Ray hattı geometrik değişimlerinin belirlenmesine yönelik ölçme sistemi geliştirilmesi
A new measurement system design for determining the geometrical changes on railways
Yazar: BURAK AKPINAR
Danışman: DOÇ. DR. ENGİN GÜLAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Günümüzde raylı sistemler hızlı, ekonomik, çevre dostu, güvenli ve çağdaş sistemler olmalarıdolayısıyla gittikçe önem kazanmaktadır. Raylı sistemlerin en önemli özelliklerinden birigüvenilir ulaşım aracı olmalarıdır. Bu özelliğin devam ettirilebilmesi, şüphesiz bu sistemlereyapılan düzenli bakımlarla sağlanabilir. Bu bakımlar içinde de deformasyon ölçmeleri önemliyer tutmaktadır. Günümüzde raylı sistemlerdeki üstyapı elemanlarında meydana gelendeformasyonların belirlenmesinde kullanılan klasik jeodezik ölçme yöntem ve ekipmanları ileetkili ve verimli çalışmalar yapılamamaktadır. Mevcut ölçme yöntem ve sistemleri ile yapılanölçme işlemi çoğu zaman uzun süreler almaktadır.Bu çalışmada raylı sistemlerdeki jeodezik ölçmelerde hız ve güvenilirliğin sağlanabilmesiamacıyla bir ölçme sistemi tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Sistemle entegre çalışan biryazılımının geliştirilmesi ile de hat geometrisinin anlık olarak belirlenerek raylı sistemgüzergahındaki deformasyonların anlık olarak hesaplanabilmesi sağlanmıştır.Birinci bölümde; ülkemizde ve dünyada genelinde raylı sistemlerin tarihsel gelişimi, raylısistemlerde yapılan kontrol ölçmelerinin önemi, günümüzde kullanılan benzer ölçmesistemleri ve çalışma kapsamında geliştirilen ölçme sistemi ve yazılımının önemivurgulanmıştır.İkinci bölümde; raylı sistemlerdeki üstyapı elemanları ile ilgili açıklayıcı bilgiler verilmiş veraylı sistemlerde meydana gelen deformasyonlar örnekler ile açıklanmıştır. Bölümündevamında raylı sistemlerde uygulanan deformasyon ölçmeleri İstanbul Ulaşım A.Ş.örneğinde incelenmiştir.Üçüncü bölümde; ölçme belirsizliği kavramı açıklanarak raylı sistemler için uygulananuluslararası standartlar incelenmiştir.Dördüncü bölümde; çalışma kapsamında tasarlanan ölçme sistemi ile ilgili genel bilgiler vesistem bileşenlerinden algılayıcı sistemler, konum belirleme sistemleri ve ölçme sistemiyazılımı ile ilgili ayrıntılı bilgiler verilmiştir.Beşinci bölümde; ölçme sistemi ile elde edilen veriler için değerlendirme stratejileriaçıklanmıştır. Ölçülen büyüklüklerdeki kaba hataların ayıklanması için farklı filtrelemeyöntemleri incelenmiş, ray hattı geometrik parametrelerinin belirlenebilmesi için gereklimodellerin oluşturulması ve nihayetinde ölçülerin proje verileri ile karşılaştırılmasındakullanılan Kalman filtreleme tekniği ile ilgili ayrıntılı bilgiler verilmiştir.Altıncı bölümde; İstanbul Ulaşım A.Ş. işletme sahası içinde seçilen test hattında klasikjeodezik ölçme yöntemleri kullanılarak ve geliştirilen ölçme sistemi ile yapılan test ölçüleriile ilgili bilgiler ve değerlendirme sonuçları verilmiştir.Son olarak yedinci bölümde; geliştirilen ölçme sistemi ve yazılımı ile ilgili değerlendirmeleryapılmış, sistemin kullanılabilirliği ve doğruluğu ile ilgili bilgiler verilmiş, sistemin daha dageliştirilebilmesi için önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
Railway systems are being developed in these days because they are fast, economic,environment friendly, safe and modern transportation systems. One of the most importantcharacteristics of railway systems is safety. This characteristic can be continued by onlyperiodical maintenance. Deformation measurements are important phase of this maintenance.Classical geodetic measurement methods and instruments which used used for determiningthe railway deformations are not effective and productive. Measurement process with theseinstruments and methods usually take long time.A new measurement system was designed and manufactured to provide the fast and reliablemeasurements in the scope of this study. Rail line geometry was determined by thismeasurement system and depending on the measurements and project values, deformationswere calculated automatically by measurement system and developed software.In the first section, historical development of railways in our country and all over the world,importance of the control measurements on railways, existing similar measurement systemsand importance of the designed measurement system and software were emphasized.In the second section, superstructure of the railways and the deformations which occured onrailways were explained. Also existing deformation measurement method which are used inİstanbul Ulaşım A.Ş. were investigated.In the third section, measurement uncertainity concept was explained and internationalstandards for railways were investigated.In the fourth section, general information about the measurement system and detailedinformation about the sensor systems, position determination system and the measurementsystem software were given.In the fifth section, processing strategies for the measurement system data were explained.Different filtering techniques for determining the outliers and Kalman filtering techniquewhich is used for comparision of project values and measurements were explained.In the sixth section, test measurements of designed measurement were explained. Processingresults and accuracy of the system were investigated.In the last section, advantages of designed system and software were emphasized and önerisuggestions for develeping the system were given.