Nghiên cứu, quản lý và phát triển các hệ thống thông tin - tín hiệu chạy tàu ở Việt Nam

1. Các hệ thống TTTH đáp ứng yêu cầu vận tải đường sắt tại Việt Nam

1.2. Đường sắt chính tuyến

Mạng lưới đường sắt Việt Nam có tổng chiều dài hơn 3.278 km, hơn 2.650 km đường chính tuyến với 260 ga, hệ thống TTTH đường sắt Việt Nam được đầu tư xây dựng qua nhiều giai đoạn với sự đầu tư kỹ thuật, thiết bị của các nước như: Trung Quốc, Nga, Pháp, Đức và Việt Nam… Chúng không đồng bộ, có những công nghệ khác nhau cho mỗi tuyến, mỗi khu đoạn. Hiện tại, đường sắt Việt Nam sử dụng liên khóa vi xử lý SSI (34 ga), liên khóa rơ le của Trung quốc kiểu 6502 (56 ga), 1 ga sử dụng liên khóa rơ le kiểu 6036, liên khóa ghi hộp khóa điện - tín hiệu đèn màu (136 ga), liên khóa ghi hộp khóa điện - tín hiệu cánh (10 ga), ghi liên khóa bằng khóa cơ khí - tín hiệu cánh (31 ga). Điều khiển chạy tàu trên khu gian sử dụng đóng đường bằng thẻ đường, đóng đường bán tự động, đóng đường tự động; đường ngang có hệ thống tín hiệu đường ngang tự động, đường ngang cảnh báo tự động.

Trong hơn 10 năm trở lại đây, đã có nhiều dự án hiện đại hóa TTTH đường sắt như dự án tại các tuyến Hà Nội - Đồng Đăng, Hà Nội - Lào Cai, Hà Nội - Thái Nguyên và khu đầu mối Hà Nội; dự án hiện đại hóa TTTH Vinh - Sài Gòn, giai đoạn I; Dự án hiện đại hóa TTTH Hà Nội - Vinh tuyến đường sắt Thống Nhất, giai đoạn II…

Các dự án hiện đại hóa hệ thống, thiết bị TTTH đã được áp dụng nhiều công nghệ nước ngoài góp phần nâng cao độ chính xác, tin cậy của hệ thống tín hiệu đường sắt, đảm bảo an toàn chạy tàu. Các thiết bị điện khí tập trung với liên khóa điện tử (SSI - Alstom trên các ga đoạn Hà Nội - Vinh, Siemens tại ga Vinh) có chức năng lưu trữ dữ liệu quá trình hoạt động, có thể sử dụng để kiểm tra, xác định nguyên nhân, thời điểm xảy ra trở ngại trực tiếp tại ga. Tuy nhiên, công nghệ này chưa được chuyển giao, nên khó khăn trong việc triển khai ứng dụng rộng rãi.

Các thiết bị tín hiệu liên khóa rơ le (6502, TM-95, TM-2001...) đang sử dụng trên đường sắt Việt Nam chưa có hệ thống giám sát nên khó khăn cho công tác quản lý kỹ thuật. Với việc quản lý thiết bị thủ công như hiện nay, khó kiểm soát được nội dung kiểm tra, duy tu bảo dưỡng. Các hư hỏng, trở ngại, sự cố về thiết bị chưa được phát hiện kịp thời, khó khăn trong việc xác định thời điểm, nguyên nhân trở ngại để có biện pháp ngăn ngừa hiệu quả.

Theo Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án đầu tư xây dựng tuyến đường sắt Lào Cai - Hà Nội - Hải Phòng, tổng chiều dài khoảng 403,1 km với tuyến chính dài 388,1 km. Xây dựng mới tuyến đường sắt điện khí hóa, đường đơn, khổ 1.435 mm, vận chuyển chung hành khách và hàng hóa. Tốc độ thiết kế tàu khách nhỏ hơn 200 km/h, đoạn qua khu vực đầu mối Hà Nội, tốc độ thiết kế 120 km/h. Phân kỳ trước mắt đầu tư hệ thống TTTH và phương tiện để khai thác với tốc độ 160 km/h cho tàu khách và 120 km/h cho tàu hàng. Để phù hợp với tiêu chuẩn, cấp kỹ thuật, tốc độ khai thác, phân kỳ đầu tư của Dự án: Việc áp dụng hệ thống TTTH điều khiển tàu tương đương cấp CTCS-0. Trong tương lai dài hạn, khi xây dựng đường đôi, nâng cao tốc độ khai thác do nhu cầu vận tải tăng cao, phù hợp quy hoạch toàn mạng lưới đường sắt thì có thể nghiên cứu áp dụng hệ thống điều khiển tàu tương đương cấp độ CTCS2 hoặc CTCS3 (theo cách phân chia cấp độ của đường sắt Trung Quốc).

1.2. Đường sắt tốc độ cao

Theo Dự án, đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam, điểm đầu tuyến đường sắt tại TP. Hà Nội (ga Ngọc Hồi), điểm cuối tại TP. Hồ Chí Minh (ga Thủ Thiêm). Tổng chiều dài chính tuyến khoảng 1.541 km. Dự án chạy tàu ở tốc độ thiết kế tối đa 350 km/h. Hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu được xác định: “Xu thế các nước có mạng lưới đường sắt tốc độ cao phát triển hiện đều đang hướng đến phát triển hệ thống TTTH và điều khiển chạy tàu hiện đại áp dụng công nghệ mạng di động và đóng đường di động để nâng cao an toàn, tốc độ, mật độ chạy tàu và năng lực thông qua trên tuyến, giảm thiểu chi phí phải đầu tư, bảo trì thiết bị tín hiệu cố định lắp đặt trên tuyến. Đường sắt tốc độ cao của Việt Nam nên lựa chọn theo xu thế công nghệ này”.

1.3. Đường sắt đô thị

Các hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu trên đường sắt đô thị của các dự án đã được lắp đặt, vận hành khai thác đều là các hệ thống có những công nghệ tiên tiến, điều khiển chạy tàu dựa trên kỹ thuật thông tin (CBTC) như hầu hết các tuyến đường sắt đô thị trên thế giới xây dựng mới hiện nay.

Các hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu của các dự án này được nghiên cứu, thiết kế, lắp đặt và tích hợp bởi các nhà thầu khác nhau, vì vậy cho dù cùng là công nghệ điều khiển chạy tàu tiên tiến CBTC nhưng cấu trúc, đặc điểm và khả năng trong vận hành, khai thác, duy tu bảo dưỡng các hệ thống này có những điểm khác nhau. Đặc biệt hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn thường được áp dụng bởi đặc thù của các hãng thuộc các quốc gia khác nhau nên chúng có khác nhau về mức độ đáp ứng và sẽ gây khó khăn cho quản lý vận hành, duy tu, bảo dưỡng, đặc biệt là liên kết các tuyến sau này. Công tác quản lý, đánh giá về chất lượng, về an toàn khác nhau về mặt số liệu cũng như phương pháp đánh giá.

Tại đề án phát triển metro, TP. Hồ Chí Minh sẽ đầu tư đồng loạt và hoàn thành 7 tuyến với tổng chiều dài 355 km đến năm 2035.

Tại TP. Hà Nội, mạng lưới metro gồm 15 tuyến với tổng chiều dài hơn 616,9 km. Theo đề án, TP. Hà Nội sẽ hoàn thành đầu tư xây dựng 10 tuyến metro trong giai đoạn từ nay đến năm 2035 với tổng chiều dài khoảng 410 km.

Hệ thống điều khiển chạy tàu sẽ tiếp tục sử dụng hệ thống điều khiển chạy tàu dựa trên thông tin (CBTC) với sự cập nhật, hoàn thiện công nghệ theo sự phát triển.

2. Những kết quả và hạn chế trong lĩnh vực TTTH điều khiển chạy tàu

2.1. Kết quả đạt được

- Đảm bảo được năng lực vận chuyển của vận tải đường sắt một cách an toàn;

- Các kỹ sư Việt Nam đã làm chủ được công nghệ của các hệ thống điều khiển tín hiệu trong ga, điều khiển tín hiệu khu gian, tín hiệu đường ngang cũng như các hệ thống tập trung điều độ và cũng đã tiếp cận với các hệ thống có hàm lượng công nghệ cao trên thế giới hiện nay như liên khóa máy tính, các hệ thống điều khiển chạy tàu CBTC, hệ thống điều độ tuyến trên cơ sở kỹ thuật số…;

- Đã có nhiều những nghiên cứu của đội ngũ kỹ sư Việt Nam cho lĩnh vực kỹ thuật điều khiển tín hiệu, điều khiển chạy tàu để giải quyết nhiều vấn đề của thực tiễn đường sắt Việt Nam;

- Các công tác tư vấn, thiết kế, quản lý các dự án, hạng mục TTTH đã được tiếp cận theo quy trình chung có tính quốc tế.

2.2. Hạn chế

- Chưa có định hướng phát triển chung vì vậy việc áp dụng các loại hình hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu chưa mang tính nhất quán trong sự phát triển;

- Việc áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật cho các hệ thống TTTH trong các dự án vẫn còn chưa được thống nhất dẫn tới có nhiều giải pháp kỹ thuật cũng như thiết bị khác nhau thực hiện nhiệm vụ giống nhau. Điều đó sẽ gây khó khăn trong việc kết nối các tuyến và việc phát triển công nghệ, sản xuất trong lĩnh vực này.

- Việc làm chủ công nghệ của các kỹ sư TTTH vẫn còn ở mức độ ban đầu nên việc tư vấn thiết kế, xây dựng, quản lý vận hành hệ thống còn chưa sâu, chưa phát huy được hết các tính năng kỹ thuật của hệ thống;

- Còn nhiều hạn chế trong việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị hệ thống TTTH đường sắt;

- Các quy trình quản lý chất lượng, quản lý an toàn, quản lý bảo trì đối với các thiết bị hệ thống TTTH đường sắt chưa theo kịp các phương pháp tiên tiến và sự phát triển công nghệ;

- Chưa có các đơn vị nghiên cứu mạnh về lĩnh vực TTTH, việc đào tạo vẫn còn hạn chế về số lượng do tương lai ngành nghề chưa hấp dẫn.

3. Tương lai đối với các hệ thống TTTH tại Việt Nam

Với tinh thần là làm chủ công nghệ, phát triển công nghiệp đường sắt. Hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu, một hệ thống luôn gắn với sự phát triển công nghệ, tại Việt Nam tồn tại khoảng cách giữa hiện tại và sự phát triển. Để thu hẹp khoảng cách, lĩnh vực TTTH cần đi nhanh qua các mức độ: Nắm được công nghệ ở mức độ biết về nguyên lý; phân tích, đánh giá, lựa chọn công nghệ; chủ động trong vận hành, duy tu, bảo dưỡng; chủ động một phần trong sản xuất, chế tạo; chủ động sản xuất, chế tạo toàn bộ; chủ động phát triển công nghệ cho hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu trong tương lai.

Các nội dung cần triển khai:

- Định hướng quy hoạch phát triển công nghệ các hệ thống TTTH điều khiển các loại hình chạy tàu;

- Nghiên cứu, xây dựng, thống nhất các tiêu chuẩn kỹ thuật cho các thiết bị, hệ thống TTTH điều khiển chạy tàu của các loại hình vận tải đường sắt;

- Hội nhập quốc tế, nghiên cứu, áp dụng công nghệ về điều khiển, TTTH mới, hiệu quả, an toàn;

- Nghiên cứu, áp dụng khoa học trong quản lý các dự án, quản lý chất lượng, quản lý an toàn về  TTTH điều khiển chạy tàu; chủ động về khoa học và pháp lý trong đánh giá, xác minh, cấp chứng chỉ về an toàn;

- Xây dựng các trung tâm nghiên cứu làm chủ và phát triển công nghệ về TTTH điều khiển chạy tàu, chủ động đón đầu sự phát triển;

- Khuyến khích các tập đoàn, công ty có năng lực phát triển công nghệ, tập trung nghiên cứu, làm chủ, phát triển công nghệ, sản xuất thiết bị TTTH điều khiển chạy tàu;

- Phát triển nguồn nhân lực với các chương trình đào tạo hiện đại để đáp ứng, đón đầu công nghệ trong lĩnh vực TTTH điều khiển chạy tàu.