Petri ağları ile demir yolu anklaşman ve sinyalizasyon tasarımı
Railway interlocking and signalization design using petri nets
Yazar: ERHAN AKGÖK
Danışman: DOÇ. DR. M. TURAN SÖYLEMEZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Ayrık olay sistemleri = Discrate event systems ; Metro = Metro ; Otomasyon = Automation ; PLC = Programmable logic controller ; Petri ağları = Petri nets ; Raylı sistemler = Railway systems ; Sinyalizasyon = Signalization ; Sonlu durum makineleri = Finite state machinery

Özet:
Raylı sistemlerde (tramvay, hafif metro ve metro) hızlı, dakik ve emniyetli bir ulaşımın sağlanması önemlidir. Bu amaca bağlı olarak sinyalizasyon sistemleri geliştirilmiştir. Sinyalizasyon sistemleri; demiryolu taşımacılığında, ulaşımın zamanında ve emniyetli bir şekilde sağlanması açısından en önemli unsurlardan biridir. Sinyalizasyon sistemlerinin temel amacı trenlerin birbirleriyle çarpışmalarını önlemesidir. Tüm dünyada meydana gelen kazalar sinyalizasyon sisteminin önemini açık bir şekilde göstermektedir. Sinyalizasyon sistemlerinin tasarımı ve uygulanması konusundaki projeler ciddi destek bulmakta ve gerçeklenen sistemler uzun süre test edilerek uygulama sırasında oluşabilecek hatalar ortadan kaldırılmakta, hata olduğunda ise sistemin en emniyetli duruma geçmesi sağlanarak tehlikeli durumlar en aza indirgenmektedir. Sinyalizasyon sisteminin sağladığı emniyet, yolcuların karşılaşacağı riskleri normal hayatta karşılaşacağı riskler ile eşit seviyeye getirmektedir. Farklı yöntemler ile tasarımı yapılabilen bu sistemler yapıları itibariyle Ayrık Olay Sistemleri (AOS) olarak sınıflandırılmaktadır. AOS'in modellenmesinde ve analizinde sıkça kullanılan yöntemlerden birisi Petri Ağları'dır. Petri Ağları sistemlerin grafiksel olarak modellenmesini sağlamakta ve sunduğu matematiksel ve yapısal analiz teknikleriyle bir sistemin davranışlarınının incelenmesini epey kolaylaştırmaktadır. Petri ağları bir graf şeklinde oluşturulmakta ve bu graf modellenecek sistemin yapısına uygun hale getirilmektedir. Sistemin dinamik davranışı jeton adı verilen aktif nesnelerle ifade edilmektedir. Böylelikle modellenen sistemin hem statik yapısı hem de dinamik yapısı tek bir graf üzerinde gösterilebilmektedir. Bu tez çalışmasında sinyalizasyon sistemlerinin temel elemanları ve Petri ağları ile ilgili temel bilgiler verildikten sonra örnek bir sistem için elde edilen model PLC üzerinde gerçeklenerek yöntemin doğruluğu test edilecektir.

Abstract:
Fast, punctual and safe transportation is very important in railway systems. Punctuality and safe transportation can be achieved by the help of signalization systems. Signaling systems are very important parts of rail transport to complete the trip on time and preserve system safety. Minimizing the probable accidents is the main object of signalization. The railway accidents happened around the world shows the importance of signalization. The projects about developing signaling systems are supported and also a long term testing is made to minimize hazards. The risks that the passengers will face are at the same level with the risks encountered in normal life owing to the safety provided by a signalization system. However, different methods can be used in designing these systems and because of their structures they can be classified as Discrete Event Systems (DES). One of the most commonly used method in modelling and analysis of Discrete Event Systems is Petri Nets. Petri Nets combines both graphical and mathematical sides of a modelling tool in one. It provides a graphical representation of the system as well as mathematical analysis and inspection opportunities for that system. Graphical side of Petri Nets makes it easy to understand the system. Petri nets actually consists of a graph and a token traveling through that graph. The graph structure is used to model the static sides of the system since the token is used to model the dynamic behaviour of the same system. The objective of this study is to model railway track interlocking and signalization operations by Petri nets after giving a bit of information about the basic components of a signalization system and Petri Nets and finally to implement the obtained model on PLC to verify the accuracy of the method on a sample system.