Demiryolu araçları için radyo frekans haberleşmeli çarpışma uyarı sistemi kavramsal tasarımı

Year 2025, Volume: 8 Issue: 1, 104 - 116, 25.03.2025

Mehmed Akif Özkaya , Ekrem Çağlar

https://doi.org/10.51513/jitsa.1551510

Abstract

Demiryolu ulaşım ve taşımacılık sistemlerinde güvenliği artırmak ve kazaları önlemek amacıyla geliştirilmiş demiryolu sinyalizasyon sistemleri, yüksek güvenlik standartları ve kurallarıyla insan hatalarını minimize ederek kaza riskini önemli ölçüde azaltmaktan Akıllı Ulaşım Sistemleri (AUS) unsurlarıdır. Ancak, bu sistemlerin yüksek maliyetleri, ekipman kurulumu ve bakım gereksinimleri gibi zorluklar, demiryolu ağlarının tamamına uygulanabilirliğini sınırlamaktadır. Özellikle yüksek yolcu ve sefer trafiğine sahip bölgelerde, kaza riskinin belirgin şekilde yüksek olduğu durumlarda sinyalizasyon sistemleri kritik bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır. Bununla birlikte, sefer yoğunluğunun düşük olduğu, günde sadece birkaç araç hareketinin gerçekleştirildiği ve elektrik altyapısı tesis edilmemiş bölgelerde sinyalizasyon sistemlerinin kurulumu, ek zorluklar getirir. Bu tür bölgelerde, kazaları önlemek amacıyla çeşitli destek sistemleri geliştirilmekte ve kullanılmaktadır.
Bu çalışma, hava araçlarında kullanılan radyo frekans tabanlı Trafik Uyarı ve Çarpışma Önleyici Sistem (TCAS)'in demiryolu araçlarına uyarlanmış bir modelinin kavramsal tasarımını sunmakta olup, düşük maliyetli ve kolay kurulum seçenekleri ile ilgili önerilerde bulunmaktadır. Ayrıca düşük bant genişliği ve veri iletim kısıtları nedeniyle kullanılması tercih edilmeyen LoRa kablosuz haberleşmesinin ihtiyaca uygun bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.
Çalışmanın sonuçları, sistemin pratik uygulanabilirliği için öneriler sunarak, demiryolu güvenliğinde yenilikçi çözümler geliştirilmesine katkıda bulunmayı hedeflemektedir.

Keywords

Akıllı ulaşım sistemleri, demiryolu sinyalizasyonu, tren çarpışma önleme sistemi

References

• Abdushkour, H., Turan, O., Boulougouris, E., & Kurt, R. E. (2018, 08 22). Denizcilik ve Havacılıkta Çarpışma Önleme Sistemlerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. GMO-Shipmar(212), 20-32.
• Akçil, L., Kurtkaya, M., Dağlı, M. A., & Özmal, K. (2014). An RFID Supported Train Tracking System for Tram Lines. IFAC Proceedings, 46(25), 129-132. https://doi.org/10.3182/20130916-2-TR-4042.00024
• Arjan, a. (2024, 09 02). Airtime calculator for LoRaWAN. GitHub. https://avbentem.github.io/airtime-calculator/ttn/eu868/10,5
• Augustin, A., Yi, J., Clausen, T., & Townsley, W. (2016). A Study of LoRa: Long Range & Low Power Networks for the Internet of Things. Sensors, 16(9), 1466-1473. https://doi.org/10.3390/s16091466
• Avcı, İ., Özarpa, C., Özdemir, M., Kınacı, B. F., & Kara, S. A. (2022). Akıllı ulaşım araçlarında siber güvenlik ve çok katmanlı güvenlik önlemi. Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Uygulamaları Dergisi, 5(1), 22-35. https://doi.org/10.51513/jitsa.1034370
• Burgess, D. W., Altman, S., & M.L., W. (1994). TCAS: ManeuveringAircraft in the Horiwntal Plane. The Lincoln Laboratory Journal, 7(2), 295-312.
• Carlsson, A., Kuzminykh, I., Franksson, R., & Liljegren, A. (2018). Measuring a LoRa Network: Performance, Possibilities and Limitations. NEW2AN ruSMART 2018. St.Petersburg, Russia: Springer, Cham. https://doi.org/doi.org/10.1007/978-3-030-01168-0_11
• Divya, A. L., Kumar, P. R., & Krishna, R. (2023). Revolutionizing the train collision avoidance system- An Indigenous practical implementation System. Industrial Engineering Journal, 52(6), 231-239.
• Erkan, E., Fidan, Ş., & Oğraş, H. (2022). LoRa Modulation based Soccer Pitch Lighting System Application. Gazi University Journal of Science, 10(2), 203-215. https://doi.org/10.29109/gujsc.1031783
• Fatima, M., & Aarti, R. (2023). Train Collision Avoidance System (TCAS) for Safety Enhancement in Indian Railways. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research (JETIR), 10(10), d562-d566.
• Liffen, J. (2013). Telegraphy and Telephones. Industrial Archaeology Review, 35(1), 22-39. https://doi.org/10.1179/0309072813Z.00000000014
• Machrouh, J., Blanquart, J.-P., Baufreton, P., Boulanger, J.-L., Delseny, H., Gassino, J., Ladier, G., Ledinot, E., Leeman, M., Astruc, J.-M., Quéré, P., Ricque, B., & Deleuze, G. (2012). Cross domain comparison of System Assurance. Embedded Real Time Software and Systems (ERTS2012). Toulouse, France: Embedded France. https://www.researchgate.net/publication/228446034_Cross_domain_comparison_of_System_Assurancedoi
• Özbulat, Ö., Yaşar, Ş. Ş., & Tiryakioğlu, İ. (2022). Hassas Nokta Konumlama Yönteminde GNSS Ölçü Süresi-Konum Doğruluğu İlişkisinin Araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(4), 814-823. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1105538
• Raylı Sistem Teknolojisi. (2013). Fren Dinamiği ve Seyir Süresi. T.C. Milli Eğitim Bakanlığı.
• Strang, T., Meyer zu Hörste, M., & Gu, X. (2006). A Railway Collision Avoidance System exploiting Ad-hoc Inter-Vehicle Communications and GALILEO. 13th World Congress and Exhibition on Intelligent Transportation Systems and Services (ITS 2006). London. https://elib.dlr.de/44434/
• TCDD. (2024, 08 05). TCDD - Hakkında. Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları. https://www.tcdd.gov.tr/kurumsal/hakkinda
• Villarim, M. R., Luna, J. V., Medeiros, D. d., Pereira, R. I., Souza, C. P., Baiocchi, O., & Martins, F. C. (2019). An Evaluation of LoRa Communication Range in Urban and Forest Areas: A Case Study in Brazil and Portugal. Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON). Vancouver, BC, Canada: IEEE. https://doi.org/10.1109/IEMCON.2019.8936194
• Welch, J., & Orlando, V. (1983). Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS): A Functional Overview of Minimum TCAS II. Lincoln Laboratory Massacchusetts Institude Of Technology Lexington. https://archive.ll.mit.edu/mission/aviation/publications/publication-files/atc-reports/Welch_1983_ATC-119_WW-15318.pdf
• Yasintimur, S., & Tavas, V. (2021). İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 20(2), 297-313.
• Zhang, X., & Tentzeris, M. (2011). Applications of Fast-Moving RFID Tags in High-Speed Railway Systems. International Journal of Engineering Business Management, 3(1), 27-31. https://doi.org/10.5772/45676