Demiryollarında Deprem Uyarı Sistemi

Hepimizin bildiği gibi demiryolları, ekonomik ve güvenli bir taşıma sistemidir. Bu sistemin, başta güvenli işleyebilmesi, pek çok teknoloji ve ince hesaplar gerektirir. Örneğin; raylarda oluşan ve zamanında fark edil(e)meyen ufak bir deformasyon, ileride büyük kazalara sebebiyet verebilmektedir. Periyodik bakım ve kontrollerin, zamanında ve titizlikle yapılması gerekmektedir.

Rayların geometrisinin bozulmasının pek çok sebebi vardır. Bu sebeplerden biride deprem olarak bildiğimiz yer hareketleridir. Bu yazıda, pek çoğumuzun hatırlamak istemediği fakat, yağmur gibi, rüzgar gibi bir doğal olay olan depremlerin oluş esnasında, demiryolu trafiğini durdurmak veya güvenli bir hıza düşürmek suretiyle, olası ray, köprü veya viyadük deformasyonlarından en az hasarla etkilenerek, demiryollarında güvenliğin nasıl bir kat daha arttırıldığını anlatmaya çalışacağım.

Demiryollarında gelişmiş ülkeler arasında depremlerden en çok etkilenen ülke, hepimizin bildiği gibi Japonya’dır. Bu olayı doğal bir olay olarak gören Japonlar, depremle yaşamayı öğrenmiş, buna karşı araştırmalar yaparak gerekli teknolojiyi geliştirmişlerdir. Tabi ki depremin olacağı gün ve saat halen bilinmez bir olgudur. Alınacak önlemlerin başında, kesin zamanı bilinemeyen bu doğal olayın, oluş esnasında güvenliği en üst düzeyde sağlamak gelmektedir. Japon Demiryollarında, bu konuyla ilgili araştırmalar halen sürmekte, hatta üniversiteler nezdinde tezler de hazırlanmaktadır. Günümüzde kullanılan ve halen geliştirilmekte olan bir sistemin İngilizce metnini aşağıdaki linkte görülebilir. Metin içerisindeki şekiller, sistemin çalışmasını anlamaya yardımcı olacaktır.

http://www.jrtr.net/jrtr43_44/pdf/f69_Ish.pdf

Depremlerin büyüklüğüne bağlı olarak yüzeyde meydana getirdiği deformasyonlar, pek tabi ki demiryolu sistemini de olumsuz etkilemektedir. Buna ülkemizden bir örnek vermek gerekirse, aşağıdaki resimler 17 Ağustos 1999 depremi sonrasında İzmit’te çekilmiştir.

Sistemden kaynaklanan geç iletişim sonucu, gece seyir halinde olan bir trenin, yukarıdaki resimde görülen şekildeki raylara girmesinin doğuracağı sonuçlar, hepimizin bilgisi dâhilindedir. Bir de bu trenin hızlı tren olduğunu ve maksimum livre hızıyla seyahat ettiği düşünülürse, bu olay tam bir faciaya dönüşür. Benzer durum, köprü ve viyadükler için de geçerlidir. Raylarda kopma olmadığı müddetçe merkezi sinyalizasyon, hasarlı bloğu kapatmaz.

Demiryollarında, deprem uyarı sistemleri iki şekilde çalışmalarına rağmen temelde aynı prensibi güderler. Biri, otomatik, diğeri ise deprem olduğu anda dispeçerin, seyir halindeki trenlere bilgi vermesi yoluyla olmaktadır. Elektrikli demiryolu sistemlerinde ilk düşünülen çalışmalar, merkezi elektrik sistemini kesmek yönünde olmuştur. Tabi ki başta hızlı trenler ve şehir içi raylı taşımacılık için düşünülen bu sistem,  dizelle çalışan konvansiyonel trenler için etkili olmamakta, bu trenlere erişimin hızlı bir şekilde sağlanması süreci gecikebilmektedir. Bu sorunun çözümü olarak, merkezi sinyalizasyonun trenleri durdurması yolu seçilmiştir. Demiryolunun yakınından veya üzerinden geçtiği fay hatlarının olduğu bölgelerde veya olası bir depremde etkilenecek bölgelerde, sinyal blok aralıkları sıklaştırılır. Böylece makiniste en kısa sürede durması veya deprem küçük şiddetliyse güvenli hızda gitmesi gerektiği bilgisi verilir.

Burada önemli bir husus daha vardır. Proje aşamasında, demiryolu hattının geçtiği bölgelerin depremsellik bilgisi ve yer hareket şekilleri konusunda, hattı yapan firmanın, bu konuyla ilgili kurum ve buna bağlı olarak, jeofizik mühendisleriyle yer hareketleri konusunda titiz bir çalışma yapması gerekmektedir. Depremi oluşturan faylar çeşitlilik arz etmektedir. Yukarıdaki resimlerde görünen yanal kaymalara sahip faylar haricinde dikey hareket eden ve birbirinden uzaklaşarak çöküntüler oluşturan faylar da vardır.

Demiryolu inşası sırasında, bu bilgilerin dikkate alınması ve ona göre önlem alınması gerekmektedir. İkinci bir husus ta, ulusal deprem izleme ağından gelen bilgilerin anlık olarak demiryolu trafik kontrol merkezine ulaştırılmasıdır. Yerleşim alanlarından uzak ve olası deprem üretebilen bölgelere, yeraltındaki hareketleri izlemek amacıyla sismometreler yerleştirilir. Deprem oluş anında, bu sismometrelerden gelen bilgiler ışığında depremin büyüklüğü ve oluş yeri tespit edilir. Bu bilgilerin anında demiryollarına nakledilmesi, depremin etkilediği bölgelerdeki tren trafiğini durdurmak veya küçük ya da orta ölçekli bir deprem ise, güvenli hıza düşürmek açısından çok önemlidir.

Bundan sonrası ise, tren trafik kontrol sistemine kalmıştır. Işıklı uyarı sistemlerinin haricinde, bu konuda günümüzde en etkili sistemin GSM-R olduğu bir gerçektir. Bu hayati bilginin, trene iletilmesi için bir sonraki blok sinyaline gelmesi beklenmez ve anında iletilir. Demiryollarında GSM-R teknolojisinin kullanılmasının farklı bir önemi daha ortaya çıkmaktadır. Bu teknolojinin kullanılmadığı hatlarda ise, yukarıda bahsedilen blok aralıkları dikkate alınarak, özellikle ATS sistemlerinin iyi çalışması gerekmektedir. Şunu unutmamak gerekir ki depremler sık yaşanan doğal olaylar değildir. Bu sebepten, mevcut sistemin periyodik bakımı ve uzun süreli sorunsuz çalışması önem arz etmektedir.

Ayrıca, yol bakım ve onarımları için de, bölgenin depremsellik aktivitesi önemlidir. Küçük ve orta ölçekli depremler, yolun geometrisinin sınır değerlere yaklaşmasını veya geçmesini etkileyecek faktörlerden biridir. Özellikle hızlı tren hatlarında, yol geometri değer aralıkları çok kısıtlı olduğu için, küçük yer hareketlerinde bile yolun titizlikle kontrol edilmesi gereklidir. Deprem uyarı sisteminden gelen yer hareket bilgileri ışığında, bölgeye yol kontrol ekibi gönderilerek yolun kontrol edilmesi, maksimum güvenlik sağlamaktadır.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Yazar: Ömer Tolga Sümerli