Teknolojiyle demiryollarında güvenliği sağlamak

2009 yılında Avrupa’da kayıtlara geçen 3027 trafik kazasının 174’ü demiryolunda meydana geldi.
Diğer yandan demiryolu hizmetleri gün geçtikçe büyüyor. 2005-2050 yılları arasında demiryolu yük taşımacılığında %80, yolcu taşımacılığında ise %51’lik bir büyüme olması öngörülüyor. Bu, diğer yandan demiryollarında risklerin de artması demek. Polonya, Belçika ve Portekiz’de demiryollarının güvenliğini artırmak için yürütülen Avrupa Birliği Araştırma Projeleriyle, demiryolu ve vagon bakımının maliyeti düşürülerek olası kazaları önlemek hedefleniyor.
Belçika’nın Leuven şehrinde yürütülen bir Avrupa Birliği Araştırma projesiyle, trenlerin ses ve titreşim üzerinden durum analizini yapabilecek bir gözlem sistemi geliştirildi. Demiryolları projesi uzmanlarından Tom Vanhonacker, sistemin işleyişini anlatıyor:
“Raylara 2-3 adet sensör yerleştiriyoruz. Her bir treni tespit edip ölçüyoruz. Ayrıca sistemden geçen tüm tekerlekleri inceliyoruz. Bu şekilde nerede bir kusur olduğunu tespit edebiliyoruz. “
Yüksek Frekanslı Titreşim Sistemi’nin hatasız bir şekilde, fiyat ve mekanın uygunluğuna göre yerleştirilmesi gerekli. Sensörler, her tren geçişinde titreşimleri algılayarak bölgesel bir aygıta iletiyor. Bu şekilde toplanan bilgi, merkezi bir sunucuya aktarılıyor.
Trenin tekerleklerinden yayılan dalgalar araştırmacılara, tekerleklerin bozukluklarını ya da yamukluklarını tespit etmeleri için veri sağlıyor. Projenin bir diğer uzmanı Frederik Vermeulen, titreşimlerin oluşturduğu dalgaları nasıl veriye dönüştürdüklerinden söz ediyor:
“24 saat kesintisiz bir şekilde titreşim bilgileri topluyoruz. Burada gördüğünüz şey, her bir tren geçişinde bir sıçrama olduğu. Sıçramanın hızını ölçüyoruz. Gördüğünüz gibi, eğer sıçrama normalin dışında ise birşeyler yolunda gitmiyor demek.”
Varşova’da geliştirilen bir diğer Avrupa Birliği Araştırma Projesi ile hedef, ultrasonlar ve dijital tarama yönteminden faydalanarak tramvay ağının fiziksel durumunu kontrol altına almak. Yeni geliştirilen müdahalesiz kontrol sistemi maddelerin durumunu görüntülemeye yarıyor.
Yüksek frekanslı bir ivme ölçer sayesinde metallerin titreşimleri analiz edilebiliyor. Aşınmış yüzeyler, hiçbir müdahale olmaksızın inceleme altına alınıyor. Daha da önemlisi, tarama yöntemiyle demiryolu yüzeyini gözlemlemek mümkün. Araştırmacı Christopher Johnson, ışığa duyarlı tarama sisteminin çalışmalarını kolaylaştırdığına dikkat çekiyor:
“Yüksek hızlı tarama yapan bir kameramız var.
Işığa duyarlı olarak 39 kilohertzlik bir ölçüm yapabiliyor. Diğer bir deyişle saatte 40 kmlik hıza sahip aygıtlara yerleştirilebiliyor. Ölçüm ışık üzerinden yapılıyor ve analize geçilebiliyor. Birbirine eşdeğer görüntüler elde edildiğinden sıklık grafiğini eşitlemek gerekmiyor.”
Demiryolu bakımında bu dijital devrim, maliyetleri düşürerek sistemin güvenliğini artırıyor. Sonuç olarak ulaşım sistemini durdurmak zorunda kalındığında bu süre daha aza inmiş olurken demiryolu ağı hakkında daha kesin bilgiler elde edilebiliyor.
Proje koordinatörlerinden Nicolas Furio, yürüttükleri projenin gelecek için diğer yeniliklere kapı açtığından söz ediyor:
“Demiryolları çok karmaşık sistemler. Bu projeyle her bir parçayı inceleyerek gözle görülür bir ilerleme kaydettik. Bunun sonrasında hedefimiz, bir seferde analiz yapmamızı sağlayacak entegre bir araç geliştirmek.”
Sistem kamaşık olsa da, Portekiz’deki örneği küçük ölçekte veri elde edilmesine yarıyor.
Lizbon Cascais arası trenler bir radyo frekansı sistemiyle izleniyor. Rota üzerinde bulunan akustik bir sensörle her bir tekerleğin çıkardığı ses kaydediliyor. Bu yöntemle trenin kusurlu olup olmadığı tespit edilebiliyor. Projenin teknik sorumlusu Spyridon Kerkyras, ses dalgalarını temel alan sistemin işleyişini şu sözlerle açıklıyor:
“Hatta çift olarak yerleştirilen dönüştürücü anahtarlar kullanıyoruz. Tren yaklaştığında ultrason temelli, uyumlu bir ses aleti trenin geldiğini algılayarak veri toplama sistemini devreye geçiriyor.”
Tüm vagonlarla birlikte bileşenleri bu yöntemle taranıyor. Toplanan veriler merkezi sunucuya yükleniyor. Bu şekilde vagonların her bir bölümünün geçmiş verileri tutuluyor. Aynı şekilde trenlerin fiziksel durumunu tespit etmek de mümkün. Geliştirme çalışmalarından sorumlu olan Miguel Areias, sistemin olası kazaları önlemekte etkin olacağı konusunda umutlu:
“Tüm vagonlarda, trenin hatalarına tanı koymak için bir görevlimiz varmış gibi düşünün. Tren faaliyetteyken tehlikeyi önceden tespit edip uyarıda bulunacak bir sistemimizin olması işe yarar. Bu şekilde günlük bakım faaliyetlerimizde bu uyarıyı göz önünde bulundurabiliriz.”
Tekrar Belçika’ya dönüyoruz. Leuven’de geliştirilen sistem, Anvers şehrinde 30 yıl ömür biçilen yeni bir tramvay hattı yapımı için bir işbirliği çerçevesinde yeniden uyarlandı.
Önceden tahminde bulunulmasını sağlayan bu bakım sistemi, yapım işlerinin maaliyetini önemli ölçüde düşürebilir. Proje mühendislerinden Gillis Jan’a göre, kurukları sistem insan kaynaklı hataları aza indirecek:
“Sistem kurulmadan önce vagonlar 2-3 ayda bir bakıma getiriliyordu. Bir sorun olup olmadığını anlamak için çıplak gözle bakılıyordu. Bu sistemle insan kaynaklı hatalara son verilebilir. Tramvayın problemine daha etkili bir çözüm bulunması için, insan gözünün algılamadığını sistem algılayabilir.”
Demiryolu sistemleri üzerine bilimsel araştırmalar devam ediyor. Yeni teknolojik çözümler, olası hataları önceden bildirmeye yarayan alarm sistemleri, daha detaylı bilgiye sahip olunmasını sağlayacak. Diğer yandan bakım faaliyetlerinin bütçesi de azalmış olacak.