Araştırma Makalesi

Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti

Sayı: 25 1 Ağustos 2026
PDF İndir
EN TR

Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti

Öz

Yüksek hızlı demiryolu hatlarındaki geometri sapmaları, dinamik tekerlek–ray yüklerini artırarak hat aşınmasını ve bileşen arızalarını hızlandırır. Araç üstü sürekli titreşim izleme, duruma dayalı bakım için pratik bir yol sunsa da, etiketli arıza verisinin kıtlığı gözetimli yöntemleri sınırlamaktadır. Bu çalışma, Madrid–Barselona hattında yaklaşık 250 km/s hızla toplanan ham ataletsel ölçüm birimi (IMU) ve Küresel Konumlama Sistemi (GPS) verisini, mekânsal olarak etiketlenmiş anomali göstergelerine dönüştüren tümüyle gözetimsiz dokuz aşamalı bir işlem hattı sunar. Hat; veri odaklı kalibrasyon, spektral ön analiz, kayan pencere kök ortalama kare (RMS) hesabı, medyan mutlak sapma (MAD) tabanlı eşikleme, tepe faktörü alt tiplemesi ve olay birleştirme adımlarını içerir. Yedi öznitelik, dört algoritmayla paralel çözümlenmiştir: Isolation Forest (IF), Local Outlier Factor (LOF), Tek Sınıf Destek Vektör Makinesi (OC-SVM) ve tek boyutlu evrişimli sinir ağı otokodlayıcısı (1D-CNN AE). Gerçek referans etiket bulunmadığından başarım; RMS örtüşmesi, Cohen-d benzeri ayrım skoru ve alıcı işletim karakteristiği eğrisi altındaki alan (ROC-AUC) ile değerlendirilmiştir. IF en keskin ayrımı (ROC-AUC = 0,9722), 1D-CNN AE ise en yüksek RMS örtüşmesini (%59,6) sağlamıştır. IF ile 1D-CNN AE'nin sıralama-normalize, ROC-AUC ağırlıklı yumuşak oylamalı topluluğu, tüm bireysel modelleri geride bırakmıştır (RMS örtüşmesi %72,4; ROC-AUC = 0,9861). Olay birleştirme, 10.681 anomaliyi 21 GPS etiketli olaya indirgeyerek önceliklendirilmiş bir bakım haritası üretmiş ve güvenilir, mekânsal olarak hassas tespitin saha etiketi olmadan mümkün olduğunu doğrulamıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] A. Jamshidi, A. Núñez, R. Dollevoet, ve Z. Li, “Robust and predictive fuzzy key performance indicators for condition-based treatment of squats in railway infrastructure,” Journal of Infrastructure Systems, c.23, sy.3, 2017, doi: 10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000357.
  2. [2] M. A. Sayeed, M. A. Shahin, “Three-dimensional numerical modelling of ballasted railway track foundations for high-speed trains with special reference to critical speed”, Transportation Geotechnics, c. 6, sy. 2, ss. 55–65, 2016, doi: 10.1016/j.trgeo.2016.01.003.
  3. [3] M. Arucu, “Magnetic levitation and intelligent transportation systems: Superconductivity and electrodynamics in maglev trains”, Jitsa, c. 8, sy. 2, ss. 70–87, 2025, doi: 10.51513/jitsa.1721729.
  4. [4] H. Tsunashima, R. Honda, ve A. Matsumoto, “Track condition monitoring based on in-service train vibration data using smartphones,” New Research on Railway Engineering and Transportation, A. G. Hessami ve R. Muttram, Ed. London, UK: IntechOpen, 2023, doi: 10.5772/intechopen.111703.
  5. [5] J. Liu, F. Liu, W. Xie, ve X. Ju, "Track vibration sequence anomaly detection algorithm based on LSTM," Advances in Structural Engineering, c. 26, sy. 9, ss. 1682–1695, 2023, doi: 10.1177/13694332231161104.
  6. [6] B. Bergquist ve P. Söderholm, “Data analysis for condition-based railway infrastructure maintenance,” Qual. Reliab. Eng. Int., c. 31, sy. 5, ss. 773–781, 2015, doi: 10.1002/qre.1634.
  7. [7] W. Wang, W. Hu, W. Wang, X. Xu, M. Wang, Y. Shi, S. Qiu, ve E. Tutumluer, "Automated crack severity level detection and classification for ballastless track slab using deep convolutional neural network," Autom. Constr., c. 124, ss. 103484, 2021, doi: 10.1016/j.autcon.2020.103484.
  8. [8] J. Sresakoolchai ve S. Kaewunruen, "Railway defect detection based on track geometry using supervised and unsupervised machine learning," Structural Health Monitoring, c. 21, sy. 4, ss. 1757–1767, 2022, doi: 10.1177/14759217211044492.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Elektronik Cihaz ve Sistem Performansı Değerlendirme, Test ve Simülasyon, Elektronik, Sensörler ve Dijital Donanım (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

1 Ağustos 2026

Gönderilme Tarihi

6 Haziran 2026

Kabul Tarihi

1 Ağustos 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Sayı: 25

Kaynak Göster

APA
Tasci, M. (2026). Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti. Demiryolu Mühendisliği, 25. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1965385
AMA
1.Tasci M. Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti. Demiryolu Mühendisliği. 2026;(25). doi:10.47072/demiryolu.1965385
Chicago
Tasci, Mustafa. 2026. “Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti”. Demiryolu Mühendisliği, sy 25. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1965385.
EndNote
Tasci M (01 Ağustos 2026) Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti. Demiryolu Mühendisliği 25
IEEE
[1]M. Tasci, “Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti”, Demiryolu Mühendisliği, sy 25, Ağu. 2026, doi: 10.47072/demiryolu.1965385.
ISNAD
Tasci, Mustafa. “Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti”. Demiryolu Mühendisliği. 25 (01 Ağustos 2026). https://doi.org/10.47072/demiryolu.1965385.
JAMA
1.Tasci M. Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti. Demiryolu Mühendisliği. 2026. doi:10.47072/demiryolu.1965385.
MLA
Tasci, Mustafa. “Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti”. Demiryolu Mühendisliği, sy 25, Ağustos 2026, doi:10.47072/demiryolu.1965385.
Vancouver
1.Mustafa Tasci. Yüksek Hızlı Demiryolu Altyapısında Titreşim Tabanlı Anomali Tespiti. Demiryolu Mühendisliği. 01 Ağustos 2026;(25). doi:10.47072/demiryolu.1965385