Sự phát triển của hệ thống điều khiển tàu điện pptx

Sự phát triển của hệ thống
điều khiển tàu điện

Tóm tắt
Hệ thống vận chuyển hành khách bằng tàu điện là xu hướng
phát triển tất yếu tại các thành phố lớn trên thế giới. Tại Hà
Nội và Tp. Hồ Chí Minh đang triển khai xây dựng các hệ
thống này với công nghệ tự động điều khiển tiên tiến. Bài
báo giúp độc giả có cái nhìn tổng thể về quá trình hình thành
và phát triển, cũng như xu hướng phát triển của các hệ thống
điều khiển tàu điện - bộ phận không thể thiếu trong hệ thống
metro.

Mở đầu
Vận tải hành khách bằng tàu điện chạy trên đường ray là
phương thức vận chuyển có hiệu quả nhất và đã được áp
dụng rộng rãi ở nhiều thành phố lớn (Tokyo, London,
Moscow, …) tại nhiều quốc gia (Nhật Bản, Anh, Nga, …).
Ưu điểm của vận chuyển bằng tàu điện là năng lực chuyên
chở lớn (đoàn tàu moscow 8 toa có sức chuyển chở 2.160
hành khách), tần số hoạt động của đoàn tàu cao (với metro
moscow cho phép vận hành 42-45 cặp tàu trong 1 giờ trên 2
đường ray độc lập theo 2 hướng [5]) và điều chỉnh được vận
tốc của đoàn tàu (vận tốc trung bình của metro moscow là
40km/h, nhưng vận tốc tối đa - 80km/h [5]).
Hệ thống bao gồm các thành phần chính: nhà ga, thiết bị
thang cuốn - thang bộ, đường hầm, tuyến ray chính, tuyến ray
nhánh, tuyến ray quay vòng, tàu điện, nhà bảo dưỡng, trạm
cấp điện, quạt gió - thông khí, cấp - thoát nước, được gọi là

hệ thống metro, tên đầy đủ của nó tại Pháp - métropoliain, tại
Nga, Nhật và nhiều nước SNG - metropaliten; nó cũng có tên
gọi khác như tại Anh - underground, tại Mỹ - Subway, tại
Đức - Untergrundbahn/U - Bahn, …
Các tuyến đường ray không chỉ xây dựng trên mặt đất mà có
thể được xây dựng ở trên cao hay ngầm dưới đất, nhờ đó tiết
kiệm được diện tích lớn để xây dựng khu chung cư, trung
tâm thương mại, nhà văn hóa, khu giải trí - thể thao, … và do
đó tạo ra mạng lưới giao thông liên kết giữa các khu vực này
lại với nhau trên toàn thành phố. Các tuyến ray ngầm thường
được lựa chọn để xây dựng nhiều nhất, vì nó không phá hủy
kiến trúc quy hoạch trước đó của thành phố, không hạn chế
chuyển động của các phương tiện vận tải trên mặt đất cũng
như người đi bộ, mà góp phần giảm tiếng ồn, giảm rung chấn
của các tòa nhà gây ra do chuyển động của tàu. Các tuyến
đường ray ngầm được xây dựng dưới lòng đất ở độ sâu 10-
50m nhưng phổ biến nhất là ở độ sâu 10-15m vì việc xây
dựng sẽ dễ dàng hơn, chi phí xây dựng, cũng như chi phí vận
hành rẻ hơn. Hơn nữa hành khách sẽ mất ít thời gian ra/vào
nhà ga để lên/xuống tàu. Các tuyến ray trên mặt đất thường
được bố trí xây dựng ở những khu vực thành phố có mật độ
các công trình xây dựng thấp và cần phải xây dựng các hàng
rào xung quanh đường ray để đảm bảo an toàn chuyển động
khi vận hành tàu. Các tuyến ray trên cao thường được xây
dựng ở những đoạn liên quan đến địa hình, đặc biệt khi băng
qua đường bộ, đường sắt hiện có, qua sông - kênh … các
chướng ngại vật.
Năm 1890, tại London - nước Anh bắt đầu xây dựng hệ thống
metro đầu tiên với sức kéo điện của đầu máy chạy bằng điện
(trước đó, năm 1860 đã xây dựng tuyến ray ngầm, đoàn tàu

sử dụng sức kéo hơi nước). Còn tại New York - Mỹ, năm
1890 các tuyến đường sắt cũng được chuyển đổi sang sức
kéo điện. (năm 1868 cũng đã xây dựng những đoạn đường
sắt trên cao với sức kéo thô sơ bằng dây cáp và thay thế bằng
sức kéo đầu máy hơi nước vào năm 1871). Châu Âu đi đầu
trong việc xây dựng hệ thống metro: Budapest - Hungary xây
dựng năm 1896; Paris- Pháp xây dựng năm 1900, đây cũng là
năm mở cửa triển lãm công nghiệp trên thế giới; Sau đó một
loạt các thành phố khác đã đưa vào khai thác hệ thống metro:
Madrid - Tây Ban Nha vận hành vào năm 1919; Barcelona -
Tây Ban Nha vận hành vào năm 1924; Athens - Hy Lạp điện
khí hóa năm 1904 và nâng cấp hệ thống vào năm 2000;
Tokyo - Nhật Bản vận hành vào năm 1927, Osla - Na Uy vận
hành tuyến dường sắt ngầm đầu tiên tại Bắc Âu năm 1928 và
nâng cấp hệ thống vào năm 1966, Stockhom - Thụy điển vận
hành vào năm 1950, Moscow - Nga vận hành năm 1935,
Saint-Persburg vận hành năm 1955, Kiev - Ukraina vận hành
năm 1960, Tbilisi - Georgia năm 1966, Baku - Azerbaiijani
năm 1967 …
Sự phát triển của khoa học công nghệ nhanh chóng được áp
dụng vào ngành đường sắt để giảm sức lao động của con
người thông qua việc tạo ra và sử dụng các máy móc, thiết bị,
các hệ thống tự động nhằm điều khiển và kiểm soát quá trình
chuyển động của các tàu trên tuyến đường ray. Trong thời kỳ
đầu, khoảng trước những năm 1900, người ta chủ yếu tập
trung vào nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển chạy tàu để
trợ giúp/hoặc thay thế người lái. Hệ thống điều khiển chạy
tàu (HĐTT) là thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển
chuyển động các đoàn tàu trên tuyến (HĐCT). Nó được thiết
kế để tự động hóa các

quá trình sau:
* Xác định thời gian
dừng tàu tại sân/ke ga;
* Xác định thời gian
chạy tàu trên khu gian
(giữa hai sân ga);
* Mở và đóng cửa hành khách ra/vào vào trên tàu;
* Khởi hành chạy tàu từ sân ga;
* Lựa chọn các chế độ điều khiển để thực hiện chạy tàu theo
thời gian quy định;

* Thực hiện hãm để giảm tốc độ của tàu, đáp ứng giới hạn
vận tốc trên tuyến;
* Hãm dừng tàu tại sân ga;
* Thông báo cho người lái về chế độ, trạng thái của HĐTT;
* Cung cấp thông tin cần thiết cho hành khách (ga khởi hành,
ga tiếp theo, …);
* Cung cấp tình trạng hiện tại của tàu cho trung tâm điều độ
tàu (HĐĐT).
HĐTT liên hệ trực tiếp với hệ thống an toàn chạy tàu
(HACT). Các lệnh điều khiển của HACT luôn có mức ưu tiên
cao nhất, nên cần phải lưu ý khi xây dựng HĐTT sao cho
không thực hiện dư thừa lệnh điều khiển. HĐTT cũng liên
kết với thiết bị trên tàu, đó là thiết bị tự động khởi động, cơ
cấu chấp hành, bộ điều chỉnh vận tốc, cơ cấu hãm, thiết bị
chống trượt và chống bó phanh, vì vậy chúng sẽ liên quan
mật thiết đến cấu trúc và thuật toán cài đặt trong HĐTT.
Sau này, khoảng sau năm 1965, khi mà công nghê bán dẫn, vi
xử lý phát triển mạnh mẽ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc
áp dụng các thiết bị tính toán chuyên dụng vào ngành đường

sắt. Cùng với việc hiện đại hóa các trang thiết bị đồng thời ở
3 khu vực: trên tàu, tại nhà ga và trạm điều độ tàu, hàng loạt
các nghiên cứu về tích hợp hệ thống thông tin-tín hiệu-điều
khiển được thực hiện. Song song với đó là sự ra đời của các
thuật toán điều khiển không chỉ trên tàu (hiện đại hóa, nâng
cấp, hoàn chỉnh thuật toán đã có), mà các thuật toán điều độ-
điều khiển tàu trên tuyến (tại trạm điều độ, nhà ga) cũng lần
lượt được áp dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển tự động
chuyển động tàu. Các hệ thống điều khiển tàu điện tập trung
hiện đại được xây dựng thành công có thể kể tới đó là hệ
thống metro do Nga xây dựng tại Kharcov-Ukraina năm
1975, Tashkent-Uzbekistan năm 1977, Yerevan-Armenia vào
1981, Minsk-Belarus năm 1984, tại Gorki, Novosibirsk,
Samara, Yekaterinburg - Nga lần lượt vào năm 1984, 1985,
1987, 1991; tại Vienna-Áo (năm 1976) do Đức xây dựng, tại
Frankfurt, Munich-Đức vào năm 1968, 1971; tại Sofia-
Bungari (năm 1998), tại Atlanta-Mỹ (năm 1979), tại
Fukuoka-Nhật Bản (năm 1981) …
Các hệ thống điều khiển tàu điện ngày càng được hiện đại
hóa. Mức độ phát triển của hệ thống điều khiển tàu điện phụ
thuộc vào loại tàu được sử dụng và mức độ phát triển của kỹ
thuật vi xử lý, cũng như các thuật toán điều khiển hay các chỉ
tiêu kỹ thuật điều khiển đề ra.
Quá trình hình thành hệ thống điều khiển tàu điện
Hệ thống điều khiển tàu điện được phân chia phù hợp theo
cấu trúc hệ thống, theo thuật toán điều khiển, theo chức năng
nhiệm vụ của thiết bị, đó là: mức độ tập trung, phương pháp
tính toán chương trình chạy tàu, vị trí cài đặt chương trình
chạy tàu, số vòng điều khiển, khả năng tính toán của thiết bị,
mức độ tự động hóa. Ngày nay, hệ thống điều khiển tàu tập

trung (centralization) thu hút được nhiều độc giả nghiên cứu
hơn hệ thống điều khiển tàu tự trị (autonom) vì nó cho phép
tạo ra hệ thống tự động điều khiển tiên tiến với nhiều ưu
điểm vượt trội và hạn chế được các thiếu sót của hệ thống
trước đó. Hệ thống điều khiển tàu tập trung được thiết kế
theo thứ bậc và thực hiện theo 3 mức: trạm điều khiển trung
tâm (ĐKT), nhà ga - thiết bị nhà ga (TBG), thiết bị điều
khiển trên tàu (TĐT). Hệ thống điều khiển tàu tập trung nhận
thông tin về tình trạng chuyển động của tất cả các tàu đang
chuyển động trên tuyến và chọn lựa lệnh điều khiển cho tàu
đang kiểm soát tương ứng với thông tin nhận được và yêu
cầu của chương trình chạy tàu. Việc sắp đặt chức năng điều
khiển giữa 3 cấp bậc này phụ thuộc vào yêu cầu về mức độ
điều khiển tập trung, độ chính xác thực hiện biều đồ chạy tàu,
mức độ phát triển của công nghệ thiết bị, thuật toán điều
khiển, đòi hỏi về chất lượng điều khiển.
Hệ thống điều khiển tàu tự trị chỉ đưa ra lệnh điều khiển cho
duy nhất tàu đang bị kiểm soát thông qua chương trình chạy
tàu. Đồng thời, tương tác giữa các tàu được xác định hoàn
toàn bằng hệ thống khác - phân hệ điều chỉnh dãn cách tàu.
Sai lệch về khoảng cách giữa các tàu (làm cho chuyển động
của tàu không an toàn) được bù bằng phân hệ tự động điều
khiển của mỗi tàu mà không hề liên quan đến vị trí các tàu
còn lại trên tuyến. Sự bù sai lệch về khoảng cách giữa các tàu
được xác định bằng thuật toán phù hợp, khi tính toán đến
mức độ dữ trữ khoảng cách và các giới hạn khác từ HACT.
Hệ thống điều khiển tàu tập trung có rất nhiều tính năng vượt
trội. Vì biết được vị trí của tất cả các tàu đang chạy trên
tuyến nên cho phép linh hoạt bù sai lệch về khoảng cách có
nguy cơ mất an toàn giữa các tàu. Hơn nữa, trong hệ thống

điều khiển tập trung còn có các kênh truyền/nhận thông tin -
tín hiệu giữa 3 mức, nên cho phép thực hiện các quá trình kỹ
thuật phức tạp hơn về sau, như phân hệ trợ giúp thông tin
hành khách, phận hệ camera giám sát,
Hiện nay đã có những hệ thống điều khiển tàu điện được thực
hiện hoàn toàn tự động, tức là có thể không cần sự tham gia
của người lái trong quá trình chuyển động tàu trên tuyến (hệ
thống metro tại Lille - Pháp, ). Mức độ tự động hóa phụ
thuộc vào loại tàu, mức độ lắp đặt thiết bị tự động trên tàu để
thực hiện hãm, đảm bảo yêu cầu điều khiển đặt ra. Đặc thù
của hệ thống metro là phục vụ con người với cường độ
chuyên chở lớn nên chức năng điều khiển phải hướng đến sự
tiện ích và đảm bảo an toàn cho hành khách, như quá trình
đóng/mở cửa tàu cần thiết phải thông tin đến người lái để
đảm bảo tất cả hành khành đã lên/xuống hết mới được rời sân
ga. Hay như việc dừng tàu tại sân ga, đây là vấn đề hết sức
căng thẳng với lái tàu nếu không được tự động hóa, ngoài ra
còn có quá trình hãm giảm tốc theo vận tốc giới hạn chuyển
động của tàu trên tuyến, Hơn thế nữa, việc tự động hóa
điều khiển quá trình chuyển động tàu điện cho phép đưa ra
các luật điều khiển phù hợp theo các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra
như tối thiểu hóa chi phí năng lượng điện, thời gian chạy
ngắn nhất,
Trong hệ thống điều khiển tàu điện, ngoài các trang thiết bị,
các máy tính toán chuyên dụng dựa trên nền vi xử lý, vi điều
khiển, một yếu tố then chốt làm nên thành công đó là các luật
điều khiển, các thuật toán điều khiển (gọi chung là chương
trình) cài đặt trong hệ thống. Chương trình chạy tàu không
ngừng phát triển để hỗ trợ hoặc thay thế hoàn toàn người lái
tàu trong quá trình chuyển động tàu trên tuyến. Theo thời

gian, cùng với sự cải tiến của chương trình chạy tàu (cài đặt
trên tàu), các thuật toán, chương trình điều phối các tàu trên
tuyến (tại ĐKT) được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi, giúp
nâng cao năng lực vận chuyển và đảm bảo an toàn ở mức cao
nhất cho hành khách. Nếu thời kỳ đầu, chương trình chạy tàu
đơn giản được thiết kế trên nền vi xử lý lắp đặt trên tàu, sau
đó được cải tiến để lắp đặt cả trên tàu và đường ray (nhờ sự
trợ giúp của cảm biến, mạch điện - đường ray, kênh thu -
phát radio, kênh thông tin tần số cao, kênh sóng viba, thiết bị
hồng ngoại), thì ngày nay loại bỏ cơ bản nhiều module
chương trình lắp đặt trên đường ray (vì chương trình thiết kế
trên đường ray làm tăng chi phí của hệ thống, gây khó khăn
trong bảo dưỡng - vận hành). Chương trình chạy tàu ngày
càng được hoàn thiện cùng với mức độ hiện đại của các thiết
bị tính toán trên tàu để nâng cao độ chính xác thực hiện, giảm
thời gian tính toán, Điểm nổi bật nữa trong chương trình
điều khiển tàu ngày nay là việc kết hợp giữa chương trình
tính toán sơ bộ để xác định trước hành trình chạy tàu (theo
chỉ tiêu tối ưu năng lượng) tại depot và chương trình điều
khiển trên tàu để tạo ra mô hình điều khiển dự báo, cho phép
đưa ra kết quả tính toán ở chế độ thời gian thực. Quá trình
tính toán trên tàu đưa ra bản đồ chế độ chạy tàu (chế độ lái và
vị trị chuyển đổi chế độ) nhờ sự trợ giúp của các thông tin về
hành trình, giới hạn tốc độ đã lưu sẵn trong thẻ nhớ của thiết
bị trên tàu. Bằng việc đưa vào áp dụng các thuật toán điều
khiển tàu trên tuyến tại ĐKT, đã mở ra thời kỳ phát triển mới
của hệ thống điều khiển tàu điện tập trung. Thuật toán điều
khiển các tàu chạy trên tuyến đã triển khai thành công tại
ĐKT có thể kể đến là thuật toán biểu đồ, thuật toán khoảng
cách, thuật toán biểu đồ - khoảng cách.

Thuật toán biểu đồ tạo ra tác động điều khiển tùy theo sai
lệch thời gian giữa khi đến và đi của các tàu tương ứng với
bảng kế hoạch chạy tàu. Quá trình điều khiển được thực hiện
bằng cách tạo ra lệnh khởi hành tàu (tương đương với việc
điều chỉnh thời gian dừng tàu tại sân ga, hoặc sử dụng độ dữ
trữ về thời gian chạy tàu trên khu gian) và lựa chọn thời gian
chạy tàu phù hợp trên khu gian. Phương án xây dựng thuật
toán biểu đồ luôn là sử dụng độ dữ trữ thời gian dừng tàu tại
sân ga, chỉ khi thực sự cấp bách (không thể thay đổi thời gian
dừng tàu tại sân ga) mới dùng đến độ dữ trữ thời gian chạy
tàu trên khu gian. Ưu điểm của thuật toán biểu đồ là tổ chức
chạy tàu đúng theo kế hoạch đặt ra, dựa vào đấy xây dựng
các kế hoạch dịch vụ khác nhau trong hệ thống metro. Đây là
phương pháp điều khiển tàu truyền thống nên có tính phổ
biến rộng rãi. Nhược điểm của nó là rất khó thực hiện khi
xuất hiện hỏng hóc trên tuyến (nhiễu ngẫu nhiên, không xác
định), lúc này kế hoạch chạy tàu không thể thực hiện vì phải
cần một độ trễ thời gian khá lớn để giải quyết sự cố. Khi xuất
hiện nhiễu không biết trước thì giải pháp ưu thế hơn sẽ là
thuật toán khoảng cách.
Thuật toán khoảng cách đưa ra tác động điều khiển dựa vào
thông tin sai lệch về khoảng cách chạy tàu thực tế với khoảng
cách an toàn cho trước. Các phương án để xây dựng thuật
toán khoảng cách có thể liệt kê ra đó là:
* Rút ngắn thời gian dự trữ dừng tàu trên sân ga và sau đó là
rút ngắn thời gian dự trữ chạy tàu trên khu gian;
* Khi cấp bách thì sử dụng thời gian dự trữ chạy tàu trên khu
gian, sau đó rút ngắn thời gian dừng tàu khi mà việc giảm
thời gian chạy không bù được nhiễu;
* Bù sai lệch khoảng cách chuyển động trên đường ray bằng

chương trình giảm thời gian chạy trên khu gian khi không thể
thay đổi thời gian dừng tàu trên sân ga.
Nhược điểm của thuật toán khoảng cách là không có ràng
buộc chặt chẽ với biểu đồ chạy tàu tại thời điểm quan sát, do
đó gây khó khăn cho việc lập kế hoạch các dịch vụ phục vụ
chuyển động tàu. Xuất phát từ thiếu sót này, thuật toán biểu
đồ - khoảng cách đã được nghiên cứu và trở thành hướng
phát triển đến ngày nay.
Thuật toán biểu đồ - khoảng cách thực hiện theo thuật toán
biểu đồ khi các sai lệch điều khiển không vượt quá đại lượng
đặt nào đó Td. Nếu sai lệch lớn hơn Td thì thực hiện chuyển
sang thuật toán khoảng cách. Sự kết hợp giữa hai thuật toán
này cho phép tạo ra giải pháp đủ nhanh để tiến hành các
nhiệm vụ đối với biểu đồ chạy tàu khi bù nhiễu. Thuật toán
biểu đồ - khoảng cách còn cho phép tăng thời gian chạy tàu
trên khu gian và thời gian dừng tàu tại sân ga, làm tăng năng
lực vận chuyển hành khách trên tuyến.
Ngày nay, các thuật toán tại ĐKT hướng vào nghiên cứu xây
dựng mô hình mô phỏng trên tuyến để phân tích và chọn lựa
luật điều khiển tại trung tâm. Mô hình mô phỏng trên tuyến
cho phép mô phỏng lại sự hoạt động của phân hệ trên tuyến,
liên quan tới chuyển động của các tàu: sự tương tác giữa các
tàu, hành vi của người thao tác, cũng như đáp ứng của thiết bị
khi tiếp nhận mệnh lệnh từ trung tâm điều độ. Mô hình tuyến
đưa ra mô tả đầy đủ nhất về hoạt động của tất cả các phân hệ
trên tuyến, ngoài ra nó còn cho phép mô phỏng các tình
huống bất thường hay trục trặc xảy ra trong hệ thống. Mô
hình của từng đối tượng trên tuyến (tàu điện, đèn tín hiệu,
mạch điện - đường ray, ) bao gồm một số thành phần sau:
* Thuật toán hoạt động của đối tượng khi không có sự cố;

* Mô tả về những hỏng hóc có thể xuất hiện trong quá trình
hoạt động của đối tượng;
* Mô tả về các ảnh hưởng lên đối tượng khi xuất hiện hỏng
hóc.
Mô hình tuyến tiên nghiệm thực hiện trên thiết bị tập luyện
của điều độ tàu. Khi phân tích tình trạng trên tuyến, trước
hết, điều độ viên sử dụng thông tin được chuyển đến từ đối
tượng điều khiển thông qua kênh truyền dẫn điện tín. Thông
tin này thể hiện ở dạng bảng số liệu kỹ thuật và có thể hiển
thị lại trên màn hình ở các điểm (vị trí) làm việc tự động
(ĐLT) khác của thiết bị tập luyện. Dựa vào thông tin nhận
được và theo kế hoạch chạy tàu của điều độ viên đã huấn
luyện tại ĐLT sẽ hình thành sách lược điều khiển tàu trên
tuyến và truyền đạt mệnh lệnh cho bộ phận vận hành, hướng
dẫn. ĐLT cần có 3 màn hình để đảm bảo hiển thị lại toàn bộ
sơ đồ tuyến. Với ĐLT cũng cho phép điều khiển trực tiếp các
ghi trên đường ray và các tín hiệu khác trong mô hình tuyến.
Như vậy, hệ thống điều khiển tàu điện có thể được trình bày
ở dạng sơ đồ khối rút gọn như hình 1. Các ký hiệu viết tắt
trong sơ đồ khối được chú thích như sau:
* HTĐĐ: Hệ thống tự động điều khiển tàu đơn giản;
* HTĐH: Hệ thống tự động điều khiển hiện đại hóa;
* HTĐCM: Hệ thống tự động điều khiển theo chương trình
mô phỏng;
* HTPĐT: Hệ thống phức hợp tự động hóa - điều khiển tàu;
* HTPĐC: Hệ thống phức hợp tự động hóa - điều khiển
chuyển động tàu;
* HĐCT: Hệ thống tự động hóa - điều khiển chuyển động tàu
trên tuyến.

Hình 1: Sơ đồ khối về sự phát triển của hệ thống
điều khiển tàu điện
Đặc điểm của hệ thống điều khiển tàu thế hệ đầu là:
* HTĐĐ và HTĐH là hệ thống tự trị;
* Tính toán chương trình chạy tàu trong hệ thống thực hiện
trong quá trình chuyển động;
* Trên tàu sử dụng thiết bị tính toán dựa trên nền vi xử lý.
Trong thời kỳ chuyển tiếp, hệ thống điều khiển tàu có đặc
điểm nổi bật sau:
* HTĐCM, HTPĐT, HTPĐC là những hệ tập trung;
* HTĐCM thực hiện tính toán dựa trên máy tính/thiết bị
chuyên dụng; sử dụng chương trình tính toán sơ bộ tại depot;
áp dụng chương trình chạy tàu trên đường ray;
* HTPĐT, HTPĐC hoạt động trên tổ hợp thiết bị tính toán -
điều khiển tại ĐKT; xây dựng các hệ thiết bị chuyên biệt tại
nhà ga và trên tàu; sử dụng chương trình tính toán sơ bộ tại
depot; áp dụng chương trình chạy tàu trên đường ray;
Hệ thống điều khiển tàu ngày nay thể hiện đặc tính ưu việt ở
các điểm sau:
* HĐCT đơn giản hay hiện đại/cải tiến là hệ tập trung;
* Thực hiện chức năng - nhiệm vụ trên thiết bị vi điểu khiển
tiên tiến ở 3 mức: ĐKT, TBG, TBT;
* Chương trình chạy tàu cài đặt trực tiếp trên tàu (loại bỏ về
cơ bản chương trình chạy tàu trên đường ray);
* Sử dụng chương trình tính toán sơ bộ tại depot.
Xu hướng phát triển của hệ thống điều khiển tàu
Xu thế phát triển của các hệ thống điều khiển tàu điện ngày
nay là thiết lập các kênh thông tin - tín hiệu trên toàn bộ
chiều dài tuyến giữa tàu với ĐKT, cùng với đó là áp dụng các
công nghệ tiên tiến hiện đại nhất vào các thiết bị truyền tin,

đảm bảo quá trình thông tin - tín hiệu liên tục. Khi có sự thất
thường về truyền tin với ĐKT, các thiết bị điều khiển trên tàu
sẽ hoạt động như hệ tự trị; điểm khác biệt ở đây là có khối
nhận thông tin. Một hướng phát triển nữa của hệ thống điều
khiển tàu điện là nghiên cứu các luật điều khiển tàu để cho
phép thực hiện tính toán theo thời gian thực. Các luật điều
khiển tàu được nghiên cứu ở từng mức hệ thống (ĐKT, TBG,
TBT) theo từng nhóm chức năng phục thuộc vào yêu cầu bài
toán. Phát triển các hệ thống điều khiển tàu thời gian thực đòi
hỏi giá thành vô cùng lớn. Khái niệm về giá thành không chỉ
đơn giản là giá trang thiết bị vi điều khiển tốc độ nhanh mà
còn chi phí để bảo trì. Ngoài ra, xu thế điều khiển tàu không
người lái và tạo ra hệ thống ở dạng module cũng đang rất
được quan tâm tại nhiều quốc gia trên thế giới. Thực tế,
người lái tàu không thể loại bỏ hoàn toàn khỏi quá trình điều
khiển chạy tàu, bởi vì các tình huống sự cố là hoàn toàn ngẫu
nhiên và chúng ta không thể thống kê hết được. Nhưng cho
dù phát triển theo xu hướng nào thì tất cả các hệ thống điều
khiển tàu phải đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, và đáp
ứng các chỉ tiêu sau:
* Nâng cao độ chính xác khi thực hiện biểu đồ chạy tàu;
* Nâng cao độ chính xác thời gian chạy trên khu gian, ≤5
giây;
* Tăng năng lực vận chuyển hành khách trên tuyến;
* Giảm tiêu thụ năng lượng điện của tàu;
* Đơn giản hóa cho lái tàu;
* Tăng tính an toàn chạy tàu;
* Tăng năng suất lao động;
* Nâng cao mức độ linh hoạt và trao đổi thông tin điều khiển.