Trong bài này chúng tôi xin trình bầy những vấn đề kỹ thuật mà ngành đường sắt Việt Nam phải giải quyết để đạt khả năng vận tải đa phương tiện (intermodal freight transport) và khả năng liên thông với các nước láng giềng (interoperability).

Phần I – Vận tải đa phương tiện

I–1. Sự cần thiết của tất cả những phương tiện GT–VT

Ngành đường sắt có ba đặc điểm kỹ thuật : (a) bánh xe bằng thép quay trên một nền cũng bằng thép, (b) toa xe chạy trên một đường hướng dẫn và (c) nhiều toa xe chạy nối liền với nhau. Nhờ ba đặc điểm đó, so với các phương tiện giao thông–vận tải (GT–VT) khác thì sức cản di chuyển thấp, tiết kiệm năng lượng vận chuyển, xe chạy an toàn ở bên hông và tiềm năng công suất vận chuyển cao. Quy ra một hành khách–kilômét hay một tấn–kilômét thì đường biển và đường sông là những phương tiện GT–VT rẻ nhất, tiêu thụ năng lượng ít nhất và ô nhiễm môi trường ít nhất. Sau đó là đường sắt, tiếp theo sau rất xa là đường ô–tô và cuối cùng là đường hàng không. Ở một nước đông dân có nền kinh tế đáng kể (mặc dù vẫn còn nghèo) như nước ta thì giá thành một hành khách–kilômét hay một tấn–kilômét cũng theo thứ tự gia tăng đó.

Ở những nước chậm tiến có chính thể chuyên chế người ta thường đặt ưu tiên vào việc xây những xa lộ hoành tráng nhưng vô dụng để cho dân bị ấn tượng và suy tôn nhà độc tài tại chức và/hay để thỏa mãn tiện nghi riêng của giai cấp thống trị³. Ở những nước Âu Châu, vận tải bằng ô–tô thống lĩnh thị trường GT–VT. Người ta đã khai triển phương tiện này vì lúc đầu cần phải hỗ trợ ngành công nghiệp ô–tô. Sau đó phải xây xa lộ cho ô–tô chạy. Rồi lại phải hỗ trợ thêm ngành công nghiệp ô–tô để có xe chạy trên xa lộ. Sau khủng hoảng dầu mỏ năm 1973, những nước đó khám phá ra sai lầm của họ và đang chuyển sang dùng thêm những phương tiện GT–VT khác. Nhưng một hệ thống GT–VT của một nước cần đến cả chục năm, thậm chí cả nửa thế kỷ, mới xây dựng xong. Nếu sai lầm hay kết cấu kinh tế thế giới thay đổi thì cũng cần cùng thời gian đó để thay đổi⁴.

Vì những lý do kinh tế và tôn trọng môi trường nêu ở trên, khi một chính phủ quy hoạch mạng GT–VT hay khi một xí nghiệp quy hoạch hệ thống hậu cần thì phải theo thứ tự ưu tiên đường biển, đường sông, đường sắt, đường ô–tô rồi đường hàng không. Chúng tôi nói về thứ tự ưu tiên chứ không nói rằng phải bỏ không khai triển các ngành ô–tô và hàng không. Hai phương tiện GT–VT này cũng có công dụng của chúng ở một phạm vi nào đó mà những phương tiện khác không thể thay thế được. Xe vận tải có khả năng đến tận điểm trao hàng và đến tận điểm nhận hàng dù là ở những nơi hẻo lánh. Tầu bay cần thiết khi phải chở gấp một kiện hàng đi xa. Về chuyên chở hành khách thì ô–tô có thể là một xe bốn chỗ cũng như một xe ca bốn chục chỗ và một tầu bay thích ứng nếu cần phải đi xa hơn 500 km.

Vận tải đa phương tiện và liên thông là hai điều kiện cốt yếu trong xu hướng toàn cầu hóa hiện nay. Vì lý do đó mà UNESCAP (United Nations Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, Ủy ban Liên Hiệp Quốc về Kinh tế Xã hội Châu Á – Thái Bình Dương) khởi xướng dự án TAR (Trans Asian Railway, Đường sắt Xuyên Á) và dự án TAH (Trans Asian Highway, Đường Cái Xuyên Á). Hai dự án này đã được 24 quốc gia thông qua, trong đó có Việt Nam.

Một kiện hàng gửi từ một nhà máy may mặc ở Phnom Penh đến một cửa tiệm ở Houston (Texas, Hoa Kỳ) sẽ được chở bằng ô–tô đến ga xe hỏa Phnom Penh, chở bằng đường sắt tới hải cảng Kompong Som, bằng đường biển đến San Francisco, bằng đường sắt đến Houston rồi bằng xe vận tải đến cửa tiệm quần áo ở trung tâm thành phố Houston. Nếu mạng đường sắt của ta liên thông với mạng của Kampuchia thì kiện hàng sẽ được chở từ ga Phnom Penh đến cảng Vũng Tầu thay vì cảng Kompong Som, tiết kiệm ít nhất một ngày tầu vòng qua mũi Cà Mau.

Một hãng Pháp cần gửi một công–tê–ne thiết bị công nghiệp từ Villeurbanne, ngoại ô TP Lyon (Pháp), đến một nhà máy ở khu công nghiệp Sóng Thần II, tỉnh Bình Dương. Nếu mạng đường sắt của ta liên thông với mạng của Kampuchia và Thái Lan thì hành trình của công–tê–ne sẽ diễn biến như sau :

(a) xe vận tải từ Villeurbanne đến một bến trên sông Rhône,

(b) xà–lan tới Marseille,

(c) tầu biển từ Marseille đến TP Hồ Chí Minh,

(d) xe vận tải từ TP Hồ Chí Minh đến Sóng Thần II.

Nếu mạng đường sắt của ta liên thông với mạng của Kampuchia thì công–tê–ne sẽ được nhấc lên bờ ở ở Singapore, được chở bằng xe hỏa từ Singapore đến TP Hồ Chí Minh hay ga Bình Dương và bằng xe vận tải từ nhà ga đến nhà máy ở Sóng Thần II, tiết kiệm được hai ngày đường.

Chở bằng đường sắt thì mau hơn là chở bằng đường biển. Để tiết kiệm thời gian vận tải ở Đông Á, UNESCAP đề nghị chở hàng hóa bằng đường sắt từ Singapore đến Vladivostok xuyên qua Malaysia, Thái Lan, Lào và Trung Quốc. Tuyến đường này sẽ giải tỏa những địa phương ở phía Tây các tỉnh ven biển của Trung Quốc. Nhưng tuyến đường này phải vựơt nhiều núi cao hiểm trở và công suất quá nhỏ so với tiềm năng phát triển kinh tế Trung Quốc.

Chúng tôi xin đề nghị khẩn cấp xây đoạn đường Phnom Penh – TP Hồ Chí Minh để mạng đường sắt do UNESCAP đề nghị có thêm một tuyến đường sắt Xuyên Á thứ hai (xem chi tiết ở phần II)⁵.

I–2. Những vấn đề kỹ thuật

Như trình bầy ở trên, từ Villeurbanne đến khu công nghiệp Sóng Thần II một công–tê–ne sẽ thay đổi phương tiện vận tải ít nhất ba lần và cần đến ít nhất ba phương tiệnGT–VT : xe vận tải, xuồng và tầu biển. Việc chọn lựa một phương tiện tùy ở tổng chi phí của chuyến đi, khả năng chịu tải của phương tiện và khả năng thuyên chuyển từ phương tiện này sang phương tiện khác.

Vấn đề chịu tải chỉ là một vấn đề kỹ thuật xây dựng còn vấn đề thuyên chuyển từ phương tiện GT–VT này sang phương tiện khác chưa cớ giải đáp kỹ thuật thỏa đáng :

(a) vỏ kiện hàng phải như thế nào để thuyên chuyển mà ít phải thay đổi vỏ chứa,

(b) chọn tiêu chuẩn quốc tế (nếu có) nào để liên thông từ mạng vận tải này sang mạng khác,

(c) dùng phương tiện vận chuyển nào để chuyển hàng từ vỏ này sang vỏ khác, từ phương tiện vận tải này sang phương tiện khác.

Chúng tôi sẽ đề cập đến khả năng liên thông mạng đường sắt ở phần sau.

Về vỏ kiện hàng và vận chuyển thì tùy ở loại sản phẩm và khả năng vận chuyển địa phương. Với những hàng rời như là ngũ cốc, quặng,... thì phương tiện vận tải có thể là vỏ chứa và phương tiện vận chuyển là băng công–voay–ơ, vít Archimede, ống và máy bơm,... Với những hàng lỏng như là dầu, nước,... thì vỏ chức cũng có thể là phương tiện vận tải nhưng cũng có thể là những bể chứa, thùng chứa, chai lọ, hộp kín,... Suy ra, những vỏ chứa và những phương tiện vận chuyển rất là đa dạng.

Từ thập niên 1960, người ta bắt đầu chở hàng bằng công–tê–ne. Hầu như tất cả mọi loại hàng đều có thể chở được bằng công–tê–ne kể cả những hàng rời, hàng lỏng nếu đã được đóng gói trong những vỏ thích ứng. Nếu công–tê–ne được niêm phong kỹ thì phương pháp này giảm khả năng hàng bị hư hỏng, đánh cắp hay tráo đổi. Nhờ đó hàng chỉ cần được kiểm tra ở điểm đi và điểm đến dù đã được chở ở những cự ly dài, nhờ nhiều phương tiện vận tải khác nhau và qua nhiều nơi khác nhau. Điều này giảm chi phí và thời gian làm thủ tục chuyên chở, đặc biệt là các thủ tục hải quan.

Để thuyên chuyển từ một phương tiện vận tải A sang một phương tiện B thì chỉ cần khuân công–tê–ne từ phương tiện A sang phương tiện B nếu phương tiện đó có sức chịu tải bằng hay mạnh hơn là phương tiện A. Ngoài ra, một công–tê–ne đặt trên một phương tiện vận tải phải có tổng tiết diện tương ứng với tiết diện các công trình cầu và hầm của mạng GT–VT.

ISO (International Organization for Standardization, Tổ chức Quốc tế Tiêu chuẩn hóa) đã tiêu chuẩn hóa những công–tê–ne⁶ để ngành đường sắt có cơ sở thiết kế các hạ tầng và tính toán những tuyến đường. Những công–tê–ne thông dụng là những công–tê–ne 20 feet, 40 feet và high cube. Chúng có cùng một chiều rộng ở ngoài, 2,44 m (8 ft), cũng như ở trong 2,33 m. Chiều cao những công–tê–ne 20 feet và 40 feet là 2,59 m (8,5 ft) ở ngoài và 2,30 m ở trong. Chiều cao những công–tê–ne high cube là 2,74 m (9 ft) hay 2,90 m (9,5 ft). Chúng đều có thể được chở trên xe vận tải, toa tầu hỏa, tầu sông và tầu biển. Vì thế chúng rất thích ứng với phương pháp vận tải đa phương tiện.

Người ta thường quy ra lượng công–tê–ne 20 feet để tính công suất hay năng suất của một cơ sở lưu kho, một phương tiện vận tải hay một phương tiện thuyên chuyểnvà để tính lượng hàng đã được vận chuyển hay thuyên chuyển. Đơn vị đó gọi tắt là TEU (Twenty Feet Equivalent Unit, Đơn vị Tương đương Hai mươi Feet). Một công–tê–ne 40 feet tương đương với hai công–tê–ne 20 feet. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 70 triệu công–tê–ne đủ loại, tương đương với 12 triệu EVP. Những công–tê–ne này chở qua đường biển 90 phần trăm những hàng không phải là hàng rời.

Nước ta, đất hẹp, những xe vận tải chỉ có thể chở được những công–tê–ne 20 feet. Để bảo đảm khả năng vận tải đa phương tiện trên tầu biển, tầu sông, tầu hỏa cũng như trên xe vận tải, chúng tôi xin đề nghị dùng loại công–tê–ne này làm tiêu chuẩn cơ bản cho tất cả hệ thống hậu cần Việt Nam.

Chúng tôi cũng xin đề nghị :

(a) thiết kế lại hệ thống GT–VT trên bộ dựa trên đường sắt thay vì đường ô–tô như trong kế hoạch hiện nay của chính phủ,

(b) và dành xe vận tải để chở hàng tối đa ở 50 km xung quanh một cảng biển, cảng sông, ga xe hỏa và khu công nghiệp và để chở hàng đến những vùng thưa dân hay kinh tế chưa phồn thịnh.

Phần II – Khả năng liên thông

Vì là một thành phần của hệ thống hậu cần thế giới, xe chạy trên một mạng đường sắt phải có khả năng dễ dàng chạy trên những mạng đường sắt khác. Khả năng đó gọi là sự liên thông.

Như thấy trên bản đồ của UNESCAP (hình 1), mạng đường sắt của nước ta không liên thông với các nước láng giềng Lào và Kampuchia. Với Trung Quốc chúng ta có hai tuyến đường sắt qua cửa khẩu Lào Cai và Lạng Sơn. Nhưng hai nước dùng hai khoảng cách đường rầy khác nhau. Nói tóm lại mạng đường sắt chúng ta bị tách rời khỏi mạng đường sắt Thế giới. Trong một bài đã đăng, chúng tôi có đề nghị một số tuyến đường sắt nhằm giải đáp tình trạng này⁷.

Để có thể liên thông thì các mạng đường sắt phải theo những tiêu chuẩn kỹ thuật chung về : (a) khoảng cách đường rầy, (b) cỡ tiết diện xe, (c) sức chịu tải ở trục xe, (d) chiều dài của đoàn tầu, (e) hệ thống tín hiệu và (f) điện hóa.

Hình 1 – Dự án đường sắt Xuyên Á
(Nguồn : UNESCAP)

II–1. Khoảng cách đường rầy

Khoảng cách đường rầy ở Trung Quốc theo tiêu chuẩn quốc tế, nghĩa là 1.435 mm (standard gauge). Nhưng ở tất cả các quốc gia thuộc khối MRS (Mekong River Subregion, Tiểu vùng Sông Mekong) cũng như trên tuyến đường sắt Hà Nội – Côn Minh thì khoảng cách là 1.000 mm (metre gauge). Nhiều người tưởng rằng một tuyến đường sắt phải có khoảng cách đường rầy theo tiêu chuẩn quốc tế 1.435 mm thì đoàn tầu mới có thể chạy nhanh, chở nặng và an toàn. Sự thật không hoàn toàn đúng như vậy : sai biệt về khả năng kỹ thuật của hai loại khoảng cách 1.435 mm và khoảng cách 1.000 mm không đáng kể. Người ta chọn khoảng cách 1.000 mm để giảm vốn đầu tư xây dựng nền đường⁸ và người ta chọn khoảng cách 1.435 mm để có thể liên thông dễ dàng với mạng đường sắt quốc tế⁹ và tại vì những đầu tầu và toa xe theo tiêu chuẩn quốc tế rẻ hơn đầu tầu và toa xe theo tiêu chuẩn khác¹⁰.

Vì thế mà :

(a) Thái Lan sẽ duy trì khoảng cách 1.000 mm cho những tuyến sẵn có và dự định xây mới những tuyến về hướng các nước láng giềng Myanmar, Lào (Vientiane và Pakse) và Kampuchia theo khoảng cách đó,

(b) Kampuchia sẽ duy trì khoảng cách 1.000 mm,

(c) đường sắt Lào tương lai Vientiane, Luang Prabang – Tường Vân (một huyện giữa Đại Lý và Côn Minh, tỉnh Vân Nam) sẽ có khoảng cách 1.435 mm để có thể liên thông với mạng Trung Quốc,

(d) ở Việt Nam chỉ có tuyến Quan Triếu – Kép – Hạ Long là có khoảng cách 1.435 mm và tuyến Đồng Đăng – Kép – Hà Nội tạm thời là đường kép (dual gauge) với khoảng cách 1.435 mm và 1.000 mm.

Mạng đường sắt Việt Nam bị kẹt giữa hai khối quốc gia có hai khoảng cách đường rầy khác nhau, chúng tôi xin đề nghị chính sách sau đây :

(a) canh tân và xây mới tất cả những tuyến chở hành khách theo khoảng cách 1.000 mm (nếu cần thì nắn lại tuyến đường sẵn có để gia tăng an toàn và vận tốc),

(b) xây mới tất cả những tuyến chở hàng theo khoảng cách 1.435 mm¹¹,

(c) khi có nhu cầu của phát triển kinh tế địa phương thì canh tân và xây mới tất cả các tuyến thành đường đôi (double track), mỗi đường dành cho một hướng¹²,

(d) xây mới tuyến Phnom Penh – TP Hồ Chí Minh – Vũng Tầu (cảng Thị Vải) đường kép với khoảng cách 1.435 mm và 1.000 mm¹³,

(e) canh tân tuyến Hà Nội – Lào Cai thành đường kép với khoảng cách 1.435 mm và 1.000 mm¹⁴,

(f) xây mới những tuyến liên thông với Lào, Vũng Áng – Vinh – Vientiane và Đà Nẵng – Pakse, theo khoảng cách 1.435 mm.

II–2. Điện hóa

Một tầu chạy bằng động cơ Diesel có thể chạy trên một tuyến đã được điện hóa. Nhưng một tầu chạy bằng động cơ điện chỉ có thể chạy trên những tuyến đã được điện hóa thích hợp với động cơ và lối câu điện của tầu.

Những động cơ điện thích hợp với việc kéo một đoàn tầu là động cơ một chiều. Nhưng, với những tiến bộ của điện tử cường độ cao, xu hướng là dùng điện xoay chiều một pha có tần số công nghiệp 50 hay 60 Hz và người ta đã xác định điện áp tối ưu kinh tế là 25.000 V. Loại điện này đã trở thành một tiêu chuẩn quốc tế bất thành văn của ngành đường sắt.

So với một đoàn tầu Diesel thì một đoàn tầu điện sử dụng năng lượng hữu hiệu hơn, chi phí vận hành ít hơn, chi phí bảo hành cũng ít hơn. Trên phương diện kỹ thuật thì những động cơ điện có công suất lớn và có thể biến đổi mau nên thích hợp với những đoàn tầu nặng chạy trên những tuyến có độ dốc cao. Điện có thể được sản xuất từ nhiều nguồn năng lượng cơ bản khác nhau, không ô nhiễm ở nơi tiêu thụ, thích hợp với chuyên chở hành khách ở đô thị và những đường hầm dài. Nhưng đầu tư cho những thiết bị sản xuất điện, biến thế và kéo dây cáp cung cấp điện cho đoàn tầu cần đến nhiều vốn. Điện hóa một tuyến đường chỉ có lợi khi chu kỳ tầu đi lại trên tuyến đó đủ cao để chứng minh vốn đầu tư¹⁵.

Trong tình trạng thiếu điện hiện nay, chúng tôi xin đề nghị

(a) chờ ngày có đủ tài chính để điện hóa những tuyến đường có chu kỳ đi lại cao và tạm thời dùng động cơ Diesel để kéo tầu chở hàng và tầu chở khách liên tỉnh,

(b) nếu điện hóa một tuyến đường sắt thì dùng điện 25.000 V, 50 Hz, một pha.

Lẽ cốt nhiên những tầu chở khách ở đô thị sẽ chạy bằng điện.

II–3. Những vấn đề kỹ thuật khác

UNESCAP nhận xét các đường hầm hiện nay của ta đủ rộng để thích ứng với tiêu chuẩn UIC–B và chúng ta không có vấn đề liên thông vì tiết diện xe với các nước láng giềng¹⁶. Tiêu chuẩn UIC–B là tiêu chuẩn tiết diện xe của những đoàn tầu siêu tốc Âu Châu và những đoàn tầu chở công–tê–ne tiêu chuẩn ISO¹⁷.

Sức chịu tải ở trục xe của một đường sắt tùy ở vận tốc đòan tầu, diện tích những tà–vẹt, bộ gắn tà–vẹt với thanh rầy, kết cấu của ba–lát,... sức chịu tải của những cây cầu và khối lượng mỗi mét của thanh rầy. Để tiện việc quản lý cung cấp và lưu trữ những thanh rầy, ở Âu Châu người ta mua và đặt những thanh rầy 60 kg/m. Lúc thanh rầy còn mới, người ta đặt ở các tuyến đường của mạng đường sắt cần đến sức chịu tải ở trục xe cao nhất. Sau đó, nhân chương trình bảo quản thường xuyên, người ta thay thế những thanh rầy đã bị yếu ở những tuyến cần sức chịu tải cao nhất để lắp chúng ở những tuyến cần sức chịu tải yếu hơn. Những thanh rầy này đủ để chịu tải những đoàn tầu chở những công–tê–ne ISO 20 feet với vận tốc 120 km/giờ.

Chiều dài tối đa của một đoàn tầu tùy ở chiều dài của bến tầu dùng để chất hàng, sức kéo của đầu tầu, sức mạnh của phanh và sức bền của móc kéo toa tầu.

Ở những vận tốc trên 100–120 km/giờ người ta chuyển tín hiệu vào buồng lái để bảo đảm người lái tầu có thì giờ nhận định và phản ứng kịp thời. Nhưng mỗi nước, mỗi mạng đường sắt có một mã truyền tin khác nhau. Một tầu muốn liên thông phải có một hệ mềm dịch những tín hiệu sang tiêu chuẩn hệ thông truyền tin của mình. Việc này không khó mấy nhưng sinh ra chi phí bội đáng lý có thể miễn được.

Chúng tôi xin đề nghị :

(a) những tuyến đường tương lai tiếp tục thích ứng với tiêu chuẩn UIC–B cho những đoàn tầu chạy bằng động cơ Diesel,

(b) khi nào có điều kiện điện hóa thì chúng ta sẽ liệu đổi tuyến, nâng cao các cầu và/hay đào cao thêm những đường hầm¹⁸,

(c) dùng những thanh rầy loại 60 kg/m khi canh tân và xây mới những tuyến đường sắt ở nước ta,

(d) thiết kế hệ thống đường sắt, ga tuyển lựa (classification yard hay là marshalling yard) cũng như các khí cụ lưu động để có thể sắp xếp những đoàn tầu dài chừng 700–750 mét,

(e) trang bị đoàn khí cụ lưu động bằng những toa tầu có thể chịu tải 60 tấn nghĩa là có thể chở dễ dàng hai công–tê–ne TEU¹⁹,

(f) lắp đặt trên tất cả các tuyến đường và tất cả các đầu tầu một hệ thống chuyển tín hiệu vào buồng lái với một mã truyền tin duy nhất.

***

So với một mạng đường ô–tô cùng công suất, tính theo tấn–kilômét, thì mạng đường sắt ở những vận tốc không quá 100–120 km/giờ cần đến vốn đầu tư từ ba đến năm lần ít hơn và chi phí vận hành sẽ kém hơn ít nhất hai lần²⁰. So với một mạng đường ô–tô cùng cự ly, tính theo kilômét, thì mạng đường sắt có công suất cao hơn đến mức không thể so sánh được. So với một tuyến đường sắt siêu tốc (vận tốc từ 250 km/giờ trở lên) thì một tuyến đường sắt cao tốc (vận tốc 100–120 km/giờ) cùng cự ly rẻ hơn nhiều về vốn ban đầu cũng như về chi phí vận hành và một tuyến đường sắt giao thông đô thị cùng cự ly không những rẻ hơn mà lại có công suất, tính theo hành khách–kilômét, cao hơn rất nhiều.

Về tiềm năng cách mạng công nghệ thì công nghệ đường sắt siêu tốc đã đạt hạn chế của nó. Những thiết bị cung cấp điện cho tầu, truyền tin và an toàn đã đạt mức gần hoàn hảo rồi²¹. Nếu muốn xây một tuyến đường sắt siêu tốc thì chúng ta chỉ có thể mua của nước ngoài theo dạng EPC (Engineering Procurement Construction, gọi nôm na là chìa khóa trao tay) hay giỏi lắm là mua thiết kế của họ và tự xây. Trên phương diện tiến bộ công nghệ chúng ta sẽ không hưởng được gì. Ngược lại, công nghệ vận tải bằng đường sắt và công nghệ đường sắt đô thị vẫn còn nhiều tiềm năng tiến bộ. Chúng ta vẫn còn kịp tham gia đóng góp vào những tiến bộ đó để trở nên một quốc gia công nghệ tiên tiến.

Vì những lợi ích kinh tế và những tiềm năng tiến bộ công nghệ đó cho đất nước mà chúng tôi ngỡ ngàng không thấy thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng đả động gì đến ngành đường sắt trong bài "3 khâu đột phá chiến lược của Chính phủ" của ông²².

Đặng Đình Cung