Titreşim algılayıcı temelli akıllı demir yolu hemzemin geçit sistemleri
Vibration sensor based intelligent railway level crossing systems
Yazar: ÇAĞLAR SEVİM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ SU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Karayolları ile tren yolu hatlarının kesiştiği yerler "Hemzemin Geçit" olarak adlandırılır. Hemzemin geçitlerde karayolu ve demiryolu trafiğinin kesişmesinden dolayı, demiryolu hatlarının güvenlik açısından en riskli bölgeleridir. Bu noktalarda meydana gelen kazalardaki can kayıpları ve yaralanmalar, demiryollarında meydana gelen ölümlü ve yaralanmalı kazaların toplamında yaklaşık %95'lik bir paya sahiptir. Bu yüzden hemzemin geçitlerden geçen tren, araç ve yayaların güvenliği son derece önemlidir. Bu amaçla hemzemin geçit noktalarında çeşitli koruma yöntemleri geliştirilmiş, güvenlik standartları oluşturulmuş ve çeşitli önlemler alınarak hemzemin geçitlerde meydana gelen kazaların azalması sağlanmıştır. Fakat günümüz istatistiki bilgilerine bakıldığında bu önlemlerin yeterli olmadığı görülmektedir. Halen hemzemin geçitlerde meydana gelen kaza sayıları ve can kayıpları önemli bir orana sahiptir. 
Bu tezde; titreşim temelli akıllı demir yolu hemzemin geçit sistemleri hakkında bir çalışma sunulmuştur. Tasarlanmış sisteme göre kurulan prototip sistem raya akuple edilmiş bir titreşim sensörü ile farklı çalışma hızları ve farklı yükleme şartları için kurgulanmış sistem analiz edilmiştir. Ray-tren etkileşiminden ortaya çıkan titreşimler, Atmega İşlemciye yorumlatılarak trenin hızı belirlenmiş ve hemzemin geçit bariyerlerinin trenin hızına göre yavaş veya hızlı kapanması sağlanarak geçitlerde yaşanan zaman kayıplarının azaltılması sağlanmıştır. Ayrıca mevcut sistemlere göre daha bütünleşik ve daha az maliyetli bir sistem geliştirilmiştir. Diğer taraftan, prototip sistemin virajlı raylı yol hattına, virajlı raylı yol hattı çıkışına, düz raylı yol hattına ve virajlı raylı yol hattı girişine yerleştirilen dört adet aynı teknik özelliklere sahip, dikey yöndeki titreşimleri algılayabilen yüksek hassasiyetli ivmeölçerler kullanılarak elde edilen titreşim değişimleri analiz edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Tasarım, Demiryolu hemzemin geçidi, Titreşim analizi, Tren ve raylı sistem

Abstract:
A "Level Crossing" is where a road crosses a railway. Due to this intersecting traffic, level crossings are the most risky areas in terms of railway safety. Mortalities and injuries caused by accidents in these points account for 95% of all railway accidents involving death or personal injury. For this reason, safety of trains, automobiles and pedestrians passing through level crossings is extremely important. Number of accidents taking place in level crossings has been decreased thanks of the development of various protection methods, formation of safety standards and taking of various precautions. When we consider the statistical data of our day, however, it is seen that these precautions are not sufficient. Number of fatal accidents still occurring in level crossings is significant.
In this thesis, an experimental study has investigated on vibration based intelligent railway level crossing systems. A prototype system which was designed for different operational velocities and loading conditions with a vibration sensor coupled to rail was analyzed. Train velocities have been calculated by reading with an Atmega Processor the vibrations arising from the rail-train interaction, and time losses experienced in crossings were decreased by ensuring that crossing barriers close slower or faster depending on the velocity of trains. As a result, a more integrated and lower-cost system has been developed compared with existing systems. Besides, analyses have been done on the changes of vibration obtained using four high-sensitivity accelerometers with the same technical characteristics that can detect vertical vibrations placed to a bending rail line, to the exit of the bending rail line, to a straight rail line and to the entrance of the straight rail line. 

Keywords: Design, Railway level crossing, Vibration analysis, Train and railway system