Route là gì?

Route là gì?

Trong điều khiển chạy tàu, route là một hành trình được thiết lập cho tàu đi từ một điểm bắt đầu đến một điểm kết thúc trên tuyến đường sắt. Có thể hiểu đơn giản:

Route là đường đi đã được hệ thống kiểm tra và khóa an toàn trước khi cho tàu chạy qua.

Một route thường bắt đầu từ một tín hiệu, một vị trí dừng, hoặc một điểm điều khiển, và kết thúc tại tín hiệu tiếp theo, ga tiếp theo, block tiếp theo hoặc một điểm giới hạn được xác định trước.

Vì sao cần khái niệm route?

Tàu không thể tự do chọn đường như ô tô. Tàu chạy trên ray, đi qua các ghi, khu gian, tín hiệu và các vùng kiểm soát an toàn. Trước khi cho tàu chạy, hệ thống cần biết:

• Tàu sẽ đi từ đâu đến đâu?
• Tàu sẽ đi qua những block nào?
• Tàu sẽ đi qua những ghi nào?
• Các ghi đó cần nằm ở vị trí nào?
• Có route nào khác đang xung đột không?
• Khu vực route đi qua có đang bị tàu khác chiếm dụng không?
• Có thể mở tín hiệu cho route này không?

Route giúp hệ thống gom các điều kiện đó thành một hành trình cụ thể để kiểm tra và quản lý.

Ví dụ đơn giản

Giả sử có một ga A, một khu gian AB và ga B:

Ga A ───── Khu gian AB ───── Ga B

Nếu tàu cần đi từ ga A sang ga B, hệ thống có thể thiết lập một route:

Route R1: Từ tín hiệu ra ga A → Khu gian AB → tín hiệu vào ga B

Trước khi route R1 được chấp nhận, hệ thống phải kiểm tra:

Khu gian AB có trống không?
Ghi liên quan có đúng vị trí không?
Có route nào khác đang khóa cùng khu vực không?
Tín hiệu ra ga A có được phép mở không?

Nếu tất cả điều kiện đều an toàn, route được thiết lập và tín hiệu có thể được mở.

Route gồm những thành phần nào?

Một route thường có các thành phần chính:

1. Điểm bắt đầu

Điểm bắt đầu thường là:

• Một tín hiệu.
• Một vị trí dừng.
• Một điểm điều khiển trong ga.
• Một điểm bắt đầu của movement authority.

Ví dụ:

Signal A1

2. Điểm kết thúc

Điểm kết thúc có thể là:

• Tín hiệu tiếp theo.
• Cuối khu gian.
• Một vị trí dừng trong ga.
• Một điểm giới hạn mà tàu không được vượt qua.

Ví dụ:

Signal B1

3. Các block liên quan

Route đi qua một hoặc nhiều block. Ví dụ:

Block A1
Block AB
Block B1

Nếu bất kỳ block nào đang bị chiếm dụng hoặc lỗi, route có thể không được thiết lập.

4. Các ghi liên quan

Nếu route đi qua ghi, hệ thống cần biết ghi phải nằm ở vị trí nào:

Point P1: Normal
Point P2: Reverse

Nếu ghi chưa đúng vị trí, hệ thống phải điều khiển ghi về đúng vị trí trước khi khóa route.

5. Các route xung đột

Một route có thể xung đột với route khác nếu hai route dùng chung block, dùng chung ghi, cắt nhau, hoặc tạo nguy cơ hai tàu đi vào cùng khu vực. Ví dụ:

Route R1: Tàu đi thẳng qua ga
Route R2: Tàu rẽ vào đường bên

Nếu R1 và R2 cùng dùng một ghi hoặc cắt nhau, hệ thống không được phép thiết lập cả hai cùng lúc.

Route setting là gì?

Route setting là thao tác thiết lập route. Trong hệ thống điều khiển chạy tàu tập trung, dispatcher hoặc hệ thống tự động có thể chọn:

Từ tín hiệu A
Đến tín hiệu B

Sau đó hệ thống sẽ kiểm tra điều kiện an toàn. Nếu hợp lệ, route được thiết lập. Quá trình route setting có thể gồm:

Chọn route
→ Kiểm tra trạng thái block
→ Kiểm tra trạng thái ghi
→ Kiểm tra route xung đột
→ Điều khiển ghi về đúng vị trí
→ Khóa ghi và khóa route
→ Mở tín hiệu

Route locking là gì?

Route locking là trạng thái route đã được khóa sau khi thiết lập. Khi route đã khóa:

• Ghi trong route không được đổi tự do.
• Route xung đột không được thiết lập.
• Khu vực liên quan được bảo vệ cho đoàn tàu.
• Tín hiệu có thể được mở nếu các điều kiện khác thỏa mãn. Ví dụ:

Route R1 đã khóa qua Point P1.
Point P1 không được chuyển vị trí cho đến khi route được giải phóng.

Route locking là một phần rất quan trọng của interlocking.

Route release là gì?

Route release là quá trình giải phóng route sau khi tàu đã đi qua. Khi tàu đi qua route, hệ thống sẽ cập nhật trạng thái các block. Khi tàu đã rời khỏi khu vực liên quan, route có thể được giải phóng. Quá trình đơn giản:

Tàu vào route
→ Block đầu tiên occupied
→ Tàu đi qua các block
→ Tàu rời khỏi route
→ Các block trở lại free
→ Route được release

Sau khi route được release, hệ thống có thể cho phép thiết lập route khác nếu an toàn.

Route và interlocking liên quan thế nào?

Route là thứ mà dispatcher hoặc hệ thống muốn thiết lập. Interlocking là hệ thống kiểm tra xem route đó có an toàn hay không. Có thể hiểu:

Route = hành trình muốn thiết lập
Interlocking = bộ kiểm tra và khóa an toàn cho hành trình đó

Khi người điều độ chọn route, interlocking sẽ kiểm tra:

• Block có trống không?
• Ghi có đúng vị trí không?
• Tín hiệu có hợp lệ không?
• Có route xung đột không?
• Có điều kiện bảo vệ nào chưa thỏa không?

Nếu không thỏa, route bị từ chối. Nếu thỏa, route được khóa và tín hiệu có thể được mở.

Route và Movement Authority khác nhau thế nào?

Route và Movement Authority có liên quan nhưng không giống nhau. Route thường là hành trình được thiết lập trong hệ thống tín hiệu/interlocking. Movement Authority là quyền cho phép tàu di chuyển đến một giới hạn nhất định. Có thể hiểu đơn giản:

Route:
Hệ thống mặt đất chuẩn bị và khóa đường đi.

Movement Authority:
Tàu được cấp quyền chạy đến đâu.

Trong hệ thống hiện đại, đặc biệt với train control như ETCS Level 2, movement authority có thể được tính dựa trên trạng thái route, block, vị trí tàu, tốc độ, khoảng cách hãm và thông tin từ hệ thống mặt đất.

Route trong ga phức tạp hơn khu gian

Trong khu gian đơn giản, route có thể chỉ là:

Từ ga A sang ga B

Nhưng trong ga lớn, route phức tạp hơn nhiều vì có:

• Nhiều đường đón gửi.
• Nhiều ghi.
• Nhiều tín hiệu.
• Nhiều hướng chạy.
• Nhiều route có thể giao cắt nhau.
• Nhiều tàu ra/vào ga cùng thời điểm.

Ví dụ:

Route R1: Đường chính → Đường số 1
Route R2: Đường chính → Đường số 2
Route R3: Đường số 2 → Khu gian phía trước
Route R4: Đường tránh → Depot

Hệ thống phải biết route nào có thể tồn tại đồng thời, route nào xung đột, route nào cần khóa ghi, route nào cần bảo vệ flank.

Flank protection là gì?

Trong một số hệ thống, khi thiết lập route, không chỉ đường đi trực tiếp của tàu cần an toàn. Các khu vực bên cạnh cũng cần được bảo vệ để tránh tàu hoặc phương tiện khác xâm nhập vào route.

Đây gọi là flank protection. Ví dụ, nếu tàu đang chạy qua một route chính, một ghi bên cạnh có thể cần được khóa ở vị trí sao cho nếu có phương tiện di chuyển ngoài ý muốn, nó không đi vào route chính.

Có thể hiểu đơn giản:

Route protection:
Bảo vệ đường đi trực tiếp của tàu.

Flank protection:
Bảo vệ các hướng bên cạnh có thể xâm nhập vào route đó.

Mô hình route trong lab đơn giản

Trong lab mô phỏng đầu tiên, ta có thể biểu diễn route bằng dữ liệu đơn giản:

Route R1
- From: Signal A1
- To: Signal B1
- Required blocks: B01, B02, B03
- Required points:
  - P01 = Normal
  - P02 = Reverse
- Conflicting routes: R2, R3

Khi người dùng bấm thiết lập route R1, simulation engine kiểm tra:

1. Các block B01, B02, B03 có free không?
2. Các point P01, P02 có thể chuyển đúng vị trí không?
3. R2 hoặc R3 có đang locked không?
4. Nếu hợp lệ, khóa route R1.
5. Nếu không hợp lệ, báo lý do từ chối.

Trạng thái route trong lab

Một route có thể có các trạng thái:

Available
Requested
Setting
Locked
Occupied
Released
Failed

Giải thích ngắn:

Trạng thái	Ý nghĩa
Available	Route có thể được yêu cầu thiết lập
Requested	Dispatcher đã yêu cầu thiết lập route
Setting	Hệ thống đang kiểm tra và chuẩn bị route
Locked	Route đã được khóa an toàn
Occupied	Tàu đang đi trong route
Released	Route đã được giải phóng
Failed	Route không thiết lập được hoặc gặp lỗi

Pseudo-code kiểm tra route

Ví dụ logic rất đơn giản:

function canSetRoute(route, blocks, points, lockedRoutes) {
  for (const blockId of route.requiredBlocks) {
    if (blocks[blockId].state !== 'Free') {
      return false;
    }
  }

  for (const requirement of route.requiredPoints) {
    const point = points[requirement.pointId];

    if (!point.canMove) {
      return false;
    }
  }

  for (const conflictRouteId of route.conflictingRoutes) {
    if (lockedRoutes.includes(conflictRouteId)) {
      return false;
    }
  }

  return true;
}

Trong bản thực tế, logic sẽ phức tạp hơn nhiều. Nhưng với lab học tập, mô hình này đủ để bắt đầu hiểu route setting và interlocking.

Kết luận

Route là khái niệm nền tảng trong điều khiển chạy tàu. Route giúp hệ thống xác định tàu sẽ đi từ đâu đến đâu, đi qua những block nào, cần ghi ở vị trí nào, và có xung đột với hành trình nào khác không.

Trong lab mô phỏng, route là bước nối giữa:

Dispatcher / CTC
→ Route Setting
→ Interlocking
→ Signal
→ Movement Authority
→ Train Movement

Hiểu route là điều kiện quan trọng trước khi học sâu về interlocking, movement authority, ATP và điều khiển chạy tàu tập trung.