Nhật Bản vẫn dẫn đầu thế giới về công nghệ đường sắt

Vào sáng sớm ngày 1.10.1964, một đoàn tàu màu xanh và trắng bóng loáng lướt đi "nhanh như một cơn gió" trên khắp khu đô thị của Tokyo (Nhật Bản). Những đường ray trên cao của nó dẫn về phía nam thành phố Osaka và một địa điểm có trong sách lịch sử. Đó là "buổi bình minh" của kỷ nguyên tàu cao tốc, được coi là biểu tượng xác định sự hồi phục đáng kinh ngạc của đất nước Mặt trời mọc sau những tang thương của Chiến tranh Thế giới II. Cùng với Thế vận hội Olympic Tokyo 1964, sự kỳ diệu về công nghệ của những năm 1960 này đã đánh dấu sự trở lại hàng top của Nhật Bản trong bảng xếp hạng của cộng đồng quốc tế.

Nhật Bản hiện vẫn dẫn đầu thế giới về công nghệ đường sắt. Các tập đoàn hùng mạnh như Hitachi và Toshiba xuất khẩu tàu hỏa và thiết bị trị giá hàng tỉ USD mỗi năm trên toàn thế giới.

Mạng lưới tàu Shinkansen đã mở rộng đều đặn kể từ tuyến Tokaido dài 515km nối Tokyo và Shin - Osaka được hoàn thành vào năm 1964. Tàu chạy với tốc độ 322km/giờ trên các tuyến đường từ thủ đô tỏa ra hướng bắc, nam và phía tây đến các thành phố như Kobe, Kyoto, Hiroshima và Nagano.

Như một biểu tượng của sự hồi phục, Shinkansen đã được sử dụng như một công cụ để tiếp tục phát triển kinh tế của Nhật Bản và là tác nhân thay đổi trong một quốc gia bị ràng buộc bởi quy ước và truyền thống. Sự phát triển của nó là một phần to lớn trong lịch sử đường sắt sớm của Nhật Bản. Thay vì khổ tiêu chuẩn rộng 1.422mm được sử dụng ở Bắc Mỹ và phần lớn Châu Âu, Nhật Bản lựa chọn đường sắt khổ hẹp 1.067mm. Mặc dù chi phí sẽ rẻ hơn, việc xây dựng qua địa hình đồi núi dễ dàng hơn, song công suất bị hạn chế và tốc độ thấp.

Nhật Bản với 4 hòn đảo chính kéo dài khoảng 2.900km từ đầu tới cuối, hành trình giữa các thành phố chính dài và thường quanh co. Vào năm 1889, thời gian cho chuyến hành trình từ Tokyo đến Osaka mất 16 giờ rưỡi đi tàu. Đến năm 1965, với Shinkansen, thời gian chỉ còn 3 giờ 10 phút.

Nhu cầu về một mạng lưới đường sắt tiêu chuẩn bắt đầu từ thế kỷ 20, nhưng mãi đến những năm 1940, công việc mới bắt đầu một cách nghiêm túc như một phần của dự án "đường vòng" Châu Á đầy tham vọng để kết nối Nhật Bản với Hàn Quốc và Nga thông qua các đường hầm dưới biển Thái Bình Dương. Việc Nhật Bản thua trận trong Chiến tranh Thế giới II khiến các kế hoạch cho tuyến đường sắt mới đã bị hoãn lại cho đến giữa những năm 1950, khi nền kinh tế Nhật Bản đang đà phục hồi mạnh mẽ và việc giao thông tốt hơn giữa các thành phố chính trở nên thiết yếu.

Mặc dù phần lớn mạng lưới giao thông phục vụ những khu vực đông dân cư nhất của đảo Honshu (đảo lớn nhất Nhật Bản), đường hầm qua biển dài cho phép các tàu cao tốc chạy hàng trăm km xuyên qua Kyushu (một trong bốn đảo chính của nước này) nằm ở cực nam đến đảo Hokkaido ở phía bắc. Song địa hình đầy thách thức của Nhật Bản cũng như khí hậu thay đổi rất khác giữa các khu vực, từ mùa đông giá rét ở phía bắc chuyển sang khí hậu ẩm nhiệt đới ở phía nam, đã khiến các kỹ sư đường sắt phải đi tìm giải pháp cho những vấn đề mới. Đặc biệt, Nhật Bản là một trong những nơi không ổn định về mặt địa chất nhất trên hành tinh, dễ xảy ra động đất, sóng thần và số lượng núi lửa chiếm khoảng 10% trên thế giới. Do đó, việc vận hành an toàn tàu cao tốc Shinkansen qua đỉnh núi Phú Sĩ trở nên khó khăn hơn nhiều. Tuy vậy, bất chấp điều đó, chưa từng có một hành khách nào thương vong trong lịch sử 55 năm kể từ khi mạng lưới Shinkansen đi vào hoạt động.

Thế hệ tàu cao tốc tiếp theo, được gọi là ALFA-X, đang được thử nghiệm với tốc độ gần 400km/giờ, mặc dù mức tối đa cho phép tàu chạy trên thực tế sẽ "chỉ" là 362km/giờ. Đặc điểm nổi bật của những chiếc Shinkansen gần đây là những đầu mũi tàu dài khác thường, được thiết kế để không chỉ cải thiện tính chất khí động học mà còn chủ yếu để loại bỏ sự bùng nổ âm thanh do "hiệu ứng pít-tông" của các đoàn tàu khi đi vào đường hầm và buộc sóng nén ra khỏi đầu kia ở tốc độ siêu âm. Công nghệ an toàn mới của tàu ALFA-X thử nghiệm được thiết kế giảm độ rung, tiếng ồn và giảm khả năng trật bánh trong các trận động đất lớn.

Hơn 10 tỉ lượt hành khách đã đi tàu cao tốc với sự nhanh chóng, thoải mái. Dự đoán, khả năng đi lại bằng tàu cao tốc sẽ trở thành thói quen và phần lớn người dân coi đó là điều hiển nhiên.

Tàu cao tốc cạnh tranh với hàng không

Trong năm 2016 - 2017, một mình tuyến Shinkansen Tokaido (Tokyo - Osaka) đã vận chuyển 159 triệu hành khách, vận hành tới 13 chuyến tàu mỗi giờ, chở hơn 1.300 hành khách mỗi chuyến và tần suất thường xuyên trên các tuyến tàu điện ngầm thành phố.

Ít ai ngờ rằng, nhiều quốc gia khác đã theo gương của Nhật Bản và xây dựng các tuyến đường sắt cao tốc mới trong 4 thập kỷ qua. Có lẽ nổi tiếng nhất trong số này là Pháp - đã vận hành tàu cao tốc Train à Grand Vitesse (TGV) giữa Paris và Lyon từ năm 1981. Giống như Nhật Bản, Pháp đã xuất khẩu thành công công nghệ này sang các nước khác, bao gồm cả mạng lưới tàu cao tốc dài nhất Châu Âu ở Tây Ban Nha, cũng như Bỉ, Hàn Quốc, Anh và gần đây nhất là đường sắt cao tốc đầu tiên của Châu Phi ở Morocco.

Mạng lưới TGV của Pháp đã thành công một cách phi thường, tạo ra năng lực bổ sung và làm cho việc đi lại cực kỳ nhanh chóng với giá cả phải chăng, thậm chí là bình thường đối với những người phải đi lại thường xuyên.

Italia, Đức, Hà Lan, Đài Loan (Trung Quốc), Thổ Nhĩ Kỳ và Arab Saudi hiện khai thác nhiều tàu trên các tuyến chuyên dụng nối liền các thành phố lớn của họ, cạnh tranh trực tiếp với các hãng hàng không trên các tuyến nội địa và quốc tế. Ở Anh, các chuyến tàu Eurostar tốc độ cao chạy từ London đến Paris (Pháp), Brussels (Bỉ) và Amsterdam (Hà Lan). Nhưng nước này vẫn phát triển "High Speed ​​2" - một tuyến thứ hai chạy từ phía bắc London đến Midlands và miền Bắc nước Anh đang gây tranh cãi mặc dù hậu thuẫn về chính sách song dường như không thể hoàn thành trước năm 2040. Hiện tại, tàu cao tốc tương đương mới nhất dành cho hành khách người Anh là "Intercity Express Trains" (tàu tốc hành liên tỉnh) mới do Hitachi chế tạo, sử dụng công nghệ có nguồn gốc từ "anh em họ" Nhật Bản dù chúng chỉ chạy với tốc độ tối đa 201km/giờ.

Ấn Độ và Thái Lan cũng đang lên kế hoạch mở rộng mạng lưới đường sắt cao tốc vào những năm 2020. Ngay cả Mỹ, nơi người ta thường thích đường bộ và đường hàng không cho các chuyến đi dài, thì cũng đã có kế hoạch cho các tuyến đường sắt cao tốc ở California và Texas. Virgin Trains đang lên kế hoạch mở rộng một tuyến đường hiện có nối liền Miami và West Palm Beach để liên kết với Orlando cũng như nâng cấp đường ray cũ để cho phép tàu chạy ở tốc độ tương đối cao 177km/giờ.

Ngành đường sắt Trung Quốc đang lên

Nhưng, trong những năm gần đây, chính Trung Quốc đã làm lu mờ phần còn lại của thế giới khi sử dụng sức mạnh kinh tế của mình để tạo ra mạng lưới đường sắt cao tốc dài nhất thế giới trong vòng chưa đầy 15 năm. Tổng chiều dài của hệ thống đường sắt cao tốc đứng ở mức khoảng 29.000km (chiếm 2/3 tổng số toàn cầu), và số lượng hành khách hiện nay thậm chí cao hơn so với Nhật Bản. Không chỉ là một phương thức vận tải, các tuyến này đang phục vụ 31/34 tỉnh thành của Trung Quốc, kích thích phát triển kinh tế cũng như củng cố sự hài hòa chính trị và xã hội.

Ban đầu, Trung Quốc sử dụng công nghệ học hỏi từ Nhật Bản và Tây Âu. Sau đó, ngành công nghiệp đường sắt phát triển ngày càng tinh vi, Trung Quốc đã nhanh chóng tự thân dần dẫn đầu trong lĩnh vực đường sắt cao tốc. Điều này có vẻ sẽ tiếp tục khi nó phát triển các đoàn tàu từ tính (tàu điện Maglev) có khả năng chạy với tốc độ gần 644km/giờ.

Tuy nhiên, Nhật Bản đã có tuyến Maglev thử nghiệm từ những năm 1970 và đang xây dựng một tuyến đường dài 287km nối Tokyo và Nagoya. Dự kiến sau khi thông tuyến vào năm 2027, nó sẽ mở rộng tới Osaka, cắt giảm thời gian hành trình xuống chỉ còn 67 phút vào năm 2045.

Khi Tokyo chuẩn bị tổ chức Thế vận hội (Olympics) một lần nữa vào năm 2020, thật khó tưởng tượng về Nhật Bản mà không có tàu cao tốc. Mặc dù các đoàn tàu seri 0 màu xanh và trắng mang tính biểu tượng của năm 1964 đã ngừng chạy từ lâu, chúng vẫn định hình trong đầu nhiều người về hình ảnh tàu cao tốc. Hậu duệ đáng chú ý của thế hệ tàu này là một phần không thể thiếu trong cơ sở hạ tầng giao thông ở Nhật Bản và nhiều quốc gia khác trên thế giới. Và khi mối quan tâm về môi trường bắt đầu khiến mọi người suy nghĩ về việc sử dụng hàng không, tàu cao tốc có thể hồi sinh, thúc đẩy một thời kỳ hoàng kim mới đối với ngành đường sắt.