Làm chủ công nghệ đường sắt, bước chuyển từ lệ thuộc đến tự chủ

Hệ thống điều khiển chạy tàu hoàn chỉnh ứng dụng công nghệ vi điều khiển được áp dụng và qua quá trình sử dụng đã chứng minh hiệu quả ưu việt của hệ thống này.

Trong lộ trình hiện đại hóa hạ tầng giao thông quốc gia, ngành đường sắt từng đặt nhiều kỳ vọng vào các hệ thống công nghệ nhập ngoại. Tuy nhiên, thực tế vận hành đã bộc lộ không ít bất cập, đặt ra yêu cầu cấp thiết về nâng cao tính tự chủ. Việc nghiên cứu, chế tạo thành công hệ thống điều khiển chạy tàu “Made in Vietnam” không chỉ góp phần tháo gỡ các điểm nghẽn kỹ thuật mà còn khẳng định bước tiến quan trọng trong quá trình làm chủ công nghệ cao của đội ngũ nhà khoa học trong nước.

Những bất cập từ công nghệ chuyển giao

Nhằm nâng cấp hệ thống hạ tầng và tự động hóa việc tổ chức chạy tàu, Tổng công ty Đường sắt Việt Nam đã đầu tư hàng nghìn tỷ đồng để nhập khẩu công nghệ từ các quốc gia có nền công nghiệp đường sắt phát triển như Pháp và Trung Quốc. Đáng chú ý, dự án hệ thống tín hiệu tự động sử dụng nguồn vốn vay ưu đãi của Trung Quốc có tổng mức đầu tư lên tới 2.423 tỷ đồng, do nhà thầu Cục 6 Đường sắt Trung Quốc thực hiện lắp đặt.

Tại thời điểm triển khai, các thiết bị như hệ thống tín hiệu điện khí tập trung 6502 (Trung Quốc) hay hệ thống tín hiệu điều khiển tập trung SSI theo tiêu chuẩn châu Âu (Pháp) được kỳ vọng sẽ nâng cao năng lực vận tải, bảo đảm an toàn và cải thiện điều kiện lao động. Tuy nhiên, sau một thời gian đưa vào khai thác, những hệ thống này đã dần bộc lộ hạn chế.

Giai đoạn cuối năm 2016 đến đầu năm 2017, tại ga Văn Điển (Hà Nội), nơi sử dụng thiết bị SSI, liên tiếp xảy ra các vụ tàu trật bánh toa xe hàng. Tình trạng tương tự cũng ghi nhận tại nhiều ga trọng điểm khác như Dĩ An (Bình Dương), Yên Viên, Giáp Bát. Theo báo cáo của Chi nhánh khai thác đường sắt Sài Gòn năm 2018, có tới 12/23 ga sử dụng thiết bị 6502 gặp vấn đề trong vận hành.

Nguyên nhân của các sự cố nêu trên không chỉ xuất phát từ lỗi thiết bị mà còn do sự phụ thuộc lớn vào công nghệ của đối tác nước ngoài. Tại ga Giáp Bát, hệ thống đếm trục toa xe và thiết bị chuyển hướng tàu thường xuyên phát sinh lỗi. Đáng chú ý, khi dự án hết thời gian bảo hành, phía nhà thầu Trung Quốc không bàn giao phần mềm đếm trục-bộ phận được coi là “trái tim” trong việc xác định vị trí đoàn tàu trên đường ray.

Trong hoàn cảnh đó, ngành đường sắt Việt Nam rơi vào thế bị động khi có nhu cầu cải tạo, nâng cấp hạ tầng nhằm khai thác tối đa chiều dài đường ga nhưng phải phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài.

Đột phá từ nội lực: Làm chủ công nghệ tương lai

Các thiết bị của hệ thống có thể tự động cập nhật trạng thái hoạt động thông qua mạng Internet theo mô hình IoT (Internet of Things).

Để giải quyết căn bản “nút thắt” nêu trên, dưới sự phê duyệt của Bộ Khoa học và Công nghệ, đề tài cấp quốc gia mã số TĐL.CN-12/17 đã được triển khai với sự phối hợp chặt chẽ giữa Viện Ứng dụng Công nghệ, Tổng công ty Đường sắt Việt Nam cùng các Trường đại học, viện nghiên cứu đầu ngành.

Sau 4 năm triển khai (2017-2021), các nhà khoa học Việt Nam đã đạt được bước tiến quan trọng khi thiết kế, chế tạo thành công hệ thống điều khiển chạy tàu hoàn chỉnh ứng dụng công nghệ vi điều khiển. Hệ thống bao gồm đầy đủ các cấu phần thiết yếu như liên khóa điện tử, hệ thống đếm trục và hệ thống đèn tín hiệu sử dụng công nghệ LED tiết kiệm, bền bỉ.

Điểm nổi bật của công nghệ nội địa hóa này là khả năng tích hợp các xu thế tiên tiến của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Các thiết bị có thể tự động cập nhật trạng thái hoạt động thông qua mạng Internet theo mô hình IoT (Internet of Things). Tính năng này cho phép giám sát từ xa, triển khai các mô hình bảo trì thông minh, tiến tới xây dựng “bản sao số” (digital twin) cho toàn bộ mạng lưới đường sắt quốc gia.

Thành công này mang ý nghĩa chiến lược về kinh tế và quốc phòng, an ninh. Việc làm chủ thiết kế, chế tạo góp phần nâng cao hiệu quả quản lý kết cấu hạ tầng, tăng năng lực khai thác vận hành, đồng thời từng bước xóa bỏ sự phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài trong công tác duy tu, sửa chữa.

Đây là minh chứng cho thấy, với sự đầu tư đúng hướng và sự phối hợp chặt chẽ giữa cơ quan quản lý, đơn vị sử dụng và lực lượng khoa học, Việt Nam hoàn toàn có khả năng làm chủ những công nghệ phức tạp. Kết quả này tạo nền tảng quan trọng để nâng cao tỷ lệ nội địa hóa, mở ra hướng phát triển bền vững cho ngành giao thông vận tải trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.