Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13264:2021

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13264:2021 quy định các yêu cầu kỹ thuật, nguyên tắc thiết kế và phương pháp thử nghiệm đối với hệ thống bảo vệ chống trượt bánh xe (WSP - Wheel Slide Protection) và hệ thống quản lý độ bám (WRM - Wheel Slide Protection / Adhesion Management) trong ứng dụng đường sắt. Tiêu chuẩn này đóng vai trò then chốt trong việc bảo đảm an toàn chạy tàu, tối ưu hóa hiệu quả hãm và bảo vệ bề mặt bánh xe khỏi các hư hỏng cơ học nghiêm trọng.

- Mục tiêu lắp đặt hệ thống bảo vệ chống trượt bánh xe (WSP) cho tàu

Việc trang bị hệ thống WSP trên các phương tiện giao thông đường sắt nhằm hỗ trợ đạt được các mục tiêu cốt lõi sau:

• Tối ưu hóa việc sử dụng độ bám khả dụng giữa bánh xe và đường ray trong quá trình hãm, đặc biệt là trong điều kiện độ bám thấp (như khi trời mưa, có lá cây, dầu mỡ hoặc tạp chất trên ray).
• Phòng ngừa hiện tượng lết bánh xe (khóa cứng bánh xe hoàn toàn), từ đó bảo vệ bề mặt lăn của bánh xe không bị phẳng, nứt vỡ hoặc phát sinh các hư hỏng nghiêm trọng khác.
• Giảm thiểu nguy cơ gây hư hỏng cho cơ sở hạ tầng đường sắt (đường ray) do tác động của các bánh xe bị phẳng gây ra trong quá trình vận hành.
• Đảm bảo khoảng cách hãm tối ưu nhất có thể trong các điều kiện bám khác nhau, duy trì tính ổn định hướng và an toàn của đoàn tàu khi thực hiện phanh khẩn cấp hoặc phanh thường trực.

- Tiêu chuẩn phát triển phần mềm cho hệ thống WSP/WRM

Phần mềm điều khiển đóng vai trò quyết định đến độ chính xác và an toàn của hệ thống WSP/WRM, do đó tiêu chuẩn đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt:

• Toàn bộ phần mềm được sử dụng trong hệ thống WSP hoặc WRM phải được thiết kế, phát triển, thử nghiệm và duy trì phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 11391:2016 (tương đương tiêu chuẩn quốc tế EN 50128:2011) về ứng dụng đường sắt - hệ thống truyền thông, tín hiệu và xử lý dữ liệu - phần mềm cho các hệ thống điều khiển và bảo vệ đường sắt.
• Đảm bảo tính toàn vẹn an toàn của phần mềm đáp ứng đúng cấp độ yêu cầu kỹ thuật (SIL) của hệ thống hãm đường sắt.

- Mục tiêu và yêu cầu thử nghiệm hệ thống WSP/WRM

Công tác thử nghiệm hệ thống là bắt buộc để đánh giá năng lực vận hành thực tế trước khi đưa vào khai thác thương mại:

• Xác định tính năng hoạt động chi tiết và hiệu năng thực tế của hệ thống WSP hoặc WRM so với các thông số kỹ thuật thiết kế ban đầu.
• Đánh giá sự phù hợp của hệ thống đối với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, đặc biệt chú trọng đến các tiêu chuẩn liên quan trực tiếp đến an toàn chạy tàu.
• Thử nghiệm kiểm chứng khả năng phản ứng nhanh nhạy của hệ thống trong các điều kiện giả lập độ bám cực thấp để xác nhận thuật toán kiểm soát trượt hoạt động chính xác.

- Quy định về phần cứng và phần cứng điện tử của hệ thống

Tiêu chuẩn phân loại rõ ràng các yêu cầu và quy trình đánh giá khi có sự thay đổi đối với phần cứng (H) hoặc phần mềm (S), đặc biệt là các linh kiện điện tử:

• Phần cứng điện tử - Thay thế linh phụ kiện: Quy định chi tiết việc thay thế một hoặc nhiều linh kiện điện tử, dắc nối, đầu cắm tương đương mà không làm thay đổi chức năng cốt lõi của hệ thống.
• Phần cứng điện tử - Thay đổi thiết bị không liên quan đến điều khiển WSP: Áp dụng cho các sửa đổi, bổ sung các thiết bị điện tử phụ trợ như thêm dữ liệu đầu vào (inputs) và đầu ra (outputs) phục vụ giám sát, truyền thông mà không can thiệp vào thuật toán điều khiển hãm chính.
• Phần cứng tổng thể: Đảm bảo tính tương thích điện từ (EMC), khả năng chịu rung động, va đập và các điều kiện môi trường khắc nghiệt đặc thù của ngành đường sắt.

- Các chỉ số đánh giá hiệu năng và kéo dài khoảng cách hãm

Hiệu quả của hệ thống WSP được định lượng cụ thể qua các thông số kéo dài khoảng cách hãm khi hệ thống hoạt động so với điều kiện bám lý tưởng:

• Phần kéo dài trung bình (%): Được tính bằng trung bình của các phần kéo dài độc lập (tính theo tỷ lệ phần trăm) trên trọn bộ đặc tính bám đầy đủ từ lần thử nghiệm thứ 1 đến thứ n.
• Phần kéo dài khoảng cách hãm lớn nhất: Chỉ số giới hạn trên nhằm kiểm soát khoảng cách hãm không vượt quá ngưỡng an toàn cho phép trong trường hợp xấu nhất.
• Phần kéo dài khoảng cách hãm trung bình: Giá trị cụ thể được quy định chi tiết và đối chiếu trực tiếp trong Bảng C.4 của tiêu chuẩn.
• Phần kéo dài khoảng cách hãm trung bình qua Mô hình tìm kiếm độ bám cực đại (PASM - Peak Adhesion Search Model): Đánh giá hiệu quả của thuật toán PASM trong việc liên tục dò tìm và bám sát hệ số bám cực đại giữa bánh xe và ray để tối ưu hóa lực hãm, giảm thiểu tối đa quãng đường phanh bị kéo dài trong điều kiện thời tiết bất lợi.