Công nghệ tàu đơn đường tự cân bằng Monocab bước vào giai đoạn thử nghiệm thực tế

Monocab là hệ thống tàu đơn đường (monorail) tự cân bằng được thiết kế nhằm tối ưu hóa hạ tầng giao thông. Dự án này vừa chính thức bước vào giai đoạn thử nghiệm mới trên một tuyến đường ray riêng biệt thay vì tận dụng hoàn toàn các tuyến đường sắt cũ. Phương tiện thử nghiệm đầu tiên mang tên Thusnelda hiện đã đi vào hoạt động trên đoạn đường ray thử nghiệm dài 20 mét tại Innovation Campus Lemgo thuộc Đại học Khoa học Ứng dụng Ostwestfalen-Lippe (TH OWL).

Phương tiện Monocab chạy thử nghiệm trên đoạn đường ray dài 20 mét

Cơ chế vận hành và bước chuyển hướng về hạ tầng

Ban đầu, ý tưởng của Monocab là vận hành trên các tuyến đường sắt bị bỏ hoang, tận dụng hai thanh ray song song của một tuyến đường đơn để làm hai làn di chuyển ngược chiều riêng biệt. Tuy nhiên, ở phương án thử nghiệm mới, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một đường ray đơn độc lập cho xe tự cân bằng. Mô hình này giúp giải phóng không gian lắp đặt, cho phép bố trí linh hoạt với diện tích chiếm dụng hạ tầng tối thiểu.

Bên cạnh đó, việc sử dụng đường ray mới giúp tránh được các phức tạp kỹ thuật ban đầu liên quan đến việc cải tạo hạ tầng đường sắt truyền thống, vốn đòi hỏi xe phải quay đầu hoặc chuyển làn để quay trở lại. Tuyến đường nội khu hiện tại có thể thiết kế dạng vòng kín hoặc cho xe di chuyển qua lại trên cùng một trục thanh ray.

Bài toán kỹ thuật về chuyển làn và thiết kế bất đối xứng

Mặc dù việc vận hành trên ray đơn mở ra nhiều triển vọng, dự án vẫn phải đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật lớn. Theo báo cáo phân tích của Giáo sư Jürgen Brunsing từ Đại học Kỹ thuật Darmstadt (TU Darmstadt), cơ chế chuyển làn (rail switching) cho hệ thống ray đơn tự cân bằng là một trong những thử thách phức tạp nhất.

Đặc biệt, do sở hữu thiết kế bất đối xứng nhằm khai thác tối đa khổ giới hạn (loading gauge) của không gian đường sắt, các phương tiện Monocab thường yêu cầu vòng quay đầu hoặc bàn xoay nếu muốn vận hành hai chiều trên hệ thống ray cũ. Đây là lý do hệ thống chuyển làn riêng biệt đang được tập trung phát triển.

Lộ trình phát triển và các mốc sẵn sàng công nghệ

Dự án Monocab hiện nhận được khoản kinh phí tài trợ trị giá 5,12 triệu USD, với sự tham gia nghiên cứu của Viện Fraunhofer IOSB-INA. Nhóm phát triển đặt mục tiêu hoàn thành việc trình diễn kỹ thuật chuyển làn chuyên biệt cho Monocab trước cuối tháng 11/2026.

Về cấp độ sẵn sàng công nghệ, hệ thống Monocab hiện đạt mức TRL 5 (thử nghiệm mô hình trong môi trường vận hành). Để tiến tới mức TRL 6 (mẫu thử nghiệm hoàn chỉnh trong môi trường vận hành), một tuyến đường dài 300 mét bao gồm các đoạn đường cong và độ dốc sẽ bắt đầu được thi công và hoàn thành trước cuối năm nay.

Nhìn chung, lộ trình dài hạn của dự án hướng tới việc đạt cấp độ TRL 8 hoặc TRL 9 trên một tuyến đường sắt cũ tại Extertal vào giai đoạn 2028–2030. Ngoài ra, công nghệ này dự kiến sẽ được giới thiệu tại Triển lãm InnoTrans 2026 ở Berlin và Triển lãm Trồng hoa Quốc tế (IGA) vào năm 2027.