Đưa công nghệ “vào đường ray”, ngành đường sắt Việt Nam đang từng bước thay đổi cách tổ chức vận hành, nâng cao năng lực khai thác và bảo đảm an toàn. Đây cũng là bước chuyển quan trọng để hướng tới mô hình đường sắt thông minh trong tương lai.
"Mắt thần" trên đường ray
Tại ga Gia Lâm, trước mỗi chuyến tàu xuất phát, các vị trí làm việc đều tập trung cao độ. Trên đường sắt số 1, một đoàn tàu sắp được "phát lệnh" chạy sang ga Yên Viên. Nhưng trước khi "phát lệnh" ngoài đường ga, nhân viên trực ban phải theo dõi chính xác vị trí của đoàn tàu đang chạy phía trước được hiển thị trên đài khống chế, đồng thời đánh giá kỹ các điều kiện an toàn trong khu gian.
Anh Nguyễn Tiến Quang, nhân viên trực ban chạy tàu cho biết: Đường sắt Việt Nam hiện chủ yếu là đường đơn nên nguyên tắc rất chặt chẽ: mỗi thời điểm chỉ có một đoàn tàu trong khu gian giữa hai ga. Khi tàu từ ga A sang ga B, phải chờ tàu đến nơi an toàn và ga B báo trả đường thì ga A mới được cho tàu tiếp theo chạy.
Nhân viên trực ban chạy tàu ga Gia Lâm theo dõi trạng thái chuyến tàu phía trước trong khu gian, đường sắt trong ga trên đài khống chế trước khi "phát lệnh" cho chuyến tàu tiếp theo chạy vào.
Quy định này rất nghiêm ngặt, ngăn cho 2 đoàn tàu cùng chiều đâm nhau, để đảm bảo an toàn suốt nhiều năm qua. Tuy nhiên, nó cũng vô hình trung trở thành giới hạn, khiến năng lực khai thác tuyến bị bó hẹp, nhất là vào những thời điểm cần tăng tần suất chạy tàu.
Để tháo gỡ điểm nghẽn đó, ngành đường sắt đã lựa chọn một hướng đi mới: ứng dụng công nghệ vào điều hành. Hệ thống đóng đường khu gian tự động được đưa vào triển khai, cho phép theo dõi liên tục vị trí đoàn tàu thông qua tín hiệu truyền về.
Nhờ đó, khi đoàn tàu phía trước đã di chuyển đến khoảng cách an toàn, nhân viên trực ban có thể cho tàu tiếp theo vào khu gian mà không cần chờ tàu trước rời hoàn toàn.
Sự thay đổi này không chỉ giúp rút ngắn thời gian chờ đợi, mà còn mở ra khả năng tổ chức chạy tàu linh hoạt hơn trên hạ tầng đường đơn.
Theo ông Lê Văn Sinh, Phó trưởng phòng Kỹ thuật - An toàn Công ty CP Thông tin tín hiệu đường sắt Hà Nội, điểm cốt lõi của giải pháp nằm ở cách "chia nhỏ" khu gian để quản lý linh hoạt hơn.
"Chúng tôi chia khu gian thành nhiều phân khu đóng đường và bố trí các điểm tín hiệu tương ứng. Khi đoàn tàu đi qua các cảm biến trên đường ray lắp, tín hiệu sẽ được truyền về hệ thống điều hành để xác nhận trạng thái từng phân khu theo thời gian thực", ông Sinh cho biết.
Nhờ đó, người trực ban không còn phải chờ đoàn tàu phía trước rời hoàn toàn khu gian. Khi hệ thống xác nhận tàu đã di chuyển đến khoảng cách an toàn, đoàn tàu tiếp theo có thể được chạy vào.
Cách làm này giúp các đoàn tàu "nối đuôi" nhau trên cùng một khu gian nhưng vẫn đảm bảo an toàn theo đúng quy định. Theo tính toán, năng lực thông qua của tuyến nhờ đó tăng khoảng 25%.
Không chỉ mang lại hiệu quả về mặt kỹ thuật, giải pháp còn cho thấy rõ giá trị trong thực tiễn vận hành.
"Trong các dịp cao điểm như Tết hoặc mùa hè, nhu cầu đi lại tăng cao, việc tăng tần suất chạy tàu là rất cần thiết. Công nghệ này giúp đáp ứng yêu cầu đó mà không cần thay đổi lớn về hạ tầng", ông Sinh nói.
Đặc biệt, trong những tình huống bất thường như bão lũ hoặc sự cố làm gián đoạn chạy tàu, khi tuyến vừa được khôi phục, thường có nhiều đoàn tàu bị dồn lại.
"Khi đó, hệ thống đóng đường tự động cho phép các đoàn tàu lần lượt nối tiếp vào khu gian, góp phần giải phóng nhanh các đoàn tàu bị ùn ứ, đồng thời giảm đáng kể áp lực cho công tác điều hành", ông Sinh nhấn mạnh.
Theo ông, đây không chỉ là một giải pháp kỹ thuật, mà còn là bước chuyển quan trọng trong tư duy tổ chức chạy tàu theo hướng hiện đại, linh hoạt.
Không chỉ dừng lại ở việc nâng cao năng lực chạy tàu, ngành đường sắt đang từng bước "gia cố" an toàn bằng công nghệ, với mục tiêu phát hiện rủi ro từ sớm, từ xa.
Ông Nguyễn Chính Nam, Phó tổng giám đốc Tổng công ty Đường sắt Việt Nam cho biết: "Chúng tôi xác định, an toàn không chỉ là xử lý sự cố, mà phải chủ động phòng ngừa. Muốn vậy, phải dựa vào công nghệ để giám sát liên tục và cảnh báo kịp thời".
Trên thực tế, một "mạng lưới mắt thần" đã và đang được hình thành trên toàn hệ thống. Hàng trăm phòng trực ban chạy tàu được lắp đặt camera giám sát; hàng trăm đầu máy được trang bị camera hành trình và camera cabin; các đường ngang, nhà gác cũng được bổ sung thiết bị ghi hình và cảnh báo sớm.
Đáng chú ý, hàng trăm điểm đường ngang cảnh báo tự động đã được kết nối trực tiếp về trung tâm giám sát. Tại đây, mọi hoạt động của thiết bị đều được theo dõi theo thời gian thực.
"Thông qua hệ thống này, chúng tôi không chỉ kiểm soát tình trạng thiết bị mà còn phát hiện sớm các hành vi vi phạm tại đường ngang, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời", ông Nam cho biết.
Một hướng đi mới đang được ngành nghiên cứu là ứng dụng công nghệ Lidar - công nghệ cảm biến hiện đại có khả năng "quét" không gian để phát hiện vật cản. "Khi có chướng ngại vật xuất hiện, hệ thống sẽ ngay lập tức phát cảnh báo về trung tâm giám sát, đồng thời gửi tín hiệu tới đầu máy để lái tàu chủ động xử lý", ông Nam nói.
Hình ảnh, trạng thái các thiết bị tại đường ngang được truyền về trung tâm giám sát 24/7 theo thời gian thực để phát hiện sự cố, xử lý kịp thời, ngăn ngừa tai nạn.
Ba trụ cột của sự chuyển đổi
Không chỉ dừng lại ở những giải pháp cụ thể trong vận hành, ngành đường sắt đang đặt mình vào một lộ trình chuyển đổi sâu rộng hơn, với khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số được xác định là ba trụ cột then chốt.
Theo lãnh đạo Tổng công ty Đường sắt Việt Nam, đây không chỉ là yêu cầu trước mắt để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, bảo đảm an toàn giao thông, mà còn là điều kiện để nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh mới. Đồng thời, đây cũng là bước đi cụ thể nhằm triển khai Nghị quyết 57-NQ/TW.
Trong giai đoạn 2026 - 2030, ngành đường sắt sẽ đẩy mạnh ứng dụng công nghệ trên toàn bộ chuỗi hoạt động, từ tổ chức chạy tàu, bảo trì kết cấu hạ tầng, bảo đảm an toàn đến kinh doanh vận tải.
Trong tầm nhìn 10 năm tới, ngành đường sắt đặt mục tiêu hoàn thành việc tích hợp và chuẩn hóa dữ liệu trong toàn hệ thống, xây dựng cơ sở dữ liệu tập trung (Big Data) trên nền tảng điện toán đám mây (Cloud). Đây sẽ là "hạ tầng mềm" quan trọng để phát triển các ứng dụng trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật và các hệ thống quản trị hiện đại.
Khi đó, toàn bộ hoạt động điều hành, quản lý nhân sự và kỹ thuật sẽ từng bước được số hóa và vận hành thông qua các hệ thống phần mềm nội bộ, hướng tới mô hình doanh nghiệp số - nơi mọi quyết định được hỗ trợ bởi dữ liệu.
Mục tiêu không chỉ là cải tiến từng khâu riêng lẻ, mà hướng tới số hóa toàn bộ quy trình nghiệp vụ. Cùng với đó là việc xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung, đầu tư đồng bộ hạ tầng công nghệ thông tin để tạo nền tảng cho quản trị hiện đại.
Trên nền tảng này, một hệ sinh thái số của ngành đường sắt sẽ từng bước được hình thành, nơi dữ liệu từ đoàn tàu, hạ tầng và con người được kết nối, chia sẻ và khai thác hiệu quả.
"Dữ liệu sẽ trở thành nguồn lực quan trọng để nâng cao hiệu quả quản lý, tối ưu công tác điều hành vận tải và cải thiện chất lượng dịch vụ khách hàng. Đây cũng là bước chuyển hướng tới mô hình kinh doanh số trong lĩnh vực đường sắt", đại diện lãnh đạo ngành cho biết.
Không chỉ phục vụ vận hành, công nghệ còn được kỳ vọng đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý và ứng phó thiên tai. Các thiết bị bay không người lái, hệ thống camera, cảm biến, ảnh vệ tinh cùng các mô hình trí tuệ nhân tạo sẽ được ứng dụng để theo dõi, phát hiện sớm nguy cơ và hỗ trợ công tác điều hành, ứng cứu.
Các ứng dụng IoT và AI cũng sẽ được triển khai để theo dõi thời gian thực tình trạng kết cấu hạ tầng, đầu máy, toa xe và hoạt động vận tải. Việc thu thập và phân tích dữ liệu cho phép ngành chuyển dần sang mô hình bảo trì dựa trên dữ liệu, qua đó giảm sự cố, tối ưu chi phí và nâng cao hiệu quả khai thác.
Theo lộ trình, đến năm 2030, ngành đường sắt phấn đấu đạt mức chuyển đổi số toàn diện trong khoảng 80% hoạt động sản xuất kinh doanh.
Đây không chỉ là một mục tiêu kỹ thuật, mà còn là nền tảng để xây dựng một ngành đường sắt hiện đại hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn - nơi mỗi chuyến tàu không chỉ vận hành trên đường ray, mà còn được dẫn dắt bởi dữ liệu số và công nghệ.
