Britanya'nın demiryolu ağı, çoğu Viktorya döneminden kalma yaklaşık 200.000 kilometrelik raydan oluşuyor.
Ancak demiryolları çok modern bir sorunla karşı karşıya: iklim değişikliğinin etkileriyle ve aşırı hava koşullarındaki artışla mücadele etmek.
Şiddetli yağışlar, özellikle kısa bir süre boyunca meydana geldiğinde, demiryolu kesimleri ve setler için özel riskler oluşturur. En kötü senaryoda, hafriyat işlerinin hasar görmesi hattın bozulmasına ve yüksek hızlı trenin raydan çıkmasına neden olabilir.
Demiryolu altyapısından sorumlu kuruluş olarak Network Rail'in önceliği güvenliğe sahiptir. Basitçe söylemek gerekirse, demiryolundaki kazalar hayati tehlike oluşturur.
Ancak şirketin aynı zamanda gecikmeleri ve kesintileri önleyerek ağı çalışır durumda tutması da gerekiyor. Hafriyat işlerinin hasar görmesi riski varsa, standart tepki hatta hız sınırları koymaktır: daha yavaş hızlar durma mesafelerini kısaltır ve raydan çıkma olasılığını en aza indirir.
Demiryolundaki gecikmeler de kendi güvenlik risklerini beraberinde getiriyor. Güvenliği artırmak ve kesintileri azaltmak için Network Rail ve Demiryolu Güvenliği ve Standartları Kurulu veri analitiğine yöneliyor. Proje, Mart 2024'ün başlarında Londra'da düzenlenen son Büyük Veri ve Yapay Zeka Dünyası konferansında bir vaka çalışması olarak sunuldu.
Network Rail'de hava riski görev gücü lideri Russell Shanley, “Network Rail'de yaptığımızın bir kısmı, aşırı hava koşullarının, özellikle de yağışların giderek daha sık ve giderek daha aşırı bir olay olduğu gerçeğini yansıtmak” dedi.
“Bunun potansiyel sonuçlarından bazıları gerçekten çok ciddi. Mühendislik ve operasyon meslektaşlarımızın karşılaştığı zorluklardan biri, yolcuları ve yükleri güvende tutarken aynı zamanda bir hizmeti nasıl yürüteceğimizdir… trenleri çalıştırıp çalıştırmayacağımıza ve hangi hızda çalıştıracağımıza karar verirken. Bunları yürütmek için bir dizi önlemi dikkate almamız gerekiyor. Bu, büyük ölçüde yapılandırılmış mühendislik ve operasyon muhakemesine ve çalışanlarımızın o gün aldığı riske dayalı kararlara bağlıdır.”
Kesimler ve setler
Britanya'nın demiryollarında, rayların içinden geçtiği toprak kesimlerinden ve bunların üzerinden geçtiği setlerden oluşan 250.000'den fazla hafriyat işi bulunmaktadır. Demiryolu Güvenliği ve Standartlar Kurulu'nun veri analizleri direktörü Mike Briggs, “Bunlar yoğun yağış sırasında arızalanma riski en fazla olan iki varlık türü” dedi.
Ekibi yağış miktarı ve hafriyat arızası olasılığı için bir model oluşturmak üzere yola çıktı. Her hafriyat işi 100 farklı parametre açısından izleniyor ve Briggs'in ekibi, Met Office tarafından sağlanan sekiz terabayttan fazla yağmur verisine sahipti.
Bunun için ülke, yağış miktarının her beş dakikada bir ölçüldüğü 1 km'lik karelere bölünmüştür. Görevi daha da karmaşık hale getirmek için, tüm hafriyat işleri aynı veri standartlarına sahip değildir.
Briggs, “Bu gerçekten büyük bir veri sorunu” dedi. “Yaşadığımız diğer sorunlardan biri de analiz dönemindeydi, çok fazla başarısızlık yaşanmadı. Yağış sırasında başarısızlık riskini anlamak için geliştirdiğimiz modellerin istatistiksel olarak anlamlı olduğundan emin olmamız gerekiyordu. Yolcu trenlerinin hızına ilişkin kararları bu modellerin sonuçlarına göre verdiğimizi unutmamalıyız.”
Briggs, bunun Network Rail'in kendi uzmanlarıyla yakın çalışma anlamına geldiğini söyledi.
Briggs şöyle devam etti: “Yaptığımız analiz iki bölümden oluşuyordu.” “Bu hafriyat işlerinde ilki bir kırılganlık modeliydi. Üzerine düşen yağış miktarı göz önüne alındığında, bunun başarısız olma riski nedir?
“İkincisi ise bir tırmanma modeliydi. Bir şey başarısız oldu. Bunun gerçekten raydan çıkma tehlikesine dönüşme riski nedir? Benimsediğimiz yaklaşım istatistiksel bir yaklaşımdı. Belirli boyut ve şekildeki bir hafriyat için kaç kez belirli yoğunlukta yağışa maruz kaldığını inceledik. Peki kaç kez başarısızlık gördük?”
Bu istatistiksel model daha sonra yeni bir araç olan PRIMA – Varlıklara Yönelik Azaltma Hızlarının Uygulanmasına İlişkin Orantılı Risk Yanıtı'nın temelini oluşturdu.
Gecikmeler ve aksamalar
PRIMA, Network Rail'in operasyon ekiplerinin şiddetli yağmur sonrasında risk altında olan demiryolu bölümlerini belirlemesine yardımcı oluyor. Ancak aynı zamanda operatörlere daha ayrıntılı bir risk tablosu sunmayı ve genel hız kısıtlamalarına olan ihtiyacı azaltmayı da amaçlıyor.
Bu önemlidir, çünkü hız kısıtlamaları sadece rahatsız edici olmakla kalmaz, aynı zamanda kendi risklerini de beraberinde getirir.
“Hafriyat işlerinin başarısız olmasına neden olan yağış gibi birincil riske baktığınızda, bu riskin hafifletilmesi nispeten basittir. Trenleri yavaşlatabilir veya durdurabiliriz” dedi Shanley. “Fakat giderek artan bir şekilde, trenlerin çalınması ve bunun sonucunda trenlerin durdurulması veya yavaşlatılmasının yol açtığı riskler hakkında düşünmek zorunda kalıyoruz.”
Bu risklerden bazıları, örneğin trenin kırmızı sinyalden geçmesi gibi, önemlidir. Ancak demiryolu işletmecileri, özellikle gecikmelerin istasyonlarda aşırı kalabalığa neden olması durumunda başka sorunlar da görüyor. Bunlar, birisinin piste düşme riskinin artmasından agresif davranışlardaki artışa kadar uzanır.
Briggs, “O bölgede bir raydan çıkma olayının yaşanması gibi birincil riskin yanı sıra, hız ve ağ genelinde başka neler olabileceği açısından aldığınız kararlardan da kaynaklanabilecek pek çok farklı şey olabilir” dedi. . Gecikmelerin ekonomik etkisi de var.
Verilere dayalı
PRIMA, raydan çıkma riskini, hız kısıtlaması riskini ve ekonomik riski değerlendiren bir karar destek aracı olarak çalışır. Operasyon ekiplerinin verilere dayalı kararlar almasına ve yolun belirli bir bölümündeki riske uyum sağlamak için hız kısıtlamalarını daha kalibre edilmiş bir şekilde kullanmasına olanak tanır. Bu güvenliği sağlar ancak ağın mümkün olduğu kadar iyi çalışmasını sağlar.
Gelecekte Network Rail, araçlarına uzak sensörler ve uzaktan durum izleme ekleyebilir; halihazırda uydu görüntülerini kullanıyor ve gelecekte bu durum yapay zeka (AI) tarafından kontrol edilebilir. Briggs, “Şu anda mühendislerin konum belirlemesine ve görüntülere bakmasına çok bağımlıyız” dedi.
Network Rail ayrıca, verileri elde edebildikleri sürece analitiğin güvenliği ve operasyonları iyileştirebileceği diğer yolları da arıyor. Yağış ve toprak işleri tehlikelerden yalnızca biridir.
Shanley, “Bunlar, demiryolunu etkileyen, hava durumuyla ilgili risklerin çok dar bir kısmıdır” dedi. Kendisine sık sık “hattaki yapraklar”la ilgili soruların sorulduğunu kabul ediyor.
“Sana yeni bir tane vereceğim: ipteki trambolinler” diye devam etti. “Her yıl, şiddetli rüzgarların bir sonucu olarak, ağ üzerinde bir noktada, en az üç trambolinin demiryoluna uçması nedeniyle aksamalar yaşıyoruz. Bu riske ilişkin verilerle nereden başlayacaksınız?