CHLB ĐỨC – Việc triển khai hệ thống kiểm soát tàu hỏa tại châu Âu ETCS (European Train Control System) và hệ thống thông tin di động đường sắt trong tương lai FRMCS (Future Rail Mobile Communication System) đang bước vào giai đoạn tiếp theo.
Một cột mốc quan trọng khác đã đạt được trên con đường số hóa của ngành vận tải đường sắt tại châu Âu với quy định TSI CCS(*) có hiệu lực từ tháng 9/2023. Việc kết nối các hệ thống chỉ huy và điều khiển tàu hỏa ở châu Âu chủ yếu không thể tương tác với các hệ thống, công nghệ và quy trình tương thích được dự định trong nhằm nâng cao năng lực, an toàn và tính kịp thời của vận tải đường sắt trong Liên minh châu Âu (EU) và mạng lưới giao thông xuyên châu Âu. Các chuyến tàu hỏa có thể đi từ thủ đô Paris (Pháp) đến thành phố Bratislava (Slovakia) hoặc từ thành phố Berlin (CHLB Đức) đến thành Palermo (Ý) mà không cần phải thay đổi hệ thống tàu hoặc thậm chí thay thế người lái tàu ở biên giới quốc gia. (*) TSI CCS (technical specification for interoperability – control command and signalling subsystems): liên quan đến lệnh điều khiển và các hệ thống phụ báo hiệu trên tàu và đường ray. Nó áp dụng cho các hệ thống phụ ra lệnh điều khiển và tín hiệu trên xe đang (hoặc dự định) di chuyển và các hệ thống phụ ra lệnh điều khiển và báo tín hiệu bên đường của mạng lưới đường sắt thuộc Liên minh Châu Âu.
Một chuyến tàu cao tốc ICE (Intercity-Express) tại nhà ga
Để phù hợp với các mục tiêu về khí hậu, Ủy ban Châu Âu (European Commission) đã quy định trong sách trắng (White Paper) năm 2011 rằng, phần lớn các chuyến vận tải hành khách trên khoảng cách trung bình phải được thực hiện bằng phương tiện đường sắt chậm nhất là vào năm 2050. Trong trung hạn, đến năm 2030, mục tiêu đặt ra là tăng gấp ba lần chiều dài của mạng lưới đường sắt cao tốc trong hiện tại và tạo ra mạng lưới đường sắt dày đặc ở tất cả các quốc gia thành viên. Cuối cùng, mạng lưới đường sắt cao tốc của châu Âu sẽ được phát triển đầy đủ. Ủy ban EU cũng muốn mở rộng vận tải hàng hóa bằng đường sắt.
Việc số hóa vận tải đường sắt trở thành một vai trò quyết định. TSI CCS là một hướng dẫn quan trọng để đạt được những mục tiêu này. Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật vẫn chưa được xác định cho tất cả các hệ thống phụ và cần nghiên cứu và phát triển thêm. Ngoài ra, các thông số kỹ thuật của hệ thống phụ liên lạc vô tuyến và truyền dữ liệu vẫn phải được thiết lập.
Triển khai hệ thống kiểm soát tàu hỏa ETC Để triển khai hệ thống ETCS, cần có các biện pháp kết cấu sâu rộng dọc theo mạng lưới đường sắt. Đường ray phải được trang bị công nghệ tín hiệu hiện đại để đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và các hộp khóa liên động phải được chuyển đổi, chẳng hạn như chuyển sang hệ thống ETCS.
Mặt khác, đầu tàu hỏa cũng cần có thiết bị tương thích với hệ thống ETCS. Ví dụ, các cảm biến và thiết bị liên lạc phải được lắp đặt trên tàu để có thể tương tác với hệ thống mới.
Cho đến nay, việc thực hiện và quá trình tiến triển khác nhau ở từng quốc gia. Thụy Sĩ được coi là quốc gia đi tiên phong khi đã chuyển gần như toàn bộ mạng lưới đường sắt của mình sang hệ thống ETCS. Hà Lan cũng đã trang bị hầu hết mạng lưới của mình, bao gồm cả đường cao tốc Amsterdam-Utrecht và Rotterdam-Arnheim. Mặt khác, ở CHLB Đức, chỉ có khoảng 500 km mạng lưới đường sắt có khả năng kết nối hệ thống ETCS, bao gồm cả tuyến kết nối chính Cologne-Rhine/Main tốc độ cao. Việc chuyển đổi hiện đang được tiến hành trên tuyến Leipzig-Dresden. Đến năm 2030, tất cả các tuyến đường cao tốc dự kiến sẽ có khả năng kết nối hệ thống ETCS. Thụy Điển dự kiến sẽ hoàn thành việc chuyển đổi mạng lưới vào năm 2035.
Quy định về hệ thống thông tin di động đường sắt của tương lai FRCCS Hệ thống kiểm soát tàu hỏa tại châu Âu ETCS truyền thông tin đến trung tâm đào tạo nhân viên lái tàu trực tiếp thông qua Giao diện DMI (Driver Machine Interface) trong một gian phòng như buồng lái tàu. Điều này liên quan đến việc trao đổi dữ liệu giữa các Eurobalise(*) trên đường ray, ăng-ten cân bằng trên bộ phận kéo, tín hiệu quay và khóa liên động. Điều này cũng có tác động đến thông tin vô tuyến của tàu hỏa. Việc số hóa hệ thống đường sắt tạo ra khối lượng dữ liệu cao hơn nhiều so với khả năng xử lý của hệ thống truyền thông di động quốc tế GSM-R (Global System for Mobile Communications-Railway) trong hiện tại. Hệ thống GSM-R hoạt động dựa trên mạng di động 2G. Tuy nhiên, hệ thống GSM-R không còn đủ khả năng truyền dữ liệu thời gian thực cần thiết giữa tàu và đường sắt. (*) Eurobalise: là thiết bị được lắp đặt trên đường ray, để lưu trữ dữ liệu liên quan đến cơ sở hạ tầng đường sắt, chẳng hạn như giới hạn tốc độ, tham chiếu vị trí, độ dốc, …
Quy định TSI CCS hiện tại đã có hiệu lực, lần đầu tiên quy định FRMCS sẽ thay thế hệ thống GSM-R. Trong giai đoạn chuyển tiếp, TSI giới thiệu hệ thống vô tuyến đường sắt RMR (Railway Mobile Radio). Hệ thống RMR bao gồm cả hệ thống GSM-R và hệ thống FRMCS, FRMCS hoạt động dựa trên mạng di động 5G. (*) FRMCS (Future Railway Mobile Communication System): hệ thống thông tin di động đường sắt của tương lai.
Các thử nghiệm thực tế dự kiến sẽ cung cấp thêm thông số kỹ thuật cho hệ thống FRMCS. Để thực hiện, Liên minh Đường sắt Quốc tế UIC (International Union of Railways) đã khởi động dự án MORANE 2, yêu cầu có kết quả vào năm 2026. Thực hiện quy định FRMCS từ tháng 9/2023 đã giúp ngành đường sắt thực hiện các chuyển đổi kết hợp và lắp đặt thiết bị cần thiết trên đầu tàu hỏa và đường dây cáp, từ đó giúp giảm chi phí cũng như việc ngừng hoạt động các đường dây cáp trong quá trình xây dựng.
Để xem các tin bài khác về “Hệ thống điều khiển đường sắt”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Innotrans
