Dergiler / Demiryolu Mühendisliği / 2026 / Sayı: 25

Demiryolu Kaza Raporlarından Veri Temelli Kök Neden Analizi: Türkiye ve Avrupa Örneklemi Üzerinden Karşılaştırmalı Bir İnceleme

Data-Driven Root Cause Analysis of Railway Accident Reports: A Comparative Study Based on Türkiye and European Samples

Mehmet Zahit Kırdemir(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0009-0009-2783-9184
Abdülkadir Ünal(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-7167-1536
Şura Atmaca(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-6767-2405
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2026-08-19
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Yaklaşım, uzman incelemesinin yerine geçmeyen, kaza sonrası ön değerlendirmeyi destekleyebilecek yardımcı bir araç olarak ele alınmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Demiryolu kazalarının kök nedenlerinin doğru biçimde belirlenmesi, emniyet yönetim sistemlerinin etkinliği açısından kritik öneme sahiptir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, 2005–2025 dönemine ait Avrupa ve Türkiye demiryolu kaza inceleme raporlarından elde edilen 1.208 yapılandırılmış kayıt değerlendirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Yaklaşım, uzman incelemesinin yerine geçmeyen, kaza sonrası ön değerlendirmeyi destekleyebilecek yardımcı bir araç olarak ele alınmıştır.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:2005–2025 Verileri
⚙️Değişkenler:Demiryolu emniyeti · Demiryolu kazaları · Kök neden analizi

Özet

Demiryolu kazalarının kök nedenlerinin doğru biçimde belirlenmesi, emniyet yönetim sistemlerinin etkinliği açısından kritik öneme sahiptir. Ancak kaza inceleme raporlarının çoğunlukla serbest metin biçiminde hazırlanması, sistematik ve karşılaştırılabilir veri elde edilmesini güçleştirmektedir. Bu çalışmada, 2005–2025 dönemine ait Avrupa ve Türkiye demiryolu kaza inceleme raporlarından elde edilen 1.208 yapılandırılmış kayıt değerlendirilmiştir. Veri kontrolleri sonucunda 1.139 tekil kayıt betimsel analize, 1.068 kayıt ise modellemeye alınmıştır. Raporların yapılandırılmasında büyük dil modeli destekli bir yaklaşım kullanılmış; ülke, kaza türü, tren türü, zaman ve kaza sonucu değişkenleriyle ağaç tabanlı sınıflandırma modelleri karşılaştırılmıştır. İşletme personeli kaynaklı insan faktörleri kayıtların %43,37’sini, dış insan faktörleri ise %25,55’ini oluşturmuştur. Türkiye örnekleminde dış insan faktörlerinin oranı %40,43, Avrupa örnekleminde %25,07 olarak belirlenmiştir. Gruplu çapraz doğrulamayla seçilen Random Forest modeli, dokunulmamış test kümesinde %66,36 doğruluk, %41,05 dengeli doğruluk, 0,410 makro F1 ve 0,656 ağırlıklı F1 skoru elde etmiştir. Model yaygın insan faktörü sınıflarında daha yüksek başarım gösterirken, az temsil edilen çevresel ve organizasyonel nedenleri güvenilir biçimde ayıramamıştır. Yaklaşım, uzman incelemesinin yerine geçmeyen, kaza sonrası ön değerlendirmeyi destekleyebilecek yardımcı bir araç olarak ele alınmıştır.

Abstract

Accurate identification of the root causes of railway accidents is critical to the effectiveness of safety management systems. However, because accident investigation reports are generally prepared in free-text format, obtaining systematic and comparable data from them remains challenging. This study evaluated 1,208 structured records extracted from European and Turkish railway accident investigation reports covering the period 2005–2025. Following data quality checks, 1,139 unique records were included in the descriptive analysis and 1,068 records in the modelling dataset. A large language model-assisted approach was used to structure the reports, and tree-based classifiers were compared using country, accident type, train type, temporal, and accident-consequence variables. Human factors related to operational staff accounted for 43.37% of the records, while external human factors accounted for 25.55%. External human factors represented 40.43% of the Turkish sample and 25.07% of the European sample. The Random Forest model selected through grouped cross-validation achieved an accuracy of 66.36%, a balanced accuracy of 41.05%, a makro-F1 score of 0.410, and a weighted F1 score of 0.656 on the untouched test set. The model performed better for the prevalent human-factor classes but could not reliably distinguish the underrepresented environmental and organizational causes. The approach is therefore intended as a supporting tool for preliminary post-accident assessment rather than a substitute for expert investigation.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Kırdemir, M. Z., Ünal, A., Atmaca, Ş. (2026). Demiryolu Kaza Raporlarından Veri Temelli Kök Neden Analizi: Türkiye ve Avrupa Örneklemi Üzerinden Karşılaştırmalı Bir İnceleme. Demiryolu Mühendisliği, Sayı: 25. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1957041

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (22)

  1. European Parliament and Council of the European Union, “Directive (EU) 2016/798 of the European Parliament and of the Council of 11 May 2016 on railway safety (recast),” Official Journal of the European Union, vol. L 138, pp. 102–149, May 2016. [Online]. Available: http://data.europa.eu/eli/dir/2016/798/oj
  2. K. Chruzik and M. Graboń-Chałupczak, “Requirements of the 4th railway package towards safety management systems,” Journal of KONBiN, vol. 50, no. 1, pp. 39–59, 2020, doi: 10.2478/jok-2020-0004.
  3. O. Ghanem and X. Li, “An evaluation and efficiency analysis of railways safety: a case study of EU and Turkey,” International Journal of Sustainable Economies Management, vol. 8, no. 1, pp. 1–16, Jan.–Mar. 2019, doi: 10.4018/IJSEM.2019010101.
  4. B. Paçacı, H. Aydemir, M. Eser, S. Erol, and M. K. Çubuk, “Evaluation and analysis of risk factors in railway accidents in Türkiye,” Eskişehir Technical University Journal of Science and Technology B - Theoretical Sciences, vol. 13, no. 1, pp. 43–66, Feb. 2025, doi: 10.20290/estubtdb.1523286.
  5. J. Reason, Managing the risks of organizational accidents. London, U.K.: Routledge, 2016, doi: 10.4324/9781315543543.
  6. R. Madigan, D. Golightly, and R. Madders, “Application of human factors analysis and classification system (HFACS) to UK rail safety-of-the-line incidents,” Accident Analysis & Prevention, vol. 97, pp. 122–131, Dec. 2016, doi: 10.1016/j.aap.2016.08.023.
  7. Q. Zhan, W. Zheng, and B. Zhao, “A hybrid human and organizational analysis method for railway accidents based on HFACS-railway accidents (HFACS-RAs),” Safety Science, vol. 91, pp. 232–250, Jan. 2017, doi: 10.1016/j.ssci.2016.08.017.
  8. C. Li, T. Tang, M. M. Chatzimichailidou, G. T. Jun, and P. Waterson, “A hybrid human and organisational analysis method for railway accidents based on STAMP-HFACS and human information processing,” Applied Ergonomics, vol. 79, pp. 122–142, Sep. 2019, doi: 10.1016/j.apergo.2018.12.011.
  9. M. Yan and Y. Shen, “Traffic accident severity prediction based on random forest,” Sustainability, vol. 14, no. 3, Art. no. 1729, Feb. 2022, doi: 10.3390/su14031729.
  10. T. Chen and C. Guestrin, “XGBoost: a scalable tree boosting system,” in Proc. 22nd ACM SIGKDD Int. Conf. Knowledge Discovery and Data Mining (KDD ’16), San Francisco, CA, USA, Aug. 2016, pp. 785–794, doi: 10.1145/2939672.2939785.
  11. A. Jamal et al., “Injury severity prediction of traffic crashes with ensemble machine learning techniques: a comparative study,” International Journal of Injury Control and Safety Promotion, vol. 28, no. 4, pp. 408–427, 2021, doi: 10.1080/17457300.2021.1928233.
  12. Z. Wu, A. Misra, and S. Bao, “Modeling pedestrian injury severity: a case study of using extreme gradient boosting vs. random forest in feature selection,” Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, vol. 2678, no. 1, pp. 1–11, Jan. 2024, doi: 10.1177/03611981231170014.
  13. N. V. Chawla, K. W. Bowyer, L. O. Hall, and W. P. Kegelmeyer, “SMOTE: synthetic minority over-sampling technique,” Journal of Artificial Intelligence Research, vol. 16, pp. 321–357, Jun. 2002, doi: 10.1613/jair.953.
  14. A. Fisher, C. Rudin, and F. Dominici, “All models are wrong, but many are useful: Learning a variable’s importance by studying an entire class of prediction models simultaneously,” Journal of Machine Learning Research, vol. 20, no. 177, pp. 1–81, 2019.
  15. A. B. Parsa, A. Movahedi, H. Taghipour, S. Derrible, and A. K. Mohammadian, “Toward safer highways, application of XGBoost and SHAP for real-time accident detection and feature analysis,” Accident Analysis & Prevention, vol. 136, Art. no. 105405, Mar. 2020, doi: 10.1016/j.aap.2019.105405.
  16. R. Bridgelall and D. D. Tolliver, “Railroad accident analysis by machine learning and natural language processing,” Journal of Rail Transport Planning & Management, vol. 29, Art. no. 100429, Mar. 2024, doi: 10.1016/j.jrtpm.2023.100429.
  17. J. Devlin, M.-W. Chang, K. Lee, and K. Toutanova, “BERT: pre-training of deep bidirectional transformers for language understanding,” in Proc. 2019 Conf. North American Chapter of the Association for Computational Linguistics: Human Language Technologies (NAACL-HLT 2019), Minneapolis, MN, USA, Jun. 2019, pp. 4171–4186.
  18. T. Brown et al., “Language models are few-shot learners,” in Advances in Neural Information Processing Systems 33 (NeurIPS 2020), H. Larochelle, M. Ranzato, R. Hadsell, M. F. Balcan, and H. Lin, Eds., 2020, pp. 1877–1901.
  19. E. Ahmadi, S. Muley, and C. Wang, “Automatic construction accident report analysis using large language models (LLMs),” Journal of Intelligent Construction, vol. 3, no. 1, Art. no. 9180039, 2025, doi: 10.26599/JIC.2024.9180039.
  20. X. Yang, H. Li, Y. Xu, N. Shen, and R. He, “A text mining-based approach for comprehensive understanding of Chinese railway operational equipment failure reports,” Scientific Reports, vol. 15, Art. no. 27760, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41598-025-11622-6.
  21. H. Yang, C.-Y. Li, and Q. Wang, “Domain-augmented large language models for automated root cause classification of offshore process incidents,” Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol. 99, Art. no. 105845, Jan. 2026, doi: 10.1016/j.jlp.2025.105845.
  22. L. Breiman, “Random forests,” Machine Learning, vol. 45, no. 1, pp. 5–32, 2001, doi: 10.1023/A:1010933404324.