ENERGY EFFICIENCY IN RAILWAY TRANSPORT: PRACTICAL DRIVING OPTIMISATION IN REGIONAL TRAINS OF IZMIR REGION

Öz

This study aims to provide a comparative analysis of the energy consumption data of Diesel Multiple Unit (DMU) train sets operated in Izmir Region, consisting of four wagons, controlled from both sides, with a passenger capacity of 260 people, for the years 2023 and 2024, and to reveal the effects of energy efficiency strategies on field applications and simulation-supported driving optimizations. Within the scope of the study, the energy performance of the trains was evaluated by calculations based on fuel consumption values, distances traveled and liters/kilometer (l/km). In 2023, a total of 122,119,000 liters of diesel fuel and 523,347,000 kWh of electricity consumption was recorded for all trains operated by TCDD Tasimacilik A.Ş. In 2024, the data obtained as a result of the studies carried out in the Izmir Region showed that although the trains traveled longer distances in total, there were significant reductions in unit consumption values, demonstrating the success of the strategies based on idling, constant speed travel and driver training implemented in the field. In the field tests, energy savings ranging from 4% to 29.27% were achieved in four different trains, with a savings rate of 21.99%. Simulation studies conducted on 54 regional trains at Izmir Regional Directorate contributed to the development of strategies and their successful testing on long-distance lines departing from Basmane. In addition, trainings for engineers, establishment of technical monitoring teams and daily consumption monitoring supported the sustainability of energy efficiency targets. The results show that energy efficiency strategies not only reduce costs but also make a high contribution in terms of emission management. In this context, it is recommended that the strategies developed should be institutionalized and disseminated in all regions and integrated with automated driving support systems.

Anahtar Kelimeler

• Energy Efficiency
• Rail Transport
• Fuel Consumption
• Simulation
• DMU Sets
• Sustainable Transport

DEMİRYOLU TAŞIMACILIĞINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ: İZMİR BÖLGESİ BÖLGESEL TRENLERİNDE UYGULAMALI SÜRÜŞ OPTİMİZASYONU

Öz

Bu araştırma İzmir Bölgesi’nde işletilen ve dört vagondan oluşan, her iki taraftan kumanda edilebilen, 260 kişilik yolcu kapasitesi olan, Dizel Çoklu Birim (DMU) tren setlerine ait 2023 ve 2024 yılı enerji tüketim verilerinin karşılaştırmalı analizini, enerji verimliliği stratejilerinin saha uygulamaları ve simülasyon destekli sürüş optimizasyonları üzerindeki etkilerini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, trenlerin yakıt tüketim değerleri, kat edilen mesafeler ve litre/kilometre (l/km) bazında yapılan hesaplamalarla enerji performansları değerlendirilmiştir. TCDD Taşımacılık A.Ş. tarafından işletilen trenlerin tamamında 2023 yılında toplam 122.119.000 litre motorin ve 523.347.000 kWh elektrik tüketimi kaydedilmiştir. 2024 yılında İzmir Bölgesi'nde yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen veriler, trenlerin toplamda daha uzun mesafe kat etmesine rağmen birim tüketim değerlerinde önemli ölçüde düşüşler yaşandığını ortaya koymuş; bu durum sahada uygulanan boşta gitme, sabit hızda seyir ve sürücü eğitimlerine dayalı stratejilerin başarısını göstermiştir. Gerçekleştirilen saha testlerinde, dört farklı trende %4 ila %29,27 arasında değişen oranlarda enerji tasarrufu sağlanmış, bu tasarruf oranı %21,99 olarak hesaplanmıştır. İzmir Bölge Müdürlüğündeki 54 adet bölgesel trende yürütülen simülasyon çalışmaları, stratejilerin geliştirilmesi ve Basmane çıkışlı uzun mesafeli hatlarda başarıyla test edilmesine katkı sunmuştur. Ayrıca makinistlere yönelik eğitimler, teknik izleme ekiplerinin kurulması ve günlük tüketim takibi gibi uygulamalar, enerji verimliliği hedeflerinin sürdürülebilirliğini desteklemiştir. Sonuçlar, enerji verimliliği stratejilerinin yalnızca maliyetleri azaltmakla kalmayıp emisyon yönetimi açısından da yüksek katkı sağladığını ortaya koymaktadır. Bu bağlamda geliştirilen stratejilerin kurumsallaştırılarak tüm bölgelerde yaygınlaştırılması ve otomatik sürüş destek sistemleriyle entegre edilmesi önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Enerji verimliliği
• Demiryolu taşımacılığı
• Yakıt tüketimi
• Simülasyon
• DMU setleri
• Sürdürülebilir ulaşım

Kaynakça

1. Albert, H., Levin, C., Vietrose, E., & Witte, G. (1995, September). Reducing energy consumption in underground systems.
2. Aydın, M. (2016). Enerji verimliliğinin sürdürülebilir kalkınmadaki rolü: Türkiye değerlendirmesi. Yönetim Bilimleri Dergisi, 14(28), 409–441.
3. Batır, T. (2019). Ulaştırma sektöründe akıllı ulaştırma sistemlerinin etkinliğini arttırmaya yönelik bir model önerisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi).
4. Boynukalın, S., Açıkbaş, S., & Söylemez, M. T. (2021). CBTC sistemlerinde tolere edilebilir seyahat süresi artışı için enerji verimliliği stratejilerinin karşılaştırılması. Demiryolu Mühendisliği, (14), 154–166. https://doi.org/10.47072/demiryolu.941405
5. Dernbach, J. C. (2007). Energy efficiency and conservation as ethical responsibilities: Suggestions for IPCC Working Group III. SSRN. https://doi.org/10.2139/ssrn.1089423
6. Deutsche Bahn AG. (2003, March). Evaluation of energy efficiency technologies for rolling stock and train operation of railways. Berlin.
7. Güler, H., & Evren, G. (2011). Demiryolu hat geometrisi bozulmasının bilgi sistemler destekli modellenmesi. İTÜ Dergisi/d, 5(3).
8. Morea, D. (2021). Improvement of energy savings in electric railways using coasting technique. Energies, 14(3), 1–16. https://doi.org/10.3390/en14030598

9. Patterson, M. G. (1996). What is energy efficiency?: Concepts, indicators and methodological issues. Energy Policy, 24(5), 377–390.
10. Ringel, M., Schlomann, B., Krail, M., & Rohde, C. (2016). Towards a green economy in Germany? The role of energy efficiency policies. Applied Energy, 179, 1293–1303.
11. Taylor, P. G., D’Ortigue, O. L., Francoeur, M., & Trudeau, N. (2010). Final energy use in IEA countries: The role of energy efficiency. Energy Policy, 38(11), 6463–6474.
12. Tuominen, P., Forsström, J., & Honkatukia, J. (2013). Economic effects of energy efficiency improvements in the Finnish building stock. Energy Policy, 52, 181–189.