“…ray devreleri unutulan geçmişin tarihi kalıntıları olarak sadece müze kurucuları ve demiryolu hayranı kimselerin ilgi alanında kalacaktır.”
1864 yılında Londra’da, William Robert Sykes ilk ray devresini test etti. 1872’de William Robinson hatada güvenli ilk ray devresini icat etti ve ray bölgesi meşguliyetikavramı doğmuş oldu. Geçen 140 yıl sonrası ray devresi ile meşguliyet tespiti(geleneksel sinyalizasyon) hala kullanılmaktadır.
Son 25 yıldır ise geleneksel ray devreli uygulamalara göre, CBTC çözümlerine meyil artmaktadır. CBTC sistemlerinin sağladığı en önemli avantaj ray devreli uygulamaların doğasında olan kısıtlamalardan bağımsız, trenlerin güvenli şekilde, en az sefer sıklığıile çalıştırılabilmesidir.
CBTC tercih edilen teknoloji olmaya devam ettikçe Ray devreleri unutulan geçmişintarihi kalıntıları olarak sadece müze kurucuları ve demiryolu hayranı kimselerin ilgi alanında olacaktır.
Peki nedir bu CBTC?
IEEE’nin CBTC 1474.1 standartı, bölüm 4.1 der ki:
CBTC başlıca aşağıdaki özellikleri içerir:
- Ray devrelerinden bağımsız olarak yüksek çözünürlükte tren konumu tespiti.
- Araç ile hatboyu ekipmanlar arası kesintisiz, yüksek kapasiteli, çift yönlü haberleşme.
- Hayati işlevleri gerçekleyen araçüstü ve hatboyundaki işlemciler.
Diğer bir deyişle, CBTC sistemi trenin hassas konumunu ray devrelerinden bağımsızolarak, çift yönlü haberleşme bağıyla, sistemi güvende tutarak elde eder.
CBTC Temel Özellik - 1
CBTC yi geleneksel sinyal sistemlerinden ayıran en temel özellik, tren konumunun ray devrelerinden bağımsız olarak elde edilebilmesidir.
Genellikle bu iş ray hattı boyunca yerleştirilen alıcı tag veya beaconlar vasıtasıyla yapılır. Bu tag/beacon, tren üzerindeki üniteye trenin kabaca konum bilgisini verir. Buna ek olarak aksların üzerine yerleştirilmiş takometreler ile tam konum bilgisi sağlanır.
Tren B noktasındaki tag/beacon üzerinden geçtiğinde araç üstündeki ünite kabaca trene 200. metrede olduğu bilgisini verir. Tren ilerledikçe takometre aracın ne kadar hareket ettiğini hassas bir şekilde sayar. Kaba konum bilgisi ile hassas hareket edilen miktar bilgisini kullanarak araçüstü ünite, trenin sıfır referans noktasından 247.5 metre uzakta olduğuna karar verir.
Bu, CBTC sistemlerin trenin konumunu nasıl saptadığına dair örnekleme amaçlı olarak sadeleştirilmiş bir tanımdır.
CBTC Temel Özellik - 2
Tren tam konumunu elde edebildiğinde bu bilgi hat üzerindeki ünitelere hızlı bir şekilde bildirilmesi gerekir. Bunun için çeşitli yöntemler mevcuttur. Geçmişte endüktif döngü(inductive loop) haberleşme aracı olarak kullanılmaktaydı, lakin son 10 yıldır kablosuz haberleşme sinyal sistemi tedarikçilerinin çoğunun tercihi oldu. Kablosuz haberleşme teknolojisi olgunlaştıkça demiryolu endüstrisi için varsayılan haberleşme standartı olacak.
Demiryolu uygulamalarında, kablosuz erişim noktaları ray hattı boyunca yerleştirilir. Tren, bir erişim noktasının kapsama alanına geldiğinde araç üstündeki anten, sinyalini bu erişim noktasına kilitler ve bir önceki erişim noktasından koparır.
Bu haberleşme ortamında haberleşme protokolü olarak genellikle TCP/IP veya UDPkullanılmaktadır. Bu, çözüme esneklik ve genişletilebilirlik sağlamaktadır.
Hayati ya da hayati olmayan tüm veri bu ortamda gönderilir ancak aradaki bu bağ hayati olmayan özelliktedir(TCP/IP ve UDP/IP hayati olmayan özellikteprotokollerdir). Güvenlik bütünlüğünü sağlamak adına uçtan-uca canlılıktan emin olunmalıdır. Yani araç-üstü ve hat-boyu üniteler aldıkları verinin kayıpsız ve bozulmamış olduğunu çeşitli mekanizmalar ile garanti etmelidir(CRC kontrolü, paket sıra numaraları, Tx ID, Rx ID vb).
CBTC Temel Özellik - 3
CBTC sistemleri için Trenin hassas konum bilgisini elde etmek yeterli değildir. Bunun yanında treni her tür hatadan korumak da sistemin görevidir.
1474.1 deki Bölüm 6.1 CBTC sistemlerinin sağlaması gereken hayati işlevleri sıralamaktadır. İlgili bölüm genel çerçevede incelendiğinde hayati işlevler 3 kategoridetoplanabilir: Çarpışma Önleme, Hız Aşımı Koruması ve Çeşitli Korumalar.
Bu 3 kategorinin kapsama alanını tek bir yazıda ifade etmek mümkün değil ancak temel anlamda aşağıdaki şekilde tanımlanabilir:
Çarpışma Önleme: CBTC sisteminin trenleri planlanan yol üzerinde, birbirinden ve diğer engellerden güvenli bir şekilde ayrık tutabilme yeteneğidir.
Hız Aşımı Koruması: CBTC sisteminin hassas biçimde trenin hızını belirlemesi ve sıkı bir şekilde kontrol edebilmesidir.
Çeşitli Korumalar: Bunlar herhangi bir genel kategoriye girmeyen, CBTC sisteminin ana parçalarından olmayan işlevlerdir. Ancak IEEE bu durumları CBTC sisteminin, bunlara karşı koruma işlevini yerine getirmesi gerektiğini ifade etmektedir.
CBTC bir Otomasyon mudur?
Bölüm 4.1 deki başlıca özellikler, CBTC sistemi hakkında basit tanımlama imkanı sağlıyor ancak son zamanlarda CBTC kavramı çok daha fazlasını ifade etmektedir. CBTC kavramı genellikle otomatik, sürücüsüz sistem olarak kullanılmaktadır lakin bölüm 4.1’de ne otomasyon ne de sürücüsüz tabiri geçmektedir.
Ama IEEE farklı CBTC konfigürasyonlarının varlığını kabul etmektedir. 1474.1’in Bölüm 4.2’si şu şekilde ifade etmektedir:
Bu standart, özel uygulamalara bağlı olarak farklı CBTC konfigürasyonlarının mümkün olduğunu kabul etmektedir. Örneğin bir CBTC sistemi:
- ATO(Automatic Train Operation) veya ATS(Automatic Train Supervision) işlevleri olmadan sadece ATP(Automatic Train Protection) fonksiyonları içerebilir.
- ATP fonksiyonlarını içermekle birlikte yine uygulamaya özel, gerekli işletme ihtiyaçlarını karşılamak üzere bazı ATO ve/veya ATS işlevlerini içerebilir.
- Uygulama içinde tek tren kontrol sistemi olabileceği gibi diğer yardımcı hatboyu sistemlerle birlikte de kullanılabilir.
Üst noktada tamamıyla otomatik ATP, ATO ve ATS işlevine sahip bir CBTC sistemine sahibiz. En alt noktada ise sadece ATP’ye sahip 4.1’de belirtilen başlıca özelliklere haiz çözüm bulunmaktadır.(ATO fonksiyonel gereklilikleri 1474.1 Bölüm 6.2’de ve ATS 1474.1 Bölüm 6.3’te tarif edilmektedir.)
Kullanılan konfigürasyon da çözülmek istenilen probleme bağlı olarak değişmektedir. Eğer istenilen verimi artırmak ise o halde tamamıyla otomatik sistem gerekebilir. Eğer ihtiyaç ekstra bir güvenlik katmanı sağlamak ise sadece ATP’ye sahip konfigürasyon yeterli olabilir.
Burada dikkat çekilen nokta CBTC “sürücüsüz” anlamına gelmemektedir. Temel çerçevede CBTC sistemi sadece otomatik korumayı sağlar. Daha karmaşık sistemler ATO ve ATP işlevlerini de sağlayabilir ancak bunlar CBTC etiketi için gerekli değildir.
CBTC teknolojileri alışkanlığı;
- Yeni raylı sistemlerin yüksek verimlilik talebi ve
- Mevcut sistemlerin mevcut altyapılarından daha fazlasını elde etmek
isteği ile yaygınlaşmaktadır. Sonuç olarak, daha çok tedarikçinin girdiği bir pazar oluştu. 30 yıl önce sadece 1 adet CBTC çözümü tedarikçisi var iken bugün 3 adet üst düzey ve 4 adet ikinci düzeyde tedarikçi bulunmaktadır.
CBTC endüstrisi daha cesur, yeni bir dünyaya adım attı. Sağlıklı kararların alınabilmesi için Oyuncuların terminolojiye ve çeşitli teknolojilere aşina olması gerekiyor.
Yazar: Naeem Ali
Kaynak: Smart Rail World web sayfası
Çeviri: Mehmet Ali Dağlı
