Demiryolu Hemzemin Geçitleri için Hatada-Güvenli Sinyalizasyon ve Anklaşman Tasarımı



Benzer belgeler
Demiryolu Sinyalizasyon Sistemi Bileşenlerinin Otomasyon Petri Ağları ile Modellenmesi ve PLC ile gerçeklenmesi

Petri Ağları ile Demiryolu Anklaşman ve Sinyalizasyon Tasarımı Railway Interlocking and Signalization Design by Petri Nets

Hemzemin Geçit Bölgeleri için Görüntüleme Sistemi ile Güvenlik Kontrolü

Mustafa Seçkin Durmuş 1, Uğur Yıldırım 1, Mehmet Turan Söylemez 1. İstanbul Teknik Üniversitesi {durmusmu, yildirimu,

Uğur Yıldırım 1, Mustafa Seçkin Durmuş 1, Mehmet Turan Söylemez 1. İstanbul Teknik Üniversitesi {yildirimu, durmusmu,

PETRĠ AĞLARIYLA DEMĠRYOLU MAKAS BÖLGELERĠNĠN ANKLAġMAN ve SĠNYALĠZASYONU TASARIMI

Demiryolu Sinyalizasyon Sistemlerinde Tasarım Kriterleri ve Fail-Safe Kavramı

DEMİRYOLU SİNYALİZASYONUNDA YERLİ ADIMLAR

2. Uluslararası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE 13), 9-11 Ekim 2013, Karabük, Türkiye

BİR DEMİRYOLU ANKLAŞMAN SİSTEMİNİN PLC İLE GERÇEKLENMESİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Oytun ERİŞ. Anabilim Dalı : Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği


Ö Z G E Ç M İ Ş. 1. Adı Soyadı: Mustafa GÖÇKEN. 2. Doğum Tarihi: 12 Haziran Unvanı: Yrd. Doç. Dr. 4. Öğrenim Durumu: Ph.D.

RAILWAY INDUSTRY & MARKET CONFERENCE

Yard. Doç. Dr. İrfan DELİ. Matematik

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: END 4907

TRAMVAY OTOMATİK MAKAS KONTROL SİSTEMİ

Görev Unvanı Alan Üniversite Yıl Prof. Dr. Elek.-Eln Müh. Çukurova Üniversitesi Eylül 2014

SOFTWARE ENGINEERS EDUCATION SOFTWARE REQUIREMENTS/ INSPECTION RESEARCH FINANCIAL INFORMATION SYSTEMS DISASTER MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS

1_ Dingil Sayım Sistemi l

Türk Silahlı Kuvvetlerini Güçlendirme Vakfının bir kuruluşudur 1/32

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi - Denizli Tel: (0 258) , (0 258) E-Posta:

17 21 June 2013 RAILWAY SYSTEM TECHNOLOGIES WORKSHOP Haziran 2013 RAYLI SİSTEM TEKNOLOJİLERİ ÇALIŞTAYI

ANKARA ÜNİVERSİTESİ A ÖĞRENCİ İŞLERİ DAİRE BAŞKANLIĞI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

3. PETRİ AĞLARI Grafiksel ve matematiksel bir araç olarak Petri Ağları, ayrık olay sistemlerinin modellenmesinde, analizinde, tasarımında ve kontrolün

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ FORMU

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Đrem KOCA

OLASI HATA DURUMLARINDA ARIZA ANALİZİ (TS HD 638 S1 Madde 5.2.4)

AKILLI BİR PLAKANIN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMLERİNİN KONTROLÜ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

MD9 electricity ELEKTİRİKLİ OTOBÜS PROJESİ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI AKIŞ DİYAGRAMI

Deneyim Raporu. , Ankara, Türkiye. {gokhan.urul, gokalp.urul}@intest.com.tr. vahid.garousi@atilim.edu.tr

DA BESLEMELİ RAYLI SİSTEMLERDE ARAÇ AKIMININ RAY TOPRAK GERİLİMİNE ETKİSİNİN ANALİZİ

Adana Toplu Taşıma Eğilimleri

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

SIGNO BARİYER BAĞLANTI ŞEMASI

Sayın İlgili, Sponsorlar için detaylı bilgi, ekte sunulan Sponsor Başvuru Dosyası nda yer almaktadır.

4.4. ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Lisans Elektrik Eğitimi Kocaeli Üniversitesi Y. Lisans Elektrik Eğitimi Kocaeli Üniversitesi 2004

: Manufacturing Engineering and Management (Link) Üretim Sistemleri/Endüstri Mühendislii Bölümü ne uygun bazı dersler

Yrd. Doç. Dr. Büşra ÖZDENİZCİ IŞIK Üniversitesi Enformasyon Teknolojileri Bölümü

COURSES OFFERED FOR ERASMUS INCOMING STUDENTS

Üniversitesi. {g.karatas, Library, Science Direct ve Wiley veri içerisinde

TDB 101 Türk Dili Z 1. YDB 101 Technical English Z 1. ENF 101 Basic Information Technologies Z 1

Raylı Sistemlerin Temelleri 10. Sinyalizasyon ve Tren Kontrolü

DEMĠRYOLU TRAFĠĞĠ YÖNETĠMĠ ĠÇĠN MERKEZĠ OLMAYAN KONTROL SĠSTEMĠ

Eylül 2007 de v1.0 ı yayınlanan SysML sayesinde endüstri mühendislerinin de ihtiyacı karşılanmış oldu.

Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Hidrodinamik, Gemi Model İstanbul Teknik Üniversitesi

DOKUZ EYLUL UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING OFFICE OF THE DEAN COURSE / MODULE / BLOCK DETAILS ACADEMIC YEAR / SEMESTER. Course Code: END 3933

Kablosuz Sensör Ağı Uygulamaları İçin.Net Tabanlı Otomasyon Yazılımı Modeli

ELEKTRĠKLĠ ULAġIM SĠSTEMLERĠNDE SĠNYALĠZASYON. YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Berkin BĠROL

SEESAW 24V DC BARİYER KONTROL KARTI KULLANIM KİTABI V 2.0

4th INTERNATIONAL RAILWAY INDUSTRY & TECHNOLOGIES CONFERENCE THE ANKARA HOTEL, AHT TREN GARI 25 MAYIS 2017 / 25 MAY 2017

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

Assist. Prof. Industrial Engineering Adana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi. Assist. Prof. Industrial Engineering Adana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

Farklı Tipte Elektrik Motorları ve Sürücüleri Kullanılarak PLC Kontrollü Asansör Eğitim Seti Tasarımı ve Uygulaması

DEMİRYOLU SİNYALİZASYON SİSTEMİ SİMÜLATÖRÜ VE SCADA SİSTEMİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Fatih MECİTOĞLU. Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Anabilim Dalı

MlbiiSSA. Elektronik Sinyalizasyon. Serisi Ledli Sinyal Vericiler. Vericiler

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ Eskişehir Meslek Yüksek Okulu

MUSTAFA GÖÇKEN, Assistant Proffessor (LAST UPDATED ON MAY 27, 2011) Academic Titles. Thesis. International Journals

BQ301 RF Ekstra Röle Kontrol Ünitesi. Kullanım Kılavuzu. Doküman Versiyon: BQTEK

BOĞAZİÇİ ÜNİVERSİTESİ MEKATRONİK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ FAALİYET RAPORU

ve Sonrası Girişli Öğrenciler için Uygulanacak Ders Program

Ulaştırma ve Lojistik Üniversitesi

Temel modelleme yaklaşımı (1)...

ÖZGEÇMİŞ. Unvan Bölüm Üniversite Yıl Yrd. Doç. Dr. Yazılım Mühendisliği Bahçeşehir Üniversitesi 2007

BQ300 RF Röle Kontrol Ünitesi. Kullanım Kılavuzu. Doküman Versiyon: BQTEK

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Lisans Ders Programı / Computer Engineering Undergraduate Curriculum

İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

5.27. ŞİFRELİ OTOMATİK KAPI KONTROL PROJESİ

Eğitim Amaçlı Bir Elektrik Dağıtım Otomasyonunun SCADA İle Denetimi

RISING BOLLARD TEKNİK KLAVUZU

ANKARA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

Endüstri Mühendisliği - 1. yarıyıl. Academic and Social Orientation Fizik I Physics I TR

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Kamile ŞANLI KULA İletişim Bilgileri : Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Adres Matematik Bölümü, KIRŞEHİR

Ürün Tasarımı ve Geliştirme. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Fen Bilimleri Enstitüsü Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı

Dağıtık Sistem Tasarımının Mekatronik Bir Sistem Üzerinde Uygulaması

RAYLI SİSTEMLER TEKNOLOJİSİ

MS06-MS07- MS08 BÖLGESİ ULUKIŞLA-DURAK ARASI SİSTEM ÖZELLİKLERİ VE TRAFİK İŞLETİM KURALLARI

Nice RUN400HS RUN1200HS. Montaj Kılavuzu

OTOMASYON PROJELERİ VE UYGULAMALARI

Kredisi. Dersin Sorumlusu (Course Code) (Credit)

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

Sintra markalı sinyalizasyon sistemlerimiz, trafik ve yol güvenliği standartlarına uygun olarak üretilmektedir.

ÖZGEÇMİŞ. Dr. Çiğdem Dinçkal

Değişiklik Türü: Müfredattan ders çıkarılması ve yerine ders eklenmesi

SİNYAL TEMELLERİ İÇİN BİR YAZILIMSAL EĞİTİM ARACI TASARIMI A SOFTWARE EDUCATIONAL MATERIAL ON SIGNAL FUNDAMENTALS

1. DÖNEM Kodu Dersin Adı T U K. Matematik II Mathematics II (İng) Fizik I Bilgisayar Programlama I (Java) Computer Programming I (Java) (İng)

ÖZGEÇMİŞ 1. Adı Soyadı : Mehmet Nur Alpaslan Parlakçı İletişim Bilgileri Adres

DELTA PLC EĞİTİM SETİ KİTAPÇIĞI

KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ. Hazırlayan Dr.Birol Arifoğlu

24v ac trafo Bariyer kartının Besleme voltajı Bariyer koluna Takılan led(0psiyonel) Buraya bağlanır. Polarite önemlidir.

Sistem Modelleme ve Simülasyon (SE 360) Ders Detayları

ACADEMIC YEAR CURRICULUM OF DEPARTMENT OF LOGISTICS MANAGEMENT FIRST SEMESTER

Yrd. Doç. Dr. Kerem OK Işık Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Enformasyon Teknolojileri Bölümü

5.Butonlar. Resim 1: Değişik yapıdaki buton resimleri. Tablo 1 Tahrik türleri ve sembolleri. Şekil 3 Çok tahrikli üniteler

GAZ BRÜLÖRLERİ İÇİN KONTROL ÜNİTESİ

Transkript:

Demiryolu Hemzemin Geçitleri için Hatada-Güvenli Sinyalizasyon ve Anklaşman Tasarımı U. Yıldırım 1, M. S. Durmuş 2, A. Kurşun 2, M. T. Söylemez 2 1 Kontrol Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul yildirimu@itu.edu.tr 2 Kontrol Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul {durmusmu, kursuna, soylemezm}@itu.edu.tr Özetçe Hemzemin geçitler (geçit üzerinde seviye dereceli kavşak), karayolu ve demiryolu trafiğinin iç içe geçtiği bölgeler olması nedeni ile demiryolu hatlarındaki güvenlik açısından en riskli bölgeleri olarak kabul edilmektedir. Uyarı işaretlerinin önemsenmemesi, cihaz arızaları veya dikkatsizlik gibi insan kaynaklı hatalar çoğu zaman kaza ile sonuçlanmaktadır. Hemzemin geçitlerde meydana gelen kazaları azaltmak amacıyla yeni standartlar oluşturulmuş ve çeşitli önlemler geliştirilmiştir. Bunlara ek olarak, güvenli sinyalizasyon tasarımı için biçimsel yöntemlere olan ihtiyaç da artmaktadır. Bu çalışmada hemzemin geçit içeren bir demiryolu bölgesi Petri Ağları (PA) ve Otomasyon Petri Ağları (OPA) ile modellenerek hatada-güvenli sinyalizasyon tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımın doğruluğunu kontrol etmek amacı ile bir SCADA arayüzü geliştirilerek hata durumlarının da göz önünde bulundurulduğu olası tüm işletme senaryoları denenmiştir. 1. Giriş Demiryollarında en önemli hedef güvenli ulaşımın sağlanmasıdır. Her ne kadar yeni teknolojiler [1] ve gelişmeler hataların azalmasına neden olsa da, demiryollarında hatalar çoğu zaman ölümcül kazalar ile sonuçlanmaktadır [2], [3]. Bu tip kazaların önlenmesi amacıyla yeni standartlar oluşturulmuştur [4-6]. Hemzemin geçitlerde güvenliğin sağlanması [7] olası risklerin değerlendirilmesi [8], hata ağacı analizi [9] veya PA [10], [11] gibi çeşitli yöntemler kullanılarak incelenmiştir. PA na ek olarak demiryolu bölgeleri için sinyalizasyon ve anklaşman tasarımında OPA da tasarıma getirmiş olduğu kolaylık ve görsellik nedeni ile kullanılmaktadır [12-16]. Modellenen sistemler için hatalar kaçınılmaz olduğu halde literatürde bulunan PA modellerinin çoğu hata durumlarını göz ardı etmektedir [17-24]. Demiryolları gibi insan hayatının birinci derecede söz konusu olduğu ulaşım sistemlerinde, olası hata durumlarının da göz önünde bulundurularak tasarımı yapılan sinyalizasyon ve anklaşman yazılımı sistemin güvenilirliğini ve güvenliğini arttırmaktadır. Sistemler çalışırken meydana gelen arızaları veya oluşan hataları belirleyerek eğer gerekli ise tüm sistemi önceden tanımlanmış güvenli duruma alan sistemler hatada-güvenli sistemler olarak adlandırılmaktadır. Hata durumuna örnek olarak, demiryollarında kullanılan makaslardan aynı anda hem normal hem de ters pozisyon bilgisi alınması veya makas pozisyonunun gereken durumlarda standartlarca belirlenmiş olan bir süre içinde değişememesi gösterilebilir. Eğer bu gibi hata durumları oluşursa tüm sistem güvenli duruma geçerek ulaşımın tehlikeye düşmesi önlenmektedir (sisteme ait tüm bileşenler için olası hata durumunda yapılması gerekenler önceden tanımlanmaktadır). Herhangi bir sebepten dolayı hemzemin geçit de bulunan bariyer kapanması gerektiği halde kapanmaz ise hemzemin geçide yaklaşan tren için ışık kırmızıya dönmekte, Trafik Kumanda Merkezi hata durumu ile ilgili olarak bilgilendirilmekte, ayrıca karayolunda bulunan sürücülere kırmızı ışık yakılarak demiryoluna girmeleri engellenmektedir. Bu çalışmada bir demiryolu bölgesi hata durumları da göz önünde bulundurularak PA ve OPA ile modellenmiştir. Elde edilen model FBD (Function Block Diagram) yapısına çevrilerek sinyalizasyon ve anklaşman tasarımı yapılmıştır. Elde edilen FBD programı EN 50126, EN 50128, EN 50129 ve IEC 61508 standartlarınca belirlenmiş güvenlik seviyesini (Safety Integrity Level - SIL) sağlayan hatada-güvenli PLC üzerinde gerçeklenmiştir. 2. Demiryolu Sinyalizasyon Sistemi Bileşenleri 2.1. Trafik Kumanda Merkezi (TKM) Trafiğin tek bir merkezden kontrol edildiği sistemlerde TKM kendi yetkisi altında bulunan tüm demiryolu trafiğinde sorumlu olan birimdir. Güzergah tanzimleri, tren konumları ve bilgileri, makas konumları, sinyal durumları bu merkeze gelmekte ve burada gerekli işlemler gerçekleştirilmektedir. Güzergah tanzim talepleri TKM de bulunan dispeçer tarafından gerçekleştirilmektedir. Anklaşman yazılımına

iletilen tanzim talepleri sahanın o andaki durumu ile karşılaştırılarak kabul edilmekte veya ret edilmektedir. Anklaşman yazılımı sadece demiryolu trafiğini tehlikeye düşürmeyecek taleplere izin vermektedir. Bu nedenle sinyalizasyon sisteminin en önemli kısmını oluşturmaktadır. Çalışma yapısı Şekil 1 de gösterilmiştir. TKM Trafik Kumanda Merkezi Anklaşman Dağıtık I/O Birimleri Demiryolu Bölgesi Şekil 1 Sinyalizasyon sistemi blok diyagramı Dispeçer tarafından yapılan güzergah tanzim talebi anklaşman yazılımı tarafından kabul edildikten sonra bu kabul bilgisi TKM ne bildirilmektedir. TKM nden gelen onaydan sonra güzergah tanzimi ile ilgili komutlar sahaya gönderilmekte ve elektronik olarak kilitlenmektedir. Tren kendisi için tanzim edilen güzergahta ilerledikçe geçmiş olduğu ray devreleri serbest hale gelmekte ve bir sonraki tanzim için uygun hale gelmektedir. 2.2. Ray Devreleri (RD) Demiryollarında trenlerin konumlarını belirlemek amacı ile kullanılan basit elektronik elemanlardır. Türkiye de bulunan demiryollarında AC veya DC RD kullanılmaktadır. Bazı bölgelerde RD yerine aks sayıcı devrelerde kullanılmaktadır. RD, anklaşman yazılımına ve TKM ne trenlerin konum bilgilerini iletmektedir [25], [26]. 2.3. Renkli Sinyal Lambaları (RSL) Karayollarında kullanılan trafik lambalarına benzer olarak, demiryollarında kullanılan RSL makinistlere önlerinde bulunan güzergah hakkında bilgi vermektedir. RSL na ait renk bilgileri Tablo 1 de verilmiştir. 2.4. Makaslar Demiryolu hatları arasına veya istasyon bölgelerine yerleştirilen makaslar trenlerin bir hattan diğerine geçmesini sağlamaktadır. Makaslar normal veya ters olmak üzere iki farklı konumda bulunabilmektedir. Bu çalışmada eğer makas pozisyonu olarak ne normal ne de ters bilgisi alınamıyorsa veya aynı anda her iki pozisyon bilgisi de alınıyorsa, makas arıza (hata) durumunda olarak kabul edilmektedir. Bu pozisyon bilgileri anklaşman yazılımına geribesleme olarak gönderilmektedir. 2.5. Yanar Söner Işıklar ve Geçit i Hemzemin geçitlerde karayolunda bulunan araçlara trenin yaklaştığı hakkında bilgi vererek karayolu trafiğini engellemek (bariyer kapalı) veya izin vermek (bariyer açık) amacı ile kullanılmaktadır [8], [25]. 3. Otomasyon Petri Ağları (OPA) PA larının [27] yetkilendirme ve yasaklama oklarının da eklenmesi ile genişletilmiş yapısı OPA olarak adlandırılmaktadır [18], [19]. OPA genel yapısı denklem 1 de gösterilmektedir. APN = (P, T, Pre, Post, In, En, χ, Q, M 0 ) (1) Eklenen yetkilendirme ve yasaklama okları geçişlere fazladan koşullar eklemek amacıyla kullanılmakta ve OPA yapısında bulunan jeton sayısına etki etmemektedir. Daha geniş bilgi [19] da bulunmaktadır. Şekil 2 Demiryolu bölgesi

4. Demiryolu Bölgesinin Modellenmesi Bu çalışmada Şekil 2 de gösterilen demiryolu bölgesi için PA ve OPA kullanılarak hatada güvenli bir anklaşman sistemi tasarlanmıştır. Bu demiryolu bölgesinin içinde dört adet RD (00,, 1ST ve 2ST), altı adet RSL (B2D, 2D, 52DA, 54D, 2BA ve 4B) ve bir adet hemzemin geçit bulunmaktadır. Ayrıca bu demir yolu bölgesine batıda bir, doğuda iki tane olmak üzere toplam üç adet giriş hattı bulunmaktadır. Demiryolu bölgesinin yapısına bakıldığında 00-1ST, 00-2ST, 1ST-00 ve 2ST-00 olmak üzere dört farklı güzergah tanzimi yapılabileceği görülmektedir. Demiryolu bölgesinde bulunan tüm elemanlar ayrı olarak modellenmiştir. Eğer bir ray devresinin üzerinde tren varsa modeldeki ilgili yere bir jeton atılır. Tren, ray devresinden çıktıktan sonra da ilgili yerdeki jeton geri çıkarılır. Ray devrelerinin modeli Şekil 3 te verilmiştir. t1 x1 t3 x3 t2 x2 t4 x4 t5 x5 t7 x7 2ST 1ST Şekil 3 Ray devrelerinin PA modeli Trenler aynı anda birden çok ray devresini meşgul edebilecek uzunlukta olabilirler. Bu yüzden her bir ray devresi ayrı ayrı modellenmiştir ve böylece her bir ray devresinin meşgul olup olmadığı görülebilmektedir. Bu PA tasarımında ray devreleri yer, trenler ise jeton olarak modellenmiştir. Trafik kumanda merkezi modelinde ise, bu demiryolu bölgesinde mümkün olan dört güzergah tanzimi ayrı yerler olarak modellenmiştir ve modelde aynı anda sadece bir güzergah tanzimi yapılmasına izin verilmiştir. Trafik kumanda merkezinin modeli Şekil 4 te verilmiştir. x16 t16 x9 t9-2st -1ST t15 x15 x10 t10 t14 x14 x11 t11 2ST- 1ST- x6 t6 t8 x8 x13 t13 x12 t12 Şekil 4 Trafik kumanda merkezinin PA modeli Hemzemin geçit, geçit bariyeri ve yanar söner ışıkların modelleri sırasıyla Şekil 5, Şekil 6 ve Şekil 7 de verilmiştir. 1ST x25 t25-1st 2ST Hemzemin Geçit Aktif -2ST x24 t17 t21 x17 x18 t18 x19 t19 x20 t20 x21 t24-1st t23-2st P1 1ST- x23 Hemzemin Geçit Deaktif 1ST 1ST- Şekil 5 Hemzemin geçidin PA modeli 2ST- x22 t22 Demiryolu bölgesinde herhangi bir güzergah tanzimi yokken, geçit bariyeri açık durumda, yanar söner ışıklar ise sönük durumdadır ve karayolu trafiğine izin verilmektedir. Bu duruma hemzemin geçidin deaktif durumu denilmektedir. Fakat hemzemin geçit bölgesi üzerinde bir güzergah tanzimi yapılırsa ve bu güzergaha da bir tren girmişse hemzemin geçit, karayolu trafiğine kapanacaktır. Örneğin 00 de 1ST ye yol tanzimi yapılmışsa, TKM yerindeki jeton - 1ST yerine geçecektir ve bu da Şekil 5 deki t18 geçişini yetkilendirecektir. Fakat tek başına bu durum hemzemin geçidin kapanmasına yetmeyecektir. Bu güzergahın başlangıç ray devresi olan 00 ye tren girdiği anda t18 geçişi tamamen yetkilendirilecektir ve hemzemin geçit aktif durumuna geçecektir. t18 geçişi tetiklendikten sonra Şekil 6 da görüldüğü gibi normalde açık durumda bulunan geçit bariyeri t26 geçişini tetikleyerek kapanmaya başlayacaktır ve aynı zamanda yanar söner ışıklar da çalışmaya başlayacaktır. Eğer bariyer önceden belirlenmiş bir sürede tamamen kapanmazsa t30 geçişi tetiklenerek hata durumuna geçilir ve bu bilgi TKM ye iletilir. Hata giderildikten sonra jeton hata durumunda çıkarak ilgili duruma gider. Eğer bariyer doğru bir şekilde kapanırsa, jeton t27 geçişi üzerinden bariyer kapalı durumuna geçer. Tren hemzemin geçidin bulunduğu ray devresinden çıkıp, bir sonraki ray devresine ulaştığında ise hemzemin geçit tekrar deaktif durumuna gelir ve jeton t28 geçidinden geçerek bariyerin açılmaya başlamasını sağlar. Yine bu durumda belli bir süre içinde bariyer tam olarak açılamazsa t32 geçişi üzerinden hata durumuna geçilir. doğru bir şekilde açılırsa da jeton t29 geçişinden geçerek bariyer açık durumuna gelir. 2ST 2ST-

P3 açık P1 t29 x29 x33 x30 P6 Fail State x26 t26 açılıyor t33 t30 t32 t31 P7 P4 kapanıyor x28 t28 x32 x31 x27 t27 Şekil 6 Geçit bariyerinin OPA modeli P5 kapalı Hata durumunda (eğer P7 de jeton varsa), renkli sinyal lambaları hemen sarı üzeri kırmızı yakılarak makinist uyarılır. Makinist ayrıca hata durumdaki sorun hakkında bilgilendirilir. Hata durumu giderildikten sonra jeton bir önceki konumuna gider. Kapalı P8 t35 t34 x35 x34 Flaş P9 Şekil 7 Yanar söner ışıkların OPA modeli Makas 1 e ait model Şekil 8 de verilmiştir. Geçit bariyeri modelindeki gibi, makas istenilen konuma önceden belirli bir süre içinde ulaşmazsa hata durumuna geçilir. -1ST x39 t39 SW1n x43 t43 x40 t40 x36 t36 SW1rn SW1nr x42 t42 SW1f x41 t41 x38 t38 SW1r Şekil 8 Makas 1 in OPA modeli x37 t37-2st Örneğin 00-1ST güzergah tanzimi için normal konumda olan makas 1, ters konuma gitmelidir. Güzergah tanzimi yapıldığında jeton t36 geçişi üzerinden geçerek makas ters konuma gitmeye başlar. Eğer belirli süre içerisinde makas ters konuma ulaşmazsa jeton t40 geçişinden hata durumuna geçer. Son olarak renkli sinyal lambaları Şekil 9 da gösterildiği gibi modellenmiştir. 54D üçlü cüce sinyal ve 52DA dörtlü yüksek sinyaldir. Modelde görüldüğü gibi güzergah tanzimi yokken tüm sinyaller kırmızı yanmaktadır. Güzergah tanzimi gerçekleştiği zaman, ilgili renkli sinyal lambası gerekli renk kombinasyonunda yanmaktadır. Yerler arasındaki geçişleri sağlayan bazı olaylara ilişkin açıklamalar Tablo 2 de verilmiştir. 54Dy x47 t47 Y 52DAy x57 t57 Y YY x58 t58 52DAyy x46 t46 x56 t56 x59 t59 52DAr x48 t48 x50 t50 54Dyr YR R 54Dr R YR x49 t49 x51 t51 52DAyr x44 t44 x54 t54 x53 t53 54Dg G YG G 52DAg x52 t52 x55 t55 52DAyg Şekil 9 54D ve 52DA sinyallerinin OPA modeli 5. Sonuçlar x45 t45 Bu çalışmada hemzemin geçit bulunan bir demiryolu bölgesi hata durumları da göz önünde bulundurularak PA ve OPA ile modellenmiştir. Elde edilen model literatürde bulunan PA yapılarından farklı olarak sistemde bulunan bileşenlere ait olası hata durumlarını da içermektedir. Bu hata durumlarının eklenmesi sistem güvenilirliğini arttırarak, herhangi bir hatanın gerçekleşmesi durumunda sistem bileşenlerini güvenli duruma alarak ulaşımın güvenli olarak gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Elde edilen modeller FBD yapısına dönüştürülerek HIMA F30 PLC üzerinde gerçeklenmiştir. Demiryolu bölgesinde gerçekleştirilebilecek olası güzergah tanzimleri ve hata durumları SCADA arayüzünde denenmiştir. SCADA arayüzü Şekil 10 da verilmiştir.

Teşekkür Bu çalışma TÜBİTAK 108G186 numaralı Ulusal Demiryolu Sinyalizasyon Projesi tarafından desteklenmektedir. 6. Kaynakça [1] A.F. Rumsey, Developments in Train Control Worldwide, The 11th IET Professional Development Course on Railway Signalling and Control Systems, York, UK. s223-232, 2006. [2] G.J Kuepper, 150 Years of Train-Disasters - Practical Approaches for Emergency Responders, 9-1-1 Magazine, Cilt September/October, s30-33, 1999. [3] Wikipedia, http//en.wikipedia.org/wiki/list_of_level_crossing_accid ents, 15.03.2010. [4] K.W. Burrage, Railway Safety Standards, Proc. of the IEE Conference on Electric Railways in a United Europe, s153-157, 1995. [5] National Railway Level Crossing Safety Strategy (2010-2020), Australian Transport Council, Rail Level Crossing Group, 2010. [6] H.J. Reder, Cross Acceptance of Safety Approvals in The Rail Industry A Manufacturer s Viewpoint, Proc. of the 1st IET International Conference on System Safety, London, UK, s338-343, 2006. [7] CarrsQ, State of The Road Railway Level Crossing Safety Fact Sheet, 2008. [8] S. Anandarao ve C.D. Martland, Level Crossing Safety on East Japan Railway Company Application of Probabilistic Risk Assessment Techniques, Transportation, Cilt25, s265-286, 1998. [9] W. Reif, G. Schellhorn ve A. Thums, Safety Analysis of a Radio-Based Crossing Control System Using Formal Methods, Proc. of the 9th IFAC Symposium Control in Transportation Systems, 2000. [10] S. Einer, R. Slovak, E. Schneider, Modeling Train Control Systems with Petri Nets - An Operational Specification, Proc. of the IEEE Conference on Systems, Man and Cybernetics, Cilt5, s3207-3211, 2000. [11] O. Kluge, Modelling a Railway Crossing with Message Sequence Charts and Petri Nets, Lecture Notes in Comuter Science, Cilt2472, s197-218, 2003. [12] M. S. Durmuş ve M. T. Söylemez, Petri Ağları ile Demiryolu Anklaşman ve Sinyalizasyon Tasarımı, ELECO 08 konferansı, Bursa, 2008. [13] M. S. Durmuş ve M. T. Söylemez, Automation Petri Net Based Railway Interlocking and Signalization Design, INISTA'09, International Symposium on INnovations in Intelligent SysTems and Applications, Karadeniz Technical University, Trabzon, 2009. [14] M. S. Durmuş ve M. T. Söylemez, Railway Signalization and Interlocking Design via Automation Petri Nets, ASCC'09, The Seventh Asian Control Conference, 26-29 August, Hong Kong, 2009. [15] M. S. Durmuş, M. T. Söylemez ve E. Avşaroğulları, Coloured Automation Petri Nets Based Interlocking and Signalization Design, The 6th IFAC International Workshop on Knowledge and Technology Transfer in/to Developing Countries-DECOM-IFAC 09. Ohridean Riviera, R. Macedonia, September 26-29, 2009. [16] S. Saygın, İ. Yakın, M.S. Durmuş ve M.T. Söylemez, Petri Ağlarıyla Demiryolu Makas Bölgelerinin Anklaşman Ve Sinyalizasyonu Tasarımı, Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK 09, İstanbul, 2009. [17] X. Ren ve M.C. Zhou, Tactical Scheduling of Rail Operations A Petri Net Approach, Proc. of the IEEE Conference on Systems, Man and Cybernetics, s3087-3092, 1995. [18] M. Uzam ve A.H. Jones, Discrete Event Control System Design Using Automation Petri Nets and Their Ladder Diagram Implementation, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Cilt14, s716-728, 1998. [19] M. Uzam, Petri-net-based Supervisory Control of Discrete Event Systems and Their Ladder Logic Diagram Implementations, PhD. Thesis, University of Salford, SALFORD, M5 4WT, UK, 1998. [20] M.M Hörste, Modeling and Simulation of Train Control Systems using Petri Nets, Proc. of the 3rd FMRail Workshop, 1999. [21] S. Peng ve M.C. Zhou, Sensor-Based Petri Net Modeling for PLC Stage Programming of Discrete-Event Control Design, Proc. of The IEEE International Conference on Robotics & Automation, Washington, DC, s1907-1912, 2002. [22] A. Febbraro, G. Porta ve N. Sacco, A Petri Net Modeling approach of Intermodal Terminals Based on Metrocargo System, Proc. of The IEEE Intelligent Transportation Systems Conference, Toronto, Canada, s1442-1447, 2006. [23] A. Giua ve C. Seatzu, Modeling and Supervisory Control of Railway Networks Using Petri Nets, IEEE Trans. on Automation Science and Engineering, Cilt5, s431-445, 2008. [24] A.M. Hagalisletto, J. Bjork, I.C. Yu ve P. Enger P, Constructing and Refining Large-Scale Railway Models Represented by Petri Nets, IEEE Trans. On System, Man and Cybernetics-Part C Applications and Reviews, Cilt37, s444-460, 2007. [25] S. Hall, Modern Signalling Handbook, Ian Allan Publishing, England, 2001. [26] J. Palmer, The Need for Train Detection, Proc. of the 11th IET Professional Development Course on Railway Signalling and Control Systems, York, UK, s. 47-53, 2006. [27] T. Murata, Petri Nets Properties, Analysis and Applications, Proceeding of IEEE, Cilt77), s541-580, 1989.

Tablo 1 Renkli sinyal lambalarının renk kombinasyonlarının açıklamaları Dörtlü Yüksek Sinyal Yeşil Sarı Kırmızı Sarı-Yeşil Sarı-Sarı Sarı-Kırmızı Öndeki iki blok boş, tren ilerleyebilir. Bir öndeki blok boş, fakat ondan sonraki dolu, tren belli bir hızda ilerleyebilir. Bir sonraki blok dolu, tren durmalıdır. Sapma var ve öndeki iki blok boş, tren ilerleyebilir. Sapma var ve öndeki sadece bir blok boş, tren belli bir hızda ilerleyebilir. Tren her an durabilecek şekilde ilerlemelidir. Üçlü Yüksek Sinyal Yeşil Sarı Kırmızı Öndeki iki blok boş, tren ilerleyebilir. Bir öndeki blok boş, fakat ondan sonraki dolu, tren belli bir hızda ilerleyebilir. Bir sonraki blok dolu, tren durmalıdır. Üçlü Cüce Sinyal Yeşil Sarı Kırımızı Sarı-Kırmızı Öndeki iki blok boş, tren ilerleyebilir. Bir öndeki blok boş, fakat ondan sonraki dolu, tren belli bir hızda ilerleyebilir. Bir sonraki blok dolu, tren durmalıdır. Tren her an durabilecek şekilde ilerlemelidir. Tablo 2 Yerler arasındaki geçişleri sağlayan bazı olaylara ilişkin açıklamalar x1 00 ray devresine tren girişi x2 00 ray devresinden tren çıkışı x9 00 den 2ST ye güzergah tanzimi yapılması x10 Güzergah tanziminin kaldırılması x17 Hemzemin geçidi aktif hale getir. (eğer T1 de tren varsa) x22 Hemzemin geçidi deaktif hale getir (eğer 2ST- güzergah tanzimi yapılmışsa ve tren den çıkmışsa) x26 i kapat. x27 kapandı. x28 i aç. x29 açıldı. x30 t b zamanında kapanmadı. x31 i tekrar kapat. x32 t b zamanında açılmadı. x33 i tekrar aç. x34 Yanar söner ışıkları aç. x35 Yanar söner ışıkları kapat. x36 Makası ters konuma getir. x37 Makas ters konuma geldi. x38 Makası normal konuma getir. x39 Makas normal konuma geldi x40 Makas t s zamanında ters konuma gelemedi. x41 Makası tekrar ters konuma getir. x42 Makas t s zamanında normal konuma gelemedi. x43 Makası tekrar normal konuma getir. x44 54D yi kırmızıdan yeşile çevir. x45 54D yi yeşilden kırmızıya çevir. x50 52DA yı kırmızıdan sarı-kırmızıya çevir. x51 52DA yı sarı-kırmızıdan kırmızıya çevir. Şekil 10 Kullanılan demiryolu bölgesi için tasarlanan SCADA arayüzü