II. HƯỚNG DẪN CƠ BẢN ĐỂ xÂY DỰNG TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
2. THIẾT LẬP TỐC ĐỘ THIẾT KẾ KINH TẾ
Nên xác lập tốc độ thiết kế của đường sắt cao tốc càng cao càng tốt nếu chi phí xây dựng ban đầu không tăng mạnh, và nếu nó khả thi về mặt kinh tế. Cách thông thường để xác định tốc độ thiết kế cho dự án đường sắt cao tốc như sau.
- Tiến hành phân tích nhu cầu vận tải hành khách để điều tra mối tương quan giữa tốc độ và nhu cầu vận chuyển, tức là sự thay đổi trong nhu cầu vận chuyển theo tốc độ.
- Tiến hành phân tích chi phí theo tốc độ và chi phí xây dựng ban đầu, bao gồm chi phí bồi thường, chi phí quản lý và chi phí mua sắm phương tiện được tính toán. Ở đây, các yếu tố hướng tuyến liên quan đến tốc độ thiết kế bao gồm trắc dọc và bình đồ, khoảng cách giữa tâm đường ray và chiều rộng mức thành tạo và phải xem xét toàn diện cùng các hạng mục liên quan như kết cấu, đường ray và tuyến tàu điện.
- Cần phải xem xét nhu cầu vận chuyển và lợi ích thay đổi theo tốc độ để có thể tiến hành phân tích hiệu quả theo tốc độ. Những lợi ích được xem xét ở đây là giảm thời gian đi lại, giảm chi phí vận hành phương tiện, giảm tai nạn giao thông, giảm chi phí môi trường, v.v.
- Tốc độ thiết kế tối ưu được xác định bằng cách sử dụng tỷ lệ lợi ích/chi phí (B/C), v.v.
3. THIẾT LẬP CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT PHẢN ÁNH CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA VIỆT NAM
Mặc dù tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế nước ngoài có thể làm giảm thời gian và chi phí ban đầu, nhưng Việt Nam nên xây dựng các tính năng và đặc điểm hoạt động riêng của đường sắt cao tốc ở Việt Nam mà không có trong các tiêu chuẩn của nước ngoài. Nếu không, có thể dẫn đến những bất lợi liên quan đến thiết kế và bảo trì quá
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
174 mức.
Ngoài ra, giới hạn tải trọng và giới hạn tĩnh không của tàu, khoảng cách giữa các tâm đường ray, chiều dày của nền đường ray, v.v ... cần được cải thiện liên tục thông qua kinh nghiệm quản lý đường sắt cao tốc trong tương lai.
4. LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC
Phương thức điều khiển tín hiệu đường sắt cao tốc được áp dụng trên toàn thế giới là phương thức điều khiển tín hiệu TVM của Pháp, phương thức điều khiển tín hiệu DS-ATC của Nhật Bản, phương thức điều khiển tín hiệu CTCS của Trung Quốc (2/3) và phương thức điều khiển tín hiệu ETCS của Châu Âu (1/2). Tất cả đều cho phép điều khiển tín hiệu đường sắt ở tốc độ vận hành tối đa là 300km / h.
- Phương thức điều khiển tín hiệu TVM: Châu Âu (Pháp, Bỉ, Anh, v.v.), Hàn Quốc (Gyeongbu, Honam, Suseo)
- Phương thức điều khiển tín hiệu D-ATC: Nhật Bản, Đài Loan - Phương thức điều khiển tín hiệu CTCS / GSM-R: Trung Quốc
- Phương thức điều khiển tín hiệu ETCS / GSM-R: Châu Âu, Hàn Quốc (KTCS / LTE-R, đang trong quá trình lắp đặt thử nghiệm sau khi phát triển (18 ~ 1821) (18).
Điều Việt Nam phải xem xét đầu tiên trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển tín hiệu khi xây dựng đường sắt cao tốc là lựa chọn phương thức điều khiển tín hiệu trong số các phương thức điều khiển tín hiệu đường sắt tốc độ cao nói trên. Do mỗi phương thức điều khiển tín hiệu có một phương pháp và định dạng vận hành hệ thống khác nhau, nên cần phải chọn phương thức điều khiển tín hiệu phù hợp với môi trường Việt Nam có xem xét đến chi phí xây dựng, chi phí bảo trì và khả năng mở rộng các tuyến đường sắt thường trong tương lai.
Đường cao tốc Honam và Đường cao tốc Suseo, là những tuyến đường sắt dành riêng cho đường sắt cao tốc, một hệ thống điều khiển tín hiệu dành riêng cho đường sắt cao tốc sử dụng phương thức TVM đã được xây dựng và đang được sử dụng. Tuy nhiên, hệ thống điều khiển tàu của Hàn Quốc đối với đường sắt thường và cao tốc dựa trên LTE-R- mạng lưới thông tin vô tuyến đường sắt tích hợp, và công nghệ ETCS của Châu Âu (KTCS) đã được phát triển vào năm 2018 do nhu cầu kết nối
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
175
giữa các tuyến đường sắt cao tốc và đường sắt thường tăng lên. Việc áp dụng phương thức điều khiển tín hiệu KTCS sẽ được mở rộng sang các tuyến đường sắt mới và các tuyến đường sắt được cải thiện trong tương lai. (Kế hoạch Quốc hữu hóa Thông tin Tín hiệu Tàu hoả, 2017.12)
Do đó, phải lựa chọn phương thức điều khiển tín hiệu áp dụng cho việc xây dựng mạng lưới đường sắt cao tốc và các kế hoạch mở rộng của Việt Nam. Phải xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật về nguyên tắc thiết kế, thông số kỹ thuật và chức năng của hệ thống, thông số kỹ thuật và chức năng của tải trọng và quy trình thử nghiệm và xác nhận theo phương thức điều khiển tín hiệu đã được lựa chọn.
5. HƯỚNG DẪN XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC
Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho hệ thống điều khiển tín hiệu của các quốc gia tiên tiến trong ngành đường sắt, bao gồm cả Hàn Quốc, là các tiêu chuẩn công nghệ cao nhất theo các nguyên tắc tín hiệu quan trọng.
Nguyên tắc tín hiệu quan trọng bao gồm tín hiệu dò tàu, tín hiệu điều khiển hướng đi (liên kết), bẻ ghi, điều khiển giãn cách (tín hiệu chặn), điều khiển tốc độ (điều khiển vị trí), tín hiệu mặt đất, giám sát tàu và điều khiển tích hợp, an toàn và cấp điện, v.v.
Do đó, khi phương thức điều khiển tín hiệu đường sắt cao tốc được xác định, mong muốn thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật tập trung vào các hệ thống (thành phần) phụ trách các nguyên tắc tín hiệu theo phương thức điều khiển tín hiệu đã chọn.
Ngoài ra, mong muốn thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến hệ thống điều khiển tín hiệu buồng lái được lắp đặt trong các toa tàu vì hệ thống điều khiển tín hiệu đường sắt được lắp đặt cả trên mặt đất và trên toa tàu và được vận hành thông qua việc trao đổi thông tin chung.
6. LỰA CHỌN HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN TRÊN TÀU ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC
Các phương thức thông tin vô tuyến trên tàu đang được áp dụng trên thế giới là phương thức LTE- của Hàn Quốc, phương thức tương tự của VHF, phương thức Hàn Quốc của Châu Âu, phương thức TRS-TETRA và phương thức TRS-ASTRO của
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
176 Motorola.
Điều mà Việt Nam phải cân nhắc nhiều nhất khi lựa chọn phương thức thông tin vô tuyến đường sắt cao tốc là lựa chọn một phương thức thông tin vô tuyến cho tất cả các khu gian. Hàn Quốc kết hợp nhiều phương thức thông tin vô tuyến trên tàu do dự án đường sắt cao tốc được thực hiện qua nhiều giai đoạn khác nhau. Giai đoạn 1 của Đường cao tốc Gyeongbu sử dụng phương thức VHF và TRS-ASTRO, giai đoạn 2 của Đường cao tốc Gyeongbu, Đường cao tốc Honam và Đường cao tốc Suseo sử dụng phương thức TRS-TETRA. Hiện tại, một mạng vô tuyến trên tàu LTE-R đang được lắp đặt để thay đổi phức hợp các phương thức vô tuyến trên tàu thành LTE-R. Vì lý do này, VHF, TRS-ASTRO, TRS-TETRA và LTE-R đều được lắp đặt trong các toa tàu của tuyến đường sắt cao tốc của Hàn Quốc hiện hiện đang được cung cấp nên có vấn đề về chi phí tăng.
Ở Châu Âu, phương thức GSM-R sẽ được sử dụng cho đến năm 2027 ~ 30 và sau đó 5G sẽ được sử dụng làm hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu. Ngược lại, LTE-R là một công nghệ đã được thương mại hóa tại Hàn Quốc, vì vậy, xét về điểm khởi đầu của thiết kế đường sắt cao tốc Việt Nam, sẽ hợp lý hơn khi hợp nhất hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu với công nghệ mới nhất của LTE-R.
7. XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT TẬP TRUNG VÀO CHỨC NĂNG VÀ YÊU CẦU THEO CÁC THAY ĐỔI CÔNG NGHỆ ĐỘT NGỘT
Khi xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật, cần xác định các yêu cầu thông tin theo mục đích thông tin, thay vì mô tả các công nghệ thông tin nhất định. Nếu một công nghệ thông tin nhất định được chỉ định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật, thì thậm chí khi có một công nghệ thông tin khác đáp ứng các yêu cầu thì công nghệ đó cũng không thể được áp dụng trước khi sửa đổi các tiêu chuẩn kỹ thuật. Điều này dẫn đến việc hạn chế cạnh tranh kỹ thuật và sẽ dẫn đến vấn đề độc quyền. Do đó, cần tập trung vào các yêu cầu và chức năng mà hệ thống thông tin phải cung cấp.
Ví dụ, có thể xác định các yêu cầu liên quan đến thời điểm hệ thống thông tin trên tàu được sử dụng để liên lạc bằng giọng nói và thiết lập riêng các yêu cầu về thời điểm có thể được sử dụng để điều khiển tàu. Nó sẽ đủ để đáp ứng các yêu cầu thông tin bằng giọng nói nếu hệ thống thông tin đang được nói đến chỉ được sử dụng cho thông tin bằng giọng nói, nhưng nó phải đáp ứng cả hai nếu được sử dụng cho cả
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
177 thông tin bằng giọng nói và điều khiển tàu.
8. TĂNG CƯỜNG KẾT NỐI GIỮA CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CHO CÁC LĨNH VỰC THÔNG TIN VÀ TÍN HIỆU VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CHO TOA TÀU ĐƯỜNG SẮT
Hiện tại, các tiêu chuẩn kỹ thuật riêng biệt dành cho hệ thống đường sắt và toa xe đường sắt được thiết lập tại Hàn Quốc, các mục tín hiệu và thông tin xuất hiện trong từng tiêu chuẩn kỹ thuật. Các hệ thống thông tin trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống đường sắt bao gồm hệ thống đường dây thông tin, hệ thống mạng truyền dẫn, hệ thống vô tuyến trên tàu, hệ thống thông tin nhà ga và hệ thống tự động hóa nhà ga. Hệ thống vô tuyến trên tàu khác với các hệ thống khác ở chỗ hệ thống mặt đất và thiết bị thông tin trên tàu phải thông tin được với nhau.
Để hệ thống vô tuyến trên tàu hoạt động bình thường, phải lắp đặt các thiết bị thông tin phù hợp với chất lượng và tình trạng tín hiệu thông tin. Do đó, các tính năng thông tin của hệ thống vô tuyến trên tàu phải được nộp tại Hàn Quốc theo tiêu chuẩn kỹ thuật của toa xe lửa khi được phê duyệt mẫu tàu hoả. Điều này là để xác nhận rằng thiết bị thông tin trên tàu có thể thông tin tới hệ thống vô tuyến trên tàu đã được lắp đặt trước. Do đó, công việc phải được thực hiện cùng với các tiêu chuẩn kỹ thuật toa tàu khi thiết lập hoặc sửa đổi các tiêu chuẩn kỹ thuật cho hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu thông tin với thiết bị thông tin trên tàu.
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
178
Ⅲ. NỘI DUNG TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC VIỆT NAM (DỰ THẢO)
Các nội dung dưới đây được đề xuất như một danh sách chính để thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến thiết kế khi chính phủ Việt Nam lập kế hoạch xây dựng tuyến đường sắt cao tốc. 1. PHÁT TÍN HIỆU 1.1. Những quy định chung Mục đích Phạm vi Giải thích thuật ngữ Quy trình đánh giá sự phù hợp 1.2. Cột đèn thín hiệu và đèn tín hiệu Nguyên tắc lắp đặt Kiểu loại 1.3. Máy quay ghi
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.4. Thiết bị dò tàu
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.5. Hệ thống điều khiển tàu
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
179
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.6. Liên khóa
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.7. CTC (Điều khiển giao thông trung tâm)
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.8. LCP (Bảng điều khiển nội bộ)
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.9. Hệ thống cấp điện
Nguyên tắc lắp đặt
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Chức năng chính, hiệu suất và đặc điểm giao diện 1.10. Thiết bị an toàn
Kiểu loại
Các bộ phận phụ
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII) 180 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN 2.1. Những quy định chung Mục đích Phạm vi Giải thích thuật ngữ Quy trình đánh giá sự phù hợp 2.2. Hệ thống đường dây thông tin
Thiết kế đường dây thông tin
Đường ống dẫn của đường dây thông tin
Bảo vệ cáp thông tin
Hệ thống điện thoại dùng cáp xoắn đôi 2.3. Hệ thống mạng
Thiết kế hệ thống mạng
Thiết lập mạng
Bảo vệ mạng
Mạng đồng bộ hoá đồng hồ
2.4. Hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu
Thiết kế hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu
Chức năng và yêu cầu hệ thống thông tin vô tuyến trên tàu
Truyền dẫn phát thảm hoạ (DMB) 2.5. Hệ thống thông tin nhà ga
Thiết lập hệ thống trao đổi
Tính toán lưu lượng trao đổi
Hệ thống điện thoại điều khiển
Hệ thống giám sát hình ảnh (CCTV)
Hệ thống hướng dẫn hành khách
Hệ thống đồng hồ điện
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
181
Bảo vệ thông tin
Hệ thống trung tâm quản lý mạng
Hệ thống Đàm thoại
Hệ thống trạm biến áp tự động 2.6. Hệ thống tự động hóa nhà ga
Các thành phần của hệ thống tự động hoá nhà ga
Chia đôi và mở rộng hệ thống trung tâm 2.7. Nối đất và cấp điện hệ thống thông tin
Hệ thống cấp điện liên tục
Bộ chỉnh lưu để cấp dòng một chiều
Bảo vệ hệ thống cấp điện và bộ chỉnh lưu quá điện áp và quá điện áp xung
Bảo vệ quá điện áp và nối đất hệ thống thông tin
Lắp đặt hộp đấu dây nối đất để nối đất hệ thống thông tin
Hiệu ứng cảm ứng của đường ray chạy điện AC trên hệ thống thông tin. 2.8. Hệ thống thông tin xây dựng
Ranh giới giữa hệ thống thông tin xây dựng và hệ thống thông tin
Nối dây và đường ống bên trong
Hệ thống thông báo
Hệ thống thu thanh và phát thanh
Thiết bị thông tin liên quan đến các công trình dành cho người khuyết tật
Thiết lập phòng thiết bị thông tin
Bảo vệ phòng thiết bị thông tin
Tư vấn về hệ thống pháp lý trong lĩnh vực đường sắt (Quyển VIII)
185
DANH SÁCH CHUYÊN GIA TƯ VẤN HÀN QUỐC ▣ Viện Nghiên Cứu Đường Sắt Hàn Quốc
KIM Hyun-Woong / Giám đốc dự án SHIN Kyung-Ho