Dergiler / Demiryolu Mühendisliği / 2026 / Sayı: 24

Demiryolu Kurplarında Dever Analizi için Düşük Maliyetli Mobil LiDAR Yöntemi

A Low-Cost Mobile LiDAR Method for Cant Analysis in Railway Curves

Erdal Melemez(TCDD Pozantı 621 Yol Bakım Onarım Şefliği)0009-0009-7797-0842
Ferhat Çeçen(SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-2100-8071
Recep Koray Kıyıldı(NİĞDE ÖMER HALİSDEMİR ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-4628-0186
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2026-03-02
🏛️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)

Sonuçlar, iki yöntem arasında genel olarak iyi bir uyum bulunduğunu ve mutlak yüzde farkların, kurp geometrisi ve işletme koşullarına bağlı olarak yaklaşık %1-%7 aralığında kaldığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, demiryolu kurplarında hat deverinin belirlenmesine yönelik, mobil cihaz tabanlı LiDAR ölçümlerine dayanan bir yöntem araştırılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Saha taramaları, Niğde/Çiftehan-Adana/Belemedik hat kesimi boyunca geometrik özellikleri bakımından farklılık gösteren dört demiryolu kurbunda gerçekleştirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlar, iki yöntem arasında genel olarak iyi bir uyum bulunduğunu ve mutlak yüzde farkların, kurp geometrisi ve işletme koşullarına bağlı olarak yaklaşık %1-%7 aralığında kaldığını göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Demiryolu deveri · LiDAR tarama · Demiryolu durum izleme

Özet

Bu çalışmada, demiryolu kurplarında hat deverinin belirlenmesine yönelik, mobil cihaz tabanlı LiDAR ölçümlerine dayanan bir yöntem araştırılmaktadır. Saha taramaları, Niğde/Çiftehan-Adana/Belemedik hat kesimi boyunca geometrik özellikleri bakımından farklılık gösteren dört demiryolu kurbunda gerçekleştirilmiştir. İncelenen kurpların yarıçapları 358-426 m, mevcut dever değerleri ise 76-115 mm aralığında değişmektedir. Nokta bulutu verileri, üç eksenli bir gimbal üzerine monte edilmiş akıllı telefon tabanlı katı hâl LiDAR sistemi ile toplanmış ve üç boyutlu modellerin yeniden yapılandırılması amacıyla işlenmiştir. Yüksek yansıtıcılığa sahip parlak ray üst yüzeylerinden kaynaklanan sınırlamaları aşmak amacıyla, travers orta yüzeyinin enkesit doğrultusundaki eğimine dayalı alternatif bir dever belirleme prosedürü geliştirilmiştir. Bu kapsamda, ray konumları, referans çizgileri, aktif balast kesit bölgeleri, balast profil genişlikleri ve dever değerlerinin kullanıcı müdahalesi olmaksızın çıkarılmasına olanak sağlayan Python tabanlı otomatik bir analiz çerçevesi uygulanmıştır. Mobil LiDAR taramalarıyla elde edilen dever değerleri, zamansal olarak yakın ölçüm treni verileri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, iki yöntem arasında genel olarak iyi bir uyum bulunduğunu ve mutlak yüzde farkların, kurp geometrisi ve işletme koşullarına bağlı olarak yaklaşık %1-%7 aralığında kaldığını göstermektedir. Bu bulgular, önerilen yöntemin hat geometrisinin değerlendirilmesinde düşük maliyetli bir tamamlayıcı araç olmasının yanı sıra, mekânsal ve zamansal değişimlerin izlenmesine olanak tanıyan üç boyutlu bir geometrik arşiv oluşturmakta kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract

In this study, a method relying on mobile device-based LiDAR measurements is investigated for determining track cant in railway curves. Field surveys were conducted on four railway curves with different geometric characteristics along the Niğde/Çiftehan-Adana/Belemedik line. The investigated curves have radii ranging from 358 to 426 m and existing cant values between 76 and 115 mm. Point cloud data were acquired using a smartphone-based solid-state LiDAR system mounted on a three-axis gimbal, and processed to generate reconstructed 3D models. To address limitations associated with highly reflective, polished railhead surfaces, an alternative cant estimation procedure based on the transverse inclination of the sleeper mid-surface was developed. An automated Python-based analysis framework was implemented to extract rail positions, reference lines, active ballast cross-sections, ballast profile widths, and cant values without user intervention. The cant values obtained from mobile LiDAR surveys were compared with near-time measurement train data. The results indicate a generally good agreement between the two approaches, with absolute percentage differences ranging from approximately 1% to 7%, depending on curve geometry and operating conditions. These findings indicate that the proposed method serves as a low-cost complementary tool for track geometry assessment and can also be used to establish a three-dimensional geometric archive for monitoring spatial and temporal variations.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Melemez, E., Çeçen, F., Kıyıldı, R. K. (2026). Demiryolu Kurplarında Dever Analizi için Düşük Maliyetli Mobil LiDAR Yöntemi. Demiryolu Mühendisliği, Sayı: 24. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1881212

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. A. F. Powell ve P. J. Gräbe, “Exploring the relationship between vertical and lateral forces, speed and superelevation in railway curves,” Journal of the South African Institution of Civil Engineering, vol. 59, no. 3, 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.17159/2309-8775/2017/v59n3a4
  2. C. J. Ruppert Jr. et al., “Superelevation Optimization for Mixed Freight and Higher-Speed Passenger Trains,” in Proceedings of the AREMA 2016 Annual Conference, 2016.
  3. L. Lazarević, Z. Popović, M. Vilotijević and N. Mirković, “Track alignment parameters on modern railway lines for mixed traffic,” in Proc. XVIII International Scientific-Expert Conference on Railways (RAILCON 2018), Niš, Serbia, Oct. 2018
  4. Federal Railroad Administration, Mixed Freight and Higher-Speed Passenger Trains: Framework for Superelevation Design, DOT/FRA/ORD-19/42, 2024. Available: https://railroads.dot.gov/sites/fra.dot.gov/files/fra_net/19085/Superelevation.pdf
  5. UIC (International Union of Railways), Mixed traffic – UIC handbook, Paris, France, 2020. [Online]. Available: https://www.uic.org/IMG/pdf/mixed_uic_handbook_dec_2020-final_03.pdf (Erişim tarihi: 13 Şubat 2026).
  6. Z. Xu, C. Zhao, W. Zhai, C. Shi and Y. Feng, “Investigation of track settlement and ballast degradation in high-speed railway using large-scale laboratory tests,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, vol. 233, no. 7, pp. 705-717, 2019. Available: https://doi.org/10.1177/0954409718812231
  7. J.-Y. Choi, S.-H. Lee, J.-H. Lee and S.-H. Kim, “Experimental study on settlement behavior of ballasted tracks under repeated loading,” Applied Sciences, vol. 12, no. 9, p. 4418, 2022. Available: https://doi.org/10.3390/app12094418
  8. P. Weston, C. Roberts, G. Yeo and E. Stewart, “Perspectives on railway track geometry condition monitoring from in-service railway vehicles,” Vehicle System Dynamics, vol. 53, no. 7, pp. 1063-1091, 2015, doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2015.1034730
  9. Track geometry car, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Track_geometry_car (accessed Jan. 2026).
  10. Altan, A., & Hacıoğlu, R. (2020). Model predictive control of a three-axis gimbal system mounted on a UAV for real-time target tracking under external disturbances. Mechanical Systems and Signal Processing, 138, 106548. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.106548
  11. Tamimi, R. (2022). Relative accuracy found within iPhone data collection. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLIII-B2-2022, 303-308. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B2-2022-303-2022
  12. Treccani, D. (2024). Assessing the effectiveness of LiDAR-based apps on georeferenced 3D reconstruction workflows using smartphone scanning (with Pix4Dcatch and RTK). The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLVIII-2-W8-2024, 431-2024. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-2-W8-2024-431-2024
  13. Pavelka, K., & Váňa, O. (2025). New low-cost technologies for easy documentation of smaller monuments and analysis of their outputs. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLVIII-M-9-2025, 1167-1173. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-M-9-2025-1167-2025
  14. F. Çeçen, E. Melemez, B. Aktaş, R. K. Kıyıldı, ve M. Saltan, “Mobil Cihaz Tabanlı Atalet Ölçümleriyle Demiryolu Kurp Tespiti ve Yarıçap Belirleme”, Demiryolu Mühendisliği, sy 22, ss. 46-57, Tem. 2025, doi: https://doi.org/10.47072/demiryolu.1699940