AG’nin yapım çalışmalarında, uygulanacak yapım çalışması şekli nedeniyle gerekli olduğu sürece, ZTV-SA düzenlemeleri ihale evraklarında (hakediş listesi) temel olarak sözleşme konusu olarak gösterilmektedir. 6 no.lu ve 7 no.lu resimlerde, RSA ve ZTVSA uyarınca uygulanması gereken kuralların hiç veya yeterli derecede uygulanmadığı izlenimi gösterilmektedir. GENEL TRAFİK KANUNU KURALLARI VE YETKİNLİKLER TRAFİK İŞARETLERİ VE TERTİBATLARI DÜZENLEMESİ “Kamuya açık trafik alanlarındaki veya örneğin yol yapım çalışmalarının yapılması için kamuya açık trafik yollarının açıldığı özel mülkiyetli arazilerdeki trafiği yönlendirici, sınırlayıcı veya yasaklayıcı tüm tedbirler için belirleyici hukuki dayanak Alman Karayolları Trafik Kanunu’dur (Madde 45 Fıkra 1 ve RESIM 7: Tüm karayolu trafiği için kapatılmış demiryolu hemzemin geçidi için yetersiz levha ve bariyer kullanımı örneği. DB Netz AG’nin ışıklı işaretler kullanımına ilişkin yönetmelikler uygulanmamıştır 2 StVO). Trafik katılımcılarına ilişkin tüm talimatlar ve yasaklar, Alman Karayolları Trafik Kanunu uyarınca trafik işaretleri ve tertibatları ile düzenlenmelidir (Madde 45 Fıkra 2 Bent 4 StVO). Alman Karayolları Trafik Kanunu’na ilişkin genel idari düzenleme (VwVStVO) ve de RSA direktifleri dikkate alınmalıdır (Sınıf I VwV-StVO Madde 43 Fıkra 3 No. 2). Alman Karayolları Trafik Kanunu’nun 45. Maddesi 2. Fıkrası I. Bendi uyarınca Karayolları Yol Yapım Dairesi, karayollarındaki yapım çalışmalarının uygulanması için trafik yasakları ve sınırları oluşturabilir, trafiği işaretler ve yönlendirme tertibatları başka yollara yönlendirebilir. Karayolları Yol Yapım Dairesi, normal şartlarda bu tür düzenlemeleri kullanma hakkına sahiptir. Fakat bazı durumlarda, Karayolları Trafik Güvenliği Dairesi’nin düzenlemeleri, Karayolları Yol Yapım Dairesi’nin düzenlemelerini tamamlayabilir veya bu düzenlemelerin yerine geçebilir.” [3] TRAFİK GÜVENLİĞİ SORUMLULUĞU “Trafik güvenliğinden, kamuya açık karayolları alanında çalışma yapan veya yaptıran kuruluşlar sorumludur. Devlet Karayolları Yol Yapım Dairesi Başkanlığı’nın trafik güvenliği sorumluluğu ve Karayolları Yol Yapım Dairesi’nin trafik düzenleme sorumluluğu haricinde yüklenici firma (normal şartlarda yapım firması) da trafik güvenliğinden sorumludur; bu sorumluluk, yüklenici firmanın çalışma yerindeki çalışma faaliyetleri ve denetimi tamamen bitmesi ile ortadan kalkmaktadır.” [4] TRAFİĞİ DÜZENLEYİCİ KURALLAR Yapılan çalışmalar kamuya açık karayolu trafiğini etkilediğinden dolayı, yetkili Karayolları Yol Yapım Dairesi’nin veya Karayolları Trafik Güvenliği Dairesi’nin trafiği düzenleyici kurallar oluşturması mutlak şekilde gereklidir. Trafiği düzenleyici kuralların temin edilmesinden (talep) yapım firması sorumludur; yapım firması, Alman Karayolları Trafik Kanunu’nun 45. Maddesi 6. Fıkrası uyarınca bu kuralları zamanında temin etmekle yükümlüdür. Trafiği düzenleyici kurallarda, çalışma yerinin levhalar ile gösterilmesine ve kapatılmasına ilişkin tedbirler belirlenmiştir. Kuralların içeriğine ilişkin ayrıntılar RSA’nın 1.4. bölümünde sunulmuştur. Yapım firmaları, bir trafik işaretleri planı sunmakla yükümlüdür. TRAFİK İŞARETLERİ PLANI Bir trafik işaretleri planı, alınması gereken tedbirler doğrultusunda çalışma yeri alanındaki trafiği yönlendirici tüm uygulamaların görünümlerini, trafik işaretlerini, yol işaretlerini, erişimi kapama ekipmanlarını, ışıklı işaret sistemlerini ve aydınlatmaları, gerekli 12 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr tüm uzaklık ölçülerini ve de trafik alanı ölçüsünü ve mevcut trafik işaretleri / tertibatları değişikliklerini içermektedir. Bu plan, trafiği düzenleyici kuralların bir parçasıdır [5]. Gerçek uygulamalarda, sunulan trafik işaretleri planlarının talepleri çoğu zaman karşılamadığı görülmektedir. TRAFİK İŞARETLERİ Sadece resmi trafik işaretleri kataloğunda (VzKat) belirtilen trafik işaretleri kullanılabilir. Yapım tedbirleri alınırken de geçerli kalite koşullarına uyulmalıdır. ZTV-SA düzenlemesinin 6.2. maddesi, trafik işaretlerinin konumlandırılmasına ilişkin uyulması gereken yönetmelikler içermektedir. RESMİ KURUMLAR TARAFINDAN KONTROL EDİLMESİ VE DENETLENMESİ “Karayolları Trafik Güvenliği Dairesi, Devlet Karayolları Yol Yapım Dairesi ve polis, karayolları üzerindeki çalışma yerlerini öngörülen tedbirlerin alınıp alınmadığı konusunda kontrol etmekle ve planlarda öngörülen işaretleri denetlemekle yükümlüdür.” [6] YÜKLENİCİ FİRMA TARAFINDAN UYGULANMASI GEREKEN ÇALIŞMA YERLERİ KONTROLÜ VE BAKIMI ZTV-SA düzenlemesinin 7. maddesinde, yüklenici firma tarafından uygulanması gereken kontrol ve bakım faaliyetlerine ilişkin kapsamlı düzenlemeler sunulmuştur. ONAY ZTV-SA düzenlemesinin 8. maddesinde, bir çalışma yerindeki trafik yönlendirmesi yapısal olarak oluşturulduktan sonra, işverenin uzun süre ve yüklenici firmanın gün ışığında ve karanlıkta, trafik işaretleri planında öngörülen trafik yönlendirmesinin, levhaların, yol işaretlerinin ve bariyerlerin usulüne uygun olarak yapıldığını tespit etmekle yükümlü olduğu öngörülmektedir. İŞVEREN TARAFINDAN UYGULANMASI GEREKEN KONTROL İşveren tarafından uygulanması gereken kontroller, ürünlerin kalite özellikleri ile sözleşmede kararlaştırılan özellikler ile aynı olup olmadığını tespit etmek için yapılan kontrollerdir. Bu kontrollere ilişkin ayrıntılar ZTV-SA düzenlemesinin 9. maddesinden edinilebilir. YÜKÜMLÜLÜK ZTV-SA düzenlemesinin 10. maddesinde, uygulama sorumluluğunu suistimal etmesi halinde yüklenici firmanın yükümlülükleri için temel kurallar açıklanmıştır. Bu düzenlemede belirlenmiş sözleşme koşullarına rağmen, özellikle işveren sorumluluklarını yeterli derecede yerine getirmediğinde altyapı işletmecisi tehlike sorumluluğu çerçevesindeki kazalarda her zaman cezasız bırakılmayabilir. Dünya raylarında sürdürebilirlik ile hedefe ulaşmak. Daha çevreci, daha güvenli, daha ekonomik – ContiTech Railway Engineering imzalı hava süspansiyon sistemleri ve lastik-metal komponentleri ile. Bu sistemler, raylı taşıtları daha sessiz hale getirmekle beraber, tramvaylarda, metrolarda ayrıca hızlı ve yolcu trenlerinde güvenli hareket sağlar ve +50 ile -50 °C gibi en zor hava şartlarında dahi dayanıklılık gösterir. Kendimizi sistem ve geliştirme ortağı olarak gördüğümüzden, sadece ürünlerimizde değil, müşterilerimiz ile olan ilişkilerimizde de sürdürülebilirlik her daim ön plandadır. ContiTech. Engineering Next Level EURASIA RAIL 9 D 10-05 Standında görüşmek dileğiyle. KAYNAKÇA [1] http://de.wikipedia.org/wiki/Richtlinien_f%C3%BCr_die_Sicherung_von_Arbeitsstellen_an_Stra%C3%9Fen [2] ZTV-SA 97, Ön Notlar [3] RSA 95, Madde 1.3.1, Fıkra (1) ve (2) [4] RSA 95, Madde 1.3.1, Fıkra (11) [5] ZTV-SA 97, Madde 2 Fıkra (8) [6] RSA 95, Madde 1.6 www.eurailpress.de/etr ContiTech Luftfedersysteme GmbH Tel. +49 (0)511 938 50042 railway_suspension_parts@as.contitech.de www.contitech.de/cre THERMİT® KAYNAKLARI Çevre koşullarının raylardaki Thermit® kaynaklarına etkisi üzerine araştırma Boşluksuz ray, günümüzde dünyanın her yerinde geçerli bir standart haline gelmiştir. Aluminotermik kaynak işleminin geliştirilmesi bu alanda belirleyici bir adım olmuştur. Aluminotermik kaynak işlemi, günümüzde temel olarak rayların onarımı alanında uygulanmaktadır. Kaynağın sertliği, bu kaynak işleminin zorlu ortam koşullarında da uygulanabilmesini mümkün kılmaktadır. Peki bu tür kaynak işlemi zorlu kullanım koşullarında ne kadar dayanıklıdır? SAYISAL İNCELEME Bu kaynağın sertliğini tespit etmek için Elektro-Thermit GmbH & Co. KG firmasından mühendisler ve TU Bergakademie Freiberg akademisinden bilim insanları, sayısal simülasyonlar aracılığıyla çeşitli çalışmalar yürütmüştür. Araştırmacılar, meteorolojik RESIM 1: Model geometrisi, aynı anda ısınma ve soğuma davranışı araştırması için hesaplama modeli koşulların aluminotermik kaynakların soğuma davranışına olan etkilerini incelemişti. Bu inceleme için cd-adapco firmasının STARCCM+ yazılımı ve çeşitli fiziksel süreçlerin sayısal olarak hesaplanması için CFD programı (Computational Fluid Dynamics) kullanıldı. Hesaplama iki aşamalı olarak yapıldı. Öncelikle farklı akım yönleri için bir model geometrisinin (Resim 1 veya 2) dışındaki hava akımları hesaplandı (coğrafi yönler esas alınmıştır, bkz. Resim 3). Sınır değerler olarak Beaufort Skalası uyarınca 10 şiddetinde rüzgar (tam fırtına) ve rayların başlangıç sıcaklığının -20 °C olduğu varsayılmıştır (döküm sistem parçalarının ve ortamın başlangıç sıcaklığı: -5 °C). Varsayılan bu değerlerden, kaynak işlemi sırasında ısınmanın ve soğumanın ortama bağlı olarak muhtemel farklılıklarını belirgin kılabilmek için havaya yerel ısı aktarımı belirlenmiştir. 4 no.lu resimde, batı yönünden esen bir rüzgar durumunda (bkz. Resim 2 ve 3) rayların hangi kısmında aşırı soğutma meydana gelebileceği gösterilmektedir: Rüzgarın etki ettiği ray mantarı kenarında ve ray tabanı kısRESIM 3: Hava akımı yönleri ile üstten görünüm RESIM 2: Kaynak birleştirme yerine etki eden dış hava akımı araştırması için hesaplama modeli Kuzey Y.Müh. Sebastian Manzke Bilim Personeli, TU Bergakademie Freiberg, Isı Teknolojisi ve Termodinamik Enstitüsü sebastian.manzke @iwtt.tu-freiberg.de mında aşırı soğuma meydana gelir. Rüzgarın etki etmediği kısımlarda, çevreye ısı aktarımı aşırı akım nedeniyle daha azdır (resim yok). İkinci işlem adımında, daha soğuk bir havanın akım etmesi ile çevreye ısı salınımının rayların ve kaynak yerlerinin ısınması veya soğuması davranışına etkisi incelenmiştir. Bunun için kullanılmış model geometrisi (Resim 1) iki raydan, bir döküm kalıbından, kalıp için tutucu saclardan ve sızdırmazlık kumundan ve de döküldükten sonra kalıpta yer alan kaynaklama malzemesinden oluşmaktadır. Kaynak yöntemine ve zamansal sürece ilişkin daha fazla bilgi 1 no.lu tabloda sunulmuştur. Bu gövdenin iç kısmındaki sıcaklık alanı hesaplanmıştır. Bu hesaplama için iki önemli husus dikkate alınmalıdır: Doğu Güney Batı 14 Yük. Müh. Jan Hantusch SPC&QK /Yeni Teknolojiler Müdürü, Elektro-Thermit GmbH & Co. KG, şimdi Goldschmidt Thermit GmbH firmasının TIC alanında thermit yöntemi geliştirme ve ön geliştirme müdürü jan.hantusch @goldschmidt-thermit.com ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 1. Üst yüzey sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasında sıcaklık farkı söz konusu olduğunda, kaynak düzeninin soğuma davranışı da etkilenir. Soğuma, kaynak düzeninin ön ısıtılması ve çelik eriyiğinin dökümü sırasında uygulanan ısının raylarda kawww.eurailpress.de/etr THERMİT® KAYNAKLARI demeli olarak tahliye edildiğinden dolayı belirli bir süre sürer. 2. Kalıbın veya kalıp tutucu sacların soğuması, raylar ile kalıp arasındaki ısı aktarımı için yüksek direnç ve aynı zamanda kalıbın daha düşük ısı iletkenliğinin raylar ile kalıp arasında ısı aktarımına hemen hemen etki etmediğinden dolayı rayların soğumasına etki etmez. Böylece rayların üst yüzeyi çevre ile temas sonucunda çevre sıcaklığından farklı sıcaklığa sahip olmadığında, rayların termik davranışı değişmez. 5 no.lu resimde gösterildiği gibi döküm yapıldıktan hemen sonra kaynak kalıbından sadece az bir uzaklıkta daha yüksek sıcaklıklar meydana gelmektedir. Rayların boylamasına yönde ısı iletimi nedeniyle rayların yerel soğuması, daha soğuk dış hava akımı ile soğutmayı en az faktör 2 (yaklaşık 600 °C’lik azami üst yüzey sıcaklıklarında) kadar önüne geçmektedir; 300 °C’den düşük ray üst yüzey sıcaklıklarında bu faktör 4 ve üzeridir. Bundan dolayı soğutucu dış hava akımının rayların sıcaklık alanına etkisi pratik olarak dikkate alınmayabilir. Çevre etkisi olmadan hesaplanmış olgudan farklılıklar, ön ısıtma başladıktan sonra t = 300 saniye zamanındaki sıcaklık alanının durumu gözetildiğinde çok azdır. Böylece dış hava akımı olgusu ile herhangi bir etki altında kalmayan kaynak işlemi arasındaki maksimum sıcaklık farkı, karşılaştırılan tüm yerlerde 50 Kelvin’den azdır. Bu değer, daha önceki deneylerde belirlenmiş Thermit® kaynaklarındaki standart tekrarlama doğruluğu değerinden çok daha düşüktür. Kaynak kalitesi için özellikle rayların veya kaynak yerlerinin mikro yapısını değiştirebilecek süreçler belirleyici olmaktadır. Bu Ön ısınma zamanı t = 0 … 120 saniye Reaksiyon potasının konumlandırılması, Thermit® reaksiyonu t = 120 … 150 saniye Döküm t = 150 … 155 saniye Soğuma t = 155 … maks. 30 dakika (modelde) Kaynak yöntemi SkV (kısa ön ısıtmalı kaynak işlemi) Boşluk genişliği 25 mm Ray kalitesi R260 TABLO 1: Kaynak işlemine ilişkin veriler süreçler, genelde ancak 500 °C’lik sıcaklıkların üzerinde meydana gelmektedir. Bu süreçlerden etkilenen kısımlarda, termik çevre etkilerinden kaynaklanan belirgin değişiklikler görülmemektedir. Bu konu, hem kaynak işlemi sırasında erimiş ray kısımlarının boyutu hem de ısı etkisi bölgesinin genişliği için geçerlidir. Seçilen kesit düzlemi (Resim 6) için standart koşullarda (rüzgar yok, 20 °C çevre sıcaklığı) ve belirtilen sınır değerlerde (rüzgar şiddeti 10, -20 °C ray başlangıç sıcaklığı veya -5 °C çevre sıcaklığı) bir kaynakta erime bölgesi ile ısı etki bölgesi durumu karşılaştırılmasından elde edilen sonuç: Erime bölgesi, standart koşullardan farklı olarak her bir rayda yaklaşık 0,4 mm kadar (mantar, gövde ve taban) küçülür, ısı etki bölgesi her bir rayda 2,2 mm (gövde) ile en fazla 6 mm (taban) arasında küçülür. Bu farklılık, rayın tüm kesitinde gözlemlenir ve bundan dolayı rayın -20 °C’lik düşük başlangıç sıcaklığından kaynaklanır. Erime bölgesi olarak aşılmış katı madde sıcaklığına sahip ray hacmi kabul edilmiştir. Aynı şekilde ray hacminin ısı etki RESIM 4: Hava akımı etki eden kaynak birleşme yerleri üst yüzeylerine ısı aktarımı, ısı aktarımı ne kadar fazla olursa, hava akımı nedeniyle çevreye de o kadar çok ısı aktarımı gerçekleşir (batıdan hava akımı, rüzgar şiddeti 10) www.eurailpress.de/etr bölgesi için 720 °C üzeri sıcaklık tercih edilmiştir. Raylara olan enerji transferi modellemesi, aşama değişimi (erime ve kuruma) dikkate alınmadan yapılmıştır. DENEYSEL İNCELEME Sayısal hesaplamalara ilave olarak, hava akımına maruz kalan kaynak düzeni etkisini deneysel olarak kanıtlamak (Resim 7 ve 8) için yüksek rüzgar hızında bir kaynak işlemi deneyi yapılmıştır. Bunun için kısa ön ısıtmalı kaynak işlemi bir fanın hava akımına maruz bırakılmıştır. Böylece 7,7 °C hava sıcaklığında kaynak yeri yakınında 8,35 m/saniye hava hızına ulaşılmıştır. Normal koşullarda rayların sadece enine tesir eden hava akımı (batı veya doğu yönünden hava akımı) veya sadece boyuna tesir eden hava akımı (kuzey veya güney yönünden hava akımı) yerine daha yüksek bir olasılıkla meydana gelebileceği beklentisi nedeniyle bilinçli olarak eğimli hava akımı uygulanmıştır. Bu şekilde, ayrıca sol ve sağ » RESIM 5: Döküm sonrası kaynak düzenindeki üst yüzey sıcaklığı ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 15 THERMİT® KAYNAKLARI RESIM 6: Eriyen bölgenin ve ısı etki bölgelerinin gösterilmesi için kesit düzlemleri, sol: Ray merkezi dikey kesiti, sağ: Rayın alt tarafı üzerinde 6 mm veya sürüş seviyesi üzerinde 22 mm yatay kesit RESIM 7: Dış hava akımı I etkili kaynak işlemi için deneysel yapı Fan Ray II / Güney ray arasında meydana gelebilecek farklılıklar da değerlendirilebilecekti. Deneye başlamadan önce yapılan ilk hesaplamalarda görüldüğü gibi, raylardaki sıcaklık alanlarındaki önemli derecedeki değişiklikler, sadece rayların üst yüzeyinde muhtemeldir. Bundan dolayı soğuma davranışını gözlemlemek için özellikle dış etkilerden kaynaklanabilecek ölçülebilir değişikliklerin meydana gelebileceği yere, kaynak işlemi sırasında üst yüzey sıcaklığının za- RESIM 8: Dış hava akımı II etkili kaynak işleminin yapılması için deneysel yapı 16 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Ray I / Kuzey mansal değişimini belirleyebilmek için rayın üst yüzeyine toplam 40 adet termik eleman kaynaklanmıştır. Delikler aracılığıyla monte edilmiş 16 adet sensör ile rayın iç kısmındaki sıcaklık ölçülmüştür. Aynı zamanda kaynak işlemi sırasında kaynak sisteminin üst yüzey sıcaklığı termografi kamera ile kaydedilmiştir. 9 no.lu resimde, dökümden 150 saniye sonraki soğuma sırasındaki bir kayıt gösterilmektedir. Rayların iç kısmında ölçülen sıcaklıklar, RESIM 9: Üst yüzey sıcaklığı, termografi kamerası ile ölçülmüş, 5 °C (siyah) ile 600 °C (kırmızı) arası sol ve sağ taraftaki raylar arasında hemen hemen hiç fark olmadığını göstermektedir. Deneysel olarak tespit edilen bu durum, hesaplamalar ile elde edilen sonuçlar ile örtüşmektedir. Yapılan deneylerde, en yüksek sıcaklık farkının dış ray gövdesinin üst yüzeyinde rüzgar vuran ve rüzgar vurmayan yüzeyleri arasında 120 Kelvin yerel sıcaklık farkı olduğu görülmektedir. Ray gövdesinde ısı yayan üst yüzey ile ısı ileten enine kesit arasındaki oran, ray geometrisine bağlı olarak oldukça yüksektir. Söz konusu farklar, rayın bu kısmındaki sıcaklıklar (kaynak merkezinden yaklaşık 110 mm uzaklıkta) halen 400 °C’den düşük olduğunda ve soğuma sonucunda azalmaya devam ettiğinde ön ısıtma başladıktan 10 ile 20 dakika sonra gözlemlenmektedir. Yani bu farklar, rayların veya kaynakların kalitesinde herhangi bir değişikliğe yol açmayan sıcaklıklarda söz konusudur. Bu incelemenin sonuçları, sadece dikkate alınan R260 ray kalitesine ilişkindir. Diğer ray kalitelerine ilişkin incelemeler devam etmektedir. SONUÇ Şiddetli rüzgarda ve düşük sıcaklıkta, rayların üst yüzeye yakın yerlerindeki sıcaklığa ölçülebilir yerel etkiler meydana gelmektedir. Fakat bu tür bir kaynak uygulamasında normal olmayan sınır durumlar, kaynağın sıcaklık alanının değişimi konusunda ve dönüştürme süreçlerinin meydana gelmediği kısımlarda görülebilir. Genel olarak bakıldığında, rüzgar ve çok düşük sıcaklıklar gibi aşırı çevre koşullarının kaynak kalitesine etki etmediği kesindir. Böylece Thermit® kaynağı, belirtilen koşullarda oldukça dayanıklı olarak kabul edilebilir. Buna rağmen demiryolları yönetiminin çalışma talimatları ve verileri dikkate alınmalıdır. www.eurailpress.de/etr ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ Dinamik tekerlek/ray kuvvetlerinin belirlenmesi için ölçüm yöntemi Tren geçişi sırasında dinamik tekerlek/ray kuvvetlerinin ölçülmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. [1] ve [2]’de ray tespitleme bileşenlerinin rayın yük dağıtım karakteristiğine etkisine ilişkin hem deneysel hem de teorik incelemeler uygulanmıştır. Dolaylı bir ölçüm yöntemiyle [3]’te, balastlı rayda yanal yük dağıtımını her yerde eşit ray konumu kalitesi ile tayin edilmesi başarılmıştır. Bir ray tespitleme sistemini tasarlamak için beklenen kuvvetleri doğrudan yeterli doğrulukta belirleyebilmek çok önemlidir. Karl-Vossloh-Stiftung vakfının, DSZ_Deutsches Stiftungszentrum talebi üzerine Münih Teknik Üniversitesi’nin Essen’deki Trafik Yolları İnşaası Test Bölümü, araştırma projesinin son ayağında, özellikle de dikey kuvvet ve yanal kuvvet olmak üzere araç yolu tarafındaki dinamik kuvvetleri kapsamlı ölçüm tekniği işlemleri gerektirmeden yeterli doğrulukta tespit edebilecek bir yöntem geliştirilmiştir. ÖLÇÜM YÖNTEMİNİN ANA PRENSİBİ Hooke Kanunu uyarınca çeliğin düşük deformasyonunda doğrusal elastik bir hareket oluşmaktadır; elastik deformasyon etki eden yüklenmeye orantılıdır [9]. Bu kanun, bu ölçme yönteminin ana prensibi olarak kabul edilmektedir. Rayın dış tarafı Çekme gerilmesi Baskı gerilmesi Dr.Müh. Jia Liu Ürün Yöneticisi Ray ve Makas Teknolojisi Schwihag AG, CH-Tägerwilen jia.liu@schwihag.com RAY YÜZEYİNDEKİ GERİLME SEYRİ [4]’te, kapsamlı laboratuvar tekniği işlemleri ile ray profili boyunca gerilme dağılımı belirlenmiştir. Ray yüzeyinin tüm noktaları ölçülebilir değildi (örneğin yuvarlatılmış kenarlar). Bundan dolayı ölçülebilir iki nokta arasındaki gerilme seyri doğrusal değişken olarak varsayılmıştı. [4]’te açıklanan sonuçlar esas alınarak, ray profili boyunca gerilmenin hesaplanması için matematiksel formüller geliştirilmiş ve [5]’te sistematik olarak gösterilmiştir. Bu arada [4]’te, her bir yük durumunun veya her bir yük kombinasyonunun laboratuvar tekniği ile simule edilemediği dikkate alınmalıdır. Ayrıca [5]’te, kolay anlaşılır matematiksel bir gösterim sunabilmek içi çeşitli varsayımlar yürütülmelidir. Bu varsayımlardan biri, örneğin destek noktalarının burulmaya dayanıklı olduklarıdır. Basitleştirilmiş formüllerin aksine, [1]’deki önceden kalibre edilmiş model, esnekliği ve gerçeğe yakın simülasyonu nedeniyle, gerilme ray profilinin her bir yerinde her türlü yüklenmede belirlenebildiğinden dolayı oldukça iyi ve kullanışlı bir araçtır. Örnek olarak e = 10 mm eksantriklikte 120 kN dikey kuvvet uygulandığı sonlu elemanlar (FE) hesaplaması yapılmıştır. 60E1 ray profilinin Dr.Müh. Bernhard Lechner Akademik Üst Kurul Üyesi Trafik Yolları İnşaası Test Bölümü ve Kürsüsü, Münih Teknik Üniversitesi bernhard.lechner@vwb.bv.tum.de Uni. Prof. Y.Müh. Stephan Freudenstein Ordinaryus ve Test Bölümü Müdürü Trafik Yolları İnşaası Test Bölümü ve Kürsüsü, Münih Teknik Üniversitesi stephan.Freudenstein @vwb.bv.tum.de çevresindeki yüzey gerilimleri belirlenmiştir. Sonuçlar, karakteristik olarak 1 no.lu resimde gösterilmektedir. [8]’de belirtildiği gibi, raylara dinamik dikey kuvvetler dışında tahrik ve frenleme sonucunda boylamasına kuvvetler ve yanal kuvvetler etki etmektedir. Ray yüzeyindeki » Rayın dış tarafı Çekme gerilmesi Baskı gerilmesi RESIM 1: Ray profilinin çevresinde boylamasına gerilme seyri (FE hesaplaması, karakteristik gösterim, V = 120 kN, e = 10 mm) – σT: Burulma sonucunda ray tabanındaki gerilme; σv: Dikey kuvvet sonucunda ray tabanındaki gerilme www.eurailpress.de/etr ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 17 ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ 60 E1, V = 120 kN S54, V = 120 kN L/V e σOrta σDış kenar σİç kenar σDış kenar – σOrta σOrta σDış kenar σİç kenar σDış kenar – σOrta [-] mm N/ mm2 N/mm2 N/ mm2 N/mm2 N/ mm2 N/mm2 N/ mm2 N/mm2 0 10 80 75,3 68 -4,7 87 82,8 73,4 -4,2 0,2 10 80 113,5 28,7 33,5 86,5 124,4 31,8 37,9 0,4 10 79 151,9 -12 72,9 86,3 165,9 -10 79,6 0,5 26 79 177,6 -35 98,6 86 193,1 -37 107,1 0,6 26 78,5 196,3 -55,7 117,8 85,7 213,6 -58,5 127,9 0,65 32 78 205,5 -66,2 127,5 85 223,6 -70 138,6 0,8 32 77 233,2 -96,8 156,2 84 252 -103,1 168 TABLO 1: L/V ve e’ye bağlı olarak ray tabanı gerilmesi (“-”: Baskı gerilmesi; Ön işaretsiz gerilme: Çekme gerilmesi) Baskı Doğrudan yükün etki ettiği noktanın altında ray tabanındaki gerilme görünümü RESIM 2: Yanal kaydırma ve burulma ile ray tabanının dış kenarındaki gerilme – L/V = 0,65, 50 kat yükseltilmiş Görünüm Üstten görünüm Tren gerilmeler, yukarıda belirtilen kuvvetlerin sonuçlarıdır. Özellikle tren geçişlerindeki dikey ve yanal kuvvetler olmak üzere ölçüt olarak kabul edilen kuvvetleri belirleyebilmek ama- cıyla ray yüzeyinde, boylamasına gerilmesi (ray yönü boyunca gerilme) sadece tek bir kuvvetten etkilenen belirli pozisyonlar bulunmalıdır. RESIM 3: Yanal kuvvet L ve eksantriklik e sonucunda ray tabanında gerilme – FE hesaplaması 18 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Ray profilinin karmaşık biçimi nedeniyle gerilmeler, ray gövdesi boyunca ve ray mantarında kuvvet büyüklüğü ve /veya maruz kalma pozisyonu değiştiğinde yüksek derecede değişmektedir (Resim 1). Ayrıca tekerlek ile ray arasındaki tek noktadan veya iki noktadan temas sonucunda ray mantarında oluşan yüksek temas gerilmesi dağıtımı dikkate alınmalıdır; bu husus, basit kuvvet-gerilme oranının bulunmasını zorlaştırmaktadır. Ray tabanının alt tarafındaki gerilme seyri, yerel gerilme odaklanmasını ortadan kaldıran doğrusal profil uzantısı ve yükün etki ettiği noktaya olan uzak mesafe nedeniyle yapılacak diğer incelemeler için daha uygundur. Bundan dolayı aşağıda belirtilen incelemede ağırlıklı olarak ray tabanındaki gerilme analizine yoğunlaşılmıştır. Ray tabanının alt tarafındaki gerilme seyri belirgindir. Özellikle ray tabanının ortasındaki gerilme, sadece kısıtlı bir şekilde eksantriklik e tarafından etkilenmektedir. Bu durum, burulma momentinin karşılanması için gerilme boyutunun dönüş noktası mesafesi ile orantılı olmasından kaynaklanmaktadır (Resim 1, σT). Bu arada, kuvvet boyutuna ve bulunduğu pozisyona bağlı olan dönüş noktasının, her zaman ray tabanının ortasında bulunmadığı dikkate alınmalıdır. Düz bir hat kılavuzunda veya büyük yarıçaplara sahip raylarda dönüş noktasının pozisyonu çok fazla değişmez. Hesaplamalar, sabit dikey kuvvetin V = 120 kN olduğu varsayılarak yapılmıştır. Yanal kuvvet L ve eksantriklik e, L/V oranına göre uyarlamıştır. 1 no.lu tabloda, 60 E1 ve S54 ray profilleri için ray tabanının ortasındaki (σOrta), ray tabanının dış kenarındaki (σDış kenar) ve de ray tabanının iç kenarındaki (σİç kenar) gerilmeler gösterilmiştir. Ray tabanının ortasındaki gerilme, çeşitli L/V oranlarına ve dikey kuvvetin eksantrikliklerine rağmen hemen hemen sabit olarak yakl. 80 N/ mm²’di. Ayrıca azami bükme çekme gerilmesinin meydana geldiği pozisyonda, artan burulma yüklenmesi ile ray tabanının ortasından ray tabanının kenarına doğru kaydığı gözlemlenmiştir. 0,65 L/V oranında altında ray tabanının kenarında (205 N/mm²), ray tabanının ortasına göre yaklaşık 130 N/mm² daha yüksek bir gerilme tespit edilmiştir. Ray profili 60 E1’den S54’e değiştiğinde, ray tabanının ortasındaki gerilme yaklaşık 80 N/mm²’den 87 N/mm²’ye yükseldi; bu gerilme yükselişi, rayın dikey yöndeki atalet momentinin azalmasından kaynaklanmaktadır. Çeşitli yük durumlarına rağmen S54 rayının ray tabanının ortasındaki gerilme hemen hemen sabitti. σDış kenar ile σOrta arasındaki fark (L/V = 0,65) neredeyse 140 N/mm²’ydi ve böylece bir 60 E1 rayından 10 N/mm²’den daha fazlaydı; bu durum, aynı şekilde yanal yöndeki rayın düşük atalet momentinden kaynaklanmaktaydı. www.eurailpress.de/etr ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ bir esneme ölçme şeridi (Resim 4’te DMS 1) monte edilmelidir. YANAL KUVVET L’NİN BELİRLENMESİ RESIM 4: Kuvvet boyutlarını ölçmek için DMS1 - DMS4 konumları ile tercih edilen dört değerlendirme pozisyonu – Ray profili 60 E1 Trafik yükleri sonucunda ray tabanının kenarında artan gerilme, esas olarak iki deformasyon durumundan kaynaklanmaktadır (Resim 2): Eksantrik yükün etki etmesi sonucu burulma (burulma gerilmesi) Ray tabanının yanal bükülmesi (bükme çekme gerilmesi) DİKEY KUVVET V’NİN BELİRLENMESİ Diğer FE hesaplamaları (Resim 3), ray tabanının ortasındaki gerilmenin, L ve e’den bağımsız olması nedeniyle dikey kuvveti için ideal bir gösterge olduğunu göstermektedir. Ray tabanının ortasına boylaması yönünde Ray tabanındaki diğer noktalar, etki eden yanal kuvvetler belirlenebilecek şekilde seçilmelidir. Bugüne kadar yapılan incelemelerde, rayın alt tarafındaki boylamasına gerilme değişiminin, seçilen pozisyonlar ile ray ekseni arasındaki uzaklığa orantılı olduğu görülmüştür. En büyük gerilme farkı, ray tabanının iç kenarı ile ray tabanının dış kenarı arasında söz konusudur. İki esneme ölçme şeridi (Resim 4’te DMS3 ve DMS4), ray tabanının kenar kısmına, ray ekseninden en az ± 70 mm’lik uzaklığa monte edilmiştir. Ray profilinin yuvarlatılmış kenarları DMS’nin monte edilmesi için uygun olmadığından dolayı ray tabanının kenarına 5 mm’lik bir uzaklık tercih edilmiştir. Böylece bu iki pozisyonda, ray tabanında mümkün maksimum gerilme değişiminin ölçülmesi mümkündür. Dikey kuvvet V, yanal kuvvet L ve eksantriklik e, birbirinden ayrı olarak ray yüzeyindeki gerilme dağılımını etkileyebilir. Örneğin yanal kuvvet L yükseldiğinde, DMS3’ün ölçüm değeri de yükselir. Aynı sonuç, eksantriklik e değiştirildiğinde de elde edilebilirdi. Yanal kuvvet L’yi belirleyebilmek için eksantriklik e’nin etkisi de incelenmelidir. Bu varsayımlar doğrultusunda (e = 0, V = 0), L (e´) pozisyonunun 0 mm ile 15 mm arası ve yanal kuvvetin 0 ile 40 kN arası değiştiği başka analizler de yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, tercih edilen koşullarda (V = 0, e = 0) DMS3-4 gerilme farkı ile yanal kuvvet L’nin büyüklüğü doğrudan doğrusal bağlantı olduğu gös- termektedir. Sonuçlar, aynı zamanda e‘ etkisinin (sürüş seviyesine bağlı olarak L’nin yük pozisyonu) dikkate alınmayacak küçüklükte olduğunu göstermektedir. Eksantriklik e’nin etkisini analiz etmek için yanal kuvvet L = 0 ve dikey kuvvet V = 120 kN (sabit) varsayımı ile hesaplamalar yapılmıştır. Eksantriklik e, 0 ile 25mm arasında değişiyordu. Ray tabanının alt tarafı boyunca olan gerilme seyri 5 no.lu resimde gösterilmektedir. Eksantriklik e’ye ilişkin DMS3-4 gerilme farkı değerlendirilmiştir. 5 no.lu resim, ayrıca e ile DMS3-4 arasında neredeyse doğrusal bir ilişki olduğunu göstermektedir. V VE L’NİN BELİRLENMESİ İÇİN ÇÖZÜM YAKLAŞIMI Yukarıdaki analizler doğrultusunda dikey kuvvet V, dikey ray sertliği bilindiği sürece (derinlik ölçümü ile belirlenir) ray tabanının ortasındaki gerilme ölçülerek kolayca belirlenebilir. L ve e, aynı anda DMS3-4 gerilme farkını etkilerler. Bu nedenle, yanal kuvveti ayrı bir şekilde belirleyebilmek için başka bir gösterge gereklidir. [2]’deki kalibrasyon ölçümü sırasında tespit edildiği gibi ray mantarındaki gerilmenin büyüklüğü (burada: Resim 4’te DMS2) L, e ve V ile bağlantılıdır. İki bilinmeyen L ve e, DMS2 ve DMS3-4 gerilme farkı ile belirlenebilmektedir. Tercih edilen dört ölçüm boyutu ve belirlenecek kuvvetler arasındaki bağlantılar, aşağıda gösterilen basitleştirilmiş fonksiyonlar ile tanımlanabilir: f(DMS1) = A*V f(DMS2) = B*(V, L, e) f(DMS3-4) = C*(V, L, e) » DÜNYAYI BIRLEŞTIRIYORUZ … İNOVASYONLA, EN YÜKSEK KALITEYLE VE ARALIKSIZ RAYLARLA. » Thermit ® kaynağı – sarf maddeleri, makine ve cihazlar için sistem tedarikçisi » Yapı türü MT ve ETW 1 yalıtımlı ray bağlantıları tedarikçisi » Ray ölçüm teknolojisi ve ölçüm teknolojisi ile ilgili hizmetlerin sunucusu www.eurailpress.de/etr » Teknik danışmanlık, Thermit ® kaynakçıların, yalıtımlı ray bağlantı üretim ve kaynak işleri denetim elemanlarının eğitimi » Elektro-Thermit - Marmaray BC1 Projesinin Thermit ® kaynağı sistem tedarikçisi www.elektro-thermit.de ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 19 ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ RESIM 5: Eksantriklik e’ye bağlı ray tabanındaki gerilme ve eksantriklik e RESIM 6: Sol: Deney sırasında eksantriklik e değeri ve uygulaması (burada 1. aşama: e= 5 mm); sağ: Ray tabanında DMS uygulaması ile DMS3-4 gerilme farkı arasındaki ilişki A, B, C = Üst yapının sistem esnemezlikleri (deformasyon ölçümleri ile belirlenebilir). Bu statik deney, çeşitli e değerleri ile 3 aşamada yapılmıştır: Fonksiyon sayısı bilinmeyenlerin sayısı ile aynıdır. Matematiksel olarak kuvvetler, sistem esnemezlikleri bilindiği sürece tespit edilebilir. Daha sonra yapılacak kalibrasyonlar için önce FE hesaplamaları yapılmıştır. 1. aşama: e = 5 mm; 2. aşama: e = 10 mm; 3. aşama: e = 18 mm TEKNİK DENEYLER UYGULAMALI KONTROL Bu yöntemi teknik deneyler uygulayarak kontrol edebilmek için, Münih Teknik Üniversitesi’nin Trafik Yolları İnşaası Test Bölümü tarafından statik deneyler tasarlanmış ve uygulanmıştır. Üst yapı, 60 E1 rayından ve W14 ray tespitleme sisteminden (Skl14+ZW700) ve ayrıca bir alt balast tabakası üzerine yataklanmış balast yatağından oluşmaktadır. 4 no.lu resimde gösterilen şekilde 4 adet DMS monte edilmiştir (Resim 6). Deney ve emniyet tekniği nedenlerinden dolayı V maksimum 90 kN ve L maksimum 40 kN ile sınırlandırılmıştır. FE hesaplamalarında elde edilen sonuçlar ve laboratuvar ölçüm değerleri karşılaştırıldıktan sonra, dikey kuvvet V uygunsuzluğunun artan eksantriklik e ile arttığı tespit edilebildi. Bunun ana sebebi, burulma yüklenmesi altında maksimum gerilmenin kaymasıdır. L’nin uygunsuzluğu, toplam DMS34 gerilme farkı ile karşılaştırıldığında hata oranı azaldığından dolayı e ve L değerlerinin artması ile azalmıştır. Teorik olarak dikey kuvvet V ve yanal kuvvet de rayın enine uzamasına yol açmaktadır. Buna karşın enine esneme, 150 mm’lik düşük ray tabanı genişliği nedeniyle uzun ray bölümüne kıyasla düşük olmalıdır. Bir hesaplama örneği ile L/V = 0,5 değerlerinde enine gerilmenin, ray tabanının ortasındaki boylamasına gerilmenin yaklaşık %2’si kadar olduğu kanıtlanmıştır. DMS3-4 gerilme farkı gözetildiğinde, bu oran daha da düşüktü. Bundan RESIM 7: İç ve dış raylardaki dinamik kuvvetlerin tespit edilmesi için eksiksiz konsept (mavi sensörler: DMS; kırmızı sensörler: mutlak ray deformasyonunu tespit etmek için endüktif pozisyon sensörü) dolayı diğer gözetimler için σy değerinin dikkate alınmasına gerek yoktu. Boylamasına kuvvetlerin zemine gömme yapılara olan etkisi, statik deneyler ile çok zor incelenebilmektedir. [7]’de 300 kN maksimum ilk hareket çekme kuvveti veya 150 kN maksimum fren kuvvetine sahip bir demiryolu taşıma aracı (statik aks yükü: yakl. 21,5 ton) temel alınmıştır. Bu şekilde rayın tabanının ortasında maksimum ± 10 N/mm² veya ± 5 N/mm² ray boylamasına gerilme belirlenmiştir. Seyir halindeki bir trenin ölçülmesi sırasında hızlanma ve frenleme (acil frenleme değil) sonucunda boylamasına kuvvetlerin oldukça düşük olduğu dikkate alınmalıdır. Bunun sonucunda oluşan boylamasına gerilmenin ± 5 N/mm²’den daha küçük olduğu tahmin edilmektedir. Ray tabanının ortasındaki boylamasına kuvvetler sonucundaki gerilme oranı, böylece 120 kN dikey kuvvet etkisinde toplam boyla%5’i kadardır (60 E1’de ray tabanının ortasındaki boylamasına gerilme: 80 N/mm², orta derecede üst yapı sertliği). Genel olarak dikey kuvvetler ve yanal kuvvetler, önerilen ve doğrulanmış ölçüm yöntemleri ile yeterli doğrulukta ölçülebilmektedir. Kuvvetli bir hızlanma veya frenleme sırasında farklılıklar biraz artmaktadır. EKSİKSİZ KONSEPT İç ve dış raylara olan farklı etkileri inceleyebilmek için, iç ve dış rayda senkron ölçüm yapılmalıdır. 7 no.lu resimde, her iki rayı içeren ölçüm enine kesiti için eksiksiz bir konsept gösterilmiştir. FE modelinin kalibre edilmesi için rayın mutlak deformasyonunu ölçmek için ayrıca endüktif pozisyon sensörü kullanılmalıdır. Toplam sekiz adet DMS sensörü ve altı adet endüktif pozisyon sensörü (G) içeren bir ölçüm paketi oluşmaktadır. 20 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr Bu çalışmadan sonra bu yöntem bir test güzergahında test edilmiştir. Sensörler, 7 no. lu resimde gösterilen şekilde Avusturya’da Amstetten ile Linz arasındaki yeni ray hattına monte edilmiştir. Balast vagonlu bir test lokomotifi ek yüklenmeyi sağlamıştır. Sürüş hızı 5 km/saat’ti. Bu koşullar altında yapılan değerlendirme, ölçümden önce de bilindiği gibi statik aks yükü ile oldukça iyi bir uyumluluk olduğu göstermiştir. Bu ray zemin seviyesinden çok az yükseklikte bulunduğundan ve test treninin sürüş hızı sınırlı olduğundan dolayı, yanal kuvvet sonuçlarından herhangi bir değerlendirme yapılamadı. Yüksek hızlarda işletme rayında başka test ölçümleri yapılmalıdır. SONUÇ Araştırma projesinin [3] son ayağında, tren geçişi sırasında sürüş yolu tarafında dinamik tekerlek/ray kuvvetlerini belirlemek için bir yöntem geliştirilmiştir. Bir FE modeli aracılığıyla raylara etki eden dikey ve yanal kuvvetleri belirleyebilmek için ray enine kesitinin önemli yerlerine sadece kısıtlı sayıda esneme ölçme şeridi ve endüktif pozisyon sensörleri monte edilmelidir. Bu yöntemin uygunluğu, yapılan laboratuvar testleri ve statik yüklerde yapılan birinci ray ölçümü ile onaylanmıştır. Örneğin frenleme ve ilk hareketten kaynaklanan diğer etkiler dikkate alındığında, bu yöntemde en fazla %5 ile %10 arası bir sapma meydana gelmektedir. Söz konusu yöntemi daha fazla optimize etmek amacıyla, daha yüksek dinamik yükler uygulanarak işletme rayında başka deneyler yapılacaktır. KAYNAKÇA [1] Liu, J.; Lechner, B.; Freudenstein ,S.: Theoretische Untersuchung an d as Verformungsverhalten der Schiene, EI 11/2013 [2] Liu, J.; Lechner, B.; Freudenstein, S.: Experimentelle Untersuchung an das Verformungsverhalten der Schiene, EI 09/2013 [3] Liu, J.: Einfluss Schienenbefestigungskomponenten auf das Verformungs- und Lastverteilungsverhalten der Schiene. Mitteilungen des Prüfamts für Bau von Landverkehrswegen der TU München, Heft 87, München 2013 [4] Eisenmann, J.: Stress distribution in the permanent way due to heavy axle loads and high speeds, Published by AREA Committee 4 – Rail, 1969 [5] Lehrstuhl und Prüfamt für Bau von Verkehrswegen der TU München Skript: Eisenbahnoberbau Teil 4 – Beanspruchung der Schiene, München 1986 (yayınlanmadı) [6] Eisenmann, J.: Die Schiene als Träger und Fahrbahn – theoretische Grundlagen und praktische Bespiele, in „Die Eisenbahnschiene“, herausgegeben von Fastenrath, Ernst und Sohn, 1977 [7] Albert, J.: Ein Beitrag zur Bewertung der Bruchsicherheit von Eisenbahnschienen, Dissertation, Technische Universität Graz, Österreich, Ocak 2010 [8] Frederich, F.: Unbekannte und ungenutzte Möglichkeiten des „Rad-Schiene“-Führungssystems, Schienen der Welt 17 (1985), Heft 11 [9] Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W. A.: Technische Mechanik, Band 2, Elastostatik. 8. Baskı Berlin 2005 www.eurailpress.de/etr 'HPLU\ROXQGD<HWHUOLOLN+DNNÕ TÜV NORD Türkiye GHPLU\ROXWHNQRORMLVLQGHJHQLúELUKL]PHW \HOSD]HVLVXQPDNWDGÕU Test ve Belgelendirme 76,(&8\JXQOXN'H÷HUOHQGLUPHVL (NoBo, DeBo, AssBo) Frenler için Test Platformu <DQJÕQ7HVW/DERUDWXYDUÕ 5ROOLQJ6WRFN¶XQND\QDNOÕLPDODWÕ 'H÷HUOHQGLUPH %D÷ÕPVÕ]*YHQOLN'H÷HUOHQGLUPHVL,6$ 7DUDI*|]HWLP73, 5$06*YHQLOLUOLN.XOODQÕODELOLUOLN6UGUOHELOLUOLN *YHQOLN*YHQOLNYH*YHQLOLUOLN'H÷HUOHQGLUPHVL )RQNVL\RQHO*YHQOLN)0(&$ .RQWURO.XPDQGDYH6LQ\DO(7&6 <D]ÕOÕP$QDOL]L .DEXOYH2QD\'HVWH÷L Homologasyon, Demiryolu Uygulama Testleri +L]PHWH6XQPD *YHQOL5HKEHU6L5) $YDQWDMODUÕQÕ] 6L]H\DNÕQQLWHOLNOLYHUHVPLRQD\OÕX]PDQODU 2QD\ODQPÕúNXUXOXú71/8; %D÷ÕPVÕ]OÕNYHWDUDIVÕ]OÕN øOHWLúLP tuv-nord@tuv-turkey.com www.tuv-turkey.com ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 21 HAFİF YAPI Raylı araçların vagon kasaları için yeni tarzda hafif yapı konseptleri ve yapı şekilleri Raylı araçlarda ağırlık tasarrufu ile elde edilebilen pozitif etkiler ise çok geniş kapsamlıdır. Bu pozitif etkilerden faydalanabilmek için kesinlikle hafif bir yapı gereklidir. Bu nedenle Alman Havacılık ve Uzay Merkezi, Bombardier Transportation ile işbirliği yürüterek geniş kapsamlı hafif yapı sisteminin uygulandığı yöntemsel bir çalışma şekli geliştirilmiştir. 1. GİRİŞ 2. RAYLI ARAÇLARDA HAFİF YAPI İÇİN MOTİVASYON Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki farklı enstitüler ve bölümler tarafından raylı araç- Raylı araçlarda hafif yapı giderek daha fazla lar alanında araştırma konuları üzerinde anlam kazanmaktadır. Bu anlam artışı, özelçalışmalar yürütülmektedir. Her bir enstitü- likle işletmecinin, üreticinin ve yolcuların ginün araştırma çalışmaları, DLR Projesi “Next derek daha fazla odak noktası haline gelen Generation Train” (NGT) (Yeni Nesil Tren) adlı ekolojik ve ekonomik unsurlardan kaynakAlman Havacılık ve Uzay Merkezi projesi kap- lanmaktadır. Ağırlık tasarrufunun azaltılması samında bir araya getirilmektedir. Bu kap- ile sağlanabilen sürüş direncinin azalmasına samda zemin temaslı tüm araçlar (karayolları önem verilmiştir. Bu sayede enerji verimliliğinin artması sağve ray) ve de havalanır ve bu durum cılık ve uzay araçları Maliyetler bakımından verimli bir enerji masraflarıile ilgili alanlardan hafif yapı oluşturabilmek için bünın azalmasına yol ekspertiz raporları tünsel bir yaklaşım tarzı ve tüm hafif açmaktadır. %10 ve bilgiler akmakoranında ağırlığın tadır [1]. Alman Ha- yapı stratejilerinin kararlı bir şekilde düşürüldüğü ve vacılık ve Uzay Mer- kullanımı ve uygulanması gereklidir. 30 yıllık bir çalışkezi dahilindeki NGT projesi ile birlikte, demiryolları alanında ma ömrü varsayıldığında, araç ağırlığında tamamlayıcı konulara ilişkin çeşitli endüstri- kilogram başına 10 ile 60 Euro arası bir enerji lerin, işletmelerin, kurumların ve birliklerin tasarrufu sağlamak mümkündür. Belirtilen aralık, temel olarak aracın türüne, aracın çalışmaları da değerlendirilmektedir. Raylı araçlarla ilgili bir bütün olarak değer- tahrik sistemine ve önemli ölçüde planlanan lendirilebilecek ve maliyetler bakımından kullanım profiline göre belirlenmektedir [2]. Raylı araçlarda hafif yapı kullanımının başverimli hafif yapıyla ilgili müşterek düşünceler esas alınarak, 2008 yılında Bombardier ka bir nedeni ise, önceden belirlenmiş olan Transportation firması ile işbirliği içerisin- maksimum tekerlek takımı yüküdür. Sınırde Stuttgart araç konseptleri enstitüsünde ları aşan Avrupa dahilindeki kullanım için başlatılan çalışmalar, raylı araçlarda vagon karşılıklı işletilebilirliğe (TSI) ilişkin teknik kasası özel olarak dikkate alınarak yeni tür- spesifikasyon uyarınca 250 km/saat çalışma de yöntemsel bir çalışma şekli geliştirildi. Bu hızında müsaade edilen maksimum tekerlek çalışma şekli ile tüm hafif yapı stratejilerinin takımı yükü en fazla 17 ton’dur. [3] Örnek olarak sunulan bu nedenlerin yanı kararlı bir şekilde kullanımı ve uygulanması ile vagon kasasında önemli ölçüde ağırlıktan sıra, raylı araçlarda hafif yapı ile başka öncelikli tasarruf sağlamak hedeflenmişti. Bu şekilde, ve ikincil etkilere de ulaşılabilir (krşl. örn. [4]). dolaylı olarak raylı araçların enerji tüketiminde ve çalışma ömrü boyunca oluşan düzenli giderlerin toplamında ve ikincil etkilerde be- 3. HAFİF YAPI STRATEJİLERİ lirgin iyileştirmeler elde edildi. Ağırlık azaltma ile oluşan pozitif etkilere ve bağlantılara rağmen yapılan anketlerden edilen sonuçlarda, geliştirme ve daha son- 22 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Y.Müh. Jens König Hafif Yapı Konseptleri ve Raylı Araçlar Yöntemleri Grup Yöneticisi, Araç Konseptleri Enstitüsü, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. jens.koenig@dlr.de Prof. Dr.Müh. Horst E. Friedrich Enstitü Müdürü Araç Konseptleri Enstitüsü, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. horst.friedrich@dlr.de Dr.Müh. Joachim Winter Next Generation Train Proje Yöneticisi, Uzman Bilimadamı, Araç Konseptleri Enstitüsü, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. joachim.winter@dlr.de Dr.Müh. Martin Schön Head of Research & Technology Management and Intellectual Property Rights, Bombardier Transportation GmbH martin.schoen @de.transport.bombardier.com raki üretim aşamasında tasarruf edilmiş araç ağırlığında kilogram başına genel olarak 10 ile 15 Euro arasında ilave masraf oluştuğu görülmektedir. Maliyetleri verimli hale getirilmiş hafif yapıyı gerçekleştirebilmek için bu durumda bütünsel yaklaşım tarzı, kararlı kullanım ve tüm hafif yapı stratejilerinin uygulanması gerekli olacaktır (örn. [5]). Tüm bu unsurlar, hafif yapı gerekliliklerini, hafif yapı konseptini, hafif yapı malzemelerini, hafif yapı biçimini ve tasarımını ve de fonksiyon entegrasyonu ile hafif yapıyı kapsamaktadır (Resim 1). Hafif yapı gereksinimi, örneğin araç için yasalar, standartlar ve yönetmelikler doğrultusunda çerçeve koşullarını ve de sistem www.eurailpress.de/etr HAFİF YAPI gereksinimlerini ve diğer hafif yapı prensiplerini oluşturmaktadır. Burada hedef, söz konusu gereksinimleri mutlak gerekli olanlarla sınırlamaktır. Hafif yapı konsepti, aynı zamanda hem tüm konsepti, hem de yapı grupları konseptini kapsar. Bu kapsama, örneğin tren konsepti, bogi konsepti ve vagon kasasının yapı tarzı konsepti dahildir ve bundan dolayı bu konseptlerin belirleyici bir rolü vardır. Hafif yapı konsepti ile diğer hafif yapı stratejileri için de elverişli bir temel oluşturulabilmektedir. Hafif yapı malzemeleri kapsamında, prensip olarak ilgili noktalarda en uygun özelliklere sahip ve en hafif malzemeler kullanılmaktadır. Hafif yapı tasarımı ve biçiminde, örneğin taşıyıcı yapı tasarım ve biçim olarak kuvvet akışına mümkün olduğunca – yerel ve genel olarak – elverişli bir duruma getirilmektedir. Hafif yapıdaki fonksiyon jenerasyonu kapsamında, örneğin parça veya fonksiyon entegrasyonu gibi entegrasyon stratejileri konsept şeklinde optimize edilmektedir [5]. 4. YÖNTEMSEL ÇALIŞMA ŞEKLİ YAKLAŞIMI Vagon kasasının özelliklerinin örneğin tren konseptine ve bogilere etkileri ve de vagon tipi (tek katlı, kısmen çift katlı, komple çift katlı) ve vagon kasasının hizmet ağırlığındaki oranı (%15 ile %45 arası) arasındaki bağlantı nedeniyle bu yaklaşım merkezi bir anlam kazanmaktadır. En modern teknoloji araştırmalarda görüldüğü gibi, vagon kasalarının yapısal modelleri çoğu zaman özel çerçeve koşullarına uygun hale getirilirken, bu kapsamda hafif yapı çoğu zaman ilk önceliğe sahip olmamaktadır. Bunun dışında yapılan analizlerde ve ardından mevcut araç verileriyle karşılaştırmalar, vagon kasalarındaki hafif yapı potansiyelinin tren konsepti ile bağlantısı konusunda net eğilimleri ortaya koymamaktadır. Bu durumda, kayda değer bir ağırlık tasarrufu için ayrıntılı ve geniş kapsamlı hafif yapı yaklaşımı gerekmektedir ve bu yaklaşıma tren konsepti de dahil edilmelidir. Bu nedenle vagon kasalarının, tren konseptlerinin ve vagon tiplerinin yapıdan bağımsız ağırlık tahmini için yöntemsel bir çalışma şekli geliştirilmiştir. Bu çalışma şekli, hafif yapı potansiyelinin henüz temel konsept aşamasında belirlenmesini sağlamakta ve talep edilen gerekliliklere uygun hafif yapıya uygun tren konseptinin ve uygun vagon tipinin tanımlanmasını mümkün kılar. Gereklilik – Hafif yapı Konsept – Hafif yapı Malzeme – Hafif yapı Tasarım ve kalıp – Hafif yapı Fonksiyon entegrasyonu ile hafif yapı RESIM 1: Hafif yapı stratejileri adım olarak farklı tren konseptleri ve vagon tiplerinin hafif yapı potansiyeli incelenmektedir (Resim 2 üst, krşl. [6,7]). Bu kapsamda vagon kasasının basitleştirilmiş dış gövdesine uygun ve gövdede giriş kapıları, pencereler ve kapaklar için boşluk kesimleri mevcut olmayan modele özgü vagon kasası geometrileri oluşturulur. Modele özgü vagon kasası geometrileri tekli vagonlar ve köprü araçlar (Jakob tipi ortak bogili trenler) için oluşturulmaktadır. Bu tren konseptleri için vagon kasası geometrileri tek katlı, kısmi çift katlı (geleneksel çift katlı vagonlar) ve komple çift katlı vagon tipleri için (her iki kat tam vagon kasası uzunluğunda kullanılabilir) oluşturulmuştur. Buna dayanarak vagon kasası geometri türevleri oluşturulmuştur, bu türevler ya tekli bogilere (bogi başına tekerlek takımı veya tekerlek çifti) veya ikili bogilere (iki tekerlek takımlı veya tekerlek çiftli döner şasiler) uygun hale getirilmiştir. Ayrıca her bir » vagon kasasının uzunluğu ayarlanır. RESIM 2: Hafif yapı optimize edilmiş tren konseptleri ve vagon kasalarının oluşturulması için yöntemsel çalışma şekli [6] Vagon kasası geometrileri FE model oluşturma/topoloji optimizasyonu En büyük hafif yapı potansiyeli barındıran vagon kasalarının topoloji optimizasyonu Yapı özelliklerine ilişkin optimizasyon Ağırlığı optimize edilmiş taşıyıcı yapılar Sanal tren konseptlerinin hafif yapı potansiyeli Konsept konstrüksiyonu Taşıyıcı yapı ağırlıkları Ağırlığın ölçeklendirilmesi ve sanal uygulama uygulanabilir vagon kasaları Yapı uygulaması Et kalınlığı optimizasyonu/ Boyutlandırma 5. YAPIDAN BAĞIMSIZ AĞIRLIK TAHMİNİ İÇİN YÖNTEMSEL ÇALIŞMA ŞEKLİ Geliştirilen yöntemsel çalışma şeklinde, ilk www.eurailpress.de/etr Doğrulama Ayrıntı optimizasyonu ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 23 HAFİF YAPI RESIM 3: Çift katlı tekli araçların topoloji optimizasyonundan taşıyıcıyı yapılar için örnek gösterim [9] 5.1. YAPIDAN BAĞIMSIZ AĞIRLIK TAHMİNİ İÇİN TOPOLOJİ OPTİMİZASYONU Kullanılabilir her bir metre uzunluk başına vagon kasası ağırlığı (kg/m) Modele özgü vagon kasası geometrilerinin kullanımı ile sonlu elemanlardan (FE) uygun hesaplama modelleri oluşturulur. Bunlar ise bir topoloji optimizasyonuna tabi tutulur. Bu kapsamda FE modellerine, DIN EN 12663 Kategori P-I statik yükleri uygulanır. Sayısal hesaplama yöntemleri kullanılarak, topoloji optimizasyonunda elastikiyet modülü (krşl. DIN EN 12663 uyarınca statik kuvvetlerden [8]) ve böylece tercih edilen çerçeve koşulla- daha düşük olacak şekilde tasarlanmıştır. rı dikkate alınarak her bir elemanın sertliği, Bundan dolayı bu bölüm için topoloji optiyerel olarak meydana gelen yüklere en iyi mizasyonu uygulanabilir. şekilde uygun hale getirilebilir. Bu sayede Oluşturulan tüm tren konseptleri ve vatopoloji optimizasyonu ile yüklere hemen gon tipleri bu varsayımlara dayanılarak topohemen kusursuz bir şekilde uygun hale geti- loji optimizasyonuna tabi tutulur, bu şekilde rilmiş taşıyıcı yapı oluşmaktadır. Bu nedenle, taşıyıcı yapılar oluşur ve bu yapıların ağırlıktaşıyıcı yapı, kuvvet akışı bakımından opti- ları belirlenerek karşılaştırılabilir (Resim 3 ve mum vagon kasası karkas yapısı olarak kabul Resim 4). edilir. Buradan yola çıkılarak, DIN EN 12663 uyarınca statik yükler için yeterli olacak taşı- 5.2. SANAL TREN KONSEPTLERİNİN yıcı yapının asgari toplam ağırlığı belirlenir. OLUŞTURULMASI Minimum toplam ağırlık, mevcut çerçeve koşulları dikkate alınarak tam doğru olarak Sonlu elemanların ve taşıyıcı yapıların yükkabul edilir. lenmelere ve gerekliliklere neredeyse en Burada uygun topoloji optimizasyonu uygun hale getirilmesi ile bunların ağırlığı, için sadece statik veya yarı statik ilave yükler oluşturulabilen vagon kasalarının ağırlığın(dinamik çarpma dan belirgin bir şeyükleri hariç) kul- Kayda değer bir ağırlık tasarrufu için kilde daha düşük lanılabileceği için, bu durumda ayrıntılı ve kapsamlı olur. Bu nedenle vagon kasasının ilgili taşıyıcı yapı hafif yapı uygulaması gerekmektedir. ağırlığı bir faktörfarklı alanlara ayrılması gereklidir. Bu bölümlerden biri, plastik le ölçeklendirilir, bu ölçeklendirme ile her şekil bozulmasına uğramadan DIN EN 12663 bir topolojisi optimize edilmiş taşıyıcı yapı uyarınca statik yüklere dayanıklı olan bölüm- için uygulanabilir bir vagon kasasını ağırlığı dür. Diğer bölümler ise, DIN EN 15227 uya- belirlenebilir. Hesaplanmış bu vagon kasası rınca çarpışma senaryolarında enerjiyi plas- ağırlığına ve vagon kasası ölçülerine bağlı tik şekil bozulmalarına dönüştüren vagon olarak, çalışmaya hazır yüksek derecede hakasasının arka kısımlarıdır. Enerji tüketen bö- fif yapı optimizasyonlu bir vagon kasasının lümler, statik yüklere maruz kalacak vagon ağırlığının belirlenebileceği özel tasarlanmış kasası bölümü boyutlandırmasına uygun sanal donanım uygulanır. Bunun için hesapolarak, DIN EN 15227 uyarınca bir çarpışma lanan vagon kasası ağırlığına gerekli donadurumunda statik yüklere maruz kalacak nım elemanlarının ağırlığı eklenir. Bunun için vagon kasası bölümüne etki eden kuvvetler, günümüzde mevcut donanım elemanlarına Çift katlı körüklü araç (EL) Tek katlı körüklü araç (DL) Kısmen çift katlı körüklü araç (EL) Kısmen çift katlı körüklü araç (DL) Tek katlı körüklü araç (DL) Tek katlı körüklü araç (EL) 24 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Çift katlı tekli araç (EL) Çift katlı tekli araç (DL) Kısmen çift katlı tekli araç (EL) Kısmen çift katlı tekli araç (DL) Tek katlı tekli araç (EL) Tek katlı tekli araç (DL) Vagon kasası uzunluğu (m) RESIM 4: İncelenen vagon kasası geometrilerinde ağırlık eğrileri (kullanılabilir uzunluğa göre standartlaştırılmıştır) (DL: İkili bogiler için vagon kasası dış kısmı, EL: Tekli bogiler için vagon kasası dış kısmı) [9] www.eurailpress.de/etr Her bir metre kat uzunluğu için vagon boş ağırlığı (kg/m) HAFİF YAPI 26 m tek katlı tekli araç 20 m kısmen çift katlı körüklü araç 20 m çift katlı tekli araç Körüklü araçlarda çift katlı vagonlar Körüklü taşıtlarda kısmi çift katlı vagonlar Körüklü araçlarda tek katlı vagonlar Vagon kasası uzunluğu (m) Tekli araçlarda çift katlı vagonlar Tekli araçlarda kısmi çift katlı vagonlar Tekli araçlarda tek katlı vagonlar RESIM 5: İncelenmiş hafif yapı optimizasyonlu tren konseptlerinin ağırlıklarının karşılaştırılması ve derlenmesi dikkate alınarak, genel olarak hafif yapı op- biden çok fazla artmasına yol açar (örneğin timizasyonlu aracın oluşturulabilmesi için 5 no.lu resimde köprü araçların tekli katlı vamümkün olan en düşük ağırlık varsayılmak- gonlarında 14 m ile 17 m arası). tadır. Konsepti izin verilen tekerlek takımı yüküne göre oluşturulmuş boginin ağırlığı- 6. KUVVET AKIŞI OPTİMİZE nın yanı sıra, örneğin iç kaplama elemanları, EDİLMİŞ VAGON KASALARINDA YÖNkoltuklar, tuvaletler ve ek yüklerin ağırlığı da TEMSEL ÇALIŞMA ŞEKLİ yüke eklenir. Her bir taşıyıcı yapı için çalışmaEn büyük hafif yapı potansiyeli barındıran ya hazır sanal vagonun ağırlığı oluşur. tren konsepti ve Eşit çerçeve koşulları nedeniyle Tüm hafif yapı stratejileri kullanılarak, vagon tipi temel alınarak, diğer farklı tren kon- vagon kasası ağırlığı yaklaşık %30 ile işlem adımında septleri ve vagon 20 m uzunluğuntiplerinin vagon %40 arasında azaltılabilir. ağırlıkları, hafif yapı potansiyelleri bakımın- daki bir çift katlı vagon kasasının geometrisi dan karşılaştırılabilir. Bunun için ağırlıklar, yeniden topoloji optimizasyonuna tabi tuilgili uzunluğa veya mevcut oturma yeri sayı- tulur ve sonuç yapısal verilere dönüştürülür sına uygun standartlaştırılır. Standartlaştırıl- (Resim 2 alt). mış ağırlıkların karşılaştırılması esas alınarak, vagon tipi ve vagon kasası uzunluğu ile en fazla hafif yapı potansiyeli barındıran tren konsepti belirlenebilir (Resim 5). Bu incelemedeki varsayımlar doğrultusunda, en fazla hafif yapı potansiyeline 20 m uzunluğunda ve tekli tekerlek-tekli bogi donanımına sahip komple çift katlı tekli vagon sahiptir. Bu durum, vagon kasası ağırlığının yanı sıra, öncelikle bu uzunluğa kadar mümkün olan tekli tekerlek-tekli bogi donanımına bağlanabilir [7]. Bu uzunluğun aşılması halinde, donanım elemanlarının ilave ağırlığı nedeniyle tekli tekerlek-tekli bogiler için talep edilen tekerlek takımı yüklerine artık uygulanamaz; bundan dolayı, daha ağır ve daha yüksek tekerlek takımı sayısına sahip uygun bogiler kullanılmalıdır. Bu durum, genel olarak ilgili tren konseptinde ağırlığın www.eurailpress.de/etr 6.1. KUVVET AKIŞI OPTİMİZE EDİLMİŞ VAGON KASASI YAPISI İÇİN TOPOLOJİ OPTİMİZASYONU Kuvvet akışı optimize edilmiş vagon kasası yapısının oluşturulmasına ilişkin topoloji optimizasyonunda, görsel yapı özelliklerine odaklanılmaktadır (Resim 6). Öncelikle pozisyonları önceden belirlenmiş vagon kasası dış kısmında gerekli boşluklar açılır. Kuvvet akışı hattına mümkün olduğunca büyük serbestlik sağlayabilmek ve engelleyici gereklilikleri önleyebilmek için bu durumda sadece kapı boşlukların oluşturulması öngörülmüştür. Topoloji optimizasyonundan elde edilen yapı özelliği esas alınarak, pencere ve kapakların konumları ve biçimi daha sonra yapısal » uygulamada oluşturulmaktadır. RESIM 6: 20 m uzunlukta çift katlı vagon kasasının topoloji optimizasyonundan elde edilen yapı özelliği [9] ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 25 HAFİF YAPI RESIM 7: Kuvvet akılı ve ağırlık optimizasyonlu vagon kasası bölümünün konstrüksiyonu [9] 6.2. AĞIRLIĞI OPTİMİZE EDİLMİŞ VAGON KASASI YAPI ŞEKLİNİN YAPISI VE TASARIMI Topoloji optimizasyonundan elde edilen ayrıntılı bir şekilde oluşturulmuş ve biyonik etkili karkas yapısı, kuvvet akışı optimize edilmiş özellikleri nedeniyle doğrudan yapısal olarak uygulanamamaktadır. Bu karkas yapı, daha çok bir konsept konstrüksiyon için temel alınmaktadır. Bu bağlamda, örneğin üretilebilirlik ve ekonomik üretim gibi hususlar dikkate alınır. Bu konsept konstrüksiyon esas alınarak, komple vagon kasasının veya kısmi bir bölümünün yapısal modellemesi yapılır. Bu çok yönlü ve karmaşık gereklilikler nedeniyle, burada örnek olarak vagon kasası bölümü bogiler üzerinde yapısal olarak uygulanmaktadır. Bogiye sınır noktalarda meydana gelen kuvvetlerin yanı sıra, bu vagon bölümünde, DIN EN 12663 uyarınca boylamasına kuvvetler doğrudan dağıtılır. Kuvvet akışına uygun hale getirilmiş vagon kasası yapısı, burada modern alüminyum kaynak konstrüksiyonu olarak yapılmıştır ve sac plakalardan, profillerden ve döküm veya dövme düğümlerden oluşmaktadır (Resim 7). Bunlar birlikte üç boyutlu petek şeklinde bir karkas yapı oluşturmakta ve vagon kasası borularını göstermektedir. Taban kısmında yüksek derecede yüklenmeye maruz kalan yerlerde, kuvvet akışını elverişli bir şekilde dağıtan ve kuvveti tabandaki taşıyıcılara ve yan panellere aktaran düğüm elemanları kullanılmıştır. Kuvvet, bu şekilde bogi bölümünün etrafından iletilir ve boyuna baskı kuvvetleri alt tabana ve yan panellere dağıtılır. Ayrıca taşıyıcılar, kuvvetler mümkün olduğunca atlama yapmadan yapıdan geçirilmesi sağlanacak şekilde biçim- RESIM 8: Vagon kasası bölümünün karkas yapısının doğrulanması için test standı yapısı [9] lendirilmektedir. Topoloji optimizasyonunun sonuçlarına dayanarak taşıyıcılar birbirini desteklemekte, bu sayede karkas yapıda oluşan bükülme momentleri azaltılmakta ve gerekli malzeme çokluğu en aza indirgenmektedir. Karkas yapı alüminyum örtücü katmanlardan ve köpük iç parçadan oluşan çok katmanlı elemanlar ile kaplanır. Çok katmanlı elemanlar, örneğin ısı ve ses yalıtımı ve yüksek derecede bükülme mukavemeti gibi uygun özelliklere sahip olmaları nedeniyle kullanılmaktadır. Kaplama elemanları, kenar kısımlarda entegre (montaj) profillere sahiptir. Bu sayede karkas yapı ile kaplama elemanları arasında kaynak bağlantısı oluşturulabilmektedir. Kaynak bağlantısı, bağlantı noktalarında yüksek derecede sertliğe sahip olmalarından dolayı yapıştırma bağlantılarına göre daha avantajlıdır. Bundan dolayı kaplamanın yüksek derecede taşınabilirliği sağlanır. Vagon kasası bölümünün oluşturulması için uygulanan yükler, DIN EN 12663 standardında öngörülen yük seviyelerine ve malzeme yorgunluğu yüklerine uygundur. Kaynak dikişleri DVS1608 dikkate alınarak oluşturulur. Komple vagon kasası bölümü ve kaplama, son olarak et kalınlığı optimizasyonuna tabi tutulur. Her bir yapı elemanı, sayısal et kalınlığı optimizasyonu ve konstrüksiyonda dahili uygun hale getirme prosesi ile yerel olarak oluşan yüklenmelere uygun olarak boyutlandırılır. Bu sayede vagon kasası bölümünün ağırlığı en aza indirgenebilir. Vagon kasası bölümünün boyutlandırılması sırasında, DIN EN 12663 standardı tarafından öngörülen statik yük seviyeleri ve malzeme yorgunluğu yüklerinin yanı sıra, bu standartta öngörülen boylamasına yönlendirilmiş statik yükler de (yani paralel) de uygulanmaktadır. Bunun nedeni ise, tanımlanan çarpışma konseptinde yatmaktadır. Vagon kasası bölümünün ağırlığı, bu durumda her bir metrede 300 kg’dır. Bu değer, karşılaştırılabilir hafif yapı optimizasyonlu kısmen çift katlı alüminyum entegral yapı tarzındaki vagon kasasına göre yaklaşık %30 oranında tasarruf sağlar. İkinci durumda, DIN EN 12663 standardında öngörülen Kategori P-II yükleri uygulanır. Boylamasına yönlendirilmiş statik yükler sırayla (yani ardışık) uygulanır. Ağırlık devam eden her metrede yaklaşık 260 kg olup, referans vagon kasasına göre %39 bir tasarruf anlamına gelmektedir. 7. SONUÇLARIN BİR DEMONSTRATÖR İLE DOĞRULANMASI Sonuçların doğrulanması için vagon kasası bölümünün bir kısmı demonstratör olarak yapılmıştır (Resim 8). Simülasyonlarda, test standı yapısı oluşturulmuş ve deformasyon- 26 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr lar ve gerilmeler incelenmiştir. Burada elde edilen sonuçlar, gerçek deneylerde aynı yerlerde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır ve prensip olarak oldukça iyi bir örtüşme görülmüştür. 8. SONUÇ Tüm hafif yapı stratejilerinin kullanımı ile vagon kasasının ağırlığı, geliştirilen standart vagon kasalarına göre yaklaşık %30 ile %40 arası azaltılabilmiştir. Bunun için henüz tren konsepti seçiminde uygulanan ve tasarım ve de vagon kasaları yapılandırılmasında kararlı bir şekilde uygulanan bütünsel yöntemsel bir yaklaşım esas alınmaktadır. Burada yapılan yapı şekli, kullanılan malzeme ve birleştirme teknolojisi seçimi, uygulama için oldukça yüksek hafif yapı optimizasyonlu bir seçenek ortaya koyar, ancak önemli bir ağırlık tasarrufu için gösterilen biçimde zorunlu değildir. Aynı şekilde modern teknolojinin ve onay belgesindeki gerekliliklere uyabilir ve ayrıca üreticilerin ve müşterinin tercihleri de dikkate alınabilir. GHH-BONATRANS Grubu İKI PAZAR LIDERININ BIRLIKTELIĞINDEN GÜÇ DOĞUYOR Hedeflerimiz çok iddialı! Grubumuz, 2020 yılına kadar Avrupa‘da pazar payının %60‘ına sahip olmayı hedeflemektedir. Uluslararası alanda faaliyet gösteren şirketimiz, Avrupa dışında da iki kat büyümeyi amaçlamaktadır. Bu hedeflere sadece birlikte ulaşabiliriz ve bundan dolayı 2014 yılında GHH-BONATRANS Grubu kurulmuştur. Merkezi Çek Cumhuriyeti‘nin Bohumin şehrinde bulunan ve döküm tekerlek, mil ve tekerlek takımları tedariki alanında lider konumunda olan grubumuz, merkezi Almanya‘nın Oberhausen şehrinde bulunan tramvay tekerlekleri, tekerlek takımları ve boji konularında pazar lideri olan şirketi devralmıştır. Böylece, raylı araçlar uygulamaları konusunda küresel çapta faaliyet gösteren bir birliktelik oluşmuştur. KAYNAKÇA [1] RTR Special – NGT: NGT – Next GenerationTrain, Rail Technology Review Special, 2011, Özel baskı. [2] Dittus, H; Pagenkopf, J.; Friedrich, H. E.: (2013) Energiebedarfs- und Kostenreduktion durch Leichtbau bei Schienenfahrzeugen, ZEVrail 137, Baskı 11-12 (2013) S. 450 – 453. [3] 2008/232/AT Yönetmeliği: Trans-Avrupa Yüksek Hızlı Demiryolu Sisteminin “Demiryolu Araçları” Alt Sistemi İle İlgili Karşılıklı İşletilebilirlik İçin Teknik Şartnamesi, Avrupa Birliği’nin resmi yayını; 21 Şubat 2008. [4] Rochard, B.; Schmid, F.: Benefits of lower-mass trains for high speed rail operations, Yayın: TRI Transport Issue 157 (2004), S. 51 – 64. [5] Schindler, C.: Leichtbau – ein altes Thema neu belebt, Yayın: Hochbruck, H. (Hrsg.): 20 Jahre Hochgeschwindigkeitsverkehr – nationale und internationale Perspektiven, Jahrbuch des Bahnwesens Nah- und Fernverkehr, Ed. 2011/12, Hamburg, DVV Media Verlag, 2011, S. 84 – 88. [6] König, J.; Friedrich, H. E.; Winter, J.; Schön, M.: Neuartige Leichtbau-Konzepte und Bauweisen für Wagenkästen, Yayın: Tagungsband 13. Internationale Schienenfahrzeugtagung, Dresden, DVV Media Group GmbH Eurailpress, 2014, S. 121-123. [7] König, J; Zimmermann, M; Konzelmann, M.; Friedrich, H. E.: Methodische Vorgehensweise zur Erstellung leichtbauoptimierter Zugkonzepte, Yayın: ZEVrail 137, Heft 6-7 (2013). S. 212 – 216. [8] Harzheim, L.: Strukturoptimierung – Grundlagen und Anwendungen. 1. Baskı 2008 S. 199. [9] König, J.: Neuartige Leichtbau-Konzepte und Bauweisen für Schienenfahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr unter besonderer Berücksichtigung des Wagenkastenleichtbaus, Abschlussbericht, Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR, Stuttgart, 2013. www.eurailpress.de/etr GHH Radsatz, alçak tabanlı araçlar teknolojisi çözümleri alanında dünya lideridir. BONATRANS Grubu, yıllardan beri raylı araçlardaki tekerlek takımları ve bileşenleri konusunda önemli deneyimlere sahiptir. Her iki uzmanın teknik bilgi birikimi eşsiz bir güç oluşturmuştur. Bu güçten, beş kıtada 80‘den fazla ülkedeki müşterimiz faydalanmaktadır. t edin 15‘ de ziyare Bizi Eurasiarail 20 C2-11C4 salon 11 / stand 11 www.ghh-bonatrans.com ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 27 HİBRİT LOKOMOTİF PROJELERİ Hibrit lokomotif projeleri – Küresel genel bakış Bugüne kadar hibrit lokomotif yapımında hangi yaklaşımlar pratikte uygulanmıştır ve bu yenilikçi araçlardan hangi tasarruflar beklenebilir? GİRİŞ Dizel çeken araçlar, günümüzde demiryolu trafiğinde ulaştırma ihtiyaçlarını karşılamak için önemli bir katkı sağlamaya devam etmektedir. Zira elektrifikasyon derecesi yüksek olan ülkelerde de dizel lokomotifleri tali hat yolcu taşımacılığında, manevra, fabrika ve dağıtım hatlarında veya ülkeler arası trafikte kullanılmaktadır. Buna karşılık Amerika kıtasında veya Avustralya’da dizel lokomotifler ağır yük trafiğinin omurgasını oluşturmakta ve manevra işleri alanında da vazgeçilmezlerdir. Ancak, küresel anlamda yakıt maliyetlerinin ve de gürültü ve egzoz emisyonunun azaltılması giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Bundan dolayı, elektriklendirilmemiş hatlarda kullanılmak üzere çeken araçlar için alternatif tahrik sistemleri arayışları artarak devam etmektedir. Bir geçiş teknolojisi olarak kabul edilen hibrit güç aktarma organları, klasik dizel tahrik teknolojisinden geleceğin tahrik sistemlerine geçişte çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, bu yazının devamında çeşitli hibrit lokomotif projelerine küresel perspektiften bir genel bakış ve mevcut temel konseptlerin bir özeti sunulmaktadır. GENEL DEĞERLENDİRMELER Bir hibrit güç aktarma organı, aracın üzerinde bulunan birbirinden bağımsız iki enerji deposu aracılığıyla itici gücün üretilmesine olanak sağlamaktadır. Birinci depo geleneksel bir yakıt tankıdır, ikinci depolama teknolojisi ise çok yönlü çevre koşullar (performans, güvenlik, çalışma ömrü maliyetleri, vb.) dikkate alınarak seçilmektedir. Böylece hibrit güç aktarma organlarının taslağı, her zaman her zaman araç üstü ek enerji deposunun ve gerektiğinde bu ek enerji deposunun denetimi, kumanda edilmesi, sabitlenmesi, kapsüllenmesi ve soğutulması için gerekli çevrebirim ünitelerin entegre edilmesini kapsamaktadır. Ek enerji deposu entegrasyonu, başka yöntemler ile gerekli yerleştirme alanı oluş- RESIM 1: Yük taşımacılığında dizel lokomotifleri için EPA yük profili [8] EPA – Yük taşıma trenleri işletmesinde ölçülmüş yük profilleri (Esas alınan referans: 2.475 çalışma saati) Maksimum Ortalama değer Zaman oranı / % Minimum % 100,0 % 87,5 % 75,0 % 62,5 % 50,0 % 37,5 Dizel motor yüklenmesi 28 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Dr.Müh. Martin Kache Raylı Sistem Araçları Teknolojisi Kürsü Başkanlığı’nda Araştırmacı, TU Dresden martin.kache@tu-dresden.de % 25,0 % 12,5 Rölanti Elektrik frenleme turulamadığından veya izin verilen araç ağırlığının üzerine çıkılacağından dolayı, genellikle dizel motor performansının azaltılması (Downsizing) ile sağlanır. Bu nedenle hibritleme tasarımının uygulanabilirliği, dizel motor gücünün azaltılması, ancak maksimum güç ara sıra veya sadece kısa süreliğine talep edildiği durumlarda araçların çalışma şeklini önemli derecede etkilemeyeceğinden dolayı, ilgili araçların yük profili ile doğrudan bağlantılıdır. Bu nedenle çeşitli araştırmacılar, son yıllarda çeşitli trafik şekilleri için yük profilleri üzerinde kapsamlı deneylere dayalı incelemeler yapmıştır. ABD Çevre Koruma Ajansı EPA (U.S. Environmental Protection Agency) tarafından yayımlanan sonuçlar [8], 1-3 no. lu resimlerde gösterilmiştir. Bu resimlerde, çeşitli motor yüklerinin belirlenmiş ortalama zaman oranları (Resimler 1-3: Yeşil noktalar) ve de ölçülen minimum ve maksimum değerler (Resimler 1-3: Mavi ve turuncu çubuklar) gösterilmektedir. İlk bakışta, talep edilen dizel motor performansı dağılımının tüm kullanım uygulamalarında çok yüksek olduğu ve bu yüzden de, yukarıdaki belirtilen kategoriler (manevra, yük ve yolcu trenleri) dahilindeki mümkün tüm kullanım profillerine uygun bir hibrit çözümün olamayacağı görülmektedir. Öte yandan, bilhassa manevra lokomotifleri sınıfına (Resim 2) bakıldığında, bunların, özellikle güç aktarma organının hibridizasyonuna uygun olduğu görülmektedir. Böylece, klasik manevra çalışmasında maksimum dizel motor performansı gerçekten sadece çok kısa periyotlar (toplam çalışma süresinin %5’inden kısa) için kullanılır ve bunun dışında da motorların rölantide çalıştığı çok uzun süreler bulunmaktadır. Buna ek olarak, çalışma koşulları ülkeye özgü faktörwww.eurailpress.de/etr HİBRİT LOKOMOTİF PROJELERİ EPA – Manevra işlerinde ölçülmüş yük profilleri Esas alınan referans: 333 çalışma saati) Minimum Maksimum Ortalama değer Zaman oranı / % lerden dolayı (örneğin düzenli tren yoğunluğu, güzergah topografyası, güzergah hız limitleri ve durak mesafeleri, vs.) yolcu ve yük taşımacılığına oranla daha az etkilendiğinden, manevra esnasındaki koşulların tüm dünyada benzer olduğu düşünülmektedir. Böylece 2 no.lu resimde gösterilen referans değerler, daha büyük bir ihtimalle Avrupa koşullarına da aktarılabilir. Fransızların BB 63000 tipi dizel lokomotifinin manevra ve kaydırma işleminde çalışma davranışını gösteren [1]’de yayınlanan analizleri, örneğin yaklaşık %65 oranında rölanti ve %15 tam ve yüksek kısmi yük oranı ile benzer bir yük spektrumu göstermektedir. Aşağıda gösterildiği gibi, daha önce belirtilen nedenlerden dolayı bugüne kadar geliştirilen hibrit lokomotifleri genel olarak manevra ve hafif kaydırma işlemleri için kullanılan araçlardır. % 100,0 % 87,5 % 75,0 % 62,5 % 50,0 % 37,5 % 25,0 % 12,5 Rölanti Dizel motor yüklenmesi RESIM 2: Manevra çalışmasında dizel lokomotifleri için EPA yük profili [8] RAİLPOWER GG20B (GREENGOAT) www.eurailpress.de/etr EPA – Yolcu trenleri işletmesinde ölçülmüş yük profilleri (Esas alınan referans: 57.500 çalışma saati) Minimum Maksimum Ortalama değer Zaman oranı / % Bu yüzyılın ilk on yılının başında Amerikan-Kanada Railpower Technologies Corporation firması, valf kontrollü kurşun-asit bataryalar [3] esaslı hibrit manevra lokomotifleri geliştirdi. Bu araçlar, aslında elektrikli güç aktarımlı 670 - 2600 kW arası nominal güçlü dizel motorlara sahip eski yapı dizel lokomotiflerden elde edildi. Bunlar, enerji bakımından elverişli çalışma noktasında işletilen ve sadece bataryaları şarj eden 224 kW gücünde daha küçük bir dizel jeneratör ünitesi (GenSet) ile değiştirilmişti [7]. Tasarım, bataryaların kısa süreli 1500 kW’lık bir çekiş gücünü üretebilmesi şeklinde oluşturulmuştu. Frenleme enerjisinin geri kazanımı, manevra esnasındaki kısa fren süreleri ve kurşun-asit bataryalarının kötü şarj edilebilirliği nedeniyle öngörülmemişti. Özellikle motorun rölantide çalıştığı esnada zaman dilimlerinin ciddi bir şekilde düşürülmesine bağlı olarak, gerçek çalışma sırasında yakıt tasarrufu etkilerinin %40 ve %60 arasında olduğu tespit edilmiştir [1, 7]. İlk satış başarılarının ardından güvenilirlik sorunları ortaya çıkmıştı ve bazı yangın hasarları meydana gelmişti. Bu iki durum, üreticinin teslim edilen araçları geri çağırma eylemi çerçevesinde araçları tekrar incelemesine ve revize etmesine sebep olmuştu [13]. Teknik sadeliğe ve düşük maliyete yönelik geliştirilen hibrit manevra lokomotiflerin ticareti bundan sonra beklentilerin altında gelişmişti. Bu nedenle Railpower Technologies şirketi R. J. Corman Railroad Şirketler Grubu’na katıldı. Üreticisinin fren enerjisinin geri kazanımı sayesinde %10 yakıt tasarrufu sağlandığını vaat ettiği bir diğer hibrit lokomotif ise, General Electrics tarafından Amerikan pazarı % 100,0 % 87,5 % 75,0 % 62,5 % 50,0 % 37,5 % 25,0 % 12,5 Rölanti Elektrik frenleme Dizel motor yüklenmesi RESIM 3: Yolcu taşımacılığı trafiğinde dizel lokomotifleri için EPA yük profili [8] için geliştirilen GE Evolution Hybrid lokomotifidir [14]. Ancak yazar, önem arz eden yayınlar konusunda herhangi bir bilgi elde edememiştir. PLATHÉE PROJESİ (FRANSA) “Plathée” projesi1) kapsamında Fransa’da geliştirilen BB 36000 SNCF serisinin esas alındığı hibrit lokomotif SNCF, daha önce tanıtılan Kanada-Amerika ortak yapımı lokomotif ile benzer konsepte sahiptir. Burada da bir enerji deposu, güç zirvelerini tam1) “PLATHEE” kısaltması “Hibrit, Enerji Tasarrufu Sağlayan ve Çevre Dostu Trenler” anlamına gelmektedir. ponlama görevini üstlenmekte ve ihtiyaç duyulduğunda GenSet (235 kW) ile yeniden şarj edilebilmektedir [16]. Ancak Railpower GG20B’deki enerji deposuna kıyasla bu enerji deposu, çift katmanlı kapasitörlerden (enerji kapasitesi: 12 kWh) ve nikel-kadmiyum bazlı elektrokimyasal depolama hücreleri (enerji kapasitesi: 50 kWh) oluşan kombinasyon deposu olarak oluşturulduğundan dolayı daha karmaşıktır. İlki öncelikle kısa güç zirvelerin karşılanması için kullanılır, diğeri ise çekişe yönelik temel gücü ve yardımcı ekipmanların gerilim ile beslenmesini sağlar. Bu şekilde konfigüre edilmiş lokomotif ile uzun mesafeli sürüşleri ve manevra işlemlerini de kapsayan geniş kapsamlı bir test programı uygulanmıştır. Deneyler, referans » ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 29 HİBRİT LOKOMOTİF PROJELERİ RESIM 4: Alstom'a ait BR203H (Resim: Yazar) güç fazlalığı ortalaması yeniden şarj için yeterli olmadığından dolayı sürüş sonrasında enerji deposunu tamamen şarj edilememiştir [16]. Beklenildiği gibi, en yüksek tasarruflar manevra işleminde (klasik bir araca kıyasla -40%) ve aracın durması esnasında (-%86) sağlandığı gözlemlendi [6, 16]. ALSTOM HYBRİD değerler elde edebilmek için aynı zamanda konvansiyonel dizel-elektrikli aktarma organlarına sahip kardeş lokomotifle de yapıl- dı. Deneyde, hibrit lokomotifin uzun mesafeli işletmesinde yaklaşık %20 daha az yakıt tükettiği anlaşılmıştır [6]. Ancak, GenSet’in Tahrik tekerleklerindeki cer gücü: 500 kW m_W = 200 t Boylamasına eğim / Promil m_W = 200 t (düzelt.) m_W = 400 t m_W = 400 t (düzelt.) m_W = 800 t m_W = 800 t (düzelt.) m_W = 1200 t m_W = 1200 t (düzelt.) Hız / km/saat RESIM 5: 500 kW tahrik tekerleği gücünde tam yüklü yük trenlerinin tırmanma yeteneği tahmini RESIM 6: 200 kW tahrik tekerleği gücünde tam yüklü yük trenlerinin tırmanma yeteneği tahmini Tahrik tekerleklerindeki cer gücü: 200 kW m_W = 200 t m_W = 200 t (düzelt.) Boylamasına eğim / Promil m_W = 400 t m_W = 400 t (düzelt.) m_W = 800 t m_W = 800 t (düzelt.) m_W = 1200 t m_W = 1200 t (düzelt.) Hız / km/saat 30 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Almanya’da bulunan ALSTOM şirketi hibrit manevra lokomotiflerin geliştirilmesini sürdürdü. Bunun için artık gerekli olmayan Alman Reichsbahn’a ait V100 serisinin dizel-hidrolik lokomotifleri geniş kapsamlı revizyona alınmıştı (Resim 4) [12]. Ortaya çıkan hibrit lokomotif ilk olarak INNOTRANS 2006 fuarında kamuoyuna sunulmuştu. Orijinal dizel motor ve akım şanzımanı yerine bir dizel jeneratör ünitesi (güç: 238 kW) kullanılmıştı. Bu ünite, hem iki trifaze asenkron cer motorunun (bogi başına 1 motor), hem de ilave ve yardımcı ekipmanların gerilim ile beslendiği bir ara devreye enerji aktarmaktadır. Ayrıca, dizel jeneratör ünitesinin yanı sıra frenleme esnasında rejeneratif etki gösteren çekme araçlarının yüklemesine olanak sağlayan bir nikel-kadmiyum (NiCd) batarya (nominal gerilim: 600 V, enerji kapasitesi: 102 kWh) ara devreye bağlanmaktadır [12]. Çekme işleminde batarya bir yandan destekleyici etkiye sahip olabilir ve bununla birlikte çekme gücünü en üst düzeye çıkartır veya diğer yandan tek bir enerji kaynağı olarak görev yapar ve böylece emisyonsuz yerel çalışmayı mümkün kılar. Demonstrasyon aracı, çeşitli demiryolu şirketleri tarafından gerçek kullanım koşullarında test edildi. Modern dizel-elektrikli manevra lokomotiflerine göre %30 yakıt tasarrufu elde edilebildi [4]. Elde edilen bu olumlu sonuçlar, Mitteldeutsche Eisenbahngesellschaft (MEG) (Orta Almanya Demir Yolu Şirketi) tarafından kiralanan dört adet benzer yapılı hibrit lokomotifin yapımına yol açtı [2]. Alstom, BR 203H ile elde edilen deneyimleri ayrıca geliştirilecek yeni nesil lokomotiflerin geliştirilmesinde kullandı. Böylece yeni geliştirilen 3 akslı manevra lokomotifi, hibrit varyasyonu olarak piyasaya sunulmaktadır [9]. TOSHİBA HD300 (JAPONYA) 2010 yılı Mart ayında, Japonya demiryollarının yük taşımacılığı bölümü (Japan Freight Railway Company) Tokyo yük istasyonunda kullanılmak üzere bir hibrit manevra lokomotifi üretti [5]. Bu araç, 242 kW gücünde bir dizel motora ve 67,4 kWh nominal enerji kapasiteli bir lityum-iyon bataryasına sahiptir. Bu lokomotif, enerji verimliliği bakımından www.eurailpress.de/etr The largest study of its kind World Rail Market Study A study commissioned by UNIFE – The European Rail Industry Conducted by Roland Berger Strategy Consultants Commissioned by THE EUROPEAN RAIL INDUSTRY Conducted by WORLD RAILMARKET forecast Worldwide Rail Market Study – studystatus quo and outlook 2016 2014 to 2019 A study commissioned by UNIFE, the Association of the European Rail Industry and conducted by Roland Berger Strategy Consultants WORLD MARKET STUDY forecast 2012 to 2017 Commissioned by UNIFE – The European Rail Industry Conducted by Roland Berger Strategy Consultants DVV Media Group DVV Media Group GmbH Based on a survey conducted in the 55 largest rail markets worldwide, the UNIFE World Rail Market Study provides market volumes and growth predictions from 2014 to 2019. Based on the testimony of UNIFE members and rail experts from all around the globe, the WRMS gives an account of short-term and long-term growth for all rail product segments and regions. Publishing year: 2014 • Features: 164 pages, Brochure Format: DIN A4 • ISBN: 978-3-7771-0468-8 • Price: EUR 2,600 Order now: www.eurailpress.de/rms Contact: DVV Media Group GmbH • Eurailpress Email: book@dvvmedia.com • Phone +49 40 237 14-440 • Fax +49 40 237 14-450 www.eurailpress.de • www.railwaygazette.com DVV Media Group THE EUROPEAN RAIL INDUSTRY DVV Media Group GmbH te Special ra ans for InnoTr ! exhibitors HİBRİT LOKOMOTİF PROJELERİ Railpower GG20B Plathée BR 203H Toshiba HD300 Durum Seri Deneme Seri Seri Dizel motor nominal gücü 224 kW 220 kW 238 kW 242 kW Maks. cer gücü 1500 kW 400 kW Yaklaşık 420 kW 500 kW Enerji depolama şekli Kurşun asit DSK + NiCd NiCd Lityum iyon Enerji deposu kapasitesi (nominal) 840 kWh 12 kWh + 50 kWh 102 kWh 67 kWh Azami hız 96 km/saat 80 km/saat 60 km/saat 55 km/saat Ağırlık 130 ton 68 ton 68 ton 60 ton Tekerlek düzeni B’B‘ B’B‘ B’B‘ Bo’Bo‘ TABLO 1: Yazıda tanıtılan hibrit lokomotiflere ilişkin özel karakteristik veriler [1, 2, 4, 5, 6, 7, 12, 15, 16] trifaze asenkron makinelerinden daha üstün sabit mıknatıslı senkron makineler tarafından tahrik edilir [15]. Böylece HD300, burada sunulan genel bakış çerçevesinde en gelişmiş lokomotiftir. Cer bataryası yüksek şarj kapasitesi ile kullanılmakta ve düşük çevre sıcaklıklarında dahi güvenilir çalışacak şekilde tasarlanmıştır. İşletme stratejisi, bataryanın şarj seviyesi yüksek olduğu sürece yalnızca elektrikle çalışmayı öngörmektedir. Sınır şarj seviyesinin altına düşüldüğünde, dizel jeneratör ünitesi tekrar çalıştırılır ve cer bataryasını şarj etmek için sabit bir güçle optimum verimlilikte işletilir [15]. Tokyo yük istasyonunda yapılan deneylerde ortalama 700 ton ağırlığındaki konteyner trenlerin manevrası esnasında %36 yakıt tasarrufu ve ayrıca, geleneksel dizel-elektrikli manevra lokomotiflerine göre %61 oranında azot-oksit emisyonlarında bir azalma görülmekteydi [15]. DİĞER PROJELER 2011 yılında, Rus Sinara ve Polyet üretici firmanın her biri yeni geliştirdiği hibrit manevra lokomotifini tanıttı [10]. Sinara adlı üretici TEM9H diye adlandırılan, orta derecede güce (630 kW) sahip, dizel motorun yanı sıra lityum-iyon bataryalarından oluşan bir enerji deposuna ve çift katman kapasitörlere sahip bir lokomotif geliştirdi. Lokomotif tipi tüm Avrupa bölgelerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve 2013 yılından itibaren seri üretimine geçilecektir. Üretici geleneksel manevra lokomotifler ile karşılaştırıldığında %40’a varan yakıt tasarrufu vaat etmektedir [10]. Polyet üretici firmaya ait ikinci ürün, Rusya’daki fabrika ve bağlantı trenlerinin manevra işlemlerinde kullanılmak üzere nispeten düşük verimli araç olarak geliştirilmiştir. Bu araç sadece 60 kW gücünde dizel motora sahiptir ve geleneksel bir kurşun-asit batarya ile çalıştırılmaktadır [10]. Çin otomotiv endüstrisi de hibrit lokomotif projelerinde yer almaktadır. 6 akslı bir ağır manevra lokomotifi üretildi ve iki yıllık bir 32 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 test programına tabi tutuldu. Bu testte %45 oranında bir yakıt tasarrufu sağlandığı iddia edildi [11]. SONUÇ Yukarıda tanıtılan dört lokomotifin en önemli karakteristik verileri 1 no.lu tabloda tekrar özel şeklinde sunulmaktadır. Çeşitli firmalar tarafından elektrik depolama teknolojilerinin kullanımı ile ilgili çok farklı stratejiler izlendiği açıktır. Amerikan geliştirmesinde (GG20B) maliyetlere ve sadeliğe öncelik verilmekteydi. Buna karşın lityum iyon bataryalı ve kesintisiz tahrikli trifaze senkron motorlu Japon konseptli lokomotif, tanıtılan diğer tüm lokomotiflerden çok daha hırslı ve ilericidir. Bu makalenin kapsamında değerlendirilen araçların ortak noktası, bunların benzer geleneksel lokomotiflere göre bataryalarının sınırlı verimliliğinden dolayı belirgin bir şekilde daha düşük cer verimliliğine sahip olmalarıdır. Manevra ve kaydırma işlemi için karakteristik olan kısa süreli güç zirveleri oluşturulabilir olmasına rağmen, sürekli güç spektrumu, özellikle bataryalar boşaldığı zaman, nispeten düşük seviyede seyretmektedir. Bununla birlikte, bu tür araçların kullanımına yönelik serbestlik ancak sınırlı olabilmektedir. 5 ve 6 no.lu resimlerde, çekilecek vagon ağırlığına bağlı olarak 200 ve 500 kW tahrik tekerleği güçleri için lokomotifli yük trenlerinin tahmini tırmanma yeteneği gösterilmektedir. Özellikle, lokomotiflerin hem manevra, hem de transfer sürüşleri, örneğin tekli vagon veya dağıtım sürüşü gibi istisnai durumlarda sunulan konseptlerin kendi sınırlarına ulaştığı öngörülmektedir. Bu husus, özellikle 200 ton ve üzeri ağırlığındaki trenlerin tren seferlerinin yoğunluğu nedeniyle demiryolu hattında daha yüksek hızlar (>60 km/saat) hedeflendiğinde geçerlidir (Resim 5 ve 6). Enerji depolama teknolojisi daha fazla geliştirilmesi ile birlikte bu dezavantaj azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir olması muhtemeldir. Sadece manevra ve fabrikalar arası trafikte kullanılması ile sınırlı olan cer güçleri için tanıtılan araç konseptleri, günümüzde de çok uygundur ve yakıt tüketimini ve emisyonları azaltmaya yönelik önemli bir katkı sağlayabilirler. KAYNAKÇA [1] Akli, Cossi R.: Conception systémique d’une locomotive hybride, Université de Toulouse, Institut National Polytechnique Toulouse, Dissertation, Haziran 2008 [2] Ciry, Bernard: Les locomotives hybrides d’Alstom. Yayın: Revue générale des chemins de fer (2011), Ocak, S. 56 – 57 [3] Cousineau, R.: Development of a hybrid switcher locomotive the Railpower Green Goat. Yayın: Instrumentation Measurement Magazine, IEEE 9 (2006), Şubat, No. 1, S. 25 – 29. http://dx.doi.org/10.1109/MIM.2006.1634954. – DOI 10.1109/MIM.2006.1634954. – ISSN 1094–6969 [4] Girard, Hervé: Hybrid Shunter Locomotive. Yayın: Proceeedings of the 8th World Congress on Railway Research. Soul, Korea : International Railway Research Board, Mayıs 2008 [5] Japan Overseas Rolling Stock Association: Japanese Railway Information No. 119. Baskı: Mart 2012. http://jorsa. or.jp/en/jri/, Görüntüleme: 21.11.2012. [6] Jeunesse, Alain: Plathée: la locomotive hybride de la SNCF. Yayın: Revue générale des chemins de fer (2012), Avril (Nisan), No. 4, S. 6 – 45 [7] Locomotive Technology Taskforce: Locomotive Vehicle/ Technology Overview / AASHTO – American Association of State Highway and Transport Officials. 2011. – Report. – url: http://www.highspeed-rail.org/Documents/ technology-vehicle_report-final-2011aug11.pdf – Görüntüleme zamanı: 21.11.2012 [8] N.N.: Locomotive Emission Standards / United States Environmental Protection Agency. Baskı: 1998. http://www.epa.gov/otaq/documents/420r98101.pdf. 1998 (EPA-420-R-98-101). – Regulatory Support Document [9] N.N.: Alstom entwickelt neue Plattform für Rangierlokomotiven. Yayın: ZEVrail 135 (2012), Kasım-Aralık, No. 1112, S. 478 [10] N.N.: Hybrid-Rangierloks aus Russland. Yayın: EI – Der Eisenbahningenieur 43 (2012), Şubat, No. 2, S. 59 [11] N.N.: Hybrid shunting locomotive offers 45% fuel saving. Railway Gazette International’ın Online yayını. h t t p : / / w w w . r a i l w a y g a z e t te.com/news/single-view/view/ hybrid-shunting-locomotive-offers-45-fuel-saving.html. Baskı: Kasım 2012. – Görüntüleme zamanı: 23.11.2012 [12] Oostra, J. ; Dunger, W.: Hybrid-Rangierlokomotive: Technik und Anwendungen. Yayın: ZEVrail 133 (2009), Eylül, No. 9, S. 365 – 369 [13] railwaygazette.com: Green Goats penned. http://www.railwaygazette.com/news/single-view/ view/green-goats-penned.html. Baskı: Temmuz 2007. – Görüntüleme: 18.07.2014 [14] railwaygazette.com: GE unveils hybrid locomotive. http://www.railwaygazette.com/ news/single-view/view/ge-unveils-hybrid-locomotive.html Baskı: Temmuz 2007. – Görüntüleme: 18.07.2014 [15] Soeda, Tadashi: Type HD300 Hybrid Shunting Locomotive. Yayın: Japanese Railway Engineering 52 (2012), Temmuz, No. 176, S. 1– 4 [16] Thiounn-Guermeur, Marina: Evaluation of the hybrid locomotive PLATHEE – A Platform for Energy Efficiency and Environmentally Friendly Hybrid Trains, 9th World Congress on Railway Research, Lille, 2011 www.eurailpress.de/etr PANTOGRAF Variopanto® – Esneklik ile sınır tanımayan pantograf Dört ray açıklığı, beş gerilim sistemi, on pantograf arşesi profili, yirmiden fazla sinyal sistemi – 21. yüzyılda sınır tanımayan seyahat edilebilirlik olağan doğal bir durum olarak kabul edilmesine rağmen, demiryolları trafiği, “Avrupa Dahilinde Karşılıklı İşletilebilirlik” düzeyine henüz tam ulaşamamıştır. Bombardier Transportation ve Stemmann-Technik firmalarının işbirliğinde geliştirilmiş Variopanto pantograf, genişliği ayarlanabilir arşesi sayesinde çeşitli arşe profiline uyum sağlamaktadır. MEVCUT DURUM Pantograflar, elektrikli cer sistemlerinin ana bileşenlerinden biridir ve 100 yılı aşkın bir süredir sürekli olarak geliştirilmektedir. Ülke içi ve ülkeler arası demiryolları trafiğinde, günümüzde izolatör ve devre kesici donanımlı çok sayıda komple pantograflar kullanılmaktadır. Bu kullanım çeşitliliği, ilave ağırlıklara ve de ciddi yer gereksinimine yol açmaktadır. Örneğin kullanılabilirlik sebeplerinden dolayı akım yedeklenerek toplandığında, geleneksel konseptler sınırlarına ulaşmaktadır. Böylece lokomotifler üzerindeki pantograf sayısı dört ile sınırlandırılmakta ve bu durum da Avrupa genelindeki demiryolu ulaşım kori- dorları için yetersiz kalmaktadır. İki katlı tren dizisi konseptlerinde mevcut çevresel boşluk profilleri o kadar verimli kullanılmaktadır ki, ilave pantograf kullanımında üst katın efektif uzunluğunun kısaltılması ve böylece ayaklı yolcu ve koltuk sayısının azaltılması gerekmektedir. Jakobs tipi bogiler üzerindeki tren dizilerinde aks yüklerinin tamamına yakını kullanılmaktadır ve bu durum, karşılıklı işletilebilir araç modelleri için ilave ağırlıkların kullanılabilmesini mümkün kılmamaktadır. Bazı yerlerdeki mevcut durumlar oldukça elverişlidir: Almanya, Avusturya ve İsviçre (D/A/CH) arası sınırları aşan demiryolları trafiğinde, aynı UIC profili ve de aynı katener hattı gerilimi ve böylece pantogra- RESIM 1: Arşesi içeri çekilmiş Variopanto (Resimler: Stemmann-Technik) Avrupa'daki demiryolu trafiği altyapısı > 4 ray açıklığı: DC 750 V, 1,5 kV, 3 kV; AC 15 kV, 25 kV > Pantografta 10 pantograf arşesi profili > 6 arşe malzemesi > En çok kullanılan 4 pantograf başlığı genişliği: 1450 mm, 1600 mm, 1800 mm, 1950 mm www.eurailpress.de/etr Dr.Müh. (Elektroteknik) Jörg Maass Senior expert High Voltage & Pantographs Bombardier Transportation joerg-torsten.maass @de.transport.bombardier.com Elektroteknik Y.Müh. Wolfram Tessmer Expert High Voltage & Pantographs Bombardier Transportation wolfram.tessmer @de.transport.bombardier.com fın arşesinde aynı arşe kömürü malzemesi öngörülmektedir. TSI uyumlu 1950 mm arşe genişliğindeki Almanya ve Avusturya demiryolu ağlarından farklı olarak, İsviçre demiryolu ağından geçmek için 1450 mm arşe genişliğinde pantografların kullanılması gerekmektedir. Bombardier Transportation ve Stemmann-Technik firmaları, işbirliği yürüterek Variopanto pantografı ile İsviçre Devlet Demiyolları’nın (SBB) BOMBARDIER® TWINDEXX® Swiss Express iki katlı treninde, çalışma sırasında talep edilen arşe genişlikleri arasında geçiş yapılabilen bir pantograf geliştirdiler. 1000 mm, 1435 mm, 1520 mm, 1668 mm > 20'den fazla sinyal sistemi > 5 gerilim sistemi: Makine Y.Müh. (FH) Guido Sievers Tavan Tipi Pantograf Alanı Tasarım Mühendisi, Stemmann-Technik GmbH g.sievers@stemmann.de VARİOPANTO PANTOGRAFININ GELİŞİMİ Variopanto, arşesi geniş katener profilleri için dışarı sürülebilen ve dar profiller için tekrar içeri çekilebilen bir pantograftır. İş- » ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 33 PANTOGRAF tasarım hızı ile yapılan FEM hesaplaması aracılığıyla sürekli dayanıklı bir boyutlandırma belirlenmiştir. Variopanto pantografının prototipi, bileşen düzleminde uygulanan tüm testlerde başarılı sonuçlar elde etmiştir. Ayarlama ünitesinin sıcaklık ve buzlanma davranışları test edilmiştir. Titreşim ve darbe testleri ve de ayarlama ünitesinin kesintisiz çalışma testleri de başarılı bir şekilde yapılmıştır. Günümüzde prototipin çalışma ömrü testleri uygulanmaktadır. 2015 yılının başlangıcında ayrıntılı araç testlerinin yapılması planlanmıştır. ARAÇ ÜRETİCİLERİ VE İŞLETMECİLER İÇİN SAĞLANAN AVANTAJLAR RESIM 2: Arşesi dışarı sürülmüş Variopanto birliği ile yürütülen projeye SBB de dahil edilerek, eksiksiz bir karşılıklı işletilebilirlik için yenilikçi bir çözümün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Hareketli arşe konumlandırma mekanizması, arşenin A7 (1950 mm) ve B1 (1450 mm) resimlerinde gösterilen EN 50367:2012 sayılı standartta öngörülen genişliklere adapte edilmesini sağlamaktadır. Talep edilen arşe kömürü genişliği adaptasyonu ile birlikte, ilgili hareketli boynuzların bulunduğu arşe kömürü alanının pnömatik ADD (Automatic Droping Device) denetimi gerçekleşmektedir. 2009 yılından itibaren Bombardier Transportation ve Stemmann-Technik firmaları arasında, değişken pantograf arşesi genişliğinde coğrafi bütünlük içinde kullanılabilecek bir pantograf geliştirme konusunda işbirliği yürütülmektedir. Stemmann-Technik firması uygulanabilirlik araştırmasını yürütmekten, işlevsel bir demonstratör yapımından ve de çok sayıda prototipin geliştirilmesinden ve imal edilmesinden ve bu prototipleri tip testlerinden sorumludur. Bombardier firması, yapılan geliştirme sözleşmesi uyarınca ürün spesifikasyonları dahil tüm projenin yönetimini üstlenmektedir. Bombardier firması, ayrıca ürünün geliştirilmesi çalışmalarını yürütmekte ve araçlardaki tüm testlerden ve ürünün resmi kurumlar tarafından test edip onaylanmasından sorumludur. Arşe geometrisi, bu uygulama durumunda 1450 mm ve 1950 mm katener hattı sistemi için tasarlanmıştır. Pantograf arşesi konumlandırması, pantografın arşesinde basınçlı hava olmadan da kullanılabilen pnömatik ayarlama ünitesi ile yapılmaktadır. Ayarlama ünitesi ile kontrol sistemi arasındaki sinyal bağlantısı, makinistin, Variopanto pantografını indirdikten sonra operatör panelindeki 34 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 bir düğmeye basarak pantograf arşesinin genişliğini ayarlanmasını sağlamaktadır. Birkaç saniye sonra arşe konumlandırma mekanizması tarafından geri bildirim yapılmakta ve Variopanto pantografı yeni ayarlanmış genişliği ile seyir teline doğru kaldırılabilir. Çeşitli güvenlik uygulamaları dikkate alınmış ve pantograf arşesinde ve de valf plakasında uygulanmıştır. Bu güvenlik uygulamalarından bazıları, çalışma sırasında pantograf inik ve kalkık olduğunda pantograf arşesi genişliğinin sabitlenmesi ve de seçili pantograf arşesi genişliğini sorgulama mekanizmalarıdır. Pantografın kaldırılması ile pnömatik arşe kömürü denetimi (ADD) etkinleşir. 1950 mm genişliğinde pantograf arşesi kullanıldığında, söz konusu ADD denetimi ana arşe kömürü ile birlikte hareketli boynuzlardaki arşe kömürleri için de etkinleşir. Hatalı çalışma şeklinde veya uyumlu olarak pantograf arşesi geri bildiriminde, pantografın yukarı kaldırılması önlenir. İlgili ülke için öngörülen arşe genişliği ayarlaması, pantograf inik durumdayken pnömatik olarak uygulanmaktadır. İsviçre Devlet Demiyolları’nın (SBB) kış koşullarına karşı dayanıklılık, profil akışlarının kontur tasarımı ve katener hattı ile karşılıklı etkileşim konularına ilişkin değerli deneyimleri ve bilgileri geliştirmeye dahil edilmiştir. Sadece önemli konulara odaklanılmış ve kirlenme ve buzlanma dayanımı esas alınmış tasarım stratejisi kararlı bir şekilde uygulanmıştır. Pantograf arşesini kaydırma mekanizmasının hareketleri parçaları için hidrofoblar ve buzlanmayı önleyici malzemeler kullanılmaktadır. Pantograf ile katener hattı sistemi arasındaki karşılıklı etkileşim için simülasyon hesaplamaları yapılmış ve pantograf arşesinin tasarımının ve ağırlık dağılımının optimizasyonu için kullanılmıştır. Ayrıca 275 km/saat Bir Variopanto pantografı, geleneksel iki pantografın yerine geçmektedir ve çoğu zaman gerekli devre kesicilerinin ve de başka bağlantı ve birleştirme elemanlarının kullanılması gerekliliğini ortadan kaldırmaktadır. Böylece tam olarak %50’i aşan ağırlık ve montaj alanı tasarrufunun elde edilmesini sağlamaktadır. Ayrıca yapısal olarak en iyi duruma getirilmiş tasarım, daha düşük gürültü emisyonlarına yol açmaktadır. Bunun dışında bakım faaliyetlerini önemli ölçüde azaltmakta ve buna bağlı çalışma ömrü giderlerini düşürmektedir. İşletmeciler için mevcut yolcu koltuğu kapasiteleri çok önemlidir. TWINDEXX Swiss Express gibi araç konseptlerinde, Variopanto pantografı kullanılarak her bir vagonda en fazla sekiz koltuk veya vagonlu tren dizisinde onaltı koltuk kazanılmaktadır. Ayrıca tren filosunun tamamı, mevcut ulusal ve uluslararası demiryolu trafiğinde taşıma kapasitesinin önemli ölçüde artmasına yol açan aynı tasarımda olur. Variopanto, Stemmann-Technik firmasının Panto300® pantograf ürün grubuna ait çok sayıda standart bileşene sahiptir ve bu durum, daha düşük maliyetli imalata ve oldukça kolay yedek parça stoklamasına yol açmaktadır. Araç tabanı ile oluşturulan mekanik ve elektrik arabirimi, TS EN 50206-3 standardı uyarınca Panto300 pantografı ile aynıdır. Böylece mevcut araçlar, uluslararası demiryolu trafiği için Variopanto pantografı ile sonradan oldukça kolay bir şekilde donatılabilmektedir. GÖRÜNÜM Variopanto pantografını geliştirme sürecinde yepyeni kapsamlı teknik alanlar ile karşılaşılmıştır. Bombardier Transportation firmasının geliştirme ekibi, “Open Collaboration” kategorisinde “Innovation Award” ödülünü kazandı. Elde edilmiş ve geliştirilmiş bilgiwww.eurailpress.de/etr PANTOGRAF ler koruma yasaları ile korunmaktadır. Çok sayıda ortak patent için gerekli başvurular yapılmış veya onay alınmıştır. Variopanto, tescillenmiş bir marka adıdır. Variopanto, en fazla 200 km/saat hızında coğrafi bütünlük içinde yürütülen şehirler arası ve şehir içi demiryolları trafiği için tasarlanmıştır. Pantograf arşesinin TSI uyumlu her iki 1600 mm ve 1950 mm arşe genişliklerine adaptasyonu çok kolay bir şekilde gerçekleşebilmektedir. Variopanto pantografı, ikiden fazla konumlandırma pozisyonuna getirilebilir bir çalışma şeklinde kullanılabilir. Böylece demiryolu ulaşım koridorlarında tüm kısıtlamalar ortadan kaldırılmaktadır. Variopanto pantografı ile birlikte mümkün kullanım hızları konusunda da yüksek hızlı demiryolu trafiğine kadar geliştirme olanakları mevcuttur; pantografın gerçek çalışma koşullarında elde edilecek ilk deneyimler, daha ne kadar geliştirme potansiyeli mevcut olduğunu açıklığa kavuşturacaktır. Variopanto, Stemmann-Technik firması tarafında Innotrans 2014 Fuarı’nda 9 no.lu salonda 203 no.lu fuar standında sergilenecektir. Uygulamalar hakkında Bombardier Transportation firması 2.2 no.lu salonda 101 no.lu fuar standardında bilgi verecektir. RESIM 3: Variopanto pantografında titreşim testi diyagramı Besuchen Sie uns auf der InnoTrans 2012 Halle 9, Stand 354 Zertifiziert nach 9001 ve undIRIS IRIS Sertifikalı DINDIN ISOISO9001 Dünya çapında hassasiyet: Adım Adım Titreşim ve gürültü azaltma için kauçuk-metal elemanlar Havalı yay sistemleri · Sabit kuvvetli yaylar · Burçlar · Rotlar · Aks yatağı Liechtersmatten 5 · D-77815 Bühl · Tel. +49 72 23 804-0 · www.gmt-gmbh.de Çin · İngiltere · Fransa · Hindistan · Irlanda · Malezya · Avusturya · İsviçre · Amerika Birleşik Devletleri www.eurailpress.de/etr ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 35 MARMARAY PROJESİ İstanbul’da güvenli karma trafik işletmesi için modern teknik Marmaray projesi, banliyö trenlerinin ve şehirlerarası trenlerin kentleşmenin yoğun olduğu bölgede ortaklaşa işletilmesi ve kontrolü için yenilikçi bir konsepti kapsamaktadır. Marmaray projesi, Türkiye’deki demiryolu trafiği için tutkulu yatırım projesinin göz bebeğidir. Bu proje, İstanbul’un Avrupa ve Asya yakasındaki şehirleşmiş bölgesinde 63 km uzunluğunda banliyö treni sistemi ve de Boğaz’ın altında 14 km uzunluğunda bir demiryolu tünelinin inşasını kapsamaktadır. Bu kıtalararası altyapı projesi sayesinde yüksek kapasiteli banliyö tren sistemi ve de şehiriçi ulaştırma ve mal taşımacılığı trafiği ağı oluşmaktadır. Bunun haricinde Gebze - Halkalı arasındaki yol Ankara İstanbul ulaşım koridorunun bir parçasıdır ve böylece Türkiye’nin tamamı için anlamlı bir demiryolu trafiği projesidir. > Communication Based Train Control (CBTC) System (İletişim Bazlı Tren Kumanda Sistemi) > Yeni bir sinyalizasyon sistemi dahili elektronik bağlantı kilitleme kontrolü sistemi > LED yol kenarı işaretleri > Eksiz hat devreleri ve aks sayıcılar içeren tren tespit sistemleri > Merkezi Trafik Kontrolü (Centralized Traffic Control – CTC), > Telekomünikasyon sistemleri > Verilerin ve değerlerin kontrolü, denetimi, arşivlenmesi ve değerlendirilmesi için sistemler (SCADA – Supervisory, Control and Data Acquisition). AMAÇ Tüpler yerleştirildikten ve raylar döşendikten sonra kontrol ve güvenlik teknolojisinin kurulması işlemine başlanabilmişti. Bu alanda ilk defa toplu ulaşım (şehiriçi ulaşım) ve ana hat (şehirlerarası ulaşım) güvenlik sistemleri aynı anda kullanılmıştır. Bu güvenlik sistemi uygulaması ile sık kalkış zamanlı banliyö trafiğinin ve şehirlerarası ulaşımı (insan ve yük taşımacılığı) aynı ray üzerinden uygulanması amaçlanmıştır. Böylece karma trafik işletmesi elde edilmiştir. Dünya çapında bu tür bir proje, böylece rayların CBTC ve ETCS güvenlik sistemleri ile kullanılmasını mümkün kılmaktadır. TC Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı Demiryolları, Limanlar ve Hava Meydanları İnşaatı Genel Müdürlüğü (DHL), “Marmaray Projesi” olarak bilinen Gebze-Halkalı arası demiryolu sinyalizasyon ve kontrol teknolojileri tedarik işinin ihalesini, 2011 yılında İspanyol Invensys Rail Dimetronic (şimdi Siemens Rail Automation) ve başka bir İspanyol inşaat şirketi olan OHL ortak girişimine vermişti. Bu ortak girişim, aşağıda belirtilen sistemlerin ve tertibatların projelendirilmesi, teslim edilmesi, monte edilmesi, hizmete alınması ve bakımı faaliyetlerini yerine getirecektir: > European Train Control System (ETCS) Seviye 1 İŞLETME ÖZELLİKLERİ İstanbul’un her iki yakasında iki raylı hatlar mevcuttu ve bunlar üçüncü bir ray ile Avrupa’daki ve de Asya’daki demiryolu ağına RESIM 1: İlk defa Marmaray projesinde uygulanan her bir hatta CBTC ve ETCS sistemlerinin karşılıklı işletilebilirliği, modern kentsel trafik planlamasının önemli bir kilometre taşını oluşturmaktadır 36 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Javier Castro Canal Marmaray CR3 Signaling & Communications Project Manager Siemens Rail Automation S.A.U., Madrid, İspanya javier.castro@siemens.com Javier Raposo Ocaña Engineering Project Manager Siemens Rail Automation S.A.U., Madrid, İspanya javier.raposo@siemens.com bağlanacaktır. Bu bağlantıların 2015 yılından tamamlanması beklenmektedir. Yeni döşenen ray, şehirlerarası trafik için kullanılacaktır ve sadece ETCS Level 1 ile donatılmıştır. Projenin tüp bölümünde sadece iki ray kullanılabilmiştir. Kesintisiz iki raylı hat kısmı, hem banliyö trenleri hem de şehirlerarası trenler tarafından kullanılmaktadır. Banliyö trenleri ağı CBTC sistemi ile donatılmıştır. Şehirlerarası trenler her üç rayı da kullanabileceğinden dolayı, CBTC hattı ayrıca bir ETCS sistemi ile donatılmıştır. Şehirlerarası demiryolları ile şehiriçi demiryolları kontrol sistemlerinin aynı anda kullanılması, kentleşmenin yoğun olduğu bölgelerdeki yeni gereklilikleri yerine getiren bir çözümdür. Marmaray projesinin birinci etabı, Türkiye Cumhuriyeti’nin 90. yıldönümü olan 29 Ekim 2013 tarihinde hizmete açıldı. 14 km uzunluğundaki hat, İstanbul Boğazı altından geçen bir demiryolu tüp geçidinden ve Asya yakasında Ayrılıkçeşme ve Üsküdar ve de Avrupa yakasında Sirkeci, Yenikapı ve Kazlıçeşme istasyonları olmak üzere beş istasyondan oluşmaktadır. Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları (TCDD) tarafından işletilen banliyö tren hatlarını İstanbul’un kentleşmenin yoğun olduğu bölgelerine ulaştırma hedefinin ilk adımıdır. Günümüzde tam performans ile çalışma sistemde, her iki yönde saatte 75.000 kişi taşınmaktadır ve trenler, iki dakikalık zaman aralığı ile su altındaki tüp geçitten geçmektedir. Trenler arasındaki bu kısa zaman aralıkları, makinist, kontrol istasyonu ve trenler www.eurailpress.de/etr MARMARAY PROJESİ olmak üzere tüm katılımcıların aynı bilgilere sahip olmasını ve trenler CBTC sistemi yardımıyla yarı otomatik çalışma modunda çalışmasını sağlayan çok sayıda sistemin kombinasyonu ile elde edilmektedir. Bu sistem, anlık olarak her bir trenin ne kadar hızda ilerlediğini, ne zaman durduğunu, ne zaman kalktığını ve de trenler arasındaki mesafeleri tespit eder. Veriler, araç hızına ve fren mesafelerine bağlı olarak tüm trenler için yeniden hesaplanır. Bu çalışma modu makinistin müdahale etmesini gerektirmemektedir; makinist, temel olarak istasyonlarda trenlere yolcuların binmesinden ve trenlerden yolcuların inmesinden sorumludur. TEKNİK ÖZELLİKLER Kullanıma hazır çözümler test edilip onaylanmıştır ve Türkiye’de Ankara - Konya hızlı tren hattında işletime alınmış European Rail Traffic Management System (ERTMS) ve örneğin Madrid’deki metro ve Singapur’daki Downtown Line’da kullanılan ve günümüzde São Paulo’daki banliyö tren ağının üç hattına kurulan CBTC sisteminin (Trainguard Sirius CBTC) özelliklerini taşımaktadır. Gerekliliklerin ERTMS/ETCS sisteminde yerine getirilmesi için Siemens firmasına ait entegre Avrupa Demiryolu Trafik Yönetim Sistemi Trainguard Futur 1300 kullanılmıştır. Trainguard Sirius CBTC sistemi, hem geleneksel hem de makinistsiz çalışma şeklinde, her türlü şehiriçi ve bölgesel demiryolları için demiryolu yönetimi için genel bir çözümdür. Bu iletişim bazlı tren kumanda sistemi, en ileri kablosuz dijital aktarma teknolojilerini kullanmakta ve özellikle tren seferlerinin çok yoğun olduğu hatlar için tasarlanmıştır. CBTC sistemi, araç ve altyapı sistemine kurulmuştur ve gezgin hareketli bloklarda (moving block) ilerleyen ve balisler ve odometrik sensörler üzerinde konumlanan münferit araçların pozisyonlarını kaydeder. Aracın pozisyonu, kablosuz olarak sürekli tüp bölümündeki ilgili bilgisayara gönderilir ve bu bilgisayarlar aldıkları bu bilgileri elektronik bağlantı kilitleme kontrolü sistemine gönderirler. Eşzamanlı olarak her bir trenin pozisyonu, CTC Merkezi Trafik Kumanda Sistemi’ne (Controlguide Rail 9000 ile oluşturulmuş) iletilir ve bu bilgiler Maltepe ve Halkalı’daki Operasyon Kontrol Merkezlerinde kullanılır. Operasyon Kontrol Merkezlerinde trafik denetlenir ve yönetilir ve tren kumanda edilir. Bir deprem veya tüp geçidine su sızıntısı durumunda sensörler bir alarm verecektir. Böyle bir alarm verildiğinde, trenler otoma- tik olarak durdurulacak ve tüp geçidine girmeleri engellenecektir. Tüp geçidin her iki ucundaki kapılar, tüp geçitteki tüm trenler çıktıktan sonra kapatılacaktır. Tüm sistemlerin birbiriyle uyumlu bir şekilde çalışması, harici sistemler (SCADA) ile bilgi alışverişine yönelik özel, açık protokollü güvenli bir arabirim ile sağlanmaktadır. GÖRÜNÜM İlk defa bu projede uygulanan her bir hatta CBTC ve ETCS Seviye 1 sistemlerinin karşılıklı işletilebilirliği, modern kentsel trafik planlamasının önemli bir kilometre taşını oluşturmaktadır. Siemens firması, günümüzde devam eden Londra’daki Crossrail projesinde, tren seferlerinin yoğun olduğu şehirlerarası trenlerin şehiriçi bölgelerden geçmesini sağlayacak başka bir çözümü hayata geçirmek için çalışmaktadır. Bunun için hattın merkezi bölgesinde bir CBTC kesimi ve ETCS Seviye 2 için arabirimler ve de ulusal Tren Koruma ve Uyarı Sistemi TPWS kullanılmaktadır. KAYNAKÇA [1] http://www.marmaray.com/, 08/07/2012, saat 16:00 [2] http://www.mobility.siemens.com/mobility/global/en/ rail-solutions/rail-automation/pages/rail-automation. aspx, 04.07.2012, saat 14:30 Connecting Forces – Driving Innovation. Dünya çapında birçok yük ve yolcu treni ürünlerimiz, parçalarımız ve sistemlerimizle donatılmıştır. Tahrik teknolojisi alanında bir uzman olarak ihtiyaçlarınıza göre en uygun biçimde uyarlanmış çözümler sunuyoruz. Sistemlerimizin yeterliği ve tek noktadan sağlanan hizmetimizle raylı araçlarınızın günlük çalışmalarında güvenilirliği, emniyeti ve verimliliği arttırın. www.voith.com Bizi ziyaret edin: Eurasia Rail İstanbul Salon 10, Stant 10 D 21 OTOMATİK BİLGİ AKTARIMI Sınır ötesi demiryolu trafiğinde tren hareketleri bilgilerinin otomatik olarak aktarımı Bir yönetim teknolojisi bileşeni olan sistem birleştirici, DB Netz ile Avrupa’daki komşu ülkeler arasında ulusal tren numarası bildirim sistemleri aracılığıyla otomatik tren hareketleri bilgilerinin alışverişini sağlar. Sistem birleştirici, 62 / 2006 ve 454 / 2011 sayılı Avrupa Birliği düzenlemelerine ve de TAF ve TAP TSI kurallarına uygun standart Common Interface iletişim arabirimini kullanmaktadır. Sistem birleştirici, bir pilot proje kapsamında ilk olarak Aachen ile Verviers arasında sınır ötesi demiryolu trafiğinde kullanılacak. ALMANYA İLE AVRUPA’DAKİ KOMŞU ÜLKELERİ ARASINDA TREN HAREKETLERİ BİLGİLERİNİN KARŞILIKLI AKTARIMINDA BAŞLANGIÇ DURUMU DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi, kontrol sistemi ve güvenlik ile oluşturulmuş işletme noktaları arasındaki tren trafiğine ilişkin iletişimi ve de planlama sistemlerinin ve harici kullanıcıların tren hareket bilgileri ile beslenmesini sağlamaktadır. Almanya ile Avrupa’daki komşu ülkeler arasındaki sınır ötesi trafik, mevcut projeler nedeniyle ulusal tren numaraları bildirim sistemleri arasında da sınır ötesi veri alışverişi DB AG'nin VPN'si uygulamaları geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Sistem birleştiricinin, standart hale getirilmiş arabirimler aracılığıyla tren hareket bilgilerinin Almanya ile ilgili komşu ülke arasında otomatik olarak karşılıklı aktarımını mümkün kılması amaçlanmaktadır. Geçmişte Almanya ile yeni komşu ülkeler arası sınır geçişlerinde, DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi ile komşu ülkelerdeki tren takip sistemleri arasında bağlantı kurmak için özel çözümler uygulanmıştı. Bu özel çözümler, sadece bağlanmış ilgili tren numarası sisteminin ara birimini kullanıma açan ve özel olarak yapılandırılması ve bakımının yapılması gereken özel geliştirmelerdir. ZLV-Bus modemi Harici sistem ile iletişim için uygulamalar ZLV-Bus arayüzü Telegram dönüştürücü SİSTEM BİRLEŞTİRİCİNİN GÖREVLERİ VE ÖZELLİKLERİ Bakım arayüzü Sistem birleştirici Servis kontrol çevrebirimi 38 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Ina Bleicher İşletme ve Yönetim Teknolojisi Sistemleri Müdürü, Kullanım ve kontrol (I.NVT 35), DB Netz AG ina.bleicher@deutschebahn.com Ayrıca bazı projelerde, DB Netz AG’nin tren numarası bildirimi sisteminin komşu ülkelerin tren numarası giriş sistemlerinin kullanımı ile komşu ülkelerdeki tren hareket bilgileriyle beslenmesi mümkün kılınmıştır. Komşu ülkede kurulmuş olan tren numarası giriş sistemlerinin yardımıyla uzaktan tren bildirim yöntemi Alman Fdl ile uygulanabilmesine rağmen, tren numaraları başlayan tren seferleri olarak ilgili tren numarası bildirim sistemlerine manuel olarak girilmek zorundadır. Burada standartlaştırılmış bir sistem birleştiricinin kullanımı ile sorunlar çözülebilir. ZLV-Bus Firewall/Router Axel Belitz Yönetim Teknolojisi (I.NVT 351) DB Netz AG axel.belitz@deutschebahn.com RESIM 1: Sistem birleştiricinin fonksiyonları DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi ile Avrupa’daki komşu ülkelerin tren numarası bildirim sistemleri ile birbirine bağlanması, gerçek zamanlı güncel tren konumu ve de işletme bildirimleri ile tren hareket bilgilerinin otomatik alışverişini sağlayan www.eurailpress.de/etr OTOMATİK BİLGİ AKTARIMI bir birleştirici sistemin kullanılmasını gerektirmektedir. Sistem birleştirici, güvenli olmayan aktarım teknolojisi bileşenidir ve DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemine entegre edilir. Birleştirici, veri alışverişi için öngörülen komşu ülke ile bağlantı kurmak için bir IP bağlantısı kullanmaktadır. Sistem birleştirici, aldığı tüm telegramları ilgili komşu sistemde kullanımı bakımından değerlendirir ve gerekli telegramları sınır ötesi trafik için sınır ötesi trafikte işletme açısından gerekli analog kullanım şekline dönüştürür. İşletim için gerekli tren numarasını dönüştürme işlemi, tren numaralarının sınırı aşırı değerlendirilmesine ilişkin Avrupa dahilindeki tespitler çerçevesinde değişmediğinden dolayı sistem birleştiricide yapılmamaktadır. Otomatik tren hareket bilgileri alışverişinin yanı sıra Fdl, sistem birleştiriciyi kullanarak sahip olduğu tren numarası bildirim sistemleri aracılığıyla bağlantı kurulacak tren numarası bildirim sistemleri ile aşağıda belirtilen uygulamaları gerçekleştirebilir: > Komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sistemlerindeki güncel tren konumlarını ve tren numaralarının manuel olarak düzenlenmesi (örneğin manuel devreye alma, tren numarası seçimi, silme ve değiştirme) > İşletim mesajlarının, teknik olarak desteklenen tren bildirim yöntemleri aracılığıyla komşu ülkelerdeki tren bildirim noktası ile alışverişi (sunum, kabul, geri alma, reddetme) Sistem birleştirici, sadece bakım ve servis faaliyetleri kapsamında kullanılabilir. Bağla- nacak tren numarası bildirim sistemleri için işletimsel giriş arabirimleri yoktur. SİSTEM BİRLEŞTİRİCİNİN TEKNİK OLARAK UYGULAMAYA GEÇİRİLMESİ Sistem birleştiricinin fonksiyonları, komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sistemine ve DB Netz AG’nin ZLV-Bus’una ilişkin iletişim arabirimleri, bir telegram dönüştürmesi ve servis personelinin bakım faaliyetleri için bir arabirim içerir. Sistem birleştirici, bir ZLV-Bus aracılığıyla DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi yönünde komşu ülkedeki tren numarası bildirim sistemleri ile iletişim kurar. ZLVBus’un kullanılabilirliği, bir ZLV-Bus modem üzerinden ZLV-Bus arayüzünün oluşturulmasını mümkün kılmaktadır. ZLV-Bus arayüzü, ZLV-Bus’a kısa ve bilgi telegramları gönderebilir ve ZLV-Bus’dan kısa ve bilgi telegramları alabilir. ZLV-Bus kullanım şekli ve veri aktarma prosedürleri, tren numarası bildirim sistemleri için olan gereklilik kitapçığında ayrıntılı olarak belirtilmiştir. Dönüştürme mantığı, sistem birleştiriciye ilgili tren numarası bildirim sisteminden aktarılan tüm telegramları değerlendirir. Telegram dönüştürücü, hem DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sisteminin bilgi telegramlarını bilgi ile beslenen komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sisteminin telegram formatına, hem de komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sisteminin bilgi telegramlarını DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi yönünde dönüştürür. Dönüştürülecek telegramlar uygunluk, te- legram yapısı ve onay kapsamında projeye uygun olarak kontrol edilir. İletişim uygulaması, sistem birleştiricideki telegram dönüştürücüsü için dahili bir arabirime ve özel Common Interface arayüzü, DB AG’nin VPN’sine ve ulusal tren numarası bildirim sisteminin ağ geçidinde haberleşmeyi sağlayan iletişim uygulamasına ilişkin açık IP ağına sahiptir. İletişim halinde olan iki iletişim uygulamasının kontrol ettikleri: > Gönderim ve alım prosesleri > Çalışma belirtisi alışverişi > Bilgilerin bağlanmış tren numarası bildirim sistemine iletilmesi > Hata mesajlarının aktarımı İletişim uygulaması, kesintisiz olarak haberleşmeyi sağlayan iletişim uygulaması ile olan bağlantı durumunu ve telegramların güncelliğini kontrol eder. Bağlantı bozuklukları meydana geldikten sonra sistem birleştirici, ilgili hata durumunu teknik protokolde ve servis uygulamaları için kumanda ekranında gösterir. Komşu ülkelerdeki ulusal tren numarası bildirim sistemlerinden alınan telegramlar, sistem birleştiricinin iletişim uygulamasındaki bir veri filtresi aracılığıyla müsaade edilmeyen telegram yapısına ilişkin değerlendirilir ve talep edilen telegram yapısından farklılıklar içeren telegramlar iptal edilir. İzlenen zaman aralığında veri filtresi tarafından çok sayıda telegramda öngörülen yapıdan farklılıklar tespit edildiğinde, IP ağına olan iletişim kanalı devre dışı bırakılır. Kullanıcı arabirimi aracılığıyla LST, yönetim, arşivleme ve sistem faaliyetleri uygulayabilir ve de teknik protokoldeki telegram trafiğini ve sistem mesajlarını gösterebilirler. » bbr-ra.com www.eurailpress.de/etr ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 39 OTOMATİK BİLGİ AKTARIMI ZLV-Bus DB Netz AG Sistem birleştirici ulusal tren numarası bildirim sistemi ulusal demiryolu işletmecisi ZLV-Bus arayüzü Telegram dönüştürücü İletişim uygulamaları Ağ geçidi Sistem birleştirici ile gönderim ve alım proseslerinin kontrolü Çalışma belirtisi alışverişi Ulusal tren numarası bildirim sisteminin ara biriminin kullanımı Common Interface Firewall Firewall Common Interface IP ağı XML şeması tanımlaması İletişim uygulaması Sistem birleştirici Ağ geçidi ile gönderim ve alım prosesleri kontrolü Çalışma belirtisi alışverişi ZLV-Bus ara biriminin kullanımı XML şeması tanımlaması RESIM 2: İletişim uygulamaları “Veri geçmişi” fonksiyonu, teknik protokoldeki kayıtlardan ve online kayıt uygulamalarının kayıtlarından oluşan sistem birleştiricinin önemli dosyalarına erişimi mümkün kılmaktadır. Erişim kapsamında temel olarak teknik protokolün aranması ve görüntülenmesi, gösterge filtresi ile online görüntüleme ve kayıtlı verilerin dışa aktarılması ve yazdırılması faaliyetleri uygulanabilir. “Telegram arabirimleri” fonksiyonunun yardımı ile kullanıcı, ZLV-Bus’dan ve de komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sisteminden aldığı telegramları kaydedebilir ve yapılan seçime bağlı olarak kumanda penceRESIM 3: Sistem birleştirici bakım penceresi resinde online görüntüleyebilir. Bunun için online kayıt için “Başlat” ve “Durdur” menü fonksiyonları kullanılabilir. “Tren numarası düzenleme aralığı” fonksiyonunun yardımı ile sistem birleştiricide, ilgili tren numarası bildirim sistemine kaç adet tren numarası kaydının aktarılacağı önceden belirlenebilir. Sistem birleştiricinin önemli tüm verileri, uygulamaların tekrar başlatılması sırasında kullanılabilmesi için tanımlanmış klasör yapıları şeklinde sistemin yerel sabit diskine kaydedilir. Sistem birleştiricide saklanan veriler, aşa- ğıda belirtilen veri kategorileri şeklinde ayrılmıştır: > ZLV-Bus arabirimi projelendirme verileri > Komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sistemine bağlantı için projelendirme verileri > Telegram dönüştürmesi için projelendirme verileri > Kullanıcı arayüzündeki eylemler ile bağlantılı veriler > Günlere bağlı kayıt dosyaları içeren teknik protokoldeki veriler > Online kayıt işleminde elde edilen protokol verileri > Günlük kayıt dosyalarındaki (Logfile) veriler Kullanıcı penceresindeki durum satırında, renkli bildirim (kırmızı, sarı veya yeşil) aracılığıyla ayrıca aşağıda belirtilen bilgiler gösterilir: > ZLV-Bus modemin kullanılabilirliğine ilişkin mesajlar ve de ZLV-Bus’da sistem birleştiricinin dahil edilmesi ve ayrılması (SS 1 durumu) > Bağlanmış ağ bileşenlerinin ağ bağlantısının kesilmesine ve kurulmasına ilişkin mesajlar ve de komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sistemlerinin çalışma belirtisinin alınmamasına veya alınmasına ilişkin mesajlar (SS 2 durumu) > Sistem birleştiricide bir ntp sunucusu veya ZLV-Bus aracılığıyla sistem tarihinin ve sistem saatinin senkronizasyonu sırasında oluşan durum ve hata mesajları (saat ve tarih arasındaki bildirici) Ayrıca sistem birleştiricinin durum bilgileri gösterilir. 40 ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 www.eurailpress.de/etr OTOMATİK BİLGİ AKTARIMI RESIM 4: CI referans uygulaması Tren numaraları bağdaştırıcısı TAF VE TAP TSI’DEKİ COMMON INTERFACE ARAYÜZÜNÜN KULLANIMI 62/2006 sayılı Telematics Application for Freight Services ve 454 / 2011 sayılı Telematics Application for Passenger Services AT düzenlemeleri uyarınca demiryolları alt yapı işletmeleri, standartlaştırılmış bir veri alışverişi için Common Interface (CI) olarak adlandırılan arayüzünü kullanmakla yükümlüdürler. Sistem birleştirici, komşu ülkelerdeki tren numarası bildirim sistemi ile iletişim kurmak için TAF TSI Common Components Group (CCG) CI arabirimi modülünü kullanmaktadır. CCG’nin Cl arabirimi, Avrupa Demiryolu Ajansı (ERA) tarafından önerilmektedir. IP ağları (örneğin İnternet) üzerinden Cl arasındaki iletişim, SOAP HTTP’ler aracılığıyla Peer to Peer şeklinde gerçekleşir. Kullanım verileri, Cl arasında her zaman XML formatındadır. Cl arkasındaki ilgili sayfada, ayrıca başka veri formatları ve protokoller de kullanılabilir. Bir veri formatından başka bir veri formatına Mapping fonksiyonu, burada belirtilen durumda kullanılmamaktadır. DB Netz AG tarafında Frankfurt’ta Merkezi İşletme Yönetimi’nde kullanılmakta olarak Cl kullanılmaktadır; bu CI üzerinden komşu ülkelerdeki demiryolu kurumları ile uluslararası merkezi uygulamalar arasında örneğin Train Running Information, Train Delay Reason ve Train Running Forecast gibi mesaj alışverişi gerçekleşmektedir. Avrupa’daki komşu ülke tarafında, sistem birleştirici üzerinden ulusal tren numarası bildirim sistemine bilgiler ileten veya DB Netz AG’nin tren numarası bildirim sistemi için bilgiler alan, haberleşmeyi sağlayan bir Cl kullanılmaktadır. Bunun için her iki Cl, Point-to-Point bağlantısının kurulması için uygun bir şekilde yapılandırılmalıdır. Yapılandırma, bir Web arabirimi (tarayıcı) üzerinden yapılır ve bundan dolayı yöneticinin bilgisayarına özel programları kurmasını gerektirmemektedir. Cl, bildirimlerin aktarımı sırasında şifreleme ve kimlik doğrulama, yönlendirme ve telegram standartlaştırması ve doğrulaması için fonksiyonlar sunmaktadır. Örneğin doğrulama hatası, kuyruk taşması, Routing hatası gibi hata durumları SMTP (E-Posta) ve SNMP üzerinden yayınlanabilir. Cl ile ilgili daha fazla bilgi edinmek için: http://www.uic.org/ spip.php?rubrique2130. SİSTEM BİRLEŞTİRİCİNİN YAZILIMI VE DONANIM YAPISI İşletim sistemi olarak Red Hat Enterprise Linux kullanılır. Uygulama, büyük ölçüde Java ile gerçekleştirilir. Kullanılan sisteme bağlı olarak C, C++, C# programlama dilleri ve de TCP/IP aracılığıyla veri alışverişi için ağ bağlantısı ve dosya tabanlı protokoller, http üzerinden Web hizmetleri/SOAP ve de JMS kullanılmaktadır. Sistem birleştirici, az bakım gerektiren bir sistem olarak tasarlanmıştır ve otomatik, işletimsel kesintisiz işletim için uygundur. 19” boyutunda kasa içinde endüstriyel bir bilgisayar olarak tasarlanmış ve raflı bir dolap içine yerleştirilmiştir. Ayrıca bir klavye ve Touchpad veya Trackball ile kullanım için bir Rack konsolu ve de çok sayıda sistem birleştirici ünitesi mevcut olduğunda çok sayıda » RESIM 5: SOAP CI (LS=Legacy System) www.eurailpress.de/etr ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 41 OTOMATİK BİLGİ AKTARIMI RESIM 6: Aachen-Verviers projesi iletişim yapısı Duisburg İşletme Merkezi / IB III VPN - DB Duisburg İşletme Merkezi'nin planlama sistemi Frankfurt İşletme Merkezi Firewall / Router Belçika EBP sistemi EBP sistemi TDS arabirime adaptasyon Ağ geçidi iletişim uygulaması CommonInterface Router / Firewall / Proxy FdI CommonInterface Firewall / Router Firewall / Router ZLV-Bus 86 Aktarım sistemi ZLV-Bus modemi Modem Router / Firewall / Proxy Modem ZN 800 VPN - DB İletişim uygulaması ZLV-Bus arayüzü Posten 58, Aachen Süd Us No.: 14 Telegram dönüştürücü Açık IP ağı ağ bağlantısı için raflı dolapta bir anahtar öngörülmüştür. Bir yazıcının bağlanması da mümkündür. Sistem birleştirici Scheidt & Bachmann System Technik GmbH firması tarafından “Tren Numarası Bildirim Sistemleri İçin Sistem Birleştirici” gereklilik kitapçığında öngörülen spesifikasyonlar esas alınarak geliştirilmektedir. AACHEN – VERVİERS ARASINDA SINIR ÖTESİ DEMİRYOLU TRAFİĞİ İÇİN PİLOT PROJE Aachen - Verviers projesi ile bağlantılı olarak Belçika demiryolu alt yapı işletmecisi Infrabel ve DB Netz AG, sınır ötesi demiryolu trafiği için otomatik tren hareket bilgileri alışverişi ve her iki ulusal tren numarası bildirim sistemi arasında uzaktan sözlü tren bildirimi yerine bir sistem birleştiricinin kullanılması istemişlerdir. DB Netz AG’nin yerel işletmesi ve Infrabel yetkilileri ile yapılan görüşmelerden sonra, DB Netz Merkezi’nin Yönetim Teknolojisi Organizasyon Bölümü’ndeki teknoloji yöntemi ile, “Tren Numarası Bildirim Sistemleri İçin Sistem Birleştirici” gereklilik kitapçığının oluşturulması için temel alınabilecek bir konsept geliştirilmiştir. Proje için Infrabel ile işbirliği içerisinde, yukarıda belirtilen gereklilik kitapçığı için ulusal tren numarası bildirim sistemleri arasında işletimsel telegram arabirimini özelleştiren ülkeye özgü bir ek düzenlenmiş ve onaylanmıştır. Aachen - Verviers projesi için sistem birleştirici Duisburg İşletme Merkezi’ne monte edilecek ve bir aktarım sistemi aracılığıyla ZLV-Bus 86 üzerinden ESTW Düren’de bulu- 42 ZLV-Bus ETR | TURKEY EDITION | MARCH 2015 Modem ESTW-ZN (KUs) ESTW Düren Us No.: 01, Düren Sistem birleştirici Us No.: 08 Duisburg İşletme Merkezi nan bağlantı alt istasyonuna bağlanacaktır. Sistem birleştirici, Duisburg İşletme Merkezi entegrasyon bölgesi III’te yer almakta ve Belçika EBP sisteminin ağ tarafı yönünde DB AG’nin VPN’si üzerinden Frankfurt İşletme Merkezi’nin Merkezi Sistem İşletme Yönetimi bölümündeki Common-Interface arayüzüne bağlanmaktadır. Bildirimler, buradan DB AG’nin Proxy sunucusu ve açık IP ağı (İnternet) üzerinden Belçika EBP sistemine yönlendirilmektedir. Verviers’deki EBP sistemi, Alman tren numarası bildirim sistemi ile ileti alışverişini iletişim uygulamalı ağ geçidi bileşenleri, Common-Interface ve Belçika Proxy sunucusu üzerinden gerçekleştirebilmektedir. Belçika ağ geçidinin iletişim uygulaması ile EBP sistemi arasında, Infrabel’nin siparişi üzerine Belçika’daki Siemens firmasının üsteleneceği arabirim adaptasyonu gereklidir. Bu proje, DB Netz Merkezi’nin Yönetim Teknolojisi Organizasyon Bölümü Teknoloji Yönetimi tarafından sürekli olarak izlenmekte ve desteklenmektedir. Bu izleme ve destek işlemi, üreticide sistem ve entegrasyon testleri, hedef sistemdeki testler, kullanım yeterliliğinin oluşturulması ve pilotlar için projeye bağlı prototip onayı faaliyetlerini içermektedir. Pilot projenin 2015 yılının Mayıs ayında devreye girmesi hedeflenmektedir. GELECEKTE KULLANIM OLANAKLARI VE DE ANLAMI VE FAYDALARI Bir sistem birleştiricinin kullanımı, günümüzde Hollanda ve Polonya ulusal tren numarası bildirim sistemleri ile bağlantılar kurmak için de öngörülmüştür. Hollanda demiryolları işletmesi ProRail ve DB Netz AG arasında, sistem birleştiricinin Emmerich – Zevenaar projesi kapsamında kullanımı ile ilgili görüşmeler yapılmıştır. Bunun için gelecekte “Tren Numarası Bildirim Sistemleri İçin Sistem Birleştirici” gereklilik kitapçığı için yeni bir ülkelere özgü ek hazırlanacaktır. 2015 yılından itibaren bir sistem birleştiricinin Knappenrode - Horka - Almanya Sınırı/Polonya projesine entegre edilmesi için gerekli hazırlıklara başlanacaktır. Bunun için E/C-E 30/Subgroup LST-ZN teknik çalışma grubu dahilindeki PKP ile görüşmeler yapılmıştır. Sistem birleştiricinin anlamı ve faydaları açık olarak ortadadır. Sınır bölgelerde manuel tren numarası girişleri için tren numarası giriş sistemlerinin kullanılmasına gerek yoktur. İlgili tren numarası bildirim sistemine tren numaralarının manuel olarak girilmesi işlemine gerek kalmaması Fdl’nin iş yükü de azalacaktır. Diğer avantaj: Tren hareket bilgileri gerçek zamanda aktarılacaktır, gerçekleşecek tren seferlerine ilişkin otomatik ön bilgiler Fdl tarafından zamanında sunulacaktır. Bir sistem birleştiricinin kullanılması durumunda, sınır ötesi trafikte uzaktan sözlü tren bildirim işlemi gerek kalmayacaktır. Bu durum da Fdl’nin iş yükünün daha fazla azalmasına yol açacaktır. Raylı yük taşımacılığında taşıma hacmi, gelecek 20-30 yıl içerisinde tüm koridorlarda büyük ölçüde artacaktır. Bundan dolayı sınır ötesi trafik için Almanya’da ve Avrupa’daki komşu ülkelerde mevcut yönetim teknolojisi sistemlerinin, Avrupa’da artan demiryolu trafiğini karşılayabilecek şekilde birbirine bağlanması ve donatılması gereklidir. Bunun için sistem birleştiricinin katkı sağlaması bekleniyor. www.eurailpress.de/etr Railway Timetabling & Operations Analysis, Modelling, Optimisation, Simulation, Performance Evaluation Order now! New: Railway Timetabling & Operations The performance of many railway networks and the quality of service offered is becoming more and more critical. The main issues to be addressed are the increasing traffic volumes and making the best use of the available capacity, at the same time resolving train scheduling and management problems. This is an updated, revised and extended edition of ‘Railway Timetable & Traffic’, published in 2008. It describes the state-of-the-art methods of railway timetabling and optimisation, capacity estimation, train operations analysis and modelling, simulation, rescheduling and performance assessment. The intention is to stimulate their broader application in practice and to highlight current and future research areas. Editors: Ingo Arne Hansen, Jörn Pachl • Edition: 2nd edition 2014 • Specification: 332 pages, hardback • Format: 165 x 240 mm • ISBN: 978-3-7771-0462-1 • Price: € 69 (incl. VAT, excl. postage) Find out more and order your copy on: www.eurailpress.de/rto Contact DVV Media Group GmbH | Eurailpress Email: book@dvvmedia.com • Phone: +49 40 237 14 -440 • Fax: +49 40 237 14 -450 HOCHLEISTUNG I PRÄZISION I ZUVERLÄSSIGKEIT YÜKSEK PERFORMANS I MÜKEMMELLİK I GÜVENİLİRLİK Çeşitli durumlara uygun makas döşeme ünitesi Hat ve makas bileşenlerinin yeni döşenmesinde teknolojik açıdan uygun yöntemi kullanmak, bu hat ve makas bölümlerinin uzun ömürlü kaliteleri üzerinde büyük etkinliğe sahiptir. Yapı boşluğuna taşıma yöntemi ve kaldırma kuvvetlerinin dengeli dağılımı da bu bağlamda önemlidir. Paletli portal birimimizin kullanılması daha en baştan, kabul edilemez şekil bozukluklarının ve burulmaların oluşmasına engel olur. Böylece yeni döşenen makasın sağlam bir başlangıç kalitesinde olması önünde hiçbir engel kalmaz. www.plassertheurer.com „PLASSER & THEURER“, „PLASSER“ ve „P&T“ ULUSLARARASI TESCİLLİ MARKALARDIR