Limanlar/konteyner sahaları için gündeme getirdiğiniz yüksek hassasiyetli konumlandırma ve çarpışma önleme sorunları, günümüz akıllı liman inşaatında temel teknolojik zorluklardır. Açık hava, geniş alan ve çoklu araç işletim ortamlarında, UWB (Ultra Geniş Bant) ve RTK (Gerçek Zamanlı Kinematik) gibi yüksek hassasiyetli konumlandırma teknolojileri, alan hız sınırları, elektronik çitler ve çarpışma önleme uyarıları elde etmek için çok önemli temel taşlardır.

Bu iki teknolojinin birlikte nasıl çalıştığını detaylı bir şekilde analiz edeceğim ve eksiksiz bir konumlandırma ve çarpışma önleme çözümü oluşturacağım.

Temel Teknoloji: UWB ve RTK'nın İşbirliğine Dayalı Uygulaması
Liman konteyner sahalarında, tek bir konumlandırma teknolojisi genellikle tüm doğruluk ve kapsama gereksinimlerini karşılayamaz; bu nedenle UWB ve RTK'nın birbirini tamamlaması gerekir.
1. RTK-GNSS (Küresel Navigasyon Uydu Sistemi Gerçek Zamanlı Kinematik)
RTK, GPS/Beidou gibi uydu sinyallerini, gerçek zamanlı diferansiyel düzeltme için yer tabanlı istasyonlarla (referans istasyonları) birleştirerek, metre ila santimetre hassasiyetinde mutlak koordinatlar sağlayan bir sistemdir.
Prensip: GNSS baz istasyonları konteyner sahasına veya liman alanına kurulur. GNSS alıcıları (mobil istasyonlar) işletme araçlarına (örneğin konteyner istifleyiciler, erişim istifleyiciler) monte edilir. Baz istasyonu, diferansiyel düzeltme verilerini mobil istasyona gönderir ve mobil istasyon da gerçek zamanlı olarak yüksek hassasiyetli WGS-84 mutlak koordinatlarını hesaplar.
Uygulanabilir Senaryolar:
Geniş alan kapsamı: Açık hava konteyner sahası ve rıhtımın tamamının geniş bir alana yerleştirilmesi için uygundur.
Mutlak koordinatlar: Araçlara, elektronik çitlerin ve alan bölümlendirmesinin temelini oluşturan Dünya koordinat sisteminde hassas konum bilgileri sağlar.
Sınırlamalar: Uydu sinyalleri, üst üste yığılmış konteynerler (yüksek konteyner alanları) tarafından kolayca engellenir; bu da yerel bölgelerde doğruluğun azalmasına veya sinyal kaybına yol açar.
2. UWB (Ultra Geniş Bant Konumlandırma)
UWB, sinyal iletim süresini (ToF) ölçerek yüksek hassasiyetli konumlandırma sağlayan, kısa menzilli kablosuz iletişim teknolojisidir ve engelli veya iç mekan ortamlarında mükemmel performans gösterir.

Prensip: Konteyner sahası alanına UWB baz istasyonları (çapa noktaları) yerleştirilir ve araçlara UWB etiketleri takılır. Etiketler birden fazla baz istasyonuna olan mesafeleri ölçer ve üçgenleme algoritması kullanılarak etiketin UWB sistem koordinat sistemindeki konumu santimetre düzeyinde doğrulukla hesaplanır.

Uygulanabilir Senaryolar:
Yerel yüksek hassasiyet: RTK'ya ek olarak, istiflenmiş konteyner alanları ve yükleme köprülerinin altı gibi GNSS sinyallerinin zayıf olduğu alanlar için uygundur. Yakın Mesafe Çarpışma Önleme: UWB'nin yüksek menzil doğruluğu ve hızlı tepki süresi, araçlar arasında ve araçlar ile engeller arasında yakın mesafe çarpışma önleme için ideal bir seçim olmasını sağlar.

Sınırlamalar: Kapsama alanı, baz istasyonlarının sayısı ve yoğunluğuyla sınırlıdır ve limanın CBS haritasıyla koordinat dönüşümü gereklidir.

Üç Ana Uygulama Fonksiyonu için Uygulama Şemaları

Yukarıdaki konumlandırma verileri kullanılarak, liman operasyonları için üç temel güvenlik yönetimi işlevi gerçekleştirilebilir:

1. Bölgeleme Hız Sınırı
Uygulama Mekanizması:
Bölge Bölümü: Limanın CBS haritasında, güvenlik gereksinimlerine göre farklı elektronik bölgeler ayrılmıştır (örneğin, ana yollar, konteyner istifleme alanları, bakım alanları, ofis alanları).
Hız Eşik Değeri Ayarı: Her bölge için belirli bir maksimum güvenli hız belirlenir (örneğin, ana yollar için 40 km/sa, konteyner istifleme alanları için 15 km/sa).
Gerçek Zamanlı Karşılaştırma ve Kontrol: Aracın yerleşik ünitesi (OBU), gerçek zamanlı olarak yüksek hassasiyetli RTK/UWB konumlandırması elde eder. Sistem, aracın konumunu önceden belirlenmiş elektronik bölgeler ve hız eşikleriyle karşılaştırır.

Zorunlu Müdahale: Araç hız sınırı bölgesine girdiğinde ve gerçek zamanlı hızı sınırı aştığında, OBU (Araç Kontrol Ünitesi) hemen araç kontrol ünitesine sesli ve görsel alarmı tetiklemek veya zorunlu yavaşlama/hız sınırını uygulamak için bir komut gönderir.

2. Coğrafi sınırlama
Coğrafi sınırlama, araçların çalışma aralığını ve kısıtlı alanlarını tanımlamak için kullanılır (örneğin, rıhtım kenarları, tehlikeli kimyasal madde alanları, bakım alanı girişleri).
Uygulama Mekanizması:
Çit Tanımı: GIS haritasında, çokgenler veya dairesel sınırlı alanlar yüksek hassasiyetli RTK koordinatları kullanılarak tanımlanır.
İzinsiz Giriş İzleme: Aracın OBU'su, RTK/UWB konumunu sürekli olarak izler.
Uyarı/Frenleme:
Aracın konumu çite yaklaştığında (örneğin, 5 metre mesafeye kadar), birinci seviye bir uyarı tetiklenir.

Araç çit içine girdiğinde, ikinci seviye gelişmiş bir alarm tetiklenir ve uzaktan veya zorla durdurma için araç kontrol sistemiyle birlikte kullanılabilir.

3. Çarpışma Önleme Uyarısı
Çarpışma önleme, liman güvenliği yönetiminin en kritik yönüdür ve hem araçtan araca hem de araçtan nesneye çarpışma önlemeyi gerektirir.
Uygulama Mekanizması:
Uzun Menzilli Çarpışma Önleme (RTK tabanlı):
Tüm operasyonel araçlar, kendi RTK mutlak koordinatlarını paylaşmaktadır.
Merkezi sistem veya araç içi OBU, iki araç arasındaki Öklid mesafesini gerçek zamanlı olarak hesaplar. Mesafe güvenlik eşiğinden (örneğin, 30 metre) az olduğunda bir uyarı tetiklenir.
Yakın mesafeli çarpışma önleme (UWB tabanlı):
UWB cihazları araçlara ve kritik sabit engellere (örneğin portal vinç kolonları ve saha köşeleri) monte edilir.
UWB'nin yüksek hassasiyetli mesafe ölçme özelliği, birkaç metreye kadar olan bir aralıkta hızlı ve doğru mesafe verileri sağlar.
İki araç arasındaki veya bir araç ile bir nesne arasındaki mesafe, güvenli frenleme mesafesinden (hız ve yük dikkate alınarak) daha az olduğunda, sistem derhal alarm verir ve acil frenleme gerçekleştirir.

Sensör füzyonu: Milimetre dalga radarı veya LiDAR, tamamlayıcı bir sensör olarak kullanılır. Bu sensörler, özellikle UWB/RTK sinyallerinin engellendiği durumlarda veya UWB etiketi olmayan engellerin tanımlanması gerektiğinde, görüş alanındaki engeller hakkında bilgi sağlayarak nihai onayı verir.

Sistem Mimarisi ve Zorlukları

Sistem Mimarisi

Bileşenler	İşlev	Teknik Gereksinimler
Yüksek Hassasiyetli Konumlandırma Katmanı	Araçların gerçek zamanlı, santimetre hassasiyetinde konumlandırılmasını sağlar.	(RTK baz istasyonu, UWB Çapa, yerleşik GNSS alıcısı/UWB Etiketi)
Uçak içi ünite (OBU)	Konum, hız ve durum bilgilerini toplar; komutları alır; kontrol fonksiyonlarını yerine getirir.	Yüksek performanslı bir çip, çoklu sensör füzyon arayüzü ve CAN veri yolu iletişim özelliğine sahiptir.
İletişim Ağı	Diferansiyel verileri, konum verilerini ve kontrol komutlarını iletir.	5G/LTE-V veya Wi-Fi kapsama alanı; düşük gecikme süresi çok önemlidir.
Merkezi Yönetim Platformu	GIS haritası, alan/coğrafi sınır/hız sınırı politikası yapılandırması, veri analizi, birleşik planlama	Güçlü coğrafi bilgi işleme ve gerçek zamanlı veri hesaplama yetenekleri

Başlıca Zorluklar:
Çoklu yol etkileri ve tıkanma: Depo alanındaki konteynerlerin metal yapıları, GNSS ve UWB sinyallerinin doğruluğunu ve kararlılığını ciddi şekilde etkiliyor; bu nedenle verilerin düzeltilmesi ve iyileştirilmesi için çoklu sensör füzyon algoritmalarına ihtiyaç duyuluyor.
Koordinat sisteminin birleştirilmesi: RTK mutlak koordinat sistemi (WGS-84), UWB yerel koordinat sistemi ve limanın GIS/TOS sistem koordinat sistemi arasında doğru ve sorunsuz dönüşümün sağlanması.
Sistem gecikmesi: Çarpışma önleme sisteminin gerçek zamanlı performansını sağlamak için, konum belirlemeden zorunlu frenleme komutu verilmesine kadar olan tüm bağlantı gecikmesi milisaniye düzeyinde kontrol edilmelidir.

Sonraki Adımlar/Öneriler:
Liman sahasındaki güvenlik ve verimliliği daha da optimize etmek için RTK-UWB füzyon algoritmalarını test etmeyi ve uygulamayı düşünebilirsiniz. UWB+RTK+IMU gibi belirli çoklu sensör veri füzyon algoritmaları veya liman çarpışma önleme sistemleri için standart güvenlik mesafesi ayarları hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?