Elektrik tahrikli bir tren hareketinin benzetim ortamında modellenmesi ve modelin gerçek bir hat üzerinde doğrulanması


Creative Commons License

Yıldız A., KESKİN K.

Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Uygulamaları Dergisi (Online), cilt.6, sa.1, ss.62-74, 2023 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Ulaşım ve taşımacılık günümüz dünyasında önemli bir yere sahiptir. Gelişen teknoloji ile yolculuk sürelerinin kısalması ve büyüyen nüfus kentsel hareketliliğin artmasına sebep olmaktadır. Hareketlilik yaşam kalitesinin anahtarı ve ekonominin ana unsuru olmakla birlikte ulaşımın her geçen gün gelişmesine paralel olarak toplu taşımanın çevreye olan etkileri ve enerji tüketimi de aynı oranda artmaktadır. Bir raylı sistemi oluşturan parçaların enerji tüketim seviyeleri farklıdır. Açıktır ki enerji tüketiminde en büyük pay treni itmek için üretilen cer kuvvetinin sağlanması aşamasına aittir. Cer enerji tüketimini en ask indirmek için çeşitli optimizasyon yöntemleri mevcuttur. Ancak bunu başarabilmek için gerçek bir tren hareketini benzeten bir tren hareket benzetimine (THB) ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, bir raylı taşıta ait karakteristik özellikler, raylı sistem ağındaki yol özellikleri ve işletime bağlı kısıtlar göz önünde bulundurularak, taşıta ait model MATLAB benzetim ortamında gerçeklenmiştir. Geliştirilen THB ile gerçek tren hareketinin ne kadar doğrulukla gerçekleştirildiğinin tespit edilebilmesi için, Metro İstanbul A.Ş. işletmesine bağlı olan M3 Metro hattındaki trenlerde saha testleri yapılmıştır. Saha ve THB verilerinin karşılaştırılması sonucunda, THB’nin enerji tüketiminde %95, sürede %98, maksimum cer kuvveti ile aynı mesafede ulaşılan hızda %99, boşta giderek ulaşılan hızda %94 ve frenleme mesafesinde %97 doğrulukla, gerçek tren hareketlerini benzetebildiği ortaya koyulmuştur.
Transportation and transportation have an important place in today's world. With the developing technology, the shortening of travel times and the growing population cause an increase in urban mobility. Although mobility is the key to the quality of life and the main element of the economy, in parallel with the development of transportation, the environmental effects and energy consumption of public transportation are increasing at the same rate. The energy consumption levels of the parts that make up a rail system are different. It is clear that the largest share in energy consumption belongs to the stage of providing the traction force produced to propel the train. Various optimization methods are available to minimize the traction energy consumption. However, in order to achieve this, a train motion simulation (TMS) that simulates a real train movement is needed. In this study, the model of a rail vehicle is implemented in the MATLAB simulation environment, taking into account the characteristics of a rail vehicle, road characteristics in the rail system network and operational constraints. In order to determine how accurately the real train movement is carried out with the developed THB, field tests were carried out on the trains on the M3 Metro line operated by the Metro Istanbul company. As a result of the comparison of the field and THB data, it has been revealed that THB can simulate real train movements with 95% accuracy in energy consumption, 98% in time, 99% in speed reached at the same distance with maximum traction force, 94% in coasting speed and 99% in stopping point.