Demiryolu Hat Geometrisinin Fraktal Analizi

Abstract

Hat geometrisi muayene araçlarıyla yapılan ölçümlerden elde edilen grafiklere göre demiryolu hattı yatay ve düşey düzlemlerde düzgün olmayan dalgalı bir geometriye sahiptir. Bu geometrik yapı fraktal desen olarak göz önüne alındığında hat geometrisinin düzgünsüzlüğü fraktal boyutlar yardımı ile sayısal olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada Ankara-Eskişehir Yüksek Hızlı Tren (YHT) hattının geometrik düzgünsüzlüğünü belirlemek için fraktal analiz metodundan faydalanılmıştır. Fraktal boyutları hesaplamak için cetvel metodunu temel alan bir hesap algoritması kullanılmıştır. Fraktal boyutlar fleş ve nivelman grafikleri için hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalara göre, hat geometrisinin genel düzgünsüzlüğünün fraktal boyut ile sayısal olarak ifade edilebildiği belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda hat kalitesinin göstergesi olan geometrik parametrelerin standart sapması ile fraktal boyutlar arasındaki ilişki araştırılmıştır. Buna göre önerilen fraktal boyut ile standart sapma arasında güçlü bir ilişki vardır.

The railway track has a non-uniform wavy geometry in the horizontal and vertical planes, as seen in the graphs produced by track geometry recording cars. The roughness of the track geometry can be expressed numerically using fractal dimensions if this geometric structure is considered a fractal pattern. In this study, fractal analysis method was used to determine the geometric roughness of the AnkaraEskişehir High-Speed Railway track. A calculation algorithm based on the ruler method was used to calculate fractal dimensions. Fractal dimensions are calculated for alignment and longitudinal level graphs. According to the calculations, it has been determined that the general unevenness of the line geometry can be expressed numerically with the fractal dimension. At the end of the study, the relationship between the standard deviation of geometric parameters, which are indicators of track quality, and fractal dimensions, was investigated. Accordingly, there is a strong relationship between the proposed fractal dimension and the standard deviation.