XÂY DỰNG hệ THỐNG CẢNH báo tự ĐỘNG CHO ĐƯỜNG NGANG KM 268+425 sử DỤNG PLC s7 200

Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG I .GIỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG NGANG VÀ MỘT SỐ QUY
ĐỊNH KHI XÂY DỰNG ĐƯỜNG NGANG
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐƯỜNG NGANG
1.1.1.Các khái niệm và nguyên tắc xây dựng
Đường ngang là đoạn đường bộ giao với đường sắt cùng mức, được cơ quan
có thẩm quyền cho phép xây dựng và cho phép khai thác để đảm bảo an toàn.
Phạm vi của đường ngang bao gồm:
- Đoạn đường bộ đi qua đường sắt nằm giữa hai chắn hoặc nằm giữa hai ray
chính ngoài cùng và hai bên đường sắt cách má ray ngoài cùng trở ra 6 m (theo quy
định về đường ngang Việt Nam) nơi không có chắn.
- Đoạn đường sắt nằm giữa hai vai đường bộ tại điểm giao nhau.
Để đảm bảo an toàn chuyển động của đoàn tàu và các phương tiện đường
bộ, đường ngang được trang bị thiết bị phòng vệ để đóng đường ngang, ngăn các
phương tiện của đường bộ khi đoàn tàu tới gần.
Đường ngang có người gác được trang bị cần chắn chắn hoặc cần chắn, có
đèn báo hiệu trên đường bộ, chuông điện, có tín hiệu ngăn đường phía đường sắt
hoặc không có tín hiệu ngăn đường phía đường sắt, có biển báo hiệu, có cọc tiêu
hoặc hàng rào, có vạch kẻ đường. Đường ngang không có người gác thường được
trang bị cần chắn tự động, có đèn báo hiệu trên đường bộ, chuông điện, không có tín
hiệu ngăn đường phía đường sắt, có biển báo hiệu, có cọc tiêu hoặc hàng rào, có
vạch kẻ đường.
Hệ thống tín hiệu đường ngang tự động cần đảm bảo đưa tín hiệu dừng về
phía đường bộ, cần chắn đường bộ chỉ đóng lại khi các phương tiện đường bộ đã
giải phóng toàn bộ đường ngang và tàu đang tiến đến khu vực đường ngang. Hệ
thống tín hiệu đường ngang cần tiếp tục hoạt động và cần chắn chỉ mở khi đảm bảo
đoàn tàu đã thực sự giải phóng hết đường ngang.
Các đèn hiệu của hệ thống tín hiệu đường ngang tự động được đặt ở hai phía
của đường ngang với khoảng cách không nhỏ hơn 6 m từ mép ray. Mỗi cột hiệu có
biển báo chữ X - hai thanh chéo màu đỏ. Các đèn của cột hiệu bình thường tắt, cho
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986

Đồ Án Tốt Nghiệp
phép các phương tiện đường bộ đi qua đường ngang. Khi đoàn tàu tới gần, các đèn
của cột hiệu sáng đỏ nhấp nháy.
Hệ thống tín hiệu đường ngang tự động có cần chắn thì cần chắn được đặt
cách má ray ngoài cùng 6 m. Trường hợp địa hình hạn chế, xà chắn không được vi
phạm khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc của đường sắt.
Thanh chắn của hệ thống cần chắn được từ 1/2 đến 2/3 phần đường phía bên
phải của đường bộ sao cho phần còn lại phía bên trái của đường bộ không nhỏ hơn
3m.
Thanh chắn của cần chắn được bố trí ở độ cao 1-1,25 m tính từ mặt đất. Nó
có thể quay lên bằng động cơ điện với 1 góc 90 độ. Thanh chắn có khả năng không
bị gãy khi có sự va chạm của phương tiện đường bộ. Trên cột có lắp các đèn hiệu
đường ngang, chuông, biển báo hiệu hình chữ X. Trên thanh chắn có lắp 3 đèn tín
hiệu. Đèn trên đầu thanh có hai biểu thị sang hai phía: màu đỏ hướng về phía ô tô,
đèn trắng hướng về phía đường sắt. Nếu đường ngang đóng đèn trắng sáng, các đèn
bên phải, bên trái sẽ sáng nhấp nháy hướng về phía đường bộ.
1.1.2. Giới thiệu các loại hình thiết bị đường ngang tự động
Tín hiệu cảnh báo tự động trên đường ngang có ba loại hình khác nhau:
Cần chắn tự động là loại hình thiết bị tiên tiến nhất để phòng vệ đường ngang.
Nó được xây dựng như một bước bổ sung các cần chắn vào hệ thống tín hiệu cảnh
báo tự động. Vì các cần chắn tự động hạ xuống đầu người qua đường và chiều dài
cần không thể chắn hết mặt đường bộ (phần đường xe chạy) nhằm để cho xe cộ đã
lọt vào đường ngang có lối thoát ra khỏi đường ngang. Lợi dụng quãng đường hở
này, những người không hiểu biết cố ý lách qua đường ngang khi cần chắn đã hạ
xuống. Trong 6 tháng đầu thử nghiệm tại 4 cần chắn đã bị va quệt làm gãy 5 lần. Vì
dân trí thấp như trên nên loại này tuy có mẫu hình thiết kế được duyệt sớm nhưng ít
được phát triển sự dụng.
Đã có hơn 200 đường ngang được trang bị hệ thống tín hiệu cảnh báo tự động.
Nhiều người dân sống gần đường ngang khi thấy trang bị tín hiệu cảnh báo tự động
rất phấn khởi, hoan nghênh ngành ĐSVN cho lắp đặt thiết bị này. Khi nghe qua loa

tại đường ngang giọng nói nhắc nhở: “Chú ý có tàu qua đường ngang…chú ý có tàu
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
qua đường ngang…” thì người qua đường, xe cộ nhanh chóng thoát khỏi đường
ngang.
Bình thường chuông và đèn của hệ thống cảnh báo tự động không hoạt động,
trước khi tàu tới đường ngang ít nhất 40 giây là có chuông kêu, đèn đỏ bật sáng
( đóng đường ngang); đuôi tàu qua khỏi đường ngang là chuông ngừng kêu, đèn đỏ
tắt. Tất cả đường ngang cảnh báo tự động đều có ghi kết luận là đảm bảo thi công
theo thiết kế được duyệt; đã tiến hành theo dõi và đạt tỉ lệ hoạt động không có trở
ngại từ 99% trở lên tính theo số chuyến tàu.
Khi đưa hệ thống CBTĐ đầu tiên tại đường ngang Thú Y Km 2+273 khu gian
Hà Nội – Giáp Bát vào thử nghiệm đã rút được bài học sau: trong điều kiện hiện
nay, không thể xây dựng tín hiệu ngăn đường cho hệ thống tín hiệu cảnh báo tự
động; không thể kiểm soát được chướng ngại trên đường ngang; sau này tuy đã cải
tiến lập ra loại tín hiệu mới;tín hiệu cảnh báo đường ngang (dùng cho tài xế tàu hoả,
đặt quay về hai phía đường sắt) nhưng nay cũng chưa dùng được vì rất nhiều
nguyên nhân.
Điều rất quan trọng là mới chỉ xác định được tốc độ cho phép lớn nhất chạy
qua đường ngang chứ chưa xác định được tốc độ hạn chế thấp nhất là bao nhiêu.
Nhiều đoàn tàu hàng chạy rất chậm trên khu gian có đường ngang cảnh báo tự
động. Có trường hợp tàu chạy hơn 3 phút kể từ lúc đèn đỏ sáng, chuông bắt đầu kêu
mà tàu vẫn không chạy tới đường ngang nên đành phải giải phóng đường ngang,
khai thông đường bộ, khi tàu chạy lại, đèn đỏ báo hiệu đường bộ không sáng,
chuông không kêu. Hiện tượng tượng tự xảy ra đối với đường ngang gần ga, hoặc
trong ga. Những tồn tại nêu trên dần dần được khắc phục nhưng chưa giải quyết
triệt để các vấn đề mới phát sinh.
Hệ thống cảnh báo tự động dùng máy tính nhúng hoặc phần mềm PLC có thể
điều chỉnh thời gian đóng đường ngang; có hệ thống giám sát từ xa: từ phòng trực
của ga có thể quan sát, theo dõi hoạt động của hệ thống CBTĐ. Với các yêu cầu

ngày càng cao như vậy, nhiều đơn vị đã tham gia chế tạo thiết bị, lập trình, chọn
phần mềm tương thích.
Đã sử dụng rất nhiều loại cảm biến phát hiện tàu như mạch điện đường ray,
phô tô sensor, các loại sensor điện từ, điện từ, địa chấn… nhưng chưa chọn được
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
loại nào có tính ổn định cao ngang tầm quốc tế, chưa tổ chức phân tích đánh giá
chất lượng của các loại cảm biến. Trở ngại chính của hệ thống CBTĐ hiện nay là do
sensor gây ra ( những sensor công nghiệp nhập từ nước ngoài thì không phù hợp với
điều kiện nhiệt đới của ĐSVN, các loại thiết bị sản xuất trong nước do công nghệ
chế tạo kém, chưa đủ thiết bị đo kiểm để có các tham số kĩ thuật, chỉ tiêu kỹ thuật
chính xác). Ví dụ: không xác định được khoảng thời gian đóng đường ngang cần
điều chỉnh là bao lâu cho phù hợp với các tàu công trình, tàu hàng chạy rất chậm
hoặc việc chưa đo được cường độ ánh sáng của đèn LED và độ lệch trục của chùm
sáng qua thấu kính là bao nhiêu, các đèn LED dùng trên cột báo hiệu đường bộ còn
sáng rất mờ.
Cảm biến phát hiện tàu cung cấp thông tin đầu vào mà hoạt động chưa ổn định
thì bộ điều khiển dùng phần mềm lập trình hoạt động không thể hoạt động đúng
được. Ví dụ: do cảm biến ở đầu vào không hoạt động (không báo tàu ) nên khi tàu
đến đường ngang. Đèn đỏ không sáng, chuông không kêu nhưng khi tàu qua đường
ngang tới điểm báo tàu ở đầu kia thì đèn đỏ sáng, chuông kêu, lỗi này đâu tại phần
mềm.
Hiện nay có nhiều loại phần mềm khác nhau, nhiều loại sensor khác nhau, xây
dựng CBTĐ không có thiết bị dự trữ, không làm dự trữ nóng thì lúc CBTĐ bị hỏng
chưa kịp sửa chữa, đường ngang không được phòng vệ. Một số hệ CBTĐ được xây
trước khi Điều lệ đường ngang mới có hiệu lực thi hành nên còn nhiều nội dung
phải bổ sung để không trái với Điều lệ.
Tuy vậy :
- Các hệ thống CBTĐ đều đạt yêu cầu tối thiểu đã đề ra, thực hiện tổ chức
phòng vệ đường ngang theo quy định của văn bản pháp quy hiện hành.

- Được nhân dân địa phương sở tại ( nơi đã xảy ra nhiều tai nạn, chứng
kiến hậu quả thiệt hại về người, về của ) rất hoan nghênh: đáp ứng
nguyện vọng của nhân dân và phù hợp với chủ trương của Đảng và Nhà
nước.
- Rút được nhiều bài học từ khâu thiết kế, lập trình, chế tạo thiết bị, đo đạc,
đánh giá chất lượng thiết bị và hệ thống, tìm hiểu các tiêu chuẩn của thiết
bị và hệ thống.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
Hiện tại, ngành đường sắt đã đưa ra được một số văn bản quy định cho công
tác thiết kế, quản lý, kiểm tra, xác định được một số mẫu hình thiết kế, xác định các
tồn tại để tìm ra giải pháp khắc phục và hoàn thiện thiết bị.
1.1.3. Giới thiệu chung về mô hình đường ngang tự động của Đường sắt Việt
Nam
Tháng 7 năm 2001 ĐSVN ban hành mẫu thiết kế đường ngang cảnh báo tự
động dùng rơle điều khiển. Tháng 10 năm 2001 Công ty tư vấn Đầu tư và Xây dựng
đưa ra bản mẫu cảnh báo tự động đường ngang đơn nhưng phải đến cuối năm 2002
mới được LHĐSVN phê duyệt.
Thực tế khai thác, sử dụng các đường ngang tự động điều khiển bằng rơle là
bắt trước mô hình của nước ngoài lắp thêm các thiết bị phụ trợ khác cho phù hợp
với điều kiện của đường sắt Việt Nam. Phần lớn các đường ngang tự động theo kiểu
điều khiển bằng rơle là các cần chắn tự động. Hoạt động của các hệ thống này nói
chung là ổn định.
Nguyên nhân chính gây ra trở ngại cho hoạt động tự động của cần chắn sau:
- Còn để cho các cần chắn không đóng hoặc mở kịp thời đúng quy định là
do thiết bị truyền tin ( còn gọi là thiết bị phát hiện đoàn tàu ) hoạt động
chưa tin cậy hoặc bị tác động cơ học làm hỏng, vì các đoàn tàu chạy trên
khu đoạn gần đường ngang có tốc độ rất khác nhau.
- Các cần chắn hỏng do bị va đập do các phương tiện giao thông đường bộ
lách qua đường ngang khi cần chắn đã hạ.

Đối với hệ cảnh báo tự động (không có cần chắn) thì thiết bị phát hiện đoàn
tàu là vấn đề nan giải. Trên thực tế Công ty tư vấn Đầu tư và Xây dựng đã chế tạo
nhiều kiểu sensor khác nhau; kiểu gần đây nhất là dùng sensor điện từ lắp ngay trên
thân ray cũng vẫn bị hỏng do duy tu đường ray, do kẻ gian phá hoại.
Để khắc phục tồn tại hay bị phá hỏng như trên, LHĐSVN tiến hành thử
nghiệm loại thiết bị sensor mới: loại cảm biến địa chấn.
Sensor địa chấn không dùng nguồn, được chôn dưới nền đường sâu hơn
700mm nên ít bị tác động của cơ học phá hỏng. Hệ thống thiết bị có loại sensor mới
này được thử nghiệm ở một số đường ngang, cũng đã xác định chiều dài phân khu
tới gần ra sao trong phần mềm lập trình trên máy tính nhúng, từ đó dẫn đến việc có
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
điều chỉnh được thời gian đóng mở đường ngang hay không bởi các đoàn tàu có
mác tàu khác nhau chạy qua đoạn đường có đường ngang với tốc độ tàu rất khác
nhau. Yêu cầu này đối với loại cảnh báo tự động dùng rơle điều khiển là rất khó
thực hiện.
Qua thực tế sử dụng, kiểm nghiệm loại thiết bị mới, cuối năm 2002 LHĐSVN
phê duyệt mẫu hình đường ngang cảnh báo tự động dùng cảm biến địa chấn và máy
tính nhúng.
1.1.4. Chỉ tiêu chất lượng đảm bảo của hệ thống tín hiệu tự động
Bất kỳ thiết bị tín hiệu nào cũng phải có công dụng là góp phần nâng cao năng
lực thông qua và đảm bảo an toàn chạy tàu. An toàn chạy tàu là một khái niệm rộng
hơn nhiều so với an toàn của từng thiết bị hoặc của hệ thống thiết bị tín hiêu. Độ an
toàn của thiết vị hoặc hệ thống thiết vị xác định chính bằng tính chất của thiết vị
hoặc hệ thống thông qua các giá trị xác xuất thông kê về an toàn. Ví dụ: đối với tín
hiệu đường ngang tự động các nước OSZD khuyên cáo nên dùng chỉ tiêu chất lượng
sau đây:
Xác suất làm việc an toàn trong 20 năm là 0.9990189. Trị số này có nghĩa là
chỉ số xác suất về an toàn trung bình cho 20 năm làm việc của hệ thống tới khi có
trở ngại nguy hiểm. Trở ngại nguy hiểm là hiện tượng phá vỡ các trạng thái làm

việc và được bảo vệ của hệ thống. Như vậy là mỗi hệ thống tín hiệu hoạt động trong
3 trạng thái: làm việc, được bảo vệ và nguy hiểm. Trong trạng thái nguy hiểm khi
xảy ra trở ngại nguy hiểm hệ thống không khôi phục lại được.
Các thiết bị tín hiệu đường sắt Việt Nam dùng rơ le an toàn cấp một tuy có mật
độ các trở ngại nguy hiểm tính theo 1/h là 1.10
-9
nhưng trong mạch điện của từng
thiết bị và của cả hệ thống thì thấp hơn nhiều. Độ tin cậy cũng như xác suất làm
việc an toàn của hệ thống các thiết bị được tính là tích số độ tin cậy của các đơn
nguyên thành phần tạo nên hệ thống.
Do chưa có thống kê xác suất trở ngại đối với thiết bị tín hiệu cũng như cho cả
hệ thống thiết bị đành phải tiến hành đánh giá chất lượng của thiết bị bằng cách thử
nghiệm. Không có cơ quan thử nghiệm độc lập để có kết quả đem dùng thử một
thời gian. Thời gian thử nghiệm đối với các hệ thống thiết bị tín hiệu mới không
lâu, việc theo dõi trở ngại còn phụ thuộc rất nhiều vào con người kiểm tra, giám sát
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
nên rất khó phán xét chất lượng an toàn của hệ thống này hay hệ thống kia. Trên cơ
sở để trăm hoa đua nở, một số các cơ sơ ĐSVN thi nhau chế tạo, thử nghiệm các hệ
thống tín hiệu cảnh báo tự động cho đường ngang.
Năm 2001 LHĐSVN mới ban hành quyết định cho phép sử dụng một mẫu
hình tín hiệu cảnh báo tự động đường ngang kiểu CBĐN-TĐ-2001 dùng rơ le điện
từ điều khiển. Năm 2002 đã đưa vào sử dụng hệ thống tín hiệu cảnh báo đường
ngang tự động dùng vi xử lý và máy tính nhúng với cảm biến địa chấn.
Về mức độ an toàn của hệ thống tín hiệu đường ngang tự động dùng rơ le điện
từ điều khiển, có ý kiến đưa ra tiêu chí sau: theo dõi, thống kê cứ một trăm chuyến
tàu chạy qua mà chỉ có một chuyến tàu gặp trở ngại của thiết bị (độ ổn định đạt
99%) là có thể đưa thiết bị vào sử dụng được. Đơn vị xây dựng tạo nên hệ thống tín
hiệu mới, qua thử nghiệm đã đạt được yêu cầu nêu trên (99%).
Cách đánh giá độ tin cậy nêu trên làm nhiều chuyên gia tín hiệu chưa đầy đủ vì:

- Nguyên nhân gây ra các trở ngại trong thời gian chạy thử nghiệm tìm
được rất đa dạng: lúc do mất nguồn điện, lúc hỏng sensor, lúc đứt cầu chì,
lúc đứt sợi đốt bóng đèn tín hiệu, lúc tàu chạy quá chậm hết thời gian quy
định rồi tàu vẫn chưa chạy tới đường ngang…
- Những trở ngại thống kê đều không phải là trở ngại nguy hiểm như giới
thiệu trên đây.
- Chỉ đạt 99% là 1.10
-2
thì chất lượng hệ thống rất thấp, đem sử dụng thì
yên tâm làm sao được.
Chỉ số định mức về an toàn được tiến hành trên cơ sở tính toán theo định mức
an toàn đạt được. Định mức an toàn đạt được tương ứng với mức an toàn đạt được,
được công nhận bởi xã hội hoặc của các chuyên gia là đủ trong thời điểm xét có
tham khảo đến chỉ tiêu chi phí và hiệu quả kinh phí của hệ thống nhằm huỷ bỏ trở
ngại nguy hiểm là mục đích chính xây dựng hệ thống.
Trong điều kiện thực tế nêu trên, khi chưa đủ điều kiện để đánh giá chất lượng
sản phẩm, nhất là đối với sản phẩm đầu tiên chế tạo do ứng dụng công nghệ mới,
phán xét một cách cứng nhắc, sẽ không thể cấp giấy phép sử dụng cho bất kỳ một
sáng tạo mới có giá trị nào.
1.1.5. Phân loại Đường ngang.
A. Phân loại đường ngang theo thời gian sử dụng:
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Đường ngang sử dụng lâu dài.
- Đường ngang sử dụng có thời hạn.
- Đường ngang thường xuyên đóng.
B. Phân loại đường ngang theo cách tổ chức phòng vệ.
- Đường ngang có người gác: có người gác, có cần chắn chắn hoặc cần chắn,
có đèn báo hiệu trên đường bộ, chuông điện, có tín hiệu ngăn đường phía đường sắt
hoặc không có, có biển báo hiệu, cọc tiêu hoặc hàng rào, có vạch kẻ đường.

- Đường ngang không có người gác bao gồm:
+ Đường ngang có cần chắn tự động, có đèn báo hiệu trên đường bộ, chuông
điện, không có tín hiệu ngăn đường phía đường sắt.
+ Đường ngang có biển báo hiệu, có cọc tiêu hoặc hàng rào, có vạch kẻ
đường.
C. Phân loại đường ngang theo cơ quan quản lý:
- Đường ngang do doanh nghiệp kinh doanh kết cấu hạ tầng đường sắt quản
lý bao gồm:
+ Đường ngang công cộng là nơi đường sắt quốc gia hoặc đường sắt chuyên
dùng có kết nối với đường sắt Quốc gia giao cắt với đường bộ chuyên dùng.
+ Đường ngang nội bộ là nơi đường sắt Quốc gia hoặc đường sắt chuyên
dùng có kết nối với đường sắt Quốc gia giao cắt với đường bộ chuyên dùng.
- Đường ngang do tổ chức, cá nhân khác đầu tư, quản lý khai thác, quản lý
bảo trì có: Đường ngang chuyên dùng là nơi đường sắt chuyên dùng của các tổ
chức, cá nhân giao cắt với đường bộ.
- Đường ngang do Uỷ ban nhân dân cấp tỉnh quản lý có: Đường ngang đô thị
là nơi giao cắt giữa đường xe điện bánh sắt với đường bộ.
D. Phân cấp đường ngang.
- Đường ngang cấp I là đường ngang do đường sắt chính của đường sắt quốc
gia giao nhau với đường bộ cấp I, cấp II, cấp III.
- Đường ngang cấp II là đường ngang do đường ngang do đường sắt Quốc gia
giao nhau với đường bộ cấp IV, cấp V, cấp VI.
- Đường ngang cấp III là đường ngang còn lại, không thuộc đường ngang hai
cấp trên.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Đường ngang nằm trong nội đô, nội thị (thành phố, thị xã, thị trấn) được
xếp vào cấp tương ứng do Bộ trưởng Bộ Giao Thông Vận Tải quyết định.
1.1.6 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của đường ngang. (Theo điều lệ đường
ngang)

Cấu trúc của đường ngang theo quy định phải được đặt trên các đoạn thẳng
của đường sắt và đường bộ. Đường bộ phải được cắt vuông góc với đường sắt,
trong trường hợp ngoại lệ cho phép đặt trên giao cắt một góc nhọn nhưng không
nhỏ hơn góc 45
0
. Trắc dọc nền đường bộ ở hai phía đường ngang không nhỏ hơn 10
m ở nơi có nền đường đắp và 15 m ở nơi có nền đường đào. Hướng đường cong sắp
tới đường ngang không ngoặt quá 5%. Chiều rộng của đường ngang không được
nhỏ hơn chiều rộng của đường bộ và cho phép chuyển động theo cả hai hướng.
Trong tất cả các trường hợp, đường ngang hiện có không nhỏ hơn 6 m, khi cải tạo
lại không nhỏ hơn 7 m.
Để tránh đoản mạch mạch điện đường ray tại đường ngang khi có bánh xe
sắt chạy qua, phía ngoài luồng đường sắt cao hơn đỉnh ray từ 30 đến 40 mm được
đặt gờ chống chập. Tại đường ngang cấp I, cấp II, gờ chống chập được làm bằng
tấm đan bê tông và phải bằng phẳng, không làm cản trở đến giao thông đường bộ.
Trên đoạn đường sắp tới đường ngang trồng các cọc tiêu cách nhau 1,5 m hoặc
hàng rào dài suốt 16 m tính từ ray ngoài cùng trở ra. Cách đường ngang 500 m đến
1500 m về mỗi phía đường sắt đều phải đặt biển “kéo còi”.
* Trên đường bộ về hai phía đường ngang được đặt các thiết bị sau:
- Với đường ngang không trang bị tín hiệu phòng vệ đặt hai bên biển báo
“Đường ngang không có chắn”. Biển thứ nhất cách đường ngang 40 m đến 50 m,
biển thứ 2 cách đường ngang 150 m đến 250 m tính từ mép ray ngoài cùng phía.
- Trước đường ngang có trang bị cần chắn (tự động hoặc điều khiển bằng
tay) đặt hai biển báo “Đường ngang có chắn”. Vị trí các biển báo này cũng được đặt
như hai biển báo trên.
- Trước đường ngang có trang bị cần chắn tự động hoặc bán tự động, phía
phải đường ô tô cách mép ray ngoài cùng 50 m có trang bị thêm biển báo “Đường
ngang có chắn tự động”.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp

- Trên tất cả các đường ngang không trang bị cần chắn và đường ngang có
trang bị cần chắn nửa đường, gần đường ngang đặt biển báo chéo hình chữ X. Để
tránh nhầm lẫn, tại các đường ngang có trang bị cần chắn không gác các biển này.
- Tất cả các biển báo nêu trên đặt trên lề đường bộ về phía bên phải theo
hướng chạy của ô tô.
- Các đường cấp I, cấp II và cả các đường ngang cấp khác nằm gần ga cần
có điện thoại liên lạc với ga gần nhất.
- Những cần chắn cơ khí phải được điều khiển tập trung, trên cần chắn cần
có các đèn sáng vào ban đêm và cả ban ngày khi tầm nhìn tín hiệu bị hạn chế. Khi
đóng chắn các đèn sáng đỏ về phía đường ô tô, khi mở chắn – sáng lục. Trong cả
hai trường hợp nêu trên, từ phía chòi chắn đều nhìn thấy đèn màu trắng.
* Các quy định về đèn báo hiệu đường bộ cho đường ngang.
- Đèn báo hiệu và chuông trên đường bộ đều phải đặt trước hoặc liền với trụ
chắn hoặc đặt cách mép ray ngoài cùng 6 m trở lên.
- Đèn báo hiệu và chuông trên đường bộ phải đạt các yêu cầu sau:
+ Đèn báo hiệu phải có hai đèn đỏ đặt ngang nhau, hai đèn này thay phiên
nhau nhấp nháy khi bật sáng, cấm mọi sự đi qua đường ngang. Khi tàu đi qua khỏi
đường ngang hoàn toàn, chắn mở đèn hiệu tắt, việc đi lại trên đường bộ trở lại bình
thường. Thời điểm đèn báo hiệu bật sáng đảm báo tàu trước lúc tới đường ngang ít
nhất là:
a/ 60 s khi sử dụng đèn hiệu tự động và cần chắn tự động;
b/ 90 s khi sử dụng đèn hiệu tự động và cần chắn không tự động;
c/ 120 s khi sử dụng đèn hiệu không tự động (đèn điện hoặc dầu).
+ Chuông điện phải được lắp đặt trên cùng cột báo hiệu, âm lượng chuông
đủ cho người đi bộ có khoảng cách 15 m nghe rõ. Chuông tắt khi đóng chắn hoàn
toàn.
+ Ánh sáng và góc phát sáng của các đèn hiệu đảm bảo tầm nhìn cho các
phương tiện đường bộ với khoảng cách từ 100 m trở lên. ánh sáng đỏ của các đèn
hiệu không được chiếu về phía đường sắt.
Cơ sở của các quy định này là trạng thái thường xuyên là khai thông đường bộ,

nếu sử dụng đèn lục biểu thị thì sẽ dẫn không tiết kiệm và không cần thiết. Trên cột
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
hiệu còn có biển đề: “Đèn đỏ dừng lại”. Đèn báo hiệu là hai đèn đỏ sáng nhấp nháy
nhằm phân biệt với các đèn hiệu đường bộ tại các nút giao thông. Sáng nhấp nháy
ngoài việc gây sự chú ý của người tham gia giao thông còn làm tăng được tầm nhìn
của tín hiệu. Trong hệ thống còn có đèn vàng sáng nhấp nháy khi thiết bị của hệ
thống bị trở ngại không thể đưa ra tín hiệu cấm (đèn đỏ nhấp nháy). Một ánh đèn
vàng sáng nhấp nháy về cả hai phía đường sắt nhằm cảnh báo cho các lái tàu.
* Các quy định đối với tín hiệu ngăn đường:
- Tín hiệu ngăn đường dùng để phòng vệ đường ngang từ phía đường sắt,
khi cần thiết hoặc đường ngang có chướng ngại – bắt đầu dừng lại. Trong trường
hợp này, các tín hiệu ngăn đường được đặt trước các đường ngang sáng đỏ, ở trạng
thái bình thường các đèn hiệu này không sáng.
- Tín hiệu ngăn đường với các đường ngang có người gác khi lắp đặt cần có
các quyết định của người đứng đầu ngành Đường sắt trừ các đường ngang sau:
a/ Đường ngang mà chắn đường bộ thường xuyên đóng hoặc có cần chắn tự
động hoặc tín hiệu cảnh báo tự động;
b/ Đường ngang nằm trong phạm vi phòng vệ của tín hiệu vào ga, ra ga hoặc
tín hiệu bãi dồn, tín hiệu thông qua trên đường sắt có thiết bị đóng đường tự động
hoặc các tín hiệu phòng vệ khác khi mà chúng cách đường ngang dưới 800 m;
c/ Tín hiệu ngăn đường trên đường sắt đặt cách đường ngang (từ vai đường
bộ cùng phía) từ 100 m đến 500 m. Nơi có nhiều đường ngang gần nhau (khoảng
cách nhỏ hơn 500 m) có thể đặt tín hiệu ngăn đường chung cho các đường ngang đó
(các đường ngang có người gác);
d/ Tín hiệu ngăn đường đặt bên trái đường theo hướng tàu chạy vào đường
ngang. Trường hợp đặc biệt có thể đặt bên phải khi có sự cố cho phép của người
đứng đầu ngành Đường sắt;
e/ Tầm nhìn của tín hiệu ngăn đường trên đường sắt phải đảm bảo lớn hơn
800 m, trong trường hợp đặc biệt do địa hình có thể thấp hơn song không được nhỏ

hơn 400 m.
f/ Tín hiệu ngăn đường trên đường sắt có biểu thị đỏ, khi bật báo hiệu cần
dừng tàu.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
g/ Khi tín hiệu ngăn đường tắt, tàu hoạt động bình thường, khi có trở ngại trên
đường ngang ảnh hưởng đến an toàn chạy tàu thì nhân viên gác chắn mới điều khiển
để tín hiệu này bật sáng;
h/ Đường ngang có người gác nằm trên khu gian có thiết bị đóng đường tự
động, bất kể tín hiệu ngăn đường trên đường sắt hay không đều phải lắp đặt thiết bị
để chuyển tín hiệu đóng đường ở gần đường ngang về trạng thái đóng để nhân viên
gác chắn thao tác kịp thời khi có trở ngại trên đường ngang ảnh hưởng đến an toàn
chạy tàu.
* Các thiết bị thông tin, tín hiệu trong nhà gác đường ngang:
- Cần có các điện thoại hoặc các thiết bị thông báo tự động cho nhân viên
gác chắn biết tàu tới gần đường ngang;
- Đường ngang có gác chắn là nơi có nguồn điện lưới quốc gia phải trang bị
đèn chiếu sáng để đảm bảo người điều khiển các phương tiện đường bộ nhìn thấy rõ
nhân viên gác chắn ban đêm cũng như ban ngày có thời tiết không thuận lợi;
- Các thiết bị tín hiệu và các thiết bị phòng vệ đường ngang có người gác,
hoạt động bằng điện thoại phải được điều khiển tập trung tại nhà gác đường ngang.
Thiết bị hoạt động tự động khi gặp trở ngại phải điều khiển được bằng tay (nhân
công). Nếu không điều khiển tập trung cần có sự cho phép của người đứng đầu
ngành Đường sắt;
- Đường ngang có gác chắn phải đặt chắn ở hai đầu đường bộ vào đường
ngang. Thanh chắn đặt cách má ray ngoài cùng tối thiểu 6 m, trong trường hợp địa
hình hạn chế, thanh chắn không được vi phạm khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc
đường sắt. Các thanh chắn đều phải có bộ phận chốt hãm để tránh tự chuyển động;
- Đường ngang có gác chắn, khi chắn đã đóng thanh chắn phải đóng hết mặt
đường bộ, liền sát với hàng rào cố định và cao hơn mặt đường bộ từ 1 đến 1,2 m;

- Chắn bắt đầu đóng từ phía bên phải đường bộ theo hướng đi vào đường
ngang, nếu đường ngang có chiều chắn cần đóng chắn lần lượt từ phải qua trái đến
tận cùng;
- Khi mở chắn không một bộ phận nào của chắn được ảnh hưởng đến mặt
đường, chắn không được để ở vị trí lơ lửng;
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Chắn ở đường ngang có người gác gồm hai loại: cần chắn và cần chắn
chắn, từng loại có tiêu chuẩn cụ thể;
- Đường ngang cấp I, cấp II có tổ chức phòng vệ phải trang bị cần chắn tự
động hoặc tín hiệu cảnh báo tự động, khi chưa có các thiết bị này cần phải có người
gác;
* Các cơ cấu và thiết bị chắn tự động phải đảm bảo hoạt động theo trình tự sau:
- Khi tàu tới gần đường ngang, đèn đỏ báo hiệu trên đường bộ và đèn trên
chắn tự động bật sáng, chuông tự động kêu, sau 7 – 8 s cần chắn bắt đầu đóng. Khi
cần chắn đóng hoàn toàn, chuông báo hiệu tự động tắt;
- Khi tàu qua khỏi đường ngang cần chắn tự động mở, khi chắn đã mở hoàn
toàn, các đèn báo trên cần chắn và đèn báo hiệu trên đường bộ tự động tắt. Đường
ngang trang bị cần chắn tự động cần bố trí người gác chỉ dùng loại cần chắn đóng
1/2 hoặc 2/3 mặt đường bộ. Phần còn lại của đường bộ không có cần chắn phải rộng
ít nhất 3 m và ở phía bên trái của dòng xe vào đường ngang;
- Hai phía đường bộ đi vào đường ngang phải được chắn hoàn toàn trước
khi tàu tới đường ngang ít nhất:
+ 40 s đối với chắn tự động;
+ 60 s đối với chắn điện và tời;
+ 90 s đối với chắn thủ công.
- Không đóng chắn trước quá 3 phút đối với đường ngang cấp I, cấp II và 5
phút với đường ngang cấp III trước khi tàu tới đường ngang (trừ các đường ngang
có quy định riêng của Bộ Giao thông – Vận tải).
1.2. THỰC TRẠNG ĐƯỜNG NGANG Ở VIỆT NAM.

1.2.1. Thực trạng đường ngang:
Theo thống kê hết tháng 12-2009 trên toàn tuyến đường sắt nước ta có gần
6.000 đường ngang, trong đó có gác là hơn 1.000 đường ngang do ngành Đường sắt
quản lý, còn hơn 4.500 đường ngang dân sinh tự mở (Báo điện tử đài tiếng nói Việt
Nam). Trong đó chỉ có hơn 300 đường ngang có thiết bị cảnh báo tự động, hơn 900
đường ngang có nhân viên đường sắt thường trực và có biển báo. Riêng tuyến
đường sắt chính Hà Nội – TP Hồ Chí Minh có tới gần 3000 đường ngang dân sinh
tự mở. Theo thống kê của Ban ATGT (an toàn giao thông) đường sắt, hầu hết các
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
vụ tai các đường ngang thì có 60% số vụ tai nạn đường sắt xảy ra tại các đường dân
sinh, 25% ở các đường ngang không có người gác và 15% tại các đường ngang có
người gác (chủ yếu do ô tô đâm vào cần chắn).
Đặc biệt trong các thành phố, thị trấn, khu vực đông dân cư thì mật độ đường
giao cắt lớn, có nơi dày đặc, 4 km có tới 50 đường ngang dân sinh. Cũng trong tình
trạng đó là các tuyến đường sắt như: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Vinh…, mật độ
đường ngang dân sinh ngày càng dày đặc.
Trong khi tai nạn liên tiếp xảy ra thì số đường ngang qua đường sắt không
ngừng tăng lên, trung bình mỗi năm có thêm 100 đường ngang phát sinh mới, trong
đó tuyến đường sắt Thống nhất chiếm 60%. Thiệt hại về tài sản, con người sẽ không
thể tính hết và sẽ gây ảnh hưởng lớn, lâu dài đến toàn xã hội. Không ngày nào
không xảy ra tai nạn giao thông đường sắt. Có năm tỷ lệ này lên đến 1,3
người/ngày.
Giải quyết vấn đề an toàn tại các đường ngang qua đường sắt vẫn đang là một
vấn đề bức xúc, cấp thiết. Tai nạn đường ngang không chỉ là bức xúc lớn của ngành
mà còn của toàn xã hội.
Giải pháp quyết liệt nhất hiện nay của ngành đường sắt là tổ chức rào chắn
bằng cọc bê tông hoặc thanh ray cũ ngay tại các đường ngang không phép. Tuy
nhiên, theo thực tế, giải pháp này chỉ có hiệu quả nhất thời, vì chỉ vài tháng sau là
các rào chắn trên hoặc bị phá, hoặc một đường ngang khác lại tiếp tục được phát

sinh mới gần đó. Trong số hơn 1000 đường ngang hợp pháp, chỉ có hơn 500 đường
ngang có người gác và cần chắn, 258 vị trí có tín hiệu cảnh báo tự động khi có tàu
sắp chạy qua.
Có nhiều giải pháp đã được đưa ra, nhưng kinh phí đang là vấn đề khó giải
quyết. Theo ước tính, kinh phí xây dung hệ thống mỗi gác chắn, cần chắn tại các
đường ngang từ 500 triệu đến 2 tỷ đồng, chưa kể phí bảo dưỡng, tiền điện nước,
lương nhân viên…Do đó, việc làm gác chắn và bố trí nhân viên trực tại các đường
ngang không mấy khả thi. Hơn nữa, hiện nay nhiều địa phương cứ trông chờ vào
ngân sách Nhà nước và ngành đường sắt để lập đường ngang có người gác. Vì vậy
vấn đề càng trở nên khó giải quyết, số lượng đường ngang không quản lý phát sinh
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
ra ngày càng nhiều. Vì thế, an toàn đường ngang không còn là vấn đề của ngành
đường sắt nữa mà là của toàn xã hội.
1.2.2. Một số điểm liên quan giữa đường ngang và đường bộ.
- Tầm nhìn giữa đường sắt và đường bộ được xét đến trong mối quan hệ tổng
hợp vận tốc tàu hoả, vận tốc ôtô và yếu tố địa hình.
- Xem xét chiều dài dòng xe khi một đường ngang nằm cạnh nút giao thông
đường bộ điều khiển bằng tín hiệu, thiết lập chế độ ưu tiên để giải phóng xe bị ùn
tắc trên đường ngang khi có tầu.
- Chọn hệ thống tự động cảnh báo phát hiện tầu một cách hợp lý.
- Hệ thống cảnh báo thời gian, thông báo bằng radio cho các xe đến gần
đường ngang khi tầu đang đến gần đường ngang.
- Sử dụng đèn tín hiệu cắt hàng chờ xe, không cho xe vượt quá nút giao khi
hàng xe đã vượt qua đường ngang bị tắc tại thời điểm tầu đang vào nút.
- Các thiết bị “Trí tuệ hoá quản lý đường ngang” (theo sách tri thức mới
Khoa học kỹ thuật Đường Sắt), kèm các thiết bị tự động cưỡng chế dừng phương
tiện khi đường ngang không thanh thoát đang được nghiên cứu chế tạo.
- Hiện chưa có công trình nghiên cứu cải thiện nơi giao cắt giữa đường sắt và
đường bộ nào một cách hoàn chỉnh, tài liệu chủ yếu là Điều lệ Đường ngang và Quy

định tổ chức phòng vệ Đường ngang.
- Tổ chức phòng vệ trên Đường ngang chỉ mới ở mức độ rất đơn giản:
Gác chắn, cần chắn, gần đây mới lắp thiết bị cảnh báo tự động.
1.2.3. Tiêu chuẩn An toàn
Trước khi nghiên cứu và chọn lựa mô hình phòng hô đường ngang tự động để
ứng dụng ở Việt Nam, cần phải đề ra được các nguyên tắc căn bản đảm bảo an toàn
cho đường ngang, dựa trên các tiêu chí đó tiến hành chọn ứng dụng các mô hình sẵn
có trên thế giới hay đề ra các mô hình mới phù hợp với điều kiện Việt Nam. Trong
ngành đường sắt ở các nước trên thế giới có nhiều tiêu chuẩn an toàn cho đường
ngang tương đối mang tính điển hình được áp dụng để xây dựng các đường ngang
trên đường sắt Anh :
Tiêu chuẩn an toàn giao cắt đồng mức sắt bộ tại Anh:
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Người đi trên đường bộ phải có thông báo rõ ràng và kịp thời về việc tiếp
cận đường ngang của họ.
- Có thông báo đầy đủ và kịp thời về trạng thái đóng hay đã đóng hoàn
toàn đối với giao thông đường bộ (khi có đoàn tàu tới gần đường ngang).
- Luồng xe trên đường bộ không làm tắc gác chắn tự động.
- Các đặc tính của đường bộ có đường ngang tự động không đảm bảo
những điều kiện như vậy có thể sẽ gặp tai nạn rủi ro.
- Chu kỳ thời gian của đường ngang tự động không nên qua ngắn để khi có
một xe tải dài chạy chậm và không thể giải phóng đường trước khi tàu
đến dẫn đến xảy ra tai nạn, song cũng không nên qua dài làm cho người
đi bộ sốt ruột và họ cũng không tuân theo tín hiệu ngăn đường bộ nữa.
- Toàn bộ hệ thống phải rất tin cậy và có khả năng giảm thiểu tai nạn rủi ro
đáng tiếc xảy ra trong trường hợp thiết bị bị hỏng.
Đề xuất tiêu chuẩn an toàn đường ngang cho ĐSVN:
- Người và phương tiện đi trên đường bộ phải có thông báo rõ ràng và kịp
thời về việc đến gần đường ngang.

- Có tín hiệu đầy đủ và kịp thời về trạng thái đóng, mở cửa đường ngang
đối với giao thông đường bộ.
- Sự vận hành của thiết bị chắn đường ngang tự động không gây ra sự ách
tắc đối với luồng xe trên đường bộ, ngược lại sự di chuyển của phương
tiện vận tải đường bộ không làm hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến sự
làm việc của chắn tự động.
- Đường ngang tự động có mật độ giao thông lớn cần có thông báo kịp thời
cho đoàn tàu về sự tắc nghẽn trên đường ngang.
- Toàn bộ hệ thống phải tin cậy và có khả năng giảm tối thiểu tai nạn và rủi
ro đáng tiếc xảy ra trong trường hợp thiết bị bị hỏng.
1.2.4. Nhu cầu bức thiết hiện nay đối với hệ thống phòng vệ đường ngang ở
Việt Nam
Vấn đề an toàn giao thông đường sắt hiện nay có mối liên hệ chặt chẽ đến các
biện pháp tổng thể giải quyết an toàn trên các giao cắt đồng mức. Việc nghiên cứu
thay thế dần các đường ngang thủ công bằng tự động là lời giải đúng đắn cho vấn
đề trên. Nhờ việc thay thế dần các lao động thủ công trên các đường ngang bằng
công nghệ tự động hoá, có độ tin cậy làm việc cao, giảm nhỏ chi phí vận hành khai
thác hệ thống. Hơn thế nữa, giải pháp tự động hoá thiết bị đường ngang còn đáp
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
ứng sự tăng trưởng giao thông đường bộ trên đường ngang, dẫn tới tiết kiện đáng kể
lượng tài chính Quốc gia quy đổi từ sự thất thoát do ách tắc giao thông trên đường
ngang. Đồng thời sự tắc nghẽn giao thông trên đường ngang này cũng đã gây ra
tổn thất lớn cho ngành đường sắt nói riêng cũng như Quốc gia nói chung khi nó là
nguyên nhân trực tiếp dẫn đến việc Nhà nước đình chỉ chạy tàu trong nội đô thành
phố vào thời gian ban ngày.
Ngành đường sắt Việt Nam hiện nay đang phấn đấu rút ngắn thời gian chạy
tàu Bắc – Nam từ 30h xuống còn 28h. Cùng việc tăng tốc độ các đoàn tàu thì vấn đề
an toàn trên các đường ngang sẽ trở nên khó khăn hơn và cấp thiết hơn. Trong tình
hình thiếu vốn đầu tư trầm trọng để cải tạo và nâng cấp cơ sở hạ tầng nhằm đáp ứng

mục tiêu chạy tàu tốc độ cao, thì việc xem xét kỹ lưỡng hơn đến đầu tư trang bị cho
đường ngang còn là giải pháp có tính khả thi để rút ngắn đáng kể thời gian chạy tàu.
Trong số các yếu tố cản trở việc nâng cao tốc độ các đoàn tàu Bắc Nam hiện
nay có hai yếu tố thuộc về đường ngang có thể giải quyết được:
- Yếu tố thứ nhất – là một nguyên nhân xác định. Do đường sắt Bắc Nam chạy
qua một số thành phố lớn dân cư đông, có mật độ đường ngang và lưu lượng
người qua đường ngang lớn dẫn đến sự hạn chế tốc độ các đoàn tàu so với khả
năng có thể của đầu máy, đường, cầu, cống…Ta gọi nguyên nhân hạn chế tốc
độ này là sự hạn chế tốc độ do cường độ vận tải và mật độ đường ngang. ( Ví
dụ khu đoạn Hà Nội – Văn Điển ).
- Yếu tố thứ hai – là nguyên nhân bất định, tạm gọi là sự chậm tàu do nguyên
nhân bất định.Khó có thể duy trì hành trình chạy tàu trong điều kiện an toàn
chạy tàu hiện nay ( nếu giả thiết có thể đạt được thời gian chạy tàu nói trên).
Các nguyên nhân có thể là:
+ Các sự cố tai nạn ngẫu nhiên xảy ra trên đường ngang do nguyên nhân yếu
kém của các thiết bị phòng vệ đường ngang, dẫn tới cản trợ hành trình chạy
tàu.
+ Yếu tố căng thẳng tâm lý của người lái tàu khi phải chạy với tốc độ cao trong
điều kiện Việt Nam, nhất là tình trạng chấp hành kỷ luật giao thông trên các
đường ngang của nhân dân rất thấp dẫn đến sự giảm tốc độ theo bản năng của
lái tàu khi đi qua các đường ngang (không theo quy định của công lệnh tốc
độ). Thời gian chậm tốc độ trên mỗi đường ngang có thể rất ngắn (vài giây
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
đến vài chục giây/đường ngang) nhưng nếu xét cả hành trình Bắc-Nam thì
thời gian chậm tàu có thể sẽ rất đáng kể.
Nguyên nhân chậm tàu từ yếu tố bất định này tuy mang tính ngẫu nhiên song
nó tồn tại lâu dài và có thể sẽ gây ra sự chậm tàu không xác định được trước, hoặc
khó quy kết được nguyên nhân. Đây là yếu tố cần loại trừ khi xây dựng kế hoạch
chạy tàu 28h hành trình Bắc-Nam vì nó không chỉ gây các thiết hại về mặt kinh tế

mà còn ảnh hưởng tới uy tín của vận tải đường sắt so với các ngành vận tải khác.
1.2.5. Kết luận.
Từ một vài nhận xét trên đây có thể nhận thấy việc tổ chức phòng vệ cho
đường bộ tại khu vực đường ngang ở nước ta còn rất đơn giản. Chưa có sự liên hệ
trong điều khiển giữa tín hiệu phòng vệ đường ngang và tín hiệu giao thông đường
bộ trong khu vực đường ngang.
1.3. VAI TRÒ CỦA ĐƯỜNG NGANG VỚI AN TOÀN GIAO THÔNG CỦA
VIỆT NAM.
Đường ngang ở nước ta rất đa dạng và có tính chất phức tạp hơn các nước
khác trên Thế Giới. Toàn bộ mạng lưới đường sắt Việt Nam (ĐSVN) hiện có tổng
chiều dài 3.127 km, trong đó có 2.682 km đường chính tuyến đi qua 35 tỉnh, thành
phố, 139 quận, huyện, 654 xã, phường, thị trấn. Trên các tuyến đường sắt này, hệ
thống đường ngang khá dày đặc nhưng trong số đó đường ngang không có người
gác chiếm tới 74%. Riêng tuyến đường sắt huyết mạch Hà Nội – TP Hồ Chí Minh
có tổng chiều dài 1.726,48 km đi qua 22 tỉnh, thành phố, 109 quận, huyện, thị xã và
543 phường, xã, thị trấn mới có 324 / 976 đường ngang hợp pháp phòng vệ có
người gác và 2.321 đường dân sinh tự mở.
Thống kê tai nạn giao thông đường sắt qua một số năm:
- Theo Tổng công ty Đường sắt Việt Nam, năm 2007 đã xảy ra hơn 530 tai
nạn đường sắt gây thiệt hai về người, tăng 9% so với năm 2006,trong đó có
gần 230 người bị chết, tăng gần 22%. Nguyên nhân xảy ra tai nạn đường sắt
chủ yếu do ý thức của người đi bộ và người điều khiển phương tiện giao
thông không chú ý quan sát khi đi qua đường sắt, một phần cũng do ý thức
chủ quan của các lái tàu được quyền ưu tiên nên chủ quan, và do hành lang
an toàn giao thông bị lấn chiếm.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Năm 2008, số vụ tai nạn giao đường sắt lại tăng thêm 62 vụ, làm thiệt hại về
người, của, hành trình của nhiều đoàn tàu bị gián đoạn gây tốn thất hàng tỷ
đồng (theo báo điện tử) và nguyên nhân chủ yếu là do đường ngang.

- Năm 2009, chỉ tính riêng 2 tháng đầu năm, cả nước xảy ra 116 vụ tai nạn
giao thông đường sắt, tăng 7 vụ so với cùng kỳ năm 2008, làm chết 40
người, bị thương gần 100 người. Theo thống kê của tổng công ty Đường sắt
Việt Nam, đến hết năm 2009 cả nước đã xảy ra 594 vụ TNGT đường sắt, làm
chết 218 người và bị thương 412 người.
Nguyên nhân tai nạn giao thông đường sắt tăng là do tình trạng mở đường
ngang dân sinh tùy tiện, không có ba-ri-e che chắn, người dân qua đường thiếu quan
sát. Tình trạng lấn chiếm hành lang an toàn giao thông đường sắt đang phổ biến ở
nhiều nơi, đặc biệt tại Hà Nam, Đồng Nai, Thanh Hóa…(Theo báo điện tử Việt
Nam).
Theo thống kê của ngành đường sắt, trong vòng 1 năm trở lại đây đã có trên
20 vụ tai nạn do ô tô đâm vào các gác chắn có nhân viên làm chết hàng chục người,
trong đó có 4 nhân viên ngành đường sắt, ủy ban ATGT (An toàn giao thông) Quốc
gia và Bộ GTVT (Giao thông vận tải) đã chấp thuận cho TCT (Tổng cục trưởng)
Đường sắt Việt Nam triển khai một số giải pháp như khẩn trương cho xây dựng gờ
cưỡng bức tốc độ tại các đường ngang trước khi phương tiện băng qua đường sắt;
lập dự án làm đường gom tập trung để giảm đường ngang băng qua đường sắt; làm
hàng rào an toàn ngăn cách đường sắt (theo báo điện tử đài tiếng nói Việt Nam)…
Đồng thời, các địa phương có đường sắt đi qua phải lập quy hoạch mở đường ngang
giao cắt đường sắt với đường bộ, không mở đường ngang một cách tràn lan, tự phát
như hiện nay, xử lý nghiêm các trường hợp vi phạm hành lang an toàn đường sắt,
vượt đường ngang khi đã có tín hiệu dừng hoặc đâm gãy rào chắn… Ngoài ra cần
phối hợp với địa phương đẩy mạnh tuyên truyền để nâng cao ý thức chấp hành của
người dân.
Bộ GTVT (Giao thông vận tải) cũng đã đưa ra lộ trình chậm nhất đến năm
2012 xóa bỏ khoảng 4.000 đường ngang không phép. Trước hết, Cục Đường sắt
Việt Nam sẽ tập trung xây dựng đường ngang dọc theo đường sắt để hạn chế tai
nạn. Thế nhưng, để có giải pháp an toàn tại các đường ngang, trong thời gian tới,
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp

đường sắt phải thiết lập hành lang riêng. Đồng thời, tập trung đẩy mạnh xây dựng
hầm chui, cầu vượt, đường sắt trên cao để hạn chế những giao cắt đồng mức giữa
đường bộ và đường sắt.
Qua số liệu và việc phân tích các tai nạn do đường ngang, đường ngang
không còn là vấn đề của riêng ngành Đường sắt, mà đã trở thành vấn đề của từng cá
nhân, từng nhà và của toàn xã hội.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG II. KHẢO SÁT VÀ XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN
CHO ĐƯỜNG NGANG
2.1. KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG NGANG TẠI KM:
268+425
Đường ngang tại Km: 268+ 425 thuộc địa phận Quán Hành, thuộc quyền
quản lý của cung đường ngang ga Quán Hành.
2.1.1.Công việc khảo sát
1. Vị trí, mặt bằng đường ngang (Bản vẽ số 01 phần phụ lục).
2. Khảo sát kích thước hình học của đường ngang.
3. Vị trí bố trí cột tín hiệu.
4. Vị trí đặt tủ điều khiển.
5. Tốc độ cho phép đoàn tàu qua đường ngang
6. Vị trí đặt các cảm biến
7. Khảo sát phòng máy tín hiệu của ga Quán Hành
8. Khảo sát hệ thống tín hiệu đường ngang hiện tại
9. Lưu lượng phương tiện qua đường ngang.
2.1.2. Kết quả khảo sát thu được như sau:
1. Đường ngang tại Km: 268+ 425, nằm giữa hai ga Quán Hành – Vinh.
Đường ngang này là nơi giao cắt giữa phía đường bộ Quốc lộ 1A song song với
đường sắt và tuyến đường sắt Thống Nhất tại Km 268+ 425(khu gian Quán Hành -
Vinh).
Dựa vào quy định của ngành đường sắt thì đường ngang này thuộc đường

ngang cấp 3, có người gác.
Góc giao cắt giữa đường sắt và đường bộ là góc vuông (90
0
);
Trắc dọc đường sắt: Độ dốc trên đường sắt chỗ giao cắt là 2.8 .
Nền đường sắt: Nền không đào không đắp.
Số nhân viên tại đường ngang: ngày 4, đêm 5 đảm bảo làm việc 24/24
Thời gian đóng chắn: trước khi tàu đến ít nhất 90 giây và không đóng chắn
lâu quá 180 giây.
Đường ngang không có cần chắn.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
Đường ngang dài 24 m, rộng 10,5 m.
2. Hướng đi vào có hai hướng:
- Một hướng từ chùa Phổ Môn ra quốc lộ 1A.
- Một hướng từ quốc lộ 1A vào chùa Phổ Môn.
3. Vị trí bố trí cột hiệu báo hiệu:
- Phía đường sắt: sử dụng 2 cột hiệu phòng vệ ngăn đường: sử dụng
loại cột dùng ở đường ngang có người gác, tại phụ bản III, điều lệ
đường ngang (ban hành ngày 30/3/2006).
- Phía đường bộ: Hướng đi vào chùa Phổ Môn: Cách tim đường ngang
3,5m, hướng đi ra Quốc lộ 1A: Cách tim đường ngang 4m.
4. Vị trí đặt tủ điều khiển
- Cách tim đường sắt 3,5 m
- Cách mép đường ngang 2,5 m
5. Tốc độ lớn nhất của tàu cho phép qua khu vực đường ngang: V
max
=
70km/h. V
min

=40km/h.
6. Vị trí đặt cảm biến
Ta tính khoảng cách của phân khu tới gần, qua đó dựa vào khoảng cách của
phân khu tới gần để đặt cảm biến 1, cảm biến 2, cảm biến 5, cảm biến 6.
Trên thực tế có thể tính toán chiều dài của phân khu tới gần theo nhiều
phương pháp. Mặc dù vậy, cần lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp đối với
mỗi đường ngang cụ thể để đảm bảo yêu cầu của ngành.
Để tự động nối mạch tín hiệu đường ngang, cần chắn cũng như các tín hiệu
chỉ dẫn khác khi đoàn tầu tới gần đường ngang ta sử dụng cảm biến phát hiện đoàn
tầu cho phân khu tới gần. Chiều dài tính toán phân khu tới gần và thời gian thông
báo về sự tới gần của đoàn tầu tới gần đường ngang là thời gian cần thiết để đảm
bảo các phương tiện trên đường bộ giải phóng hoàn toàn đường ngang. Thời gian
này cần xác định từ các điều kiện ban đầu: Tốc độ lớn nhất của đoàn tầu trong khu
đoạn này, thời gian cần thiết để giải phóng đường ngang, chiều dài lớn nhất của
phương tiện đường bộ (thường lấy là chiều dài của container – 24 m), 4 giây cần để
khởi động thiết bị và 10 giây có tính chất dự trữ đảm bảo sự chắc chắn hoạt động
của hệ thống. Như vậy thời gian thông báo về sự tới gần đoàn tầu đến đường ngang:
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
T
TB
= T
ĐQ
+ T
KĐ
+ T
DT
= T
ĐQ
+ 4 + 10 = T

ĐQ
+ 14 (s).
Trong đó:
T
ĐQ
- thời gian cần thiết để phương tiện đường bộ đi qua đường ngang.
T
KĐ
= 4s - thời gian cần thiết để khởi động thiết bị.
T
DT
- thời gian dự trữ đảm bảo sự chắc chắn hoạt động của hệ thống.
Thời gian cần thiết để ô tô đi qua đường ngang:
T
ĐQ
= (l
ĐN
+ l
ô
+ l
0
)/ V
TT
= (l
ĐN
+ 12 +5)/ 1.4
Trong đó:
l
ĐN
- chiều dài đường ngang được xác định bằng khoảng cách xa nhất từ ray

phía cột hiệu đường ngang (hay của phần chắn) đến đường xác định vùng nguy
hiểm cách ray đối diện 2.5 m.
l
ô
- chiều dài tính toán của ôtô, lấy là 24 m.( Chiều dài tối đa của xe đi qua
đường ngang là xe Container).
l
0
- khoảng cách từ cột hiệu đường ngang đến vị trí đỗ của ôtô bằng 5m.
V
TT
- tốc độ tính toán chuyển động của ô tô qua đường ngang được lấy là 1.4
m/s (5 km/h).
Như vậy, thời gian thông báo tới gần:
T
TB
= 0.7*l
ĐN
+ 21 + 4 + 10 = 0.7*l
ĐN
+ 35 (s).
Chiều dài tính toán phân khu tới gần:
L
TT
= 0.28*T
TB
= 0.28*V
max
* (0.7*l
ĐN

+ 35) (m).
Trong đó:
0.28 - hệ số chuyển đổi tốc độ từ km/h ra m/s;
V
max
- tốc độ chuyển động lớn nhất của đoàn tầu trong phân khu này.
Khi tính toán chiều dài phân khu tới gần, thời gian thông báo nhỏ nhất cho
phép là 40s. Chiều dài tính toán phân khu tới gần có thể xác định theo bảng tính
toán sẵn. Trong bảng sẽ có các chiều dài của phân khu tới gần tính với các tốc độ
khác nhau của đoàn tầu và phụ thuộc vào chiều dài của đường ngang, đồng thời đưa
ra thời gian thông báo.
Tuy nhiên khi tính toán vị trí phân khu tới gần cần đảm bảo thời gian thông
báo tầu tới gần theo đúng quy định trong Điều Lệ Đường Ngang. Với đường ngang
có đèn báo hiệu và cần chắn đường bộ tự động, thời điểm đèn báo hiệu bật sáng
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp
phải đảm bảo trước lúc tầu tới đường ngang ít nhất là 60 giây (Khoản 2 Điều 24
trong Điều Lệ Đường Ngang). Do đó khoảng cách của phân khu tới gần sẽ được
tính theo công thức:
L
TG
= (V
max
*60)/3600 + 10%(V
max
*60)/3600.
Trong đó:
- L
TG
: Vị trí phân khu tới gần cách tim đường ngang.

- V
max
: tốc độ tầu lớn nhất cho phép trên khu gian ( Km/h).
- 10%: độ dự trữ.
Vị trí đặt cảm biến 1, cảm biến 2, cảm biến 5, cảm biến 6 được tính theo
chiều dài tính toán phân khu tới gần. Với Vmax=70 km/h, Vmin=40 km/h, ta tính
được:
L
TG
= (70000*60)/3600 + 10%(70000*60)/3600 = 1467 ( m )
Vậy:
- Cảm biến 1, cảm biến 6 được đặt cách tim đường ngang 1432,5 m
về mỗi phía của đường ngang.
- Cảm biến 2, cảm biến 5 được đặt cách tâm đường ngang 1420 m về
mỗi phía của đường ngang.
- Cảm biến 3, cảm biến 4 được đặt cách tim đường ngang 21 m về
mỗi phía của đường ngang.
7. Khảo sát phòng máy tín hiệu ga Quan hành như sau:
Ga Quán Hành nằm tại Km 260 + 400 trên tuyến đường Bắc - Nam, phía chẵn
giáp với ga Vinh, phía lẻ giáp với ga Mỹ Lý. Ga chủ yếu sử dụng phục vụ vận
chuyển trao đổi hàng hóa nó có vai trò quan trọng trong lưu thông quốc gia. Ga
Quan Hành nằm tiếp tiếp giáp với đường quốc lộ 1A. Ga Quán Hành sử dụng thiết
bị tay quay ghi khoá điện tín hiệu đèn màu.
Thiết bị trong nhà:
- Giá rơ le
- Đài khống chế nút ấn.
- Thiết bị nguồn:
8. Khảo sát hệ thống tín hiệu hiện tại của đường ngang:
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986
Đồ Án Tốt Nghiệp

Đường ngang Km: 268+425 đã sử dụng hệ thống thông báo tàu tới gần dùng
cảm biến địa chấn và mạch ghép nối với thiết bị tín hiệu Ga Quán Hành, hệ thống
cáp tín hiệu chôn dùng cho hệ thống báo tàu tới gần sử dụng cảm biến địa chấn
CarPro CBTĐ 3.0 và hệ thống nguồn điện.
Thiết bị điều khiển dùng 01 PLC loại S7-200 – CPU 224: Tiếp nhận thao tác
của trực ban gác chắn, điều khiển hoạt động của tín hiệu đường bộ.
- Đèn biểu thị mặt đài: Sử dụng đèn LED, có các loại đèn sau:
+ Đèn báo hướng tàu: gồm đèn báo hướng chẵn và hướng lẻ, sáng màu lục. Đèn
sáng khi có tín hiệu báo tàu tới gần đường ngang, tàu đến từ hướng nào thì đèn
báo hướng phía đó sáng màu lục.
+ Đèn biểu thị cột đèn báo hiệu đường bộ: Khi đèn trên cột báo hiệu đường bộ
sáng nhấp nháy thì đèn màu đỏ tương ứng trên đài điều khiển sáng nhấp nháy.
+ Đèn báo trở ngại: Sáng màu đỏ.
Đèn trở ngại sáng khi:
o Thiết bị có trở ngại như: công tắc hành trình hỏng, PLC hỏng v.v.
o 1 trong 4 đèn trên cột báo hiệu đường bộ không sáng.
o Mạch chặn đường bị hang (đứt sợi đốt ).
o Cả hai cảm biến, nút thao tác hoặc đường truyền bị hỏng.
o PLC hỏng.
o Nút ấn bị kẹt.
+ Đèn chặn đường sắt (BCĐ) sẽ sáng khi mạch chặn đường sắt hoạt động.
+ Đèn biểu thị mất điện xoay chiều: Sáng màu đỏ khi mất điện xoay chiều.
- Nút ấn gồm các loại sau:
+ Nút tín hiệu đường bộ (NĐB): là nút 2 vị trí tự trả. Khi có tín hiệu tàu sắp đến
đường ngang (đèn báo hướng màu lục sáng, chuông trong đài thao tác kêu),
nhân viên gác chắn ấn nút “Ghi nhận” để ngắt chuông trong đài thao tác sau đó
ấn “NĐB” mở tín hiệu trên cột đèn báo hiệu đường bộ (đèn sáng, chuông kêu )
cấm người và các phương tiện giao thông qua đường ngang.
+ Nút ghi nhận: là nút 2 vị trí tự trả để nhân viên gác chắn sử dụng. Khi ấn nút
ghi nhận PLC ghi nhận thời điểm ấn nút và ngắt chuông trong đài thao tác.

+ Nút trở ngại: Là nút 2 vị trí không tự trả có kẹp chì. Khi các cột báo hiệu
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng Vân SVTH: Nguyễn Văn Hùng 1986