Hệ thống tín hiệu thông minh hạn chế tai nạn đường sắt

Trợ giúp lái tàu điều hành từ xa

PGS.TS Phạm Hồng Quang cho biết, là một trong những ngành giao thông phát triển sớm nhất nhưng sau 130 năm, những đoàn tàu hỏa vẫn chạy trên hệ thống ray cũ kĩ, với khổ đường 1.000mm, chiếm 83% hệ thống đường sắt cả nước, 100% trên đường chính tuyến Bắc Nam.

Trung bình cứ 1km đường sắt có 1,85 đường ngang giao cắt khiến tốc độ những con tàu đã chậm lại càng chậm hơn.

Theo thống kê, chỉ tính riêng trong tháng 7/2019 (từ 1 - 31/7) trên địa bàn cả nước xảy ra 27 vụ tai nạn đường sắt, làm 17 người chết, 23 người bị thương. Tính từ 16/8 đến 15/9/2019, xảy ra 24 vụ, tăng 40% so với cùng kỳ 2018, làm chết 9 người (tăng 25%), làm bị thương 15 người (tăng 300%).

Ngành đường sắt đã liên tục đầu tư các hệ thống tự động cảnh báo tại đường ngang, hệ thống trợ giúp lái tàu với màn hình và camera nhập khẩu từ nước ngoài.

Có thể kể đến hệ thống cảnh báo tự động đường ngang đường sắt cảm biến địa chấn máy tính nhúng, hệ thống đồng hồ ghi băng, trợ giúp lái tàu, bản đồ số ĐSVN: Triển khai đại trà cho các đầu tàu khách từ năm 2007, hệ thống định danh tự động toa xe, quản lý vị trí toa xe trong mạng ĐSVN, hệ thống quang báo thông minh trên các toa xe… nhưng chưa đem lại kết quả như mong đợi.

PGS.TS Phạm Hồng Quang và cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ phát hiện, cảnh báo và phòng tránh tai nạn tại các khu vực đường ngang đường sắt bằng tích hợp các công nghệ lõi gồm: Mạng cảm biến vô tuyến, vạn vật kết nối (IoT), mạng diện rộng năng lượng thấp, trí tuệ nhân tạo (AI) và tính toán mù sương (FC).

Theo đó, thiết bị sẽ được lắp trên đầu máy tàu hỏa, thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời chứa thông tin điều hướng, cảm biến vô tuyến... đưa thông tin về hệ thống của người giám sát điều phối. Hệ thống giám sát AI, IoT đặt tại trạm đường ngang cho phép phát hiện tất cả các đường ngang chạy qua đường sắt và cảnh báo sớm theo thời gian thực.

Cảm biến phát hiện tàu, đếm trục, nhận dạng và phân loại toa xe sử dụng năng lượng thấp, không dây. Cảm biến có khả năng đếm trục, xác định tốc độ trục, khoảng cách giữa các trục, nhận dạng giá chuyển hướng, loại toa xe/đầu máy.

Hệ thống truyền tin bằng công nghệ mạng vô tuyến diện rộng năng lượng thấp (APWAN), lắp đặt trên đường ray tại vị trí biên khu vực cảnh báo an toàn đường ngang.

Hệ thống giám sát đường ngang sử dụng trí tuệ nhân tạo AI sẽ cảnh báo liên tục cho lái tàu biết khoảng cách từ tàu đến đường ngang tiếp theo. Người lái tàu có thể xem lại các chuyến tàu, thời gian qua đường ngang, hoạt động của các cảm biến.

Mong được ứng dụng

Để thử nghiệm hệ thống, nhóm nghiên cứu đã lắp đặt thiết bị tại 2 đường ngang tại Đà Nẵng với 2 đầu tàu tương ứng và 1 trung tâm điều hành trên mạng Internet.

Các tính năng sử dụng trí tuệ nhân tạo tự động cảnh báo cản trở đường ngang cho người lái tàu từ xa… được vận hành khá trơn tru. Phản hồi của người lái tàu khi ứng dụng công nghệ là rất tốt, hệ thống cảnh báo rất sớm các đường ngang sắp tới về khoảng cách, vận tốc di chuyển, thời gian đến đường ngang…

PGS.TS Phạm Hồng Quang trăn trở, từ 10 năm trước, anh đã rất quan tâm đến vấn đề tai nạn đường ngang đường sắt, nhưng anh không tìm được tiếng nói chung với cơ quan quản lý.

Vấn đề này hoàn toàn giải quyết được bằng công nghệ, nhưng đáng tiếc là khả năng lắng nghe của một số người có thẩm quyền lại không cao, dẫn đến việc ứng dụng vào thực tiễn còn nhiều khó khăn. Đó là trở ngại lớn nhất để đưa công nghệ này ứng dụng đại trà, giảm thiểu tai nạn đường ngang, đường sắt.

“Tôi làm ra công nghệ là để triển khai. Nhưng thời buổi sau vụ Việt Á, cảm giác người ta không muốn làm gì liên quan đến khoa học công nghệ. Để lắp đặt hệ thống lên tàu và đường ngay cần được cơ quan có thẩm quyền cho phép.

Trong khuôn khổ đề tài thì được phép lắp thử nghiệm, nhưng chặng đường đưa vào ứng dụng chắc vẫn còn xa lắm”, PGS.TS Phạm Hồng Quang trăn trở.

Ông Nguyễn Danh Huy, Vụ trưởng Vụ Kế hoạch đầu tư, Bộ Giao thông Vận tải đánh giá các kết quả đề tài có tính ứng dụng cao, so với việc sử dụng các sản phẩm của nước ngoài thì các sản phẩm đạt chất lượng của đề tài sẽ giúp giảm chi phí, góp phần phát triển, đảm bảo an toàn đường sắt nói riêng, thúc đẩy phát triển ngành giao thông vận tải nói chung.