Hi-SimuX

Simülasyon, planlanan sistemlerin test edilmesinde ve optimize edilmesinde büyük öneme sahiptir. İşletme koşullarında büyük bir değişiklik olacaksa (sefer aralığını kısaltmak, eski araçları yenileriyle değiştirmek veya istasyon eklemek gibi), simülasyon bu değişikliğin mevcut sisteme etkisini önceden gösterir.

• İşletme sıklığı (headway) ve tren performansı analizi
• Tek hat işletme testleri
• Farklı koşullar altında tren performans değerlendirmesi
• Tren cer paketinin boyutlandırılması ve optimizasyonu
• Cer gücü sistemi ekipmanlarının boyutlandırılması ve yeterliliğinin doğrulanması
• Katener / 3. ray sistem kapasitesinin belirlenmesi ve yeterliliğinin doğrulanması
• Pantografta ve besleme bölgelerinde minimum, maksimum ve ortalama faydalı gerilim değerleri
• Rejeneratif frenleme enerjisinin kullanımı
• Ray gerilimi ve kaçak akım hesapları
• DC tarafta kısa devre akımı hesapları
• Farklı besleme şekillerinin karşılaştırılması
• Enerji tüketimi ve kayıp hesapları
• Enerji verimli sürüş stratejilerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi

Tatmin edici bir simülasyon için kullanıcının modele girmesi gereken yüzlerce parametre vardır. Başlıca girdiler:

• Hat sayısı, isimleri, uzunlukları, istasyonlar ve bekleme süreleri
• Yatay ve düşey eğimler (kurplar, rampalar), hız sınırları ve maksimum işletme hızı
• Depolar
• Hattaki tren tipleri: başlangıç ve bitiş noktaları, istasyonlar, araç sayısı, işletme sıklığı
• Trafo merkezlerinin sayısı, isimleri, konumları, bölge izolatörleri, katener ve ray verileri
• Araç uzunluğu, ağırlığı, cer gücü, maksimum hızlanma ve yavaşlama ivmesi

Tüm sistem parametreleri ve nesneleri modele son derece kullanıcı dostu, şematik bir arayüzle girilir ve yatay olarak ölçeklendirilmiş bir hat şemasında gösterilir. Aynı modelde çok sayıda farklı tren tipi ve kompozisyonu kullanılabilir; tren konumları sürekli güncellenir ve herhangi bir parametrenin zaman içindeki değişimi simülasyon çalışırken izlenebilir. Simülasyon sürerken arıza koşulları da oluşturulabilir; şemadaki tüm öğeler dinamiktir ve farenin sağ ve sol tuşlarıyla kullanılır.

Hi-SimuX’in kullanıcı arayüzleri C# (.NET) ortamında hazırlanmıştır. Giriş verileri menü pencereleriyle girilir; veriler Not Defteri veya Excel’den düz metin ya da XML biçiminde de aktarılabilir. MATLAB™ ve Mathematica™ gibi bilimsel programlarla veri değişimi mümkündür.

Yeni hatlarda ve uzatmalarda en uygun maliyetli cer gücü tasarımı için Hi-SimuX ile normal, arızalı trafo merkezi ve acil durum işletme koşullarının detaylı analizi yapılır. Çıktılar projeye göre değişir; trafo merkezlerinden ve fiderlerden çekilen güç ve akımın anlık değerlerini ve farklı süreler için RMS değerlerini içerir. Tasarımı destekleyen diğer çıktılar:

• Tren gerilim seviyeleri
• Fider anlık ve RMS akımları
• Toprağa göre ray gerilimi (“dokunma gerilimi”) ve kaçak akımlar

Yıllar önce tasarlanıp inşa edilmiş cer gücü sistemleri iyileştirme gerektirebilir; peki en uygun maliyetli yatırım planı hangisidir? Hi-SimuX, mevcut trafo merkezlerinin, OCS / üçüncü rayın ve güç kablolarının yeterli olup olmadığını, özellikle hizmet sıklaştıkça ve yeni araçlar geldikçe hangi iyileştirmelerin gerektiğini belirler. Kapsamlı bir analiz sistemin güçlü ve zayıf yönlerini ortaya koyar.

Hi-SimuX, cer gücü sorunlarına karşı olası çözümleri hızla dener: trafo merkezi eklemek, paralel kablo veya katenere fider teli eklemek, trafo merkezi boşta çıkış gerilimini değiştirmek, rayları, üçüncü rayı / kateneri veya dönüş sistemini iyileştirmek, hatta tarifeyi değiştirmek (sefer aralığı, dizi uzunluğu, hız sınırları).

Kesicilerin koruma ayarları güvenli işletme için son derece önemlidir. Hi-SimuX hattaki kısa devreleri modeller; yakın ve uzak kısa devre akımlarını hesaplayarak manyetik açma ayarına yol gösterir. Ters zamanlı aşırı akım korumalarının röle ayarlarının belirlenmesine de yardım eder. Aşağıdaki tablo, bir hat fider kesicisi için normal ve ters yönde önerilen iki kademeli aşırı akım ayar değerlerini ve sürelerini gösterir.

Trenin ağırlığı ile gücü arasında bir denge vardır; optimum nokta nerededir? Araç planlanan seyir süresini sağlayabilecek mi? Trene motorlu veya treyler bir araç daha eklenirse ne olur? Hi-SimuX’in araç kütüphanesi ve yeni araç modellerini oluşturup düzenleme esnekliği bu analizleri kolaylaştırır.

Raylı sistem bileşenlerinin detaylı modelleri ve hızlı algoritmasıyla Hi-SimuX, bir trenin verilen güzergahta hangi performansla çalışabileceğini, bir rampayı tırmanmaya yetecek güç oranına sahip olup olmadığını ve planlanan yolculuk süresini tamamlayıp tamamlayamayacağını belirler; örneğin dik bir rampadaki trafo merkezi arızalandığında.

Rejeneratif frenleme günümüzde standart bir uygulamadır ve frenleme sırasında üretilen enerjinin fazlasını kullanmak için alternatif teknolojiler üzerinde çalışmalar sürüyor. Cer gücü sistemi ve araç karakteristikleri, geri kazanılan enerjinin kullanılan kısmı artacak şekilde nasıl optimize edilir? Hi-SimuX’in algoritmaları, elektrikli demiryolu ağlarının karbon ayak izini azaltmak ve enerji geri kazanımını geliştirmek için optimizasyon sürecini destekler.

Yeni sistemlerde ve uzatmalarda planlama süreci çok sayıda güzergah alternatifi üretebilir. Hangi güzergah yolculuk süresi ile enerji verimli işletme arasında en iyi dengeyi kurar? Hi-SimuX’in güzergah verilerini dış kaynaklardan farklı biçimlerde alabilen hızlı modelleme yeteneği, tüm alternatiflerin kısa sürede simüle edilmesini sağlar.

Daha çevreci işletme talebi, en fazla enerji tasarrufu sağlayan algoritmaların araştırılmasını teşvik ediyor. Hi-SimuX birçok enerji tasarruf stratejisini modelleyerek verilen sisteme uygunluğunu değerlendirir. Farklı süzülme (boşta gitme) başlangıç noktalarına göre enerji tüketimini ve seyahat süresini hesaplar; çok detaylı optimizasyon problemleri için yapay sinir ağları ve genetik algoritmalarla birlikte kullanılabilir.

Cer gücü sisteminden bağımsız olarak; hat, tren ve sinyalizasyon karakteristiklerinin detaylı modellenmesiyle hat sonu dönüşleri daha gerçekçi incelenir, acil durumlarda işletmenin nasıl etkileneceği ve sistemdeki olası değişikliklerin sinyalizasyona etkisi araştırılır.