Công ty Đường sắt Nga (RZhD) vừa khởi động giai đoạn thử nghiệm mới cho hệ thống "Lái tàu tự động" trên đầu máy diesel dồn toa TEM7A tại ga Chelyabinsk-Glavny, mở ra bước ngoặt mới trong lộ trình tự động hóa ngành đường sắt.
Sự hợp nhất giữa hạ tầng ga và bo mạch tự hành
Để một đầu máy nặng hàng trăm tấn như TEM7A có thể tự vận hành mượt mà trong khuôn viên ga tàu, sự can thiệp của trí tuệ nhân tạo đơn lẻ là chưa đủ. Nền tảng của toàn bộ quy trình vận hành này nằm ở Trung tâm Tự động hóa Công tác Dồn toa, đóng vai trò như bộ não điều phối toàn bộ hệ thống hạ tầng tại ga.
Trung tâm này liên tục thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực từ hệ thống thiết bị của ga - bao gồm đèn tín hiệu, trạng thái ghi (chuyển làn) cùng các thành phần hạ tầng khác. Từ những dữ liệu đầu vào này, hệ thống sẽ tự động lập kế hoạch và xây dựng lịch trình di chuyển chi tiết cho đầu máy.
Sau khi phương án di chuyển được phê duyệt, các lệnh vận hành sẽ được truyền trực tiếp đến hệ thống tích hợp trên đầu máy TEM7A. Nhờ đó, đầu máy diesel này có thể tự thực hiện các thao tác dồn dịch, di chuyển theo đúng lộ trình đã được thiết lập mà không cần sự can thiệp thủ công từ con người.
"Thị giác kỹ thuật"
Một trong những thách thức lớn nhất của tàu tự hành là khả năng nhận diện chướng ngại vật trong môi trường vận hành đầy biến động như ga hàng hóa. Để giải quyết bài toán này, các kỹ sư đã trang bị cho TEM7A hệ thống "thị giác kỹ thuật" hiện đại.
Tổ hợp này bao gồm hệ thống camera quan sát kết hợp cùng các thuật toán xử lý hình ảnh tiên tiến. Hệ thống có khả năng phân tích luồng đường ray phía trước, phát hiện kịp thời các vật cản bất ngờ xuất hiện trên tuyến đường di chuyển.
Khi phát hiện nguy cơ mất an toàn, đầu máy sẽ tự động kích hoạt cơ chế dừng khẩn cấp để đảm bảo an toàn tuyệt đối. Đặc biệt hơn, nếu tình hình giao thông hoặc hạ tầng tại ga có sự thay đổi, hệ thống có khả năng tự động tính toán lại lộ trình và thiết lập một nhiệm vụ di chuyển mới ngay lập tức.
Từ tài xế cabin đến người giám sát từ xa
Ở giai đoạn thử nghiệm hiện tại, yếu tố con người vẫn chưa hoàn toàn bị loại bỏ khỏi quy trình vận hành. Một lái tàu vẫn trực tiếp ngồi trong cabin của TEM7A để giám sát hoạt động của hệ thống tự động hóa.
Tuy nhiên, vai trò của người lái tàu đang trải qua một sự thay đổi bản chất. Thay vì trực tiếp thao tác điều khiển đầu máy, nhiệm vụ của nhân sự đang dần dịch chuyển sang vai trò theo dõi và giám sát hoạt động của máy móc.
Trong định hướng phát triển tiếp theo, một nhà điều hành từ xa có thể quản lý và giám sát cùng lúc nhiều đầu máy dồn toa thông qua luồng hình ảnh trực tiếp gửi về từ hệ thống camera trên tàu. Mô hình này tương tự như thử nghiệm đoàn tàu điện "Lastochka" tự hành cấp độ 4 đang triển khai tại Moscow, nơi người lái đã chuyển hoàn toàn vào trung tâm điều hành để quản lý tàu từ xa.
Bước đệm cho hệ sinh thái đường sắt thông minh
Việc đưa hệ thống tự hành lên đầu máy TEM7A không phải là một thử nghiệm riêng lẻ mà nằm trong chiến lược hiện đại hóa toàn diện của ngành đường sắt. Sự kết hợp giữa hạ tầng thông minh, thị giác máy tính và khả năng điều khiển từ xa giúp tối ưu hóa năng suất dồn toa.
Bên cạnh dự án TEM7A, RZhD cũng đang chuẩn bị cho các đợt thử nghiệm đầu máy diesel tự hành TEM7A. Sự xuất hiện của hàng loạt dự án ứng dụng AI và robot trên các ga tàu đang dần phác họa nên bức tranh đường sắt tương lai.
Việc đưa hệ thống tự hành "Avtomashinist" lên đầu máy TEM7A đánh dấu bước tiến công nghệ mang tính chiến lược của ngành đường sắt Nga. Sự kết hợp giữa hạ tầng thông minh, thị giác máy tính và khả năng điều khiển từ xa không chỉ tối ưu hóa năng suất dồn toa mà còn giảm thiểu tối đa rủi ro tai nạn do yếu tố con người. Đây sẽ là tiền đề quan trọng để tiến tới các ga hàng hóa vận hành hoàn toàn tự động trong tương lai gần.
Theo Perviy Tekhniy
Thùy Anh
