TSI GEREKLİLİKLERİNİN KARŞILANMASI İÇİN YOLCU VAGONLARINDA WTB HABERLEŞME UYGULAMASI

Transkript

1 2. Uluslar arası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE 13), 9-11 Ekim 2013, Karabük, Türkiye TSI GEREKLİLİKLERİNİN KARŞILANMASI İÇİN YOLCU VAGONLARINDA WTB HABERLEŞME UYGULAMASI Özet Alper TAŞCI a, *, Yılmaz ŞENER a ve Nuri SEZER a a, * Türkiye Vagon Sanayi A.Ş. (TÜVASAŞ), Sakarya, TÜRKİYE, atasci@tuvasas.com.tr a Türkiye Vagon Sanayi A.Ş. (TÜVASAŞ), Sakarya, TÜRKİYE, ysener@tuvasas.com.tr a Türkiye Vagon Sanayi A.Ş. (TÜVASAŞ), Sakarya, TÜRKİYE, nsezer@tuvasas.com.tr Tren haberleşmesinin standardı IEC de Train Communication Network (TCN); Tren Haberleşme Ağı olarak tanımlanmaktadır. Tren Haberleşme Ağı; katardaki vagonlar arasında haberleşmeyi sağlayan Wire Train Bus (WTB) ve vagon içi haberleşmeyi sağlayan Multifunction Vehicle Bus (MVB) olarak ikiye ayrılmaktadır. WTB hattı tren üzerinde kontrol ve diagnostic veri taşımak için kullanılır. WTB hattı ile birbirine bağlanmış araçlar aşağıdaki Şekil 1 de görülmektedir. Şekil 1. WTB hattı ile birbirine bağlanmış araçlar Ayrıca, Uluslararası Demiryolu Birliği (International Union of Railways, UIC) nin oluşturduğu standartlardan olan UIC 556 da tren haberleşmesinin gereklilikleri ve tavsiyeler verilmiştir. TÜVASAŞ tarafından üretilen yolcu vagonlarında UIC 556 ve IEC 'e uygun tren haberleşme ağı (WTB) oluşturularak TSI (Technical Specifications for interoperability) gereksinimleri sağlanmaktadır. Anahtar Kelime:Wire Train Bus, WTB, Tren Haberleşme Ağı, TCN. Abstract The train communication standard IEC is defined as the Train Communication Network (TCN). Train Communication Network includes the Wired Train Bus (WTB) which provides communication among the coaches and the Multifunction Vehicle Bus (MVB) which provides internal communication. The Wire Train Bus is used to carry control and diagnostic data along the train. The WTB train bus is illustrated in Figure 1. Figure 1. WTB train bus In addition, the railway communication requirements and recommendations given in the UIC 556 created by the International Union of Railways(UIC). TSI requirements are fulfilled for passenger coaches produced in TÜVASAŞ by creating Wire Train Bus (WTB) in accordance with UIC 556 and IEC Keywords:Wire Train Bus, WTB, Train Communication Network, TCN.

2 1. Giriş IEC 'e göre tanımlanan WTB (Wire Train Bus) ile vagonlar arası haberleşme sağlanmaktadır. Vagonun tren WTB hattına bağlantısı aşağıdaki Şekil 2 deki gibidir: 2. WTB nin Fiziksel Yapısı Şekil 2. Vagonun tren WTB hattına bağlantısı Haberleşme hızı 1.0 Mbit/s'dir ve Manchester kodlama kullanılır. WTB hattı için bir trenin maksimum uzunluğu 22 araç olarak tanımlanır. Bir araçta bir veya birden fazla düğüm (node) noktası olabilir.trenin tamamında 32 adete kadar düğüm oluşturulabilir. Tren boyunca oluşturulacak WTB hattının kablo uzunluğu, aracın toplam uzunluğunun 1.5 katı kadar hesaplanabilir. Araç uzunluğu 26 metre kabul edilirse, toplam kablo uzunluğu 860 metreye kadar müsaade edilebilir. Tüvasaş imalatı olan vagonlarda kullanılan ve Şekil 3 de genel görüntüsü verilen malzeme listesi : 1- DDC 712-T (Can bus slave module ) 2- DIT 701-T (Digital input module) 3- DOT 701-T (Digital output module) 4- AIT 701-T (Analog input module) 5- CTA 703-T (Can bus communication terminal group) 6- CPU 831-TG (master PLC) 7- GWC 531-TF (CAN-WTB Gateway)(Communication protocol exchanger)

3 Şekil 3. Bağlantı şeması 3. WTB Bağlantısı Araçlar arası bağlantıda UIC fiş-priz ve kabloları kullanılmaktadır. Bu bağlantılarda 18 kutuplu özel UIC kablosu ile 18 kutuplu UIC konnektörleri kullanılmaktadır. Araç başına birden fazla düğüm (node) olabilmektedir. Tek bir araç içinde (A ve B hattı) 2 ayrı UIC hattı bulunmaktadır (Şekil 4). 4. UIC Data Kablosu Şekil 4. UIC hattı Uluslararası Avrupa hatları üzerinde çalışmakta olan araçların lokomotif, vagon ve sürücü kısımları arasındaki iletişimin sağlanması ile ilgili hususlar UIC 568 ve UIC 558 de tanımlanmıştır. Eskiden kullanılmakta olan UIC kablo konfigürasyonu yolcu vagonları içinde ses desteği ve müzik yayını

4 yapabilmek, personel ile sürücü arasındaki ses iletimini sağlamak, aydınlatma ve kapıların kumanda ve kontrolünü sağlamak için tasarlanmıştı. Şu an TCN ile birlikte kullanılmakta olan kablo konfigürasyonu 18 damarlı olup, IEC standartlarında tanımlandığı gibi (WTB için) TCN iletişiminin fiziksel gereksinimini karşılamak için tasarlanmıştır. Ayrıca 13 kutuplu kablonun desteklediği fonksiyon ve komutları da sağlamaktadır. 18 damarlı UIC kablosu aşağıdaki şekilde görülmektedir: Şekil damarlı UIC kablosu 18 kutuplu kablolar için tren haberleşme ağı ekranlı ve bükümlü kablo çifti (17-18-S) ile 1 Mbps veri aktarım hızıyla gerçekleştirilir. 2 adet 4 lü iletken grubu, lokomotif ve vagon arasındaki, sesli haberleşme ve hoparlör sisteminin sinyalizasyonu ve uzaktan kumandası için rezerve edilmelidir. (UIC 568) 1 adet 4 lü iletken grubu, aydınlatmaların uzaktan kontrolü ve kapıların uzaktan kontrol ile kapatılması için ayrılmalıdır. (UIC 555, UIC 560) 3 adet iletken, merkezi kapı kilitlemesi ve kapıların kapalı durum bilgisini geri besleme ile almak için kullanılmalıdır. (UIC 560) Çift iletkenli ekranlı kablo UIC 556 ya uygun olarak verilerin iletimi için kullanılmalıdır. Çizelge 1. Zorunlu fonksiyonlar, atamalar ve iletkenlerin numaralandırması

5 Tren haberleşme hatları (TCN) hatları üzerinde yer alan ve üzerinden veri akışı gerçekleştirilen cihazlar kritik ve kritik olmayan sistemler diye 2 farklı kategoriye ayrılmıştır. Kritik sistemler (Sürücü masası, motor kontrol üniteleri, fren sistemleri, hat sinyalleri ve güç elektronik üniteleri) çoğunlukla kumanda ve kontrol sistemleri olarak kullanılmaktadır. Kritik olmayan sistemler (anons sistemi, görüntüleme sistemi araç içi tanımlama sistemleri...) çoğunlukla gerçek zamanlı kullanıma ihtiyaç duymazlar. Tren haberleşme hattı ile birlikte kullanılmakta olan WTB, uzaktan hareket kontrolünün fonksiyonelliğini sağlar. Diğer kritik komutlar ve durum bildirimleri ( frenler, hat sinyalleri, güç elektroniği, radyo) WTB hattı ile gerçekleştirilir. 5.WTB Yedekleme Şekil 6. WTB yedekleme ünitesi WTB fiziksel bir katman ve veri yolu yönetiminin yedeklenmesini sağlar. WTB ortamı temelinde bir yedekleme sistemidir. Bir düğüm noktası her iki hat üzerinde eşzamanlı bilgi gönderimi sağlar. Bir düğüm tek bir hat üzerinden bilgiyi çeker ve bu bilgiyi diğer hatta gönderir. Sinyal kalitesinin denetimi otomatik yedeklemenin kontrolünü sağlar. Ana kontrolün hasar görmesi durumunda diğer bir düğüm noktası ana kontrol görevini devralır. Ana kontrolün belirli bir uygulamayı gerçekleştirmek için kullanıldığı uygulamalarda komşu düğüm noktası ana kontrolün yedeği olarak görev alır. Kaynaklar [1] IEC : Electrical Railway Equipment - Train bus Part 1:Train communication network. [2] UIC 556 Information transmission in the train (train bus) - General dispositions [3] UIC 568 Loudspeaker and telephone systems in RIC coaches. Standart technical characteristics. [4] UIC 558 Remote control and data cable. Standart technical features for the equipping of RIC coaches. [5] TSI HS 2008/232/CE