Làm thế nào để có một quy hoạch đường sắt đô thị Hà Nội tối ưu?

Nguyễn Ngọc Chu

18-10-2022

1. Trong bài viết ngắn trước ”THIẾT KẾ BẤT HỢP LÝ CỦA ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ HÀ NỘI”, đã đề xuất nghiên cứu điều chỉnh lại thiết kế hệ thống Metro Hà Nội. Thuật ngữ “Metro” ở đây được hiểu bao gồm đường sắt đi ngầm dưới đất và đi lộ thiên, hai ray hoặc một ray, dùng thay thế cho cụm từ “đường sắt đô thị”. Trong bài viết ngắn tiếp theo này, đưa ra kiến nghị cụ thể hơn.

2. Hàng ngày, khi di chuyển bằng xe ô tô hay đi các phương tiện xe công nghệ, chúng ta thường dùng đến Google Maps để xác định tuyến đường đi qua 2 địa điểm bất kỳ, Google Maps chỉ cho chúng ta các phương án di chuyển, trong đó có tuyến đường ngắn nhất, hoặc gần ngắn nhất. Nói gần ngắn nhất, là bởi vì chỉ riêng 2 địa điểm cách nhau khoảng 10 km trong thành phố, thì đã có hàng ngàn phương án di chuyển. Google Maps sử dụng các thuật toán tối ưu, tìm ra phương án gần tối ưu và đề xuất tức thì cho người dùng.

Bài toán thiết lập mạng lưới đường sắt đô thị có thể đưa về mô hình toán học với các hàm mục tiêu phải tối ưu hoá trong phạm vi các ràng buộc cho trước. Nhưng như đã đề cập sơ bộ ở bài viết trước, hệ thống Metro Hà Nội phải đáp ứng được:

a/ Các tuyến phải bao phủ được cư dân toàn thành phố, phục vụ cho việc đi lại của toàn bộ dân cư dân; Các bến phải được bố trí ở các cụm đông dân cư, các nút giao thông, gần các bến xe bus, nhưng không để người dân phải đi bộ quá xa (chẳng hạn trong khu vực nội đô, không quá 700 m đường chim bay); Mạng lưới Metro phải đi qua tất cả các bến nhưng tổng chiều dài xây dựng phải là ngắn nhất.

b/ Giữa 2 điểm bất kỳ trong hệ thống có tuyến đường đi hợp lý, ngắn nhất, và ít phải chuyển tàu nhất.

c/ Giữa 2 điểm , hoặc không phải chuyển tàu, hoặc 1 lần chuyển tàu, hoặc nhiều nhất là không quá 2 lần chuyển tàu.

Còn nhiều điều kiện khác nữa khi thiết lập mô hình toán học cho mạng lưới tàu điện đô thị. Trong khuôn khổ bài viết này không thể trình bày chi tiết về mô hình, các hàm mục tiêu, và các ràng buộc chi tiết ở đây. Đó là việc của các chuyên gia trong lĩnh vực tối ưu hoá.

3. Chỉ bằng mắt thường, nhìn vào bản đồ mạng lưới đường sắt đô thị hiện hành đã cảm nhận được nhiều điều chưa hợp lý. Chẳng hạn như tuyến đường số 8 và số 4 trong bản đồ có một quãng dài là một cung của vòng xuyến, chúng đi song song với nhau. Các ga của tuyến số 4, nơi khoanh tròn, có thể đến được chỉ với 1 bến chuyển tàu từ đường số 8. Nghĩa là, khi có tuyến đường số 8 thì quãng đường này của đường số 4 chưa cần thiết phải xây đựng; hoặc ngược lại, lấy đường số 4 làm vành khuyên thì chưa cần xây dựng đường số 8. Xây một lúc 2 đường như vậy chỉ trong trường hợp không phải tiền của mình.

Việc xây dựng 2 vòng xuyến là cần thiết với điều kiện khoảng cách 2 vòng xuyến đủ lớn. Khoảng cách tuyến số 8 và 4 quá gần, đi song song với nhau theo một cung của vòng xuyến là một thiết kế chưa hợp lý. Chưa hợp lý ở mức độ nào thì khi tính toán bằng các thuật toán tối ưu sẽ cho ta biết kết quả.

Từ bản đồ hiện trạng, bằng hình học thông thường, cũng thấy phải có một tuyến là vòng xuyến bao quanh nội đô, chỉ là gồm những bến nào mà thội.

4. Mô hình toán học cũng sẽ cho thấy nên thiết kế tuyến đường sắt đô thị Nội Bài – Ga Hà Nội hay tuyến Nội Bài – Ngọc Hồi. Tuyến Nội Bài – Ngọc Hồi chỉ thuận tiện cho cư dân khu vực Ngọc Hồi, trong khi tuyến Nội Bài – Ga Hà Nội phục vụ cho số đông dân cư tại nội thành.

Việc chuyển ga đường sắt Hà Nội đến ga Ngọc Hồi không phải là một quyết định khoa học. Ngoại tỉnh khi di chuyển bằng xe khách hay tàu hoả đến các bến ngoại thành đều phải mất chi phí đắt đỏ và mất thời gian khi di chuyển vào nội thành. Chẳng hạn chi phí ô tô khách giường nằm đi từ Nghệ An ra Hà Nội ở khoảng cách 250km có giá khoảng 150 ngàn đồng, bằng giá tiền taxi đi 10km từ bến xe nước ngầm vào nội đô, nếu từ bến xe Yên Nghĩa vào nội đô thì còn chết tiền và chết thời gian hơn nữa.

Nhiều thành phố lớn châu Âu như Berlin, Genevo, Bordeaux…các ga tàu hoả trung tâm đều ở trung tâm thành phố từ hàng trăm năm nay, mà không dời ra ngoại ô, rất thuận tiện và kinh tế cho việc đi lại. Việc xây dựng các ga lớn theo phương miền như Matxcova thì phải có hệ thống Metro thuận lợi nối liên hoàn các ga tàu hoả lớn.

Ở nước ta, việc vội vã dời các bến xe bus và ga tàu hoả từ trung tâm ra ngoại thành khi hạ tầng cơ sở chưa phát triển là hệ quả của thói quen vội vã “làm ăn lớn” khi “thực lực nhỏ”. Vội vã “làm ăn lớn” là vội vã biến các bến xe di dời thành nơi kinh doanh bất động sản. “Thực lực nhỏ” là vốn ít, “tay không bắt giặc”.

Các bến xe bus liên tỉnh ở nội đô khi di dời ra ngoại thành, thì các bến cũ phải giữ lại làm bến cho xe bus nội đô. Nhưng chúng lại bị biến thành nơi xây nhà ở và khách sạn. Ga đường sắt Hà Nội khi di chuyển ra Ngọc Hồi, rồi cũng trở thành mục tiêu của kinh doanh thương mại và bất động sản của các nhóm lợi ích.

5. Năm 1969, trước lúc mất khoảng hơn một tháng, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã cho mời GS Hoàng Tuỵ lên gặp để bàn về ứng dụng vận trù học giải quyết các vấn đề nẩy sinh trong cuộc sống, giữa lúc chiến tranh đang diễn ra ác liệt. Vì hoàn cảnh chiến tranh, vì mức độ phát triển kinh tế và khoa học kỹ thuật chưa cao, vì nền quản lý tập trung quan liêu, việc ứng dụng vận trù học chỉ ở mức sơ khai, nhưng chứng cớ cho thấy quan điểm và cách ứng xử của Chủ tịch Hồ Chí Minh đối với tiến bộ khoa học và công nghệ.

Ngày nay, công cụ tối ưu hoá được áp dụng trong mọi lĩnh vực đời sống, mà ứng dụng Google maps là một thí dụ điển hình, thì không thể thiết lập mạng lưới đường sắt đô thị Hà Nội theo trực quan thủ công của thế kỷ trước. Quy hoạch mạng lưới Metro cho Hà Nội cũng không phải là đặc quyền riêng của ngành đường sắt.

Ông Chủ tịch UBND Hà Nội Trần Sĩ Thanh nên làm việc với Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, giao cho các chuyên gia trong lĩnh vực vận trù học cùng tham gia tính toán phương án tối ưu cho hệ thống đường sắt đô thị Hà Nội.

Chắc chắn kết quả tính toán sẽ cho ra đời một hệ thống đường sắt đô thị tối ưu (hoặc xấp xỉ tối ưu) có chiều dài ngắn hơn 318km của hệ thống hiện hành. Hơn thế nữa, là các tuyến đường sắt hợp lý, cho đến bất kỳ ga nào với tối thiểu số lần chuyển tàu.

Giá thành xây dựng mỗi km Metro trị giá hàng chục triệu USD. Rút ngắn 10km tổng tuyến đường là tiết kiệm hàng trăm triệu USD. Tiền thuê các chuyên gia vận trù học để tính toán chỉ là epxilon so với số tiền tiết kiệm được.

Cuộc chiến tranh Nga – Ukraine cho thấy tầm quan trọng số 1 của khoa học và công nghệ. Starlinks của Elon Musk đang làm cho các chủ sở hữu tên lửa đạn đạo phải rùng mình tìm kiếm sự thay đổi. Lãnh đạo thời đại công nghệ không thể trốn tránh nguy cơ bị đánh bại bằng tự an ủi về lý tưởng và sức mạnh ý chí.