celikci
New member
11 Mart 2021’de Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden (DLR) bilim adamları, yarının güvenli, verimli ve esnek tren trafiğine yönelik teknolojilerle iki haftalık bir dizi testi başarıyla tamamladı. DLR’deki araştırma çalışmalarının amacı, raylara daha fazla yolcu ve yük trafiği çekmek, daha az değişiklikle yolcu konforunu artırmak, gerekli hemzemin geçitler için daha iyi koruma sağlamak ve rotayı optimize etmek için daha esnek bir tren bileşimi sağlamaktır. kapasiteler. Bunun için demiryolu taşımacılığının daha fazla otomasyona ihtiyacı var. DLR, işbirliği ortaklarıyla birlikte bu tür yeni çözümlere olanak sağlamak için gerekli iletişim ve navigasyon süreçlerini geliştiriyor. Ölçüm çalışmaları, DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsünden iki proje ekibini Halle’den Göttingen, Berlin, Münih ve Herrsching üzerinden Augsburg’a götürdü. Özel donanımlı bir yüksek hızlı tren olan Deutsche Bahn’ın “gelişmiş TrainLab”ı, gemide yüksek frekans teknolojisi, özel antenler ve sensörler bulunan bir haddeleme laboratuvarı olarak kullanıldı.
“V2X-DuRail” projesinde, DLR ekibi özellikle trenler, kısmi trenler ve vagonlar arasında ve karşıdan karşıya geçen karayolu trafiği ile güvenli iletişim sağlamayı amaçlayan beş gigahertz frekans bandındaki radyo sistemlerini araştırıyor. Geleceğin demiryolu sistemi için, herhangi bir zamanda bir trenin nerede olduğunu, ne kadar sürdüğünü ve hala tamamlanıp tamamlanmadığını güvenilir bir şekilde belirleyebilmek de önemlidir. “IMPACT” proje ekibi, manyetik alan ölçümlerini kullanan ve aynı zamanda uydu navigasyonunun sınırlarına ulaştığı yerlerde çalışan yeni bir yerelleştirme yöntemi geliştiriyor.
Trenler ve arabalar arasındaki iletişim
Mart ayının ilk haftasında, ölçümler “V2X-DuRail” projesine (dijital, şehir içi tren iletişimi için araçtan her şeye radyo) odaklandı. Geleceğin trafik sistemleri giderek daha fazla dijitalleşecek ve ağa bağlanacaktır. Bu, örneğin sürücüleri ve tren makinistlerini birbirlerine işaret ederek hemzemin geçitleri daha güvenli hale getirmeyi mümkün kılar. Raylı ulaşımda özellikle tren kontrol ve kablosuz haberleşmeli tren kontrol sistemleri daha da yaygınlaştırılmaktadır. Bu tür kanallar, örneğin altyapıdan daha iyi faydalanmak ve diğer trenler veya arabalarla çarpışmayı önlemek için kurulabilir. Aynı zamanda, çevre kirliliği azalırken yoldaki verimliliğin, konforun ve güvenliğin artmasını sağlayan radyo tabanlı iletişim sistemleriyle araçlar giderek daha fazla donatılıyor. Bu radyo sistemleri, ağa bağlı ve otonom sürüş için gereklidir.
Ancak, mevcut ve gelecekteki karayolu ve demiryolu trafiğindeki radyo sistemleri birbirini etkileyebilir. Bu, özellikle araç yoğunluğunun yüksek olduğu kentsel alanlarda aksamalara neden olabilir. Ek olarak, kentsel kanyonlar veya köprüler gibi zor sinyal yayma ortamları vardır. Ancak, güvenlik açısından kritik uygulamalar için güvenilir iletişim şarttır.
Bu nedenle, DLR bilim adamları tarafından gerçekleştirilen ilk test serisi, hangi faktörlerin radyo iletimini ne ölçüde etkilediğini ve hangi karşı önlemlerin etkili olduğunu bulmayı amaçladı. Yüksek kaliteli ölçüm teknolojisi ile donatılan test treninde, diğer yol kullanıcılarından çeşitli radyo sinyalleri alındı ve hassas bir şekilde ölçüldü. Trene ek olarak, proje ekibi iki ölçüm aracı ve toplam dört farklı telsiz sistemi kullandı. Elde edilen veriler, trenler ve diğer yol kullanıcıları arasındaki mevcut ve gelecekteki iletişimi daha güvenilir hale getirmek için kullanılır. Sürüş manevraları da Demiryolu Çarpışma Önleme Sistemi (RCAS) aracılığıyla koordine edildi. Bu radyo sistemi, tren çarpışmalarını önlemek için DLR’de geliştirildi ve artık bir ürün olarak piyasada mevcut.
Manyetik alan kullanarak konum belirleme
Şimdiye kadar trenler, geçiş noktalarında dingil sayaçları kullanılarak yerelleştirildi – bu bölümler birkaç kilometre uzunluğunda olabilir, dingil sayaçlarının kurulumu karmaşıktır ve bakımı pahalıdır. Uydu tabanlı yer belirleme teknolojisi, kısmen sinyallerinin tünellerde alınamaması nedeniyle yalnızca sınırlı ölçüde kullanılmaktadır. DLR’deki araştırmacılar, “IMPACT” (Trenlerin Çarpışmalarını Önlemek için Akıllı Manyetik Konumlandırma) projesinde, otonom olarak çalışan ve zorlu çalışma koşullarında bile hassas ray konumlandırma sağlayan bir sistem geliştiriyorlar. Trenlerin yerini belirlemek için yerel manyetik alanı kullanırlar ve yapay zekaya güvenirler.
Dünyanın manyetik alanı metaller tarafından değiştirilir. Oluşturulan desen, sözde “manyetik alan imzası”, benzersizdir ve parmak izine benzer. Bu nedenle, her iz kusursuzdur. Güvenilir konum tespiti için manyetik alan çok hassas bir şekilde ölçülür ve bundan benzersiz imza belirlenir.
Mart ayının ikinci haftasında IMPACT proje ekibi, yerelleştirme sistemini gerçek koşullar altında test edebildi ve manyetik alan imzalarını belirleyebildi. Bunu yapmak için Göttingen ve Kassel’den tünel açısından zengin rota boyunca ölçümler yaptılar ve haddeleme laboratuvarının saatte maksimum 200 kilometre hızla ilerlemesine izin verdiler. On kilometre uzunluğundaki bir tünelde, iki hat arasındaki ölçüm noktalarını birkaç kez değiştirdiler, bu da herhangi bir tren tabanlı yer belirleme teknolojisi için özel bir zorluk teşkil ediyor.
Gelecekte, yerelleştirme sistemi, ilgili sensör parametrelerini bağımsız olarak öğrenmek ve böylece mevcut araçlara kolayca uyarlanmak için makine öğrenimini kullanacak. Yeni teknoloji, demiryolu trafiğini özellikle güvenli kılmakla kalmayıp, aynı zamanda daha esnek ve dolayısıyla daha sık trenler sayesinde kullanımı daha verimli hale getirebilir.
Optimum rota kullanımı
Güvenilir kablosuz veri iletimi ve trenlerin yüksek konum belirleme doğruluğu da sanal bağlantı için temel ön koşullardır. Trenler artık mekanik olarak birbirine bağlı değilse, çok esnek bir şekilde bir araya getirilebilir. Farklı güzergâhlara sahip vagonlar bir trende birleştirilip açık yolda giderken diğer trenlere teslim edilebilir. “Dinamik kanatlar” olarak adlandırılan bir lider araç, elektronik bir bağlantı aracılığıyla bir veya daha fazla takipçi aracı kontrol eder. Bu sayede daha yoğun bir tren dizisi ile demiryolu ağının kullanımı daha da arttırılabilir.
IMPACT ve V2X-DuRail ölçüm kampanyalarını tamamladıktan sonra, veriler şimdi Oberpfaffenhofen’de değerlendiriliyor. Elde edilen bilgi, prototip geliştirmeden uygulamaya ve gerekirse endüstriyel ortaklarla ürüne kadar anahtar teknolojilerin daha da geliştirilmesi için kullanılır. Geleceğin demiryolu sistemi için DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, demiryolu taşımacılığının dijitalleşmesini ve katma değerini ileriye taşıyor.
“V2X-DuRail” projesinde, DLR ekibi özellikle trenler, kısmi trenler ve vagonlar arasında ve karşıdan karşıya geçen karayolu trafiği ile güvenli iletişim sağlamayı amaçlayan beş gigahertz frekans bandındaki radyo sistemlerini araştırıyor. Geleceğin demiryolu sistemi için, herhangi bir zamanda bir trenin nerede olduğunu, ne kadar sürdüğünü ve hala tamamlanıp tamamlanmadığını güvenilir bir şekilde belirleyebilmek de önemlidir. “IMPACT” proje ekibi, manyetik alan ölçümlerini kullanan ve aynı zamanda uydu navigasyonunun sınırlarına ulaştığı yerlerde çalışan yeni bir yerelleştirme yöntemi geliştiriyor.
Trenler ve arabalar arasındaki iletişim
Mart ayının ilk haftasında, ölçümler “V2X-DuRail” projesine (dijital, şehir içi tren iletişimi için araçtan her şeye radyo) odaklandı. Geleceğin trafik sistemleri giderek daha fazla dijitalleşecek ve ağa bağlanacaktır. Bu, örneğin sürücüleri ve tren makinistlerini birbirlerine işaret ederek hemzemin geçitleri daha güvenli hale getirmeyi mümkün kılar. Raylı ulaşımda özellikle tren kontrol ve kablosuz haberleşmeli tren kontrol sistemleri daha da yaygınlaştırılmaktadır. Bu tür kanallar, örneğin altyapıdan daha iyi faydalanmak ve diğer trenler veya arabalarla çarpışmayı önlemek için kurulabilir. Aynı zamanda, çevre kirliliği azalırken yoldaki verimliliğin, konforun ve güvenliğin artmasını sağlayan radyo tabanlı iletişim sistemleriyle araçlar giderek daha fazla donatılıyor. Bu radyo sistemleri, ağa bağlı ve otonom sürüş için gereklidir.
Ancak, mevcut ve gelecekteki karayolu ve demiryolu trafiğindeki radyo sistemleri birbirini etkileyebilir. Bu, özellikle araç yoğunluğunun yüksek olduğu kentsel alanlarda aksamalara neden olabilir. Ek olarak, kentsel kanyonlar veya köprüler gibi zor sinyal yayma ortamları vardır. Ancak, güvenlik açısından kritik uygulamalar için güvenilir iletişim şarttır.
Bu nedenle, DLR bilim adamları tarafından gerçekleştirilen ilk test serisi, hangi faktörlerin radyo iletimini ne ölçüde etkilediğini ve hangi karşı önlemlerin etkili olduğunu bulmayı amaçladı. Yüksek kaliteli ölçüm teknolojisi ile donatılan test treninde, diğer yol kullanıcılarından çeşitli radyo sinyalleri alındı ve hassas bir şekilde ölçüldü. Trene ek olarak, proje ekibi iki ölçüm aracı ve toplam dört farklı telsiz sistemi kullandı. Elde edilen veriler, trenler ve diğer yol kullanıcıları arasındaki mevcut ve gelecekteki iletişimi daha güvenilir hale getirmek için kullanılır. Sürüş manevraları da Demiryolu Çarpışma Önleme Sistemi (RCAS) aracılığıyla koordine edildi. Bu radyo sistemi, tren çarpışmalarını önlemek için DLR’de geliştirildi ve artık bir ürün olarak piyasada mevcut.
Manyetik alan kullanarak konum belirleme
Şimdiye kadar trenler, geçiş noktalarında dingil sayaçları kullanılarak yerelleştirildi – bu bölümler birkaç kilometre uzunluğunda olabilir, dingil sayaçlarının kurulumu karmaşıktır ve bakımı pahalıdır. Uydu tabanlı yer belirleme teknolojisi, kısmen sinyallerinin tünellerde alınamaması nedeniyle yalnızca sınırlı ölçüde kullanılmaktadır. DLR’deki araştırmacılar, “IMPACT” (Trenlerin Çarpışmalarını Önlemek için Akıllı Manyetik Konumlandırma) projesinde, otonom olarak çalışan ve zorlu çalışma koşullarında bile hassas ray konumlandırma sağlayan bir sistem geliştiriyorlar. Trenlerin yerini belirlemek için yerel manyetik alanı kullanırlar ve yapay zekaya güvenirler.
Dünyanın manyetik alanı metaller tarafından değiştirilir. Oluşturulan desen, sözde “manyetik alan imzası”, benzersizdir ve parmak izine benzer. Bu nedenle, her iz kusursuzdur. Güvenilir konum tespiti için manyetik alan çok hassas bir şekilde ölçülür ve bundan benzersiz imza belirlenir.
Mart ayının ikinci haftasında IMPACT proje ekibi, yerelleştirme sistemini gerçek koşullar altında test edebildi ve manyetik alan imzalarını belirleyebildi. Bunu yapmak için Göttingen ve Kassel’den tünel açısından zengin rota boyunca ölçümler yaptılar ve haddeleme laboratuvarının saatte maksimum 200 kilometre hızla ilerlemesine izin verdiler. On kilometre uzunluğundaki bir tünelde, iki hat arasındaki ölçüm noktalarını birkaç kez değiştirdiler, bu da herhangi bir tren tabanlı yer belirleme teknolojisi için özel bir zorluk teşkil ediyor.
Gelecekte, yerelleştirme sistemi, ilgili sensör parametrelerini bağımsız olarak öğrenmek ve böylece mevcut araçlara kolayca uyarlanmak için makine öğrenimini kullanacak. Yeni teknoloji, demiryolu trafiğini özellikle güvenli kılmakla kalmayıp, aynı zamanda daha esnek ve dolayısıyla daha sık trenler sayesinde kullanımı daha verimli hale getirebilir.
Optimum rota kullanımı
Güvenilir kablosuz veri iletimi ve trenlerin yüksek konum belirleme doğruluğu da sanal bağlantı için temel ön koşullardır. Trenler artık mekanik olarak birbirine bağlı değilse, çok esnek bir şekilde bir araya getirilebilir. Farklı güzergâhlara sahip vagonlar bir trende birleştirilip açık yolda giderken diğer trenlere teslim edilebilir. “Dinamik kanatlar” olarak adlandırılan bir lider araç, elektronik bir bağlantı aracılığıyla bir veya daha fazla takipçi aracı kontrol eder. Bu sayede daha yoğun bir tren dizisi ile demiryolu ağının kullanımı daha da arttırılabilir.
IMPACT ve V2X-DuRail ölçüm kampanyalarını tamamladıktan sonra, veriler şimdi Oberpfaffenhofen’de değerlendiriliyor. Elde edilen bilgi, prototip geliştirmeden uygulamaya ve gerekirse endüstriyel ortaklarla ürüne kadar anahtar teknolojilerin daha da geliştirilmesi için kullanılır. Geleceğin demiryolu sistemi için DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, demiryolu taşımacılığının dijitalleşmesini ve katma değerini ileriye taşıyor.