Raylı ulaşım sinyalizasyon sistemleri için otomatik anklaşman algoritması ve kodu üretme yöntemi
Automatic interlocking algorithm and code generation method for railway transportation signalization systems
Yazar: SERHAT TÜRK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Demir yolları = Railways ; Otomasyon = Automation ; Otomasyon sistemleri = Automation systems ; PLC = Programmable logic controller ; Sinyalizasyon = Signalization

Özet:
Günümüzde nüfusun artmasıyla birlikte ulaşım önemli bir sorun haline gelmiştir. Ulaşım ihtiyacının etkin ve hızlı bir şekilde karşılanabilmesi için toplu taşımaya yönelmek gereklidir. Raylı ulaşım sistemleri, hızlı ve oldukça fazla yolcu taşıma kapasiteleri ile toplu taşımada önemli bir yere sahiptirler. Raylı ulaşım sistemlerinde dakik, hızlı, güvenli ve ekonomik bir yolculuk için, sinyalizasyon büyük önem taşımaktadır. Her şeyden daha önemlisi güvenli bir taşıma yapabilmek ve kazaların önüne geçmek başarılı bir şekilde sinyalizasyon sistemleri tasarlamak gereklidir.Raylı ulaşım sinyalizasyon sistemlerinde güvenliği sağlayan alt sistem anklaşman sistemidir. Anklaşman sistemi elektronik veya mekanik olarak röleler ile tasarlanabilmektedir. Anklaşman sistemi tasarımı, Ayrık Olay Sistemi (AOS) olarak modellenerek gerçeklenebilir. AOS'lerde tasarım Otomatlar, Petri ağları gibi formal metotlarla yapılabilmektedir.Bu tez çalışmasında, bir anklaşman algoritma üreteci yazılımının geliştirilmesi ve Microsoft Visual Basic ile uygulaması ele alınmıştır. Geliştirilen yazılım, girilen anklaşman tablosunu gerçekleyecek olan anklaşman algoritmasının otomat modelini ve PLC gerçeklemesini sağlayan sözde (pseudo) kodu çıktı olarak vermektedir. Sözde kodun geliştirilen yazılım tarafından oluşturulabilmesi için çığ etkisi ve ilk duruma kurma sorununu engelleyen bir yöntem tanıtılmıştır. Ancak bu yöntemde problem çıkarabilecek durumlar saptanmış ve bu problemin giderilmesi için yeni bir yöntem önerilmiştir. Ayrıca önerilen otomatik anklaşman yazılımı ve kodu üretme yazılımı, küçük bir istasyon bölgesinin anklaşman tablosu girdi alınarak uygulanmış ve elde edilen çıktılar gösterilmiştir. Çıkış olarak üretilen kodlar, FBD diline dönüştürülmüş ve PLC üzerinde programlama gerçekleştirilmiştir. Elde edilen anklaşman yazılımı simülatör ortamında ile test edilmiştir.Bu çalışma ile literatüre yapılan katkı otomatları temel alan bir anklaşman algoritması ve kodu üreteci geliştirmiş olmaktır. Yapılan literatür çalışması sonucu elde edilen kanı, demiryolu sistemleri için Petri Ağları temelli otomatik algoritma üreteçleri olmasına karşın otomatları temel alan böyle bir sistemin olmamasıdır.

Abstract:
Nowadays transportation has become a significant issue with the increasing population. Heading towards public transportation is necessary in order to satisfy the needs of transportation fast and effectively. Being fast and with great passenger capacity, railway transportation systems have a considerable place in public transportation. Signalization has a great importance for a punctual, fast, safe and economic journey with railway transportaion systems. The most important fact is to be able to design successful signalization systems so as to prevent accidents and provide safe transportation.Interlocking system is the subsystem which provides security of a railway transportation signalization system. Interlocking systems can be designed electronically or mechanically via relays. Modelling of such systems can be achieved using Discrete Event Systems (DES) approach. In DES, design can be done using formal methods such as Automata Theory and Petri Nets.In this thesis, development of an interlocking generator algorithm and its implementation on Microsoft Visual Basic has been considered. The output of the developed software is the automata model of interlocking and relevant pseudo codes for PLC implementation to realize the interlocking table. A method which prevents avalanche effect and the problem of setting first state is introduced for generating pseudo codes via the proposed software. However, in this method some problematic situations are detected and a new method has been suggested in order to eleminate the problematic situations. Besides an interlocking table of a sample railway yard has been taken into the proposed software as input and the output of the software has been exhibited. Pseudo codes generated as output has been converted to FBD and run on PLC. The generated interlocking has been tested via simulator.In the course of this work a novel automata-based interlocking algorithm generator was desinged and implemented. As a result of literature study, the opinion has been acquired that while there are many examples of works applying Petri Nets to automatic interlocking generation, very few examples of work utilizing the automata-based approach may be found in research literature.