Sau nhiều năm phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài trong lĩnh vực điều khiển chạy tàu, các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu, chế tạo thành công hệ thống điều khiển chạy tàu ga điện khí tập trung, mở ra khả năng từng bước thay thế các thiết bị nhập khẩu, chủ động bảo trì, nâng cấp và phát triển các hệ thống điều khiển hiện đại cho mạng lưới đường sắt quốc gia.
Trước đó, từ năm 2003, ngành đường sắt đã triển khai chương trình hiện đại hóa hệ thống tín hiệu với tổng mức đầu tư hàng nghìn tỷ đồng. Trong đó, dự án nâng cấp hệ thống tín hiệu tự động tại nhiều ga trên tuyến đường sắt Bắc - Nam có tổng vốn đầu tư 2.423 tỷ đồng từ nguồn vốn vay ưu đãi của Trung Quốc.
Dự án sử dụng hệ thống điện khí tập trung liên khóa rơ-le 6502 do nhà thầu Cục 6 Đường sắt Trung Quốc lắp đặt. Hệ thống gồm thiết bị đếm trục, bộ điều khiển tín hiệu và cơ cấu tự động chuyển ghi, cho phép tự động điều khiển tàu vào đường tránh, góp phần nâng cao an toàn chạy tàu và giảm khối lượng công việc của nhân viên điều độ.
Song song với đó, một số ga được trang bị hệ thống liên khóa điện tử SSI theo tiêu chuẩn châu Âu với công nghệ của Pháp, vận hành và giám sát thông qua hệ thống máy tính.
Tuy nhiên, chỉ sau một thời gian khai thác, cả hai hệ thống tín hiệu nhập khẩu đều bộc lộ nhiều bất cập. Giai đoạn 2016-2018, hàng loạt sự cố liên quan đến thiết bị tín hiệu xảy ra tại các ga như Văn Điển, Giáp Bát, Yên Viên và Dĩ An. Đặc biệt, tại ga Văn Điển đã xảy ra các vụ trật bánh toa xe hàng liên quan đến hệ thống tín hiệu SSI.
Đối với hệ thống 6502, Chi nhánh Khai thác đường sắt Sài Gòn cho biết có tới 12 trong tổng số 23 ga do đơn vị quản lý phát sinh lỗi sau một thời gian sử dụng. Các sự cố chủ yếu liên quan đến hệ thống đếm trục và thiết bị chuyển ghi, ảnh hưởng đến công tác khai thác và bảo đảm an toàn chạy tàu.
Khó khăn lớn hơn nằm ở việc ngành đường sắt chưa làm chủ công nghệ. Khi bàn giao dự án, nhà thầu Trung Quốc không chuyển giao phần mềm của hệ thống đếm trục. Sau khi dự án hết thời gian bảo hành, mọi nhu cầu sửa chữa, nâng cấp hoặc điều chỉnh hệ thống đều phải phụ thuộc vào chuyên gia nước ngoài, làm phát sinh chi phí và kéo dài thời gian xử lý.
Trong khi đó, công nghệ liên khóa rơ-le 6502 cũng dần trở nên lạc hậu. Bộ Khoa học và Công nghệ cho biết phía Trung Quốc đã ngừng sản xuất hệ thống này để chuyển sang thế hệ liên khóa điện tử mới, khiến việc bảo trì, thay thế linh kiện và nâng cấp thiết bị tại Việt Nam gặp nhiều khó khăn.
Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết đó, Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao Viện Ứng dụng Công nghệ chủ trì thực hiện đề tài "Nghiên cứu, chế tạo, thử nghiệm hệ thống điều khiển chạy tàu ga điện khí tập trung ứng dụng công nghệ vi điều khiển" (mã số TĐL.CN-12/17), phối hợp với Tổng công ty Đường sắt Việt Nam, Trường Đại học Giao thông Vận tải và Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải.
Sau bốn năm nghiên cứu (2017-2021), nhóm thực hiện đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống điều khiển chạy tàu hoàn chỉnh với các thành phần cốt lõi như hệ thống liên khóa điện tử, hệ thống đếm trục và đèn tín hiệu LED. Đây là lần đầu tiên Việt Nam làm chủ công nghệ thiết kế và chế tạo đồng bộ hệ thống điều khiển chạy tàu ga điện khí tập trung.
Các thiết bị được phát triển theo hướng hiện đại, tích hợp công nghệ Internet vạn vật (IoT), cho phép tự động cập nhật trạng thái hoạt động của hệ thống qua mạng. Nhờ đó, đơn vị quản lý có thể giám sát thiết bị từ xa, thu thập dữ liệu phục vụ chẩn đoán tình trạng kỹ thuật, bảo trì dự báo và từng bước triển khai các mô hình bảo trì thông minh.
Đặc biệt, nền tảng dữ liệu do hệ thống tạo ra còn là cơ sở để xây dựng bản sao số (Digital Twin) cho hạ tầng đường sắt trong tương lai. Công nghệ này cho phép mô phỏng trạng thái vận hành của hệ thống theo thời gian thực, hỗ trợ dự báo hỏng hóc, tối ưu hóa công tác bảo trì và nâng cao hiệu quả quản lý kết cấu hạ tầng cũng như năng lực khai thác vận tải.
Việc làm chủ công nghệ điều khiển chạy tàu không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào thiết bị và chuyên gia nước ngoài, mà còn tạo nền tảng để tăng tỷ lệ nội địa hóa các hệ thống tự động hóa đường sắt, chủ động trong thiết kế, chế tạo, vận hành, bảo trì và nâng cấp hạ tầng. Đây được xem là bước tiến quan trọng trong lộ trình hiện đại hóa đường sắt Việt Nam, hướng tới xây dựng hệ thống điều hành thông minh, an toàn và bền vững.