THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐSCT Do chạy tàu với tốc độ cao, giãn cách giữa các đoàn tàu ngắn, do đó ĐSCT đặt ra yêu cầu an toàn rất cao, đặc biệt đối với thiết bị Tín hiệu.. Để giúp người Tà
Trang 1THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC
ThS KIỀU XUÂN ĐƯỜNG
KS TRẦN CÔNG THUYẾT
Bộ môn Tín hiệu giao thông Trường Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là phương tiện vận chuyển hành khách bánh sắt có
tốc độ cao, khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng cạnh tranh có hiệu quả với vận chuyển hàng không ở cự ly ngắn và trung bình
Đường sắt cao tốc đã được xây dựng và đưa vào khai thác ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xây dựng ĐSCT đang được xúc tiến Để hiểu rõ hơn về thiết bị tín hiệu của ĐSCT, bài báo giới thiệu yêu cầu, tính năng kỹ thuật của những hệ thống thiết bị chủ yếu dùng cho ĐSCT
Summary: The Rail Rapid Transit System includes passenger transit vehicles of high
speed and huge traffic capacity; it is possible to compete influentially in comparison with air transit system in short and medium distances
Such systems have been contructed and put into operation in lots of countries around the world, especially in Asia including: Japan, Korea, Taipei, and China In Vietnam, the research into rail rapid transit system contruction has been in progress In order to clarify its signalling equipment, the article illustrates requirements, characteristics of main signalling device systems
ĐT
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là phương tiện vận chuyển hành khách bánh sắt có tốc độ cao, khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng cạnh tranh có hiệu quả với vận chuyển hàng không ở
cự ly ngắn và trung bình
Đường sắt cao tốc đã được xây dựng và đưa vào khai thác ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc Ở nước ta, việc nghiên cứu xây dựng ĐSCT đang được xúc tiến Để hiểu rõ hơn về thiết bị Tín hiệu của ĐSCT, bài báo giới thiệu yêu cầu, tính năng kỹ thuật của những hệ thống thiết bị chủ yếu dùng cho ĐSCT
Đường sắt cao tốc là tuyến đường đôi với khổ đường tiêu chuẩn, sử dụng sức kéo điện để chuyên chở hành khách Do đoàn tàu vận hành với tốc độ cao nên khoảng cách giữa các ga thường lớn hơn nhiều so với các tuyến đường sắt chạy với tốc độ thấp Thông thường khoảng cách giữa hai ga (khu gian) ở ĐSCT là 40 - 60 km, thậm chí lớn hơn Ngoài ra, do chỉ vận chuyển hành khách nên tại các ga chỉ có yêu cầu phục vụ hành khách lên xuống tàu, các tác
Trang 2nghiệp kỹ thuật, dồn dịch đoàn tàu đều thực hiện tại các Depo (trạm chỉnh bị đầu máy, toa xe),
nên đường ga bố trí tương đối đơn giản
II THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐSCT
Do chạy tàu với tốc độ cao, giãn cách giữa các đoàn tàu ngắn, do đó ĐSCT đặt ra yêu cầu
an toàn rất cao, đặc biệt đối với thiết bị Tín hiệu Để giúp người Tài xế nhận biết được các biểu
thị của Tín hiệu điều khiển và xử lý một cách kịp thời và chuẩn xác, một mặt cần phải đưa các
biểu thị tín hiệu dưới đường lên đầu máy, mặt khác cần có hệ thống thiết bị tự động điều khiển
tàu trợ giúp cho Tài xế khi cần thiết Chính vì vậy, thiết bị tín hiệu ĐSCT phải thực hiện được
các chức năng chính sau đây:
- Có kỹ thuật tự động hóa cao, thực hiện việc giám sát, khống chế và điều khiển các thiết bị
tín hiệu ga và khu gian (Centralized Train Control-CTC); điều khiển giải thể, dồn lập và chỉnh
bị tàu tại các Depo;
- Giám sát, khống chế tốc độ và tự động điều khiển đoàn tàu Hệ thống thiết bị tự động điều
khiển đoàn tàu (Automatic Train Control –ATC) là hệ thống hoàn chỉnh bao gồm:
+ Hệ thống tự động phòng vệ đoàn tàu (Automatic Train Protection - ATP)
+ Hệ thống tự động giám sát chạy tàu (Automatic Train Supervision - ATS)
+ Hệ thống tự động lái tàu (Automatic Train Operation- ATO)
HÖ thèng tÝn hiÖu cña giao th«ng b¸nh s¾t
HÖ thèng ATC cña tuyÕn ®−êng HÖ thèng ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu §Ò P«
ĐT
Hình1 Sơ đồ khối của hệ thống tín hiệu giao thông bánh sắt cao tốc
Trang 3Bảng hiển thị tổng hợp
Bμn biểu đồ chạy tầu Bμn duy tu
Bμn mô hình/
đμo tạo bồi d−ỡng Bμn điều độ
viên số 1 Bμn chủ nhiệm
điều độ
Bμn điều độ viên số 2
LAN
Thiết bị vận hμnh bảng hiển thị
Máy in 1
Máy in 2
Máy vẽ biểu đồ chạy tầu
bộ phận trợ giúp
đến các ga
giao diện SCADA
đ/k tập trung
giao diện FAS, BAS
giao diện đồng hồ
đến các ga giao diện SCADA
đ/k tập trung
giao diện FAS, BAS giao diện đồng hồ
Bộ kết nối số 1 Bộ kết nối số 2
Hỡnh 2 Thiết bị ở trung tõm điều khiển
1 Hệ thống tự động phũng vệ đoàn tàu (Automatic Train Protection-ATP)
- Chức năng của hệ thống:
+ Bảo vệ an toàn chạy tàu và ngăn ngừa đoàn tàu chạy quỏ tốc độ cho phộp trờn khu đoạn;
ĐT
+ Thực hiện giỏm sỏt và khống chế cỏc thiết bị tớn hiệu;
+ Đo, xỏc định vị trớ của đoàn tàu, xỏc định khoảng cỏch an toàn giữa cỏc đoàn tàu để đảm bảo cỏc đoàn tàu vận hành với tốc độ cao và an toàn;
+ Thực hiện truy nhập cỏc biểu thị tớn hiệu, cảnh bỏo trở ngại, nhắc nhở giảm tốc độ, đồng thời truy nhập cỏc thụng số của đoàn tàu và của tuyến đường;
+ Cú cỏc giao diện trao đổi thụng tin với cỏc hệ thống ATS, ATO và đoàn tàu
- Hệ thống ATP liờn tục cập nhật cỏc tin tức do thiết bị mặt đất thu nhận được về cỏc thụng
số của đoàn tàu; cỏc thụng tin về tuyến đường; khoảng cỏch từ đoàn tàu đến điểm dừng phớa trước; tốc độ chạy tàu cho phộp… thụng qua mạch điện đường ray (hoặc cỏc thiết bị tương ứng) truyền lờn đầu mỏy
- Thiết bị trờn đầu mỏy hoặc thiết bị ở Trung tõm điều khiển tớnh toỏn để xỏc định tốc độ phộp của đoàn tàu
- Thiết bị đo trờn đầu mỏy xỏc định tốc độ hiện tại của đoàn tàu và so sỏnh với tốc độ cho phộp để điều chỉnh tốc độ đoàn tàu, đảm bảo đoàn tàu luụn chạy với tốc độ cao nhưng trong
Trang 4phạm vi tốc độ cho phép, do đó khoảng cách giữa hai đoàn tàu có thể rút ngắn đến giới hạn an
toàn
2 Hệ thống tự động giám sát chạy tàu (Automatic Train Supervision- ATS)
Hệ thống ATS bao gồm các thiết bị trên đầu máy, các bộ phận liên quan ở mặt đất như thiết
bị truyền tin giữa mặt đất và đầu máy, các giao diện kết nối với hệ thống ATP và hệ thống liên
khóa các ga
Trung t©m ®iÒu khiÓn ATS
Ph©n c¬ ATS ë Depo toa xe
§Çu cuèi ë phßng ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu
§Çu cuèi ë phÝa ban
(tøc trùc ban toa xe)
Giao diÖn hiÓn thÞ tÝn hiÖu
HÖ liªn kho¸ vi tÝnh
§Çu cuèi duy tu
§μi khèng chÕ
R¬le giao diÖn
(r¬le chuyÓn tiÕp tÝn hiÖu)
M¹ch ®iÖn ®−êng ray
Cét tÝn hiÖu
Ghi
ĐT
Hình 3 Sơ đồ khối thiết bị của hệ thống ATS ở Depo toa xe
Chức năng của hệ thống này là thực hiện các lệnh điều khiển từ Trung tâm điều khiển mặt
đất để khởi động hoặc hãm đoàn tàu, đảm bảo cho đoàn tàu khởi hành đúng giờ và an toàn ở
mức cao nhất Đảm bảo cho đoàn tàu vận hành ở trạng thái tốt nhất, không xảy ra tình trạng
tăng tốc hoặc giảm tốc đột ngột, giúp cho hành khách đi tàu có được cảm giác thoải mái và an
toàn
Ngoài ra, hệ thống còn đảm nhiệm tuyền tin tức liên quan đến việc đóng, mở cửa toa xe
Trang 5Bộ b iểu th ị Chuột
Bμ
n phí m
Bả
ng ch
ỉ dẫn
hμ
nh kh
ách
nút đóng (T H) khẩn cấp
Bộ b iểu th ị Chuột
Bμ
n phí m
nút đó
ng (TH
Bộ b iể
u th ị Chuột
Bμ
n ph ím
Bả
ng ch
ỉ dẫn
hμ
nh kh
ách
nút đóng (T H) khẩn cấp
Bộ b iể
u th ị Chuột
Bμ
n ph ím
nút đó
ng (TH
ĐT
Trang 63 Hệ thống tự động lái tàu (Automatic Train Operation- ATO)
Hệ thống ATO bao gồm thiết bị ở Trung tâm điều khiển chạy tàu và phân cơ ở các ga,
Depo để kiểm soát hoạt động của thiết bị tín hiệu, thu thập tin tức về tuyến đường, thời tiết v.v
và truyền về Trung tâm điều khiển các thông tin liên quan và truyền lệnh điều khiển từ Trung
tâm Thiết bị ở Trung tâm gồm: Hệ thống máy tính trung tâm, các bàn chỉ huy điều độ, bảng
(hoặc màn hình) hiển thị, máy vẽ biểu đồ chạy tàu, máy in…
Hệ thống này thực hiện quá trình giám sát và điều khiển đoàn tàu vận hành, hỗ trợ cho
nhân viên điều độ trong việc quản lý chạy tàu trên tuyến Hệ thống có các chức năng sau:
- Giám sát và khống chế đối với đoàn tàu thuộc khu đoạn điều độ;
- Giám sát quá trình làm việc của thiết bị chuẩn bị đường chạy và đảm bảo khoảng cách
giữa các đoàn tàu;
- Tự động khống chế các tín hiệu mặt đất để đón gửi tàu theo biểu đồ chạy tàu;
- Vẽ biểu đồ chạy tàu thực tế, tự động lập và điều chỉnh biểu đồ chạy tàu nhằm tối ưu hóa
quá trình vận hành của các đoàn tàu;
- Giám sát quá trình hoạt động của các thiết bị tín hiệu và ghi lại các thao tác của nhân viên
điều độ; thống kê các số liệu liên quan đến chạy tàu;
- Tự động chuyển tiếp các số liệu các đoàn tàu
III KẾT LUẬN
Thiết bị Tín hiệu của ĐSCT đóng vai trò hết sức quan trong trong việc chạy tàu an toàn với
tốc độ cao, sức chở lớn Vì vậy việc nghiên cứu để góp phần chuẩn hóa và áp dụng những thiết
bị Tín hiệu hiện đại, có độ tin cậy cao cho ĐSCT ở Việt Nam là rất cần thiết và cấp bách cho
trước mắt và lâu dài
ĐT
Tài liệu tham khảo
[1] Vital Processor Interlocking Control System- Alstom Signalling - Inc, 1999;
[2] Automatic Train Control in Rail Rapid Transit – 5 - 1976
[3] Tín hiệu giao thông đô thị bánh sắt – NXB Đường sắt Trung Quốc, 2008♦
