Hệ Thống Cảnh Báo Sớm Chướng Ngại: Giải Pháp An Toàn Cho Đường Sắt Việt Nam
Để giải quyết vấn đề an toàn tại các điểm giao cắt đường sắt, Công ty CP Thông tin tín hiệu đường sắt Vinh đã nghiên cứu và triển khai hệ thống cảnh báo sớm chướng ngại vật. Sáng kiến này nhằm giảm thiểu nguy cơ tai nạn, đặc biệt trên mạng lưới đường sắt quốc gia dài hơn 3.140 km với gần 5.000 điểm giao cắt đường bộ.
Thực Trạng Nguy Hiểm Tại Các Đường Ngang
Trong số các điểm giao cắt, hơn 3.000 lối đi tự mở chưa được rào chắn, khoảng 700 đường ngang có hệ thống cảnh báo tự động, và hơn 600 đường ngang có người gác. Đây là những điểm nóng tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn giao thông đường sắt. Tại các đường ngang cảnh báo tự động, mặc dù có chuông, đèn nháy, và cần chắn hạ xuống, vẫn xảy ra tình trạng người và phương tiện cố tình vượt barie hoặc dừng xe trên đường ngang.
Nhiều tai nạn nghiêm trọng đã xảy ra trên tuyến Hà Nội - TP HCM qua các tỉnh như Nghệ An, Thanh Hóa, Hà Tĩnh, và Quảng Trị, gây thiệt hại về người và tài sản, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn chạy tàu và năng lực vận tải đường sắt.
Nghiên Cứu Và Phát Triển Hệ Thống Cảnh Báo
Năm 2022, Công ty CP Thông tin tín hiệu Đường sắt Vinh đã khởi động đề tài khoa học "Nghiên cứu, lắp đặt thử nghiệm hệ thống hỗ trợ cảnh báo sớm chướng ngại tại đường ngang lên đầu máy". Các cán bộ kỹ thuật dành hơn một năm để phát triển hệ thống và lắp đặt thử nghiệm tại đường ngang km311+400 trên tuyến đường sắt Hà Nội - TP HCM, đoạn qua TP Vinh, Nghệ An.
Theo ông Lê Đình Diện, Phó giám đốc công ty và chủ nhiệm đề tài, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn phương án phù hợp với điều kiện hạ tầng Việt Nam, bao gồm lắp đặt thiết bị vòng từ dưới mặt đường ngang và Lidar đặt trên một góc đường ngang. Vòng từ tạo ra từ trường để phát hiện chướng ngại vật, trong khi Lidar sử dụng công nghệ quét tia laser để đo khoảng cách và nhận diện vật thể.
Hoạt Động Và Lợi Ích Của Hệ Thống
Khi phương tiện đi vào phạm vi đường ngang và không di chuyển trong một khoảng thời gian xác định, hệ thống sẽ phát tín hiệu cảnh báo. Nhóm nghiên cứu còn lập trình phần mềm, tính toán thời gian chiếm dụng đường ngang phù hợp với tốc độ tàu, và ứng dụng mạng GPS để định vị đoàn tàu. Mạng truyền dẫn không dây LoRaWAN được sử dụng để truyền thông tin ổn định từ đường ngang lên đầu máy.
Sau khi cần chắn đóng hoàn toàn, nếu có chướng ngại vật nằm trên đường ngang trong khoảng 10 giây, thiết bị sẽ đưa ra cảnh báo dừng tàu cách đó hơn một km. Trường hợp không có chướng ngại, hệ thống đưa ra cảnh báo an toàn cho nhân viên lái tàu. Từ khi lắp đặt vào năm 2023, khu vực đường ngang km 311+400 không xảy ra va chạm giữa tàu và phương tiện đường bộ.
Thách Thức Và Thành Tựu
Quá trình thử nghiệm gặp nhiều khó khăn, bao gồm sai lệch về khoảng cách và thời gian cảnh báo. Các kỹ sư đã khắc phục bằng cách điều chỉnh thuật toán và lựa chọn thiết bị phát sóng phù hợp. Sau hơn một năm nghiên cứu và ba tháng chạy thử, hệ thống vận hành ổn định và được lắp thêm thiết bị Lidar thứ hai để tăng phạm vi phát hiện.
Đề tài đã được Hội đồng khoa học công nghệ của Tổng công ty Đường sắt Việt Nam đánh giá xuất sắc và đạt giải nhì Giải thưởng Sáng tạo đường sắt Việt Nam giai đoạn 2023-2025. Ông Nguyễn Quốc Vượng, Phó tổng giám đốc Tổng công ty, nhấn mạnh hệ thống không chỉ nâng cao an toàn chạy tàu mà còn giảm cường độ lao động tại các đường ngang có người gác.
Triển Vọng Mở Rộng Và Chi Phí
Việc tận dụng hạ tầng sẵn có và công nghệ LoRaWAN giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư, với mỗi bộ thiết bị cảnh báo tự động có giá khoảng 120 triệu đồng. Tổng công ty đánh giá đề án có tính khả thi cao và đang thử nghiệm áp dụng trên một số đường ngang, với kế hoạch phân kỳ đầu tư lắp đặt đến năm 2030 để đảm bảo an toàn chạy tàu trên toàn quốc.
