Tài liệu Tổng quan về một giải pháp điều khiển cho hệ thống chuyển động tàu điện doc

Tổng quan về một giải pháp điều
khiển cho hệ thống chuyển động tàu
điện cao tốc Hà Nội
Tóm tắt:
Bài báo trình bày tổng quát về quy hoạch mạng lưới đường sắt đô thị Hà Nội
(MetroHN) và đặc trưng của nó. Mạng lưới đường sắt đô thị H
à Nội có 5
tuyến. Giai đoạn đầu tiên xây dựng 77,05km tuyến đường sắt đôi, khổ
1,435m đi trên cao, mặt đất và dưới ngầm.
Mạng lưới đường sắt đô thị Hà Nội là hệ thống vận tải hiện đại có mức độ tự
động hoá cao. Đo
àn tàu có 4-6 toa, buồng lái hai đầu. Toa kéo được trang bị
động cơ điện dị bộ, điều khiển theo nguy
ên lý VVVF, vận hành dưới lưới
điện 750V DC.
Hình 1: Sơ đồ mạng lưới đường sắt đô thị của thành phố Hà Nội
Phát triển loại hình vận tải hành khách công cộng (VTHKCC) một cách tiện
lợi, an toàn và chạy theo đúng lịch trình là hướng đi đúng đắn ở các thành
phố lớn. Song song với việc này, chúng ta cần có các biện pháp để hình
thành thói quen cho người dân sử dụng phương tiện VTHKCC. Khi thị phần
sử dụng phương tiện VTHKCC của người dân tăng cao, tức khắc sẽ kéo theo
giảm ùn tắc và tai nạn giao thông, giảm ô nhiễm môi trường, nhất là tại các
nút giao thông “trung tâm” hay vào giờ cao điểm. Và một trong những loại
hình VTHKCC có hiệu quả cao, tiện lợi nhất đó là hệ thống chuyên chở
METRO [1].
Ở Việt Nam, Chính phủ rất chú trọng đến việc xây dựng và phát triển loại
hình VTHKCC bằng đường sắt. Nhiều dự án đường sắt đô thị đã được
nghiên cứu ở các thành phố lớn như Đà Nẵng, Tp.Hồ Chí Minh và Hà Nội.
Ngày 01/8/2008, Thủ đô Hà Nội chính thức được mở rộng địa giới hành
chính lên g
ần 3345 km2. Việc mở rộng lần thứ ba này đã khẳng định sự

quan tâm đặc biệt của Đảng và Nhà nước đến sự phát triển của Thủ đô. C
ùng
v
ới sự kiện này, một đề án quy hoạch mạng lưới đường sắt đô thị của Thủ đô
đ
ã được lập nên. Bản quy hoạch này đảm bảo tính kế thừa, hiện đại và khả
năng mở rộng trong tương lai.
MetroHN sẽ đóng vai trò chính trong VTHKCC với tốc độ cao và năng lực
vận chuyển lớn. MetroHN bao gồm các trục chính và trục nhánh. Đối với
các trục chính, sử dụng loại hình vận chuyển đường sắt nhẹ LRT (Light Rail
Transit), tàu điện ngầm (Metro). Tại các trục nhánh, tùy theo đặc điểm của
khu vực sẽ áp dụng phương thức vận chuyển khác nhau như mạng lưới xe
buýt nhanh BRT (Bus Rapid Transit), xe buýt thường (Bus), xe điện bánh
hơi (Tranlaybus), xe điện bánh
sắt (Tramvai). Để khai thác tối ưu hiệu quả
sử dụng, các tuyến đường sắt đô thị phải gắn kết với các khu đô thị, các
trung tâm thương mại
- dịch vụ - du lịch, trung tâm công nghiệp, trường học.
Đồng thời, các tuyến đường sắt đô thị cũng gắn kết với nhau, h
ình thành nên
m
ột mạng lưới vận tải liên thông, bao quát tất cả các khu vực ngoại thị và đô
thị quan trọng của thành phố.
Quy hoạch tổng thể MetroHN xác định có năm tuyến metro được xây dựng
và phương cách tích hợp các tuyến n
ày với kết cấu hạ tầng giao thông hiện
có. Quy hoạch tổng thể đặt ra mục tiêu đến năm 2020 mong muốn tăng thị
phần người dân tham gia phương tiện giao thông công cộng đến 35-45% và
gi
ảm thị phần xe máy tham gia giao thông xuống dưới 30%.

Bảng 1. Các tuyến Metro Hà Nội
Mạng lưới đường sắt đô thị của Hà Nội đến năm 2020 [2] bao gồm các
tuyến được đưa ra trong bảng 1
(*) Thiết kế - đang trong giai đoạn tư vấn thiết kế chi tiết các hạng mục
(^) Thi công - đang thi công, xây dựng và lặp đặt các hạng mục trên tuyến
(#) Kế hoạch - dự kiến sẽ thiết kế chi tiết và xây dựng trong tương lai
Tuyến số 1 phục vụ các khu vực ngoại thành phía Đông Bắc và phía Nam
Hà N
ội đi qua khu vực trung tâm thành phố;
Tuyến số 2 là xương sống cho khu vực đô thị hiện tại và tương lai. Tuyến số
2 nối sân bay Nội Bài và khu đô thị mới Đông Anh, Từ Liêm, khu phố cổ,
khu phố kiến trúc Pháp, đi dọc hành lang quốc lộ 6 và tới Thượng Đình.
Trong đó đoạn tuyến phía Bắc sông Hồng sẽ đi dọc hành lang của trục chính
đô thị Nhật Tân
- Vĩnh Ngọc - Nội Bài. Trong tuyến số 2 có đoạn đường sắt
đô thị H
à Nội - Hà Đông (2A) dài 13,05km, hiện nay đang xây dựng, bắt đầu
tại khu vực Cát Linh (giao với tuyến số 3), đi theo hành trình Cát Linh - Hào
Nam - La Thành - Thái Hà -
đường Láng - Ngã Tư Sở - quốc lộ 6 - Thượng
Đ
ình - Hà Đông - Ba La;
Tuy
ến số 3 nối khu vực phía Tây với trung tâm và khu vực phía Nam thành
ph
ố. Trong đó đoạn tuyến từ Nhổn đến ga Hà Nội hiện đang xây dựng;
Tuyến số 4 có dạng vòng tròn, kết nối với các tuyến còn lại và gắn kết với
các dự án phát triển đô thị. Trước mắt xây dựng tuyến số 4 là tuyến xe buýt
nhanh, trong tương lai sẽ phát triển th
ành tuyến đường sắt đô thị hoàn chỉnh;

Tuyến số 5 có chức năng kết nối trung tâm thành phố Hà Nội với các khu đô
thị dọc theo hành lang Láng - Hòa Lạc. Tuyến này trong tương lai sẽ kết nối
với Trung tâm công nghệ cao Hoà Lạc và các khu đô thị phía Tây thành phố.
Trước ti
ên, xây dựng ba tuyến metro có mật độ lưu thông lớn, đó là tuyến số
1, tuyến số 2 và tuyến số 3. Các tuyến này được xây dựng cùng nhau theo
t
ừng phân đoạn. Mỗi tuyến có depot và trung tâm điều hành riêng. Sau khi
hoàn thành, các tuy
ến sẽ liên kết với nhau tạo thành một mạng lưới hoàn
ch
ỉnh. Các tuyến vận hành dưới sự điều phối của trung tâm quản lý và điều
hành đường sắt đô thị Thủ đô. Các tuyến metro được xây dựng dựa tr
ên
công ngh
ệ tiên tiến, hiện đại và có mức độ tự động hoá cao. Chính vì vậy,
việc chọn lựa và đưa ra giải pháp cho hệ thống điều khiển chuyển động tàu
điện cao tốc tại Thủ đô Hà Nội là công việc rất quan trọng. Kinh nghiệm ở
các nước phát triển cho thấy, hệ thống điều khiển tàu điện cao tốc sẽ phải
cập nhật mới sau 3-5năm, do sự gia tăng của mật độ hành khách, sự phát
triển của công nghệ mới, … để mang lại sự chuyển động êm ái, an toàn,
nhanh chóng và ti
ện lợi nhất cho hành khách.
Hình 2: Cấu trúc hệ thống điều khiển chuyển động tàu điện cao
tốc
Qua nghiên cứu các hệ thống metro trên thế giới [3-6], tác giả đưa ra cấu
trúc của hệ thống điều khiển chuyển động tàu điện cao tốc Hà Nội (HĐCT)
như tr
ình bày trong hình 2
HĐCT đảm bảo quá trình tự động vận chuyển hành khách một cách an toàn

tuy
ệt đối và “êm ái” nhất. Một quá trình tự động vận chuyển bao gồm các
giai đoạn: khởi động, chạy đ
à, chọn lựa chế độ lái tàu trên khu gian - là
kho
ảng cách giữa hai nhà ga, hãm khi có giới hạn tốc độ, hãm dừng tại sân
ga, đóng
- mở cửa tàu, thu thập và xử lý thông tin về quá trình chạy tàu.
Nhi
ệm vụ cơ bản của HĐCT là điều khiển các đoàn tàu chạy đúng theo bảng