Yeni 5G (beşinci nesil) mobil telsiz sistemleri, güvenilir, güvenli ve kablosuz veri iletimi sağlar. Bu, demiryolu taşımacılığında sanal bağlantıya, yani tren hareket halindeyken daha uzun, sanal birimler oluşturmak için trenlerin bağımsız ve temassız bağlantısına olanak tanır. RWTH Aachen Üniversitesi’ndeki bir ölçüm kampanyası sırasında, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki (DLR) araştırmacılar, bu uygulama için geliştirilen bir milimetre dalga radyo sistemini kullanarak trenlerin birbirleriyle yüksek veri hızlarında ve minimum gecikmeyle iletişim kurup kuramayacağını araştırdı. İlk sonuçlar, istikrarlı ve güvenli iletişimin yaklaşık 130 metre mesafeye kadar mümkün olduğunu gösteriyor.
Dijitalleşme, demiryolu taşımacılığında daha fazla verimlilik ve esneklik sağlıyor
Trenlerin otomatik olarak bağlanması ve tek tek tren vagonlarının veya tüm trenlerin sanal bağlantısı, demiryolu taşımacılığında daha fazla esneklik ve verimliliğe yönelik önemli bir adımdır. Milimetre aralığında (63 ve 64 GHz) radyo dalgası iletimi, trenler arasında güvenli ve hızlı iletişim için uygundur. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, mobil iletişimde hala çok az kullanılan bu frekans aralığı için yeni bir tür milimetre dalga radyo modülü geliştirdiler. Proje yöneticisi ve ekip lideri Stephan Sand, “Tren trafiğinde güvenli otomasyon için, yüksek tren hızları gibi en zor koşullarda bile veri iletiminin gerçek zamanlı olarak çalışması gerekir. Bu nedenle, ölçüm kampanyamızda iletim özelliklerini inceledik” diyor. iletişim sistemleri için.
Ölçüm kampanyası, tren vagonları arasındaki iletişimi inceliyor
Araştırmacılar, ölçüm kampanyalarının bir parçası olarak, Aachen’deki bir demiryolu test sahasında kısa ve orta mesafelerde tren vagonları arasındaki aktarım olanaklarını incelediler. Araştırmacılar, Avrupa’da ilk kez milimetre dalga bandında trenler arasındaki radyo yayılımının dinamik ölçümlerini gerçekleştirebildiler. RWTH Aachen’deki Raylı Araçlar ve Taşıma Sistemleri Enstitüsü (IFS), ölçümlerin demiryoluna özgü koşullar altında gerçekleştirilmesini sağlayan iki kendinden tahrikli test vagonu sağladı. Milimetre dalga radyo modülleri, tren vagonlarının kaplinlerine monte edildi. Sand, “İletim özelliklerine ek olarak, bu test düzeneğini tren titreşimlerinin ve bağlantı sürecinin milimetre dalga sistemleri üzerindeki etkisini analiz etmek için de kullanabildik” diye açıklıyor.
RWTH Aachen’in pistleri, en küçük alanlarda çeşitli farklı çevre koşulları sunar. Bu sayede açık ortam, platform yanı, ağaç ve çalı yanı gibi farklı ortamlarda otomatik kaplin manevraları yapılabilmekte, düz ve eğimli yol kesitleri karşılaştırılabilmektedir. İletim özelliklerini analiz etmek için, milimetre dalga sinyalleri, DLR tarafından geliştirilen ve radyo sinyallerini analiz eden ve iyileştiren bir ölçüm cihazı olan DLR “Channel Sounder” ile kaydedildi.
Güvenlik açısından kritik verilerin radyo aracılığıyla değiş tokuşu mümkündür
İlk sonuçlar, milimetre dalgaları yoluyla iletişimin 130 metreye kadar daha uzun mesafelerde bile mümkün olduğunu göstermiştir. Bu umut verici bir bulgu çünkü gelecekte fiziksel olarak bağlı tren vagonları, kablosuz tren kontrol ve izleme sistemlerini (TCMS) etkinleştiren milimetre dalga radyo bağlantıları aracılığıyla güvenlik açısından kritik verileri de iletebilecek. Kablosuz TCMS, mevcut kablolu TCMS’ye göre birçok avantaj sunar. İlk olarak, kablosuz TCMS, 100’den fazla hassas elektrik kontağı içeren elektrik kuplörüne ek, son derece güvenli bir iletim yolu sağlar. Elektrik kaplinleri, bağlantı sırasında ağır elektromekanik olarak yüklendiğinden ve ayrıca hava koşullarına maruz kaldığından, genellikle arızalanır ve onarılmaları gerekir. Bu da tren iptallerine ve gecikmelere yol açıyor. Kablosuz TCMS doğası gereği verileri temassız ilettiğinden, burada elektro-mekanik yüklerden kaynaklanan herhangi bir arıza meydana gelmez. Kablosuz TCMS için 5G ultra güvenilir düşük gecikmeli iletişim (uRLLC), bağlantı sırasında trenler arasında kesin ve güvenilir mesafe tahmini sağlar. Bu, bağlantı sürecinin kablosuz TCMS ve 5G uRLLC ile tamamen otomatikleştirilmesine olanak tanır.
Haberler tarafından finanse edilen araştırma programı
Ölçümler, Alman araştırma projesi “Kısa mesafelerde güvenli ve düşük gecikmeli geniş bant iletimi” (SBDist) kapsamında gerçekleştirilmiştir. SBDist, Endüstri 4.0 uygulamaları için “Endüstride güvenilir kablosuz iletişim” (ZDKI) programının amiral gemisi projelerinden biridir. Projeler, çeşitli endüstriyel sektörlerde anahtar teknolojiler geliştirmek için Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (Haberler) tarafından finanse edilmektedir. SBDist projesinde, tren gibi hareketli birimler arasında birkaç metreden fazla büyük miktarda verinin son derece güvenilir ve düşük gecikmeli iletimini sağlayan yeni bir radyo teknolojisi geliştiriliyor. Proje, DLR Yeni Nesil Tren projesi ile yakından bağlantılıdır.
Dijitalleşme, demiryolu taşımacılığında daha fazla verimlilik ve esneklik sağlıyor
Trenlerin otomatik olarak bağlanması ve tek tek tren vagonlarının veya tüm trenlerin sanal bağlantısı, demiryolu taşımacılığında daha fazla esneklik ve verimliliğe yönelik önemli bir adımdır. Milimetre aralığında (63 ve 64 GHz) radyo dalgası iletimi, trenler arasında güvenli ve hızlı iletişim için uygundur. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, mobil iletişimde hala çok az kullanılan bu frekans aralığı için yeni bir tür milimetre dalga radyo modülü geliştirdiler. Proje yöneticisi ve ekip lideri Stephan Sand, “Tren trafiğinde güvenli otomasyon için, yüksek tren hızları gibi en zor koşullarda bile veri iletiminin gerçek zamanlı olarak çalışması gerekir. Bu nedenle, ölçüm kampanyamızda iletim özelliklerini inceledik” diyor. iletişim sistemleri için.
Ölçüm kampanyası, tren vagonları arasındaki iletişimi inceliyor
Araştırmacılar, ölçüm kampanyalarının bir parçası olarak, Aachen’deki bir demiryolu test sahasında kısa ve orta mesafelerde tren vagonları arasındaki aktarım olanaklarını incelediler. Araştırmacılar, Avrupa’da ilk kez milimetre dalga bandında trenler arasındaki radyo yayılımının dinamik ölçümlerini gerçekleştirebildiler. RWTH Aachen’deki Raylı Araçlar ve Taşıma Sistemleri Enstitüsü (IFS), ölçümlerin demiryoluna özgü koşullar altında gerçekleştirilmesini sağlayan iki kendinden tahrikli test vagonu sağladı. Milimetre dalga radyo modülleri, tren vagonlarının kaplinlerine monte edildi. Sand, “İletim özelliklerine ek olarak, bu test düzeneğini tren titreşimlerinin ve bağlantı sürecinin milimetre dalga sistemleri üzerindeki etkisini analiz etmek için de kullanabildik” diye açıklıyor.
RWTH Aachen’in pistleri, en küçük alanlarda çeşitli farklı çevre koşulları sunar. Bu sayede açık ortam, platform yanı, ağaç ve çalı yanı gibi farklı ortamlarda otomatik kaplin manevraları yapılabilmekte, düz ve eğimli yol kesitleri karşılaştırılabilmektedir. İletim özelliklerini analiz etmek için, milimetre dalga sinyalleri, DLR tarafından geliştirilen ve radyo sinyallerini analiz eden ve iyileştiren bir ölçüm cihazı olan DLR “Channel Sounder” ile kaydedildi.
Güvenlik açısından kritik verilerin radyo aracılığıyla değiş tokuşu mümkündür
İlk sonuçlar, milimetre dalgaları yoluyla iletişimin 130 metreye kadar daha uzun mesafelerde bile mümkün olduğunu göstermiştir. Bu umut verici bir bulgu çünkü gelecekte fiziksel olarak bağlı tren vagonları, kablosuz tren kontrol ve izleme sistemlerini (TCMS) etkinleştiren milimetre dalga radyo bağlantıları aracılığıyla güvenlik açısından kritik verileri de iletebilecek. Kablosuz TCMS, mevcut kablolu TCMS’ye göre birçok avantaj sunar. İlk olarak, kablosuz TCMS, 100’den fazla hassas elektrik kontağı içeren elektrik kuplörüne ek, son derece güvenli bir iletim yolu sağlar. Elektrik kaplinleri, bağlantı sırasında ağır elektromekanik olarak yüklendiğinden ve ayrıca hava koşullarına maruz kaldığından, genellikle arızalanır ve onarılmaları gerekir. Bu da tren iptallerine ve gecikmelere yol açıyor. Kablosuz TCMS doğası gereği verileri temassız ilettiğinden, burada elektro-mekanik yüklerden kaynaklanan herhangi bir arıza meydana gelmez. Kablosuz TCMS için 5G ultra güvenilir düşük gecikmeli iletişim (uRLLC), bağlantı sırasında trenler arasında kesin ve güvenilir mesafe tahmini sağlar. Bu, bağlantı sürecinin kablosuz TCMS ve 5G uRLLC ile tamamen otomatikleştirilmesine olanak tanır.
Haberler tarafından finanse edilen araştırma programı
Ölçümler, Alman araştırma projesi “Kısa mesafelerde güvenli ve düşük gecikmeli geniş bant iletimi” (SBDist) kapsamında gerçekleştirilmiştir. SBDist, Endüstri 4.0 uygulamaları için “Endüstride güvenilir kablosuz iletişim” (ZDKI) programının amiral gemisi projelerinden biridir. Projeler, çeşitli endüstriyel sektörlerde anahtar teknolojiler geliştirmek için Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (Haberler) tarafından finanse edilmektedir. SBDist projesinde, tren gibi hareketli birimler arasında birkaç metreden fazla büyük miktarda verinin son derece güvenilir ve düşük gecikmeli iletimini sağlayan yeni bir radyo teknolojisi geliştiriliyor. Proje, DLR Yeni Nesil Tren projesi ile yakından bağlantılıdır.