Otomatik tren işletim sistemi

Otomatik tren işletimi (ATO), trenlerin işletimini otomatikleştirmek için kullanılan bir teknolojidir. Otomasyon derecesi, GoA (Grade of Automation) olarak gösterilir ve trenin tamamen sürücü tarafından kontrol edildiği GoA0'dan tren içerisinde hiçbir personel olmadan otomatik olarak kontrol edildiği GoA4'e kadar seviyelere ayrılır. GoA2 ve daha düşük otomasyon seviyelerinde işletilen çoğu sistemde, arızalar veya acil durumlarla ilişkili riskleri azaltmak için bir sürücü her zaman trende bulunur. Sürücüsüz otomasyon, özellikle güvenliği sağlamanın daha kolay olduğu izole hatlarda kullanılır. Ana hat trenleri Tren otomasyonu tarihindeki ilk sürücüsüz tren deneyleri 1920'lere kadar uzanmaktadır.
küçükresim|upright=1.14| Demiryollarında mümkün olan farklı otomasyon seviyelerini temsil eden bir diyagram
küçükresim| GoA2 için bir örnek olarak ETCS Seviye 3'ün çalışma şeması
Uluslararası Toplu Taşıma Birliği'ne (UITP) ve uluslararası IEC 62290-1. Bu seviyeler, otomotivdeki SAE J3016 sınıflandırmasına karşılık gelir.
otomasyon derecesi Tren işletimi Açıklama ve örnekler SAE seviyeleri GoA0 Görsel Otomasyon yok 0 GoA1 Manuel Bir makinist çalıştırma ve durdurmayı, kapıların çalıştırılmasını ve acil durumların veya ani sapmaların ele alınmasını kontrol eder. İnsan hatalarından kaynaklanan dikkate alınmayan sinyaller, ETCS L1 gibi tren koruma sistemleri tarafından korunur. 1 GoA2 Yarı otomatik (STO) Çalıştırma ve durdurma, ETCS L2 veya L3 gibi gelişmiş tren koruma sistemleri kullanılarak otomatikleştirilir ancak bir makinist kapıları çalıştırır, gerekirse treni sürer ve acil durumlarla ilgilenir.  Birçok ATO sistemi GoA2'dir. Bu sistemde, trenler bir istasyondan diğerine kadar otomatik olarak hareket eder, ancak kabinde devamlı olarak bir sürücü bulunur ve kapının kapanmasından, trenin önündeki yolda engellerin algılanmasından ve acil durumların ele alınmasından sorumludur. GoA3 sisteminde olduğu gibi GoA2 seviyesinde işletilen trenlerde de araç içinde personel olmadan güvenli bir işletim yapılamaz. Ankara Metrosu M1-M2-M3 ve M4 hatları, bu seviyedeki hatlara örnek olarak verilebilir. 2 GoA3 Tam otomatik (DTO) Trenin ilerlemesi ve durması otomatiktir, ancak bir tren görevlisi kapıları çalıştırır ve acil durumlarda kontrolü ele alır. Bu sistemde, trenler istasyonlar arası otomatik olarak çalışır ancak acil durumların ele alınmasından sorumlu bir personel her zaman trende bulunur. Bir GoA3 sisteminde, personel araçta olmadan tren güvenli bir şekilde çalışamaz. Örnekler arasında Docklands Hafif Raylı Sistemi sayılabilir. 3-4 GoA4 Sürücüsüz (UTO) Trenin hareketi ve durması ile kapıların çalıştırılması, herhangi bir tren personeli olmaksızın tamamen otomatiktir. İstasyonlarda peron ayırıcı kapı sisteminin kurulu olması tavsiye edilir. Bu sistemde trenler; kapı kapama, engel algılama ve acil durumlar da dahil olmak üzere her an otomatik olarak çalışabilecek kapasitededir. Araçta personel, örneğin yemek servisi gibi başka amaçlar için sağlanabilir ancak güvenli operasyon için gerekli değildir. Bir bilgisayar arızası durumunda treni manuel olarak sürmek için genellikle kontroller sağlanır. CBTC, GoA4 için temel bir etkinleştirici teknoloji olarak kabul edilir. Örnekler arasında İstanbul M5, M7 ve M8 hatları yer alır. 5

 Ek türler 
otomasyon derecesi Açıklama ve örnekler GoA1+ GoA1'e ek olarak, ETCS üzerinden bağlantılı araç üstü tren enerji optimizasyonu (C-DAS) vardır. GoA2+ Amsterdam Metrosu örneğinde, bir GoA2 son istasyonlarda GoA4'e geri dönebilir. Bu '+' ile gösterilir. GoA2(+) Bu, metre hat açıklıklı demiryoları ile ilgili ek işlevlere sahip bir GoA2 versiyonudur. GoA2.5 Bu seviyede trenin kontrol kabininde eğitimli bir sürücü yerine, kabinde tek görevi engelleri tespit etmek ve acil bir durumda yolcuları tahliye etmek olan bir tren görevlisi oturur. Kyushu Demiryolu Şirketi, 24 Aralık 2020 tarihinde deneme amaçlı olarak Kashii Hattında (Nishi-Tozaki ve Kashii istasyonları arasında) ATS-DK kullanarak bu seviyedeki otomatik tren işletmeciliğinin ticari işletmesine başlamıştır. Amaç, bir "refakatçi ile sürücüsüz operasyon" biçimi olan GoA3'e ulaşmaktır. GoA3+ GoA3 ve GoA4 için insan makinistin bilgisayar ile değiştirilmesi anlamına gelen kapsayıcı bir terimdir. GoA3/4, GoA3,4 ve otonom tren terimleri eş anlamlı olarak kullanılmaktadır.

 Otomatik Tren İşletiminin çalışma prensibi 
Birçok modern sistem otomatik tren koruması (ATP) ve çoğu durumda otomatik tren kontrolü (ATC) ile bağlantılıdır ve burada rota belirleme ve tren düzenleme gibi normal sinyalizasyon işlemleri sistem tarafından gerçekleştirilir. ATC ve ATP sistemleri, trenin belirli bir zaman çizelgesinin tanımlanmış sınırları içinde kalmasını sağlamak için birlikte çalışır. Entegre sistem, treni tanımlanmış bir zaman çizelgesine bağlı tutmak için hareket halindeyken hız ayarlaması ve istasyonda bekleme süresi gibi faktörleri aktif olarak ayarlar.

ATP, hat boyunca trenler arasında güvenli bir mesafe bırakan ve trenin ne zaman ve nerede duracağına dair gerekli uyarıyı sağlayan bir güvenlik sistemidir. ATO ise trenin istasyonlarda duruşları ve kalkışlarıyla ilgili güvenlik dışı kısmıdır ve ATP hattın boş olduğunu onayladıktan sonra trenin duracağı tam konumu gösterir.

Tren, istasyona net sinyaller altında yaklaşır ve bu sayede normal bir işletim yapabilir. Tren kendisine durma sinyali verecek olan ilk transponder'a ulaştığı anda tren tarafından bir istasyon fren komutu alınır. Yerleşik bilgisayar, trenin tam olarak durması gereken noktada durmasını sağlamak için frenleme eğrisini hesaplar ve tren platforma doğru ilerlerken doğruluğu sağlamak için eğri yol boyunca birkaç kez güncellenir (bu sistemden sisteme değişir).

Tren durduğunda bilgisayar, frenlerinin uygulandığını doğrular ve trenin kapı açma bölgesi içinde durup durmadığını kontrol eder. Bu bölgeler, trenin platforma göre konumunu ve kapıların hangi tarafa doğru açılması gerektiğini belirtir. Tüm bunlar tamamlandığında, ATO kapıları açar. Kontrol merkezi tarafından önceden belirlenen sabit veya değişken biçimde ayarlanan belli bir sürenin ardından, bu sefer kapıları kapatır ve kapının kapalı olduğunu doğruladıktan sonra treni otomatik olarak harekete geçirir. Bazı sistemlerde ayrıca peron ayırıcı kapılar da bulunur. ATO ayrıca, kendi kontrollerini tamamladıktan sonra bu kapıların açılması için bir sinyal de gönderir. Burada bir ATO işlevi olarak tanımlansa da hayati bir sistem olarak kabul edildiğinden ve ATP ile aynı güvenlik doğrulama işlemlerini gerektirdiğinden peron ayırıcı kapı etkinleştirme genellikle ATP sisteminin bir parçası olarak da kabul edilir.

Kapılar kapandıktan sonra ATO, ATP sisteminin herhangi bir müdahalesi olmadığını varsayarak treni işletme hızına kadar hızlandıracak, trenin bir sonraki istasyon fren komutunu verecek olan transponder'a kadar bu hızda götürecek ve ardından bir sonraki istasyonda tekrar fren yapacaktır.

 GoA3+'nın Avantajları 
2021'de Florida Ulaştırma Bakanlığı; Florida Eyalet Üniversitesi, Talca Üniversitesi ve Hong Kong Politeknik Üniversitesi'nden bilim adamlarının, otonom trenlerin aşağıdaki avantajlarını gösteren bir araştırmasını finanse etti:

 Hatalarda insan faktörünü ortadan kaldırma.
 Mevcut demiryolu hatlarının daha verimli kullanımıyla kapasitenin artırılması.
 İşletme maliyetlerinin azaltılması. Paris Metrosu, GoA4 seviyesinde otomasyon sayesinde işletme maliyetlerini %30 oranında azalttı.
 Genel hizmet güvenilirliğini artırma.
 Filo yönetimini ve hizmet esnekliğini iyileştirme.
 Enerji verimliliğini artırma.

 ATO'nun dahil olduğu kazalar ve olaylar 
ATO'nun demiryolu işletiminde insan hatası olasılığını büyük ölçüde azalttığı kanıtlanmış olsa da, ATO sistemlerinin karıştığı dikkate değer birkaç kaza bulunmaktadır:
Yıl Ülke Açıklama 2011 Çin 27 Eylül 2011'de yerel saatle 14.51'de (06.51 UTC), Şangay 10 Numaralı Metro Hattı üzerindeki iki tren, Yuyuan Garden istasyonu ile Laoximen istasyonu arasında çarpıştı ve 284 ila 300 kişi yaralandı. İlk araştırmalar, hattaki elektrik kesintisinin ATO ve sinyalizasyon sistemlerinin arızalanmasına neden olmasının ardından trendeki makinistlerin trenleri manuel olarak işletirken bazı düzenlemeleri ihlal ettiğini ortaya çıkardı. Kazaya dair hiç ölüm bildirilmedi. 2015 Meksika 4 Mayıs 2015'te, yerel saatle 18.00 civarında (00.00 UTC) dolu ve şiddetli yağmur sırasında Mexico City 5 Numaralı Metro Hattı üzerindeki Oceanía istasyonundan Politécnico istasyonuna doğru giden iki tren çarpıştı. İlk tren (No:4), sürücünün bir kontrplak levhanın rayları tıkadığını bildirmesinin ardından Oceanía istasyonunun platformunun sonuna park edilmişti. İkinci tren ise (No:5), sürücüden ATO sistemini kapatması ve treni manuel olarak çalıştırması istenmesine rağmen ATO sistemi aktif halde Terminal Aérea istasyonundan ayrıldı. Kontrol merkezinin böyle bir şey talep etmesinin nedeni ise trenlerin yağmur altında düşük hızda gitmek zorunda olması. 5 numaralı tren,31,8 km/sa hızla 4 numaralı Trene çarptı. –platformlara varış hızı ortalamasının iki katı kadar bir hız– ve on iki kişiyi yaraladı. 2017 Singapur Joo Koon demiryolu kazası: 15 Kasım 2017'de yerel saatle yaklaşık 08.30'da (00.30 UTC), bir SMRT Doğu-Batı Hattı C151A treni, Singapur'daki Joo Koon MRT İstasyonunda başka bir C151A trenine arkadan çarparak 38 kişinin yaralanmasına neden oldu. O sırada Doğu-Batı Hattının sinyalizasyonu, önceki Westinghouse ATC sabit blok sinyalizasyonu ve ATO sistemini, Thales SelTrac CBTC hareketli blok sinyalizasyon sistemi ile değiştirme sürecindeydi. İlgili trenlerden biri, bilinen bir yazılım hatası olan hatalı bir sinyal devresinin üzerinden geçtiğinde, dolayısıyla sinyal balonunu "patlatarak" çarpışmaya yol açtığında, bir güvenlik koruma özelliği kaldırıldı. 2019 Çin (Hong Kong) Yukarıdakine benzer bir olay, 18 Mart 2019'da Hong Kong'daki MTR Tsuen Wan Hattı'nda, MTR, hattın mevcut SACEM sinyalizasyon sistemini değiştirmeyi amaçlayan SelTrac tren kontrol sisteminin yeni bir versiyonunu test ederken, Admiralty ve Central istasyonları arasındaki geçiş yolu bölümünde iki MTR M-Tren EMU'su çarpıştığında meydana geldi. Her iki trenin operatörleri de yaralanmış olmasına rağmen, iki trende de yolcu yoktu. Kaza yeri temizlenene kadar tüm Tsuen Wan hattı trenleri Merkez yerine Admiralty'de son buldu. Aynı firma, Singapur'da da benzer bir sinyalizasyon sistemi sağladı ve bu, Joo Koon demiryolu kazasıyla sonuçlandı. Temmuz 2019'da Elektrik ve Mekanik Hizmetler Departmanı (EMSD) olayla ilgili bir soruşturma raporu yayınladı ve SelTrac firmasının sinyal sistemindeki bir programlama hatasının ATP sisteminin arızalanmasına ve bunun sonucunda çarpışmaya neden olduğu sonucuna vardı. 2021 Malezya 2021'de Kuala Lumpur'da Kelana Jaya LRT'de 213 kişinin yaralandığı çarpışma gerçekleşti. 2022 Çin 22 Ocak 2022'de, Şangay 15 Numaralı Metro Hattı'nda yaşlı bir yolcu tren kapısı ile peron kapısı arasına sıkıştı. Durumu gören personel, tren kapısı kontrol sistemini yanlış çalıştırdı ve sistemin peron kapısını kontrol etmeden izole olmasına sebep olarak trenin kısa bir süre çalışmasına ve mahsur kalan yolcunun ölümcül şekilde yaralanmasına neden oldu.2024Türkiye22 Nisan 01.37'de M5 hattında 05 kodlu tren Fıstıkağacı İstasyonundan hareket ederek Bağlarbaşı istikametine hareket ettikten sonra Bağlarbaşı İstasyonunda durdu bu esnada trene resetleme yapıldı ve yönü Fıstıkağacı olarak değiştirildi ardından tren, Fıstıkağacı İstasyonda durdu. O sırada 23 kodlu tren Üsküdar istikametinden Fıstıkağacı istikametine gitti. Gittikten sonra peronda bekleyen 05 kodlu trene 23 kodlu tren çarptı ve 05 kodlu treni 19,5 metre Çekmeköy yönüne itti. Olayda yaralanma ve ölüm yaşanmadı. Hattaki bu arıza 72 saat sonra giderildi.

 Kaynakça 

Kategori:Gelişen teknolojiler