Taşıt dinamiği · telefon sensörleri · Kasım 2026

Bir metro tünelini telefonumun sensörleriyle 3B olarak yeniden kurdum.

Bir metro tünelinin içinin neye benzediğini kimse yayımlamıyor — nerede tırmandığını, nerede kıvrıldığını, trenin durmak için nerede yerçekimiyle boğuştuğunu. Ben de ölçtüm. Koltukta duran bir telefon hangi yöne döndüğünü, hava basıncının nasıl değiştiğini ve ne kadar itildiğini kaydediyor. Bunları birleştirince tünel ortaya çıkıyor: 12 km, dokuz istasyon, her tepe ve her viraj — ve onunla birlikte frenlerin tam olarak nerede en çok çalıştığı.

12 kmtünel ve 9 istasyon, tek bir telefonla yeniden kuruldu
≈ 1°ya da daha az: 8 aralığın 6'sında jiroskopun dönüşleriyle haritadaki hat arasındaki fark (en keskin virajda 8°)
±1 mistasyon yükseklikleri ayrı yolculuklarda bu kadar yakın tekrarlanıyor
≈ 400 J/kgen dik inişte iki duruş arasında kaybedilen yükseklik — frenler ve hava direnci hepsini emmek zorunda

Tünel

Etrafa bakmak için sürükle. Tren gerçek seferi yeniden oynatıyor.

Renk, trenin her noktada ne yaptığını gösteriyor. Tepeler görünsün diye yükseklik büyütüldü — gerçek ölçeğe yakın görmek için kaydırıcıyı kullan. Tüp gerçek tünelden çok daha kalın çizildi.

Renk
çekiş seyir / boşta yavaşlama (fren)
yükleniyor…

İstasyon etiketleri bilerek S1–S9 — istasyonların neden adı yok. Görünüm S1 → S9 soldan sağa uzanacak şekilde döndürüldü; bu bir harita değil, kuzey yok.

Yöntem

Bir telefon tüneli nasıl görür.

VirajlarJiroskop

Telefonun ne kadar hızlı döndüğünü ölçüyor. Dikey eksen etrafındaki kısmı trenin dönüşü. Hızla çarpıp toplayınca tünelin yukarıdan görünen güzergâhı çıkıyor. Jiroskopun kendi kayması, tren istasyonda dururken — dönemeyeceği yerde — ölçülüp çıkarılıyor.

YükseklikBarometre

Hava basıncı tırmanılan her metrede yaklaşık 0,12 hPa düşüyor. Basıncı yalnızca tren perondayken okudum: hareket ederken tünelde ittiği hava, basıncı tırmanışın kendisinden daha çok oynatıyor. İstasyonlar arasında yükseklik düz bir çizgi olarak çizildi — ölçülmedi, ara değerlendi.

Hızİvmeölçer

İvmenin integrali hızı veriyor, ama yarım derecelik bir eğiklik bir dakikada saniyede metrelerce hataya dönüşüyor. İki gerçek bunu düzeltiyor: tren her seferin iki ucunda duruyor ve istasyonlar arası mesafe biliniyor. İkisini sağlamak için büyük düzeltme gereken sefer atılıyor.

Yükseklik

Tünel, üstündeki tepeleri izliyor.

Barometreden ray yüksekliği ve bir yükseklik modelinden her istasyonun üstündeki zemin yüksekliği. İkisi de S1'e göre ölçüldü; yani yalnızca şekilleri karşılaştırılabilir — tünelin ne kadar derin olduğu değil. S2 ile S3 arasında ray 1,4 km'de 39 m tırmanıyor; üstündeki tepe 50 m.

ray yüksekliği (barometre)her istasyonun üstündeki zemin (yükseklik modeli)

Dolu noktalar: perondaki durgun havada ölçüldü. Boş nokta (S7): hareket hâlindeki basınçtan tahmin edildi ve hareketli havanın diğer aralıklarda gösterdiği sabit 4,5 m farkla düzeltildi.

Hız

Çek, seyret, yavaşla, dur — sekiz kez.

çekiş seyir / boşta yavaşlama

Frenler

Frenler en çok nerede çalışıyor — yerçekimi nerede yardım ediyor.

Durmak için frenler trenin hareket enerjisini, ½v², ve inişte kaybettiği yüksekliği, g·Δh, almak zorunda — trenin her kilogramı için. Düz hatta yalnızca hareket enerjisi. Eğimde ise tünel karar veriyor.

yavaşlama başlarkenki hareket enerjisi yavaşlarken kaybedilen yükseklik (iniş) yavaşlarken kazanılan yükseklik (yokuş — yerçekimi bedavaya frenliyor)

S3 → S4 · %2,7 iniş40,6 m aşağıda

Tren S3'ten duruştan kalkıyor ve S4'te 40,6 m aşağıda duruyor. Bu yükseklik — yaklaşık 400 J/kg — motorların eklediğinin üstüne yalnızca frenlere ve hava direncine gidebilir. İstasyonlar arasında eğim düzgünse çoğu son duruşa düşüyor: tren 88 km/s'te yavaşlamaya başlıyor (300 J/kg hareket) ve önünde hâlâ 24 m iniş var (bir 234 daha) — yaklaşık 534 J/kg, düz hattın isteyeceğinin neredeyse iki katı.

S2 → S3 · %2,9 yokuş39 m yukarıda

Burada duruş noktası kalkışın 39 m üstünde; yerçekimi sefer boyunca trenden bedavaya yaklaşık 380 J/kg alıyor. Eğim düzgünse tren 75 km/s'te yavaşlamaya başlıyor (218 J/kg) ve hâlâ 10,5 m tırmanıyor (103 J/kg); frenler yaklaşık 115 J/kg karşılıyor — inişteki duruşun kabaca beşte biri.

Hareket ve yükseklik arasındaki paylaşım istasyonlar arasında düzgün bir eğim varsayıyor; barometre bunu doğrulayamıyor (bkz. Sınırlar). İki duruş arasındaki toplam yükseklik ise ölçülüyor. Hareket enerjileri ölçülen tepe hızları kullanıyor; bunlar ~%10'a kadar yüksek olabilir (bkz. Sınırlar). Bunlar frenler için üst sınır: yavaşlarken yuvarlanma direnci ve hava direnci de pay alıyor. Aynı zamanda rejeneratif bir sürüşün geri kazanmayı deneyebileceği enerji — gerçekte ne kadarını geri aldığı sürüş sistemine ve o anda hattaki başka bir trenin onu kullanıp kullanamayacağına bağlı.

Yolculuk sayıları

Her aralık, yolcunun hissettiği gibi.

AralıkUzunlukEğimEn yüksek km/sÇekiş m/s²Yavaşlama m/s²Sarsıntı kalkış / duruş m/s³Titreşim aw m/s²

Çekiş ve yavaşlama, hızdan türetilen ivmenin (0,3 Hz'e yumuşatılmış) tepe değerleri. Sarsıntı (jerk), itişin ne kadar ani değiştiği. Titreşim, ISO 2631-1 frekans ağırlıklı değer; koltuktaki bir telefon koltuğa sabitlenmiş bir sensörden farklı okur, bu yüzden bunları ISO sınırlarıyla değil birbirleriyle karşılaştır.

Doğrulama

Uydurma olmadığını nereden biliyorum.

Telefon hiç harita görmedi. O yüzden test harita: hattın istasyonlar arasında gerçekte ne kadar döndüğü (OpenStreetMap) ile jiroskopun ne kadar döndü dediği. Ayrı yolculuklarda yeniden ölçülen istasyon yükseklikleri 0,6 m içinde örtüşüyor.

AralıkDönüş, jiroskopDönüş, haritaHaritaya en büyük farkYükseklik değişimiHız uyumu

Hız uyumu: ivmeölçerin istasyon mesafesini tutturmak için ne kadar az düzeltme gerektirdiği ("iyi" < 0,15 m/s², "kaba" < 0,6).

Sınırlar

Bunun söyleyemediği.

Gizlilik

İstasyonların neden adı yok.

Bunlar gerçekten yaptığım yolculuklar. İsimli istasyonlar ve tarihler nereye gittiğimin kaydına dönüşürdü; bu yüzden sayfa yalnızca ölçümleri tutuyor: istasyonlar numaralı, görünüm kuzeye bağlı değil ve hiçbir yerde bir aralıktan ne zaman ya da ne sıklıkla geçildiği yazmıyor.

Nereden çıktı

Geliştirmeyi bıraktığım bir uygulamanın yan ürünü.

Bu, İstanbul'un raylı sistemini bir telefonla ölçmek için yaptığım WhereisMyRide uygulamasının bir bölümü — kedi Tekir onun maskotuydu. Uygulamayı geliştirmeyi bıraktım; zaten pek çok iyi ulaşım uygulaması var. Saklamaya değer kısım ölçümlerdi.