Velim’deki VUZ Test Merkezi, Çek Cumhuriyeti’nin önde gelen demiryolu test tesisidir. Kapsamlı test yetenekleri ve son teknoloji altyapısı ile tanınmaktadır. Merkez, demiryolu endüstrisindeki üreticileri, operatörleri ve düzenleyici kurumları demiryolu araçları ve bileşenlerinin geliştirilmesi, sertifikalandırılması ve onaylanmasında desteklemektedir. Frenler ve tekerlek kayma koruma sistemleri için en yüksek test standartlarını sağlamak amacıyla, VUZ Test Laboratuvarı, demiryolu araçları testleri sırasındaki ölçümleri için Dewesoft ölçüm sistemlerini kullanmaktadır.
Orta Bohemya Bölgesi’nde sadece 2.000 nüfuslu küçük bir köy olan Velim, Avrupa’nın en büyük tren test merkezlerinden birine ev sahipliği yapmaktadır. Prag’ın 40 kilometre doğusunda bulunan bu köyde, Demiryolu Araştırma Enstitüsü (Výzkumný Ústav Železniční, a.s. – VUZ) benzersiz test ve teknoloji tesislerini işletmektedir.
VUZ Test Merkezi
VUZ, modern endüstriyel tasarımı yüksek teknolojili işlevsellikle birleştirir. Tesis, doğal ve mühendislik ürünü manzaraları bir araya getiren kırsal bir ortamda yer almaktadır. Bununla birlikte, geniş test pistleri ve binaların temiz hatları, pratik kullanımı ve dayanıklılığı vurgulamaktadır.
Genel olarak, VUZ test tesisleri en son teknolojiye ve uzman personele sahiptir. Tesis, demiryolu endüstrisindeki çok çeşitli test ve sertifikasyon ihtiyaçlarını karşılayan kapsamlı yetenekleriyle ünlüdür. Demiryolu araçlarının ve bileşenlerinin geliştirilmesini destekleyerek, bunların güvenliğini, güvenilirliğini ve uluslararası standartlara uygunluğu sağlanmaktadır. Test tesisinin temel özellikleri şunlardır:
- Geniş bir yardımcı avlu,
- Hazırlık ve test için dört salon ve
- Standart Avrupa güç sistemlerine sahip bir güç kaynağı istasyonu: AC 25 kV/50 Hz, AC 15 kV/16,7 Hz ve 750 V ila 3 kV arasında DC.
Tesis ayrıca iki test pistine sahiptir:
- 13,276 km uzunluğunda, maksimum 230 km/s hıza ulaşabilen geniş bir pist ve
- 3,951 km uzunluğunda, maksimum 115 km/s hıza ulaşabilen daha küçük bir pist. Şekil 1, tesisin yerleşim planını göstermektedir.
VUZ Test Laboratuvarı
VUZ Test Laboratuvarı (ZL VUZ), demiryolu araçları, bileşenleri ve demiryolu sistemlerinin test edilmesi için EN 17025 standardına göre akredite edilmiştir. ZL VUZ şunları içerir:
- Dinamik Test Laboratuvarı: demiryolu araçlarının sürüş kalitesi, stabilitesi ve çeşitli çalışma koşulları altındaki davranışları dahil olmak üzere dinamik performansını değerlendirmek için donanımlıdır;
- Mekanik test departmanı: fren sistemi testleri, raydan çıkma güvenliği testleri, gürültü, aydınlatma ve kapı ölçümleri dahil hijyen testleri;
- Elektromekanik test departmanı: ray devreleri ve aks sayıcıları ile EMC testleri, harici elektromanyetik alanların ölçümü, demiryolu araçlarının empedans ölçümleri, çekiş testleri, elektrik güç kaynağı sistemlerinin testleri, akım toplayıcıların testleri.
2010 yılından bu yana, VUZ Test laboratuvarında Dewesoft ölçüm sistemleri kullanılmaktadır. İlk cihazlar, mini dinamik veri kaydedici MINITAUR ve 16 kanalı kaydedebilen USB veri toplama sistemi DEWE-43A idi. O zamandan beri, ölçüm sistemleri genişletilerek 80 kanala ulaşmıştır.
Şu anda çoğu test için EtherCAT veri toplama sistemi modülleri KRYPTON ve SIRIUS modüler veri toplama sistemleri kullanılmaktadır.
Ölçüm sistemlerinin değişkenliği sayesinde mühendisler, tek bir yük vagonunda, otomatik kayıt başlatma ve durdurma dahil olmak üzere, birden fazla demiryolu ünitesinden oluşan trenlerde ölçüm yapabilmektedir.
Çoklu Ünite Elektrikli Tren Testi
VUZ Test Laboratuvarı, özel test pistlerinde gerçek dünya koşullarını simüle ederek frenler ve tekerlek kayma koruma cihazlarının kapsamlı testlerini gerçekleştirir. Bu testler, Test Laboratuvarı’nda yapılan en kapsamlı testler arasındadır.
Testler, fren sistemleri ve tekerlek kayma koruma cihazlarının (WSP) sıkı güvenlik ve performans standartlarını karşıladığından emin olmak için titiz hazırlık, kontrollü uygulama ve ayrıntılı veri analizini içerir. Gelişmiş tesisler ve ekipmanlar, tüm testlerin hassasiyetle gerçekleştirilmesini sağlayarak bu kritik demiryolu bileşenlerinin etkinliği ve güvenilirliği hakkında değerli bilgiler sunar.
Ölçümde Kullanılan Sistemler
Elektrikli çoklu ünite treninin fren sistemlerini test etmek için aşağıdaki kurulum kullanılır:
Veri toplama sistemi;
- 1x SIRIUSi-8×LV: Düşük Gerilim, Tam Köprü, CAN ve USB2 arayüzleri için sekiz kanallı izole SIRIUS dilimi.
- 2x KRYPTONi-1xSTG: Gerilim, Gerinim ve Potansiyometre ölçümleri için tam izolasyona sahip, tek kanallı, sağlam ve dağıtılmış EtherCAT veri toplama sistemi.
- 9x KRYPTON-4xSTG: Gerilim, Gerinim ve Potansiyometre ölçümleri için üç kanallı diferansiyel dilim, sağlam ve dağıtılmış EtherCAT veri toplama sistemi.
- 1x KRYPTONi-1xCAN: sağlam ve dağıtılmış EtherCAT veri toplama sistemi, CAN için tek kanallı izole modül
- 1x ECAT-SYNC-JUNCTION: KRYPtON EtherCAT ve SIRIUS USB cihazları için senkronizasyon dilimi.
- 1x DS-VGPS-HSC: 100 Hz GPS tabanlı konum, hız ve yer değiştirme sensörü.
Sensörler
- Pnömatik basınç sensörleri
- İvmeölçer
- Sıcaklık sensörleri
Yazılım
- DewesoftX veri toplama ve sinyal işleme yazılımı
SIRIUS, neredeyse tüm sinyal ve sensörler için yüksek kaliteli sinyal koşullandırma amplifikatörleri sağlayan çok yönlü ve sağlam bir veri toplama sistemidir. SIRIUS, yüksek dinamik aralık (160 dB) ve galvanik izolasyon sunar ve USB veya EtherCAT® yapılandırmalarında mevcuttur.
KRYPTON, aşırı ve zorlu ortamlarda saha ölçümü için kullanılan EtherCAT protokollü veri toplama sistemidir. Cihazın çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +85°C arasındadır ve 100G’lik yüksek darbe koruması sunar. IP67 koruma derecesine sahiptir.
DS-VGPS-HSC, son derece dinamik GPS tabanlı bir hız sensörü ile senkronize bir zaman tabanı üretecini bir araya getirir. Bu kombinasyon, hareket halindeki araçların hem iç hem de dışındaki birden fazla sistemden verilerin tam ve senkronize bir şekilde alınmasını sağlar. Taşınabilir ve sağlam sistem, konum, hız ve yer değiştirmeyi ölçerek senkronize veri toplama ve gerçek zamanlı hız ölçümü sağlar.
Ölçümleri kaydeden ve izleyen DewesoftX yazılımı, gelişmiş veri kaydetme, analiz, görselleştirme ve raporlama özellikleri sunar.
Test Türleri
Demiryolu araçlarında fren testleri üç ana bölümden oluşur:
- Fren sisteminin parametrelerini belirlemek için yapılan sabit testler,
- Fren etkisini değerlendirmek için yapılan dinamik testler ve
- Tekerlek kayma koruma cihazının doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için yapılan tekerlek kayma koruma testleri.
Test edilen araçlar arasında yük vagonları, yolcu vagonları (tek ve çoklu üniteler), lokomotifler, elektrikli ve dizel motorlu üniteler bulunmaktadır. Veri toplama sisteminin boyutu ve test için kullanılan sensörlerin sayısı, test edilen araca bağlıdır.
Test başlamadan önce bir test spesifikasyonu hazırlanır. Bu test spesifikasyonu, ölçüm miktarlarının bir listesini, kullanılan sensörlerin bir listesini ve bir test programını içerir.
Araç özel bir test hazırlık salonunda hazırlanıp, yardımcı sahada statik testler gerçekleştirilmektedir ve büyük test pistinde dinamik ve tekerlek kayma testleri yapılmaktadır.
Fren testleri sırasında, ana rezervuar borusu ve fren borusu dahil olmak üzere fren sisteminin belirli alanlarındaki basınçları izlenmektedir, fren dağıtıcılarına ve fren silindirlerine giden basınçları kontrol edilmektedir. Ayrıca ivme, araç hızı, mesafe ve fren diski sıcaklıkları da ölçülmektedir.
Statik Testler
Fren sisteminin temel özelliklerini doğrulamak ve bileşenlerinin doğru ve güvenli bir şekilde çalıştığından emin olmak için sabit fren testleri gerçekleştirilir.
Sürücü kabinindeki kontrol sistemleri kullanarak trenin frenleri uygulanmaktadır. Statik testler, manyetik frenleme ile ve manyetik frenleme olmadan acil frenleme, elektro-pnömatik frenleme ve çeşitli hizmet frenleme türleri dahil olmak üzere farklı sistemlerle frenlemeyi içerir.
Fren sisteminin ölçülen dalga formlarından, fren silindirlerinin dolum ve boşaltma sürelerini ve farklı frenleme türleri (acil durum, servis vb.) için elde edilen maksimum basınçlar belirlenir. Ayrıca, kompresör ve fren sisteminin genel işleyişinin doğruluğu kontrol edilir.
Ölçümlerden sonra, sonuçlar analiz edilir, ölçülen miktarların değerlendirilen değerleri tabloya girilir ve test raporu hazırlanır.
Dinamik Testler
Trenlerdeki dinamik fren testinde, tren hareket halindeyken fren sisteminin gerçek çalışma koşulları altında performansı değerlendirilmektedir.
Dinamik testleri, hareket halindeki demiryolu aracının fren performansını belirlemek ve trenin durdurulmasında acil fren sistemlerinin kapasitesini kontrol etmek için kullanırız. Temel prensip, belirli bir hız için ölçülen durma mesafesine göre frenleme yüzdesini belirlemektir.
Ara. belirli bir hızda sürülür ve kontrollü fren manevralarına tabi tutulur. Test prosedürü, çeşitli hızlardan tam duruşları ve manyetik frenleme ile ve manyetik frenleme olmadan acil frenleme, elektro-pnömatik frenleme ile frenleme ve diğer hizmet frenleme türleri gibi farklı frenleme sistemlerinin uygulanmasını içerebilir.
Fren testleri sırasında fren sisteminin performansını kaydetmek için gerçek zamanlı olarak veri toplanır. Veri toplama işlemi, yavaşlama oranlarının, fren mesafelerinin ve fren kuvveti dağılımının ölçülmesini içerir.
Toplanan veriler analiz edilerek fren sisteminin performansı değerlendirilir. Fren mesafesi, fren kuvveti tutarlılığı ve fren bileşenlerindeki sıcaklık artışı gibi temel ölçütler değerlendirilir.
Tekerlek Kayma Koruma Testleri
Tekerlek Kayma Koruma (WSP) sistemi testleri, frenlerin doğru çalıştığını doğrulayan dinamik testlerin bir parçasıdır. WSP cihazı, özellikle düşük ray yapışma koşullarında frenleme sırasında tekerleklerin kaymasını ve kilitlenmesini önler.
Tekerlek kayma koruma cihazını test etmek için özel hız sensörleri CAN veriyolu aracılığıyla ölçüm sistemine bağlanır. Hız sensörünün temel işlevi, aks ucuna monte ettiğimiz fonik tekerleğin dönüşüyle üretilen sinyalleri algılamaktır.
Bu sensörler aracılığıyla, test aracının her bir aksının hızı, elektro-pnömatik valflerin çalışması ve gerekirse elektrodinamik frenlerin fren kuvveti izlenir.
Araca WSP cihazları takılır ve kalibre edilir. Sensör kurulumu, fren testlerinde kullanılan kurulumla benzerdir. Sensörler, tekerlek dönüş hızı, fren gücü ve diğer ilgili parametrelerin sürekli izlenmesini sağlar.
Ardından, WSP cihazlarının kritik öneme sahip olacağı koşullar simüle edilir. Frenleme sırasında aracın tekerleklerinin altına sabunlu su dökülerek düşük tekerlek ve ray yapışması simüle ediliyor. Tekerlek kaymasını tetiklemek için, aracı ani duruşlar, hızlı yavaşlamalar ve farklı yapışma özelliklerine sahip yüzeylerde frenleme dahil olmak üzere çeşitli frenleme senaryolarına tabi tutulur.
Testler, tek tek aksların anlık hızlarını ve ilgili WSP valflerinin durumunu değerlendirir. Bu değerlendirme, trenin üstün kontrol sistemine gönderilen WSP çıkışlarını (örneğin, kapıları kilitlemek, elektromanyetik ray frenini etkinleştirmek) ve yapışma katsayısının başlangıç değerini de içerir.
Ölçüm ve değerlendirme sistemi, araç durduktan hemen sonra bireysel testin geçerliliğinin belirlenmesini ve yapışma katsayısını azaltmak için kullanılan çözelti konsantrasyonunu ayarlamak gibi olası önlemlerin değerlendirilmesini sağlar.
Standartlar ve Uygulama Belgeleri
Uluslararası ve Avrupa standartlarının yanı sıra, test edilen aracın çalışacağı ülkelerin ulusal teknik kuralları ile de çalışılmaktadır.
Testler için gerekli belgeler, Avrupa Birliği belgeleri olan Teknik Özellikler için İşbirliği (TSI) belgeleridir. TSI’lar, Avrupa Birliği demiryolu sisteminin işbirliğini sağlamak için her bir alt sistemin veya alt sistemin bir parçasının uyması gereken teknik ve operasyonel standartları tanımlar. UIC broşürleri, Lokomotifler ve Yolcular TSI ve Yük Vagonları TSI ile çalışılmaktadır.
Uluslararası standartlar arasında, “UIC kodu”nu geliştiren Uluslararası Demiryolları Birliği (UIC) standartları da bulunmaktadır. Bu kod, demiryolu sistemlerinin tasarımı, inşası, işletimi ve bakımında güvenlik ve verimliliği sağlamak için standart kuralları tanımlayan UIC broşürlerinden oluşur.
Örneğin;
- UIC 544-1, frenleme performansını tanımlar ve demiryolu araçlarının ve trenlerin frenleme performansını belirleme yöntemini açıklar.
- UIC 541-05, WSP cihazları dahil olmak üzere çeşitli fren parçalarının yapımını belirtir.
Uygulanan diğer Avrupa standartları şunlardır:
- EN 14033, rayların, yapıların, ray oluşumlarının ve sabit elektrikli çekiş ekipmanlarının yapımı, bakımı ve denetiminde kullanılan makineler ve diğer araçlar için teknik demiryolu gerekliliklerini tanımlar.
- EN 16834, lokomotifleri, yolcu vagonlarını, yük vagonlarını ve kendinden tahrikli yolcu trenlerini test ederek frenleme performansını değerlendirmek için uyumlu bir yöntem tanımlar.
- EN 1559, tekerlek kayma koruma (WSP) sisteminin sistem kabulü ve tip onayı için kriterleri belirtir.
- EN 15595:2018+A1:2023, tekerlek kayma koruma (WSP) sisteminin sistem kabulü ve tip onayı için kriterleri belirtir.
Ayrıca Çekya, Slovakya, Almanya, Birleşik Krallık, Estonya, Letonya, Avusturya ve İspanya gibi ülkelerdeki araç testleri gibi Bildirilmiş Ulusal Teknik Kurallar (NNTR) da bahsedilebilir.