Tại sao Nhật Bản lại là quốc gia tiên phong trong việc phát triển đường sắt cao tốc, hoàn thành một cách nhanh chóng trong 5 năm, nhưng thực chất lại dựa vào "công nghệ nhập khẩu"?

Có thể khẳng định rằng, sự ra đời của tuyến Shinkansen Tokaido cách đây 60 năm tại Nhật Bản là kết quả của nhiều yếu tố thuận lợi.

Vào ngày 1/10/1964, tuyến Tokaido Shinkansen chính thức hoạt động. Đây không chỉ là tuyến Shinkansen đầu tiên tại Nhật Bản mà còn là tuyến đường sắt đầu tiên trên thế giới có tốc độ vượt quá 200 km/h, được coi là “đường sắt cao tốc nguyên bản”.

Vì sao Shinkansen ra đời tại Nhật Bản? Mục tiêu của Tokaido Shinkansen là gì và phương pháp nào được áp dụng để đạt được những mục tiêu đó? Cuốn sách đã giúp chúng ta hiểu rõ lý do từ cả khía cạnh lịch sử và công nghệ.

Tại sao Shinkansen lại được thiết kế và lên kế hoạch?

Trở về cuối những năm 1950, khi kế hoạch cho Tokaido Shinkansen được đưa ra. Có hai mục tiêu chính được đề ra:

[A] Tăng cường khả năng vận chuyển của Tuyến chính Tokaido
[B] Nâng cao sức cạnh tranh của đường sắt

Trong đó, "Tăng cường khả năng vận chuyển của Tuyến chính Tokaido" được xem là mục tiêu chủ yếu của việc xây dựng Tokaido Shinkansen.

Tuyến chính Tokaido kết nối ba thành phố lớn là Tokyo, Nagoya và Osaka. Cuối những năm 1950, không có Tokaido Shinkansen hay đường cao tốc song song, do đó Tuyến chính Tokaido trở thành trục giao thông quan trọng cho hành khách và hàng hóa.

Lúc đó, Tuyến chính Tokaido gặp phải tình trạng quá tải nghiêm trọng do nhu cầu vận tải tăng vọt trong thời kỳ tái thiết sau chiến tranh. Vì vậy, người ta đã lên kế hoạch xây dựng Tokaido Shinkansen như một tuyến riêng biệt để tăng cường năng lực vận chuyển.

Cùng lúc, "Nâng cao sức cạnh tranh của đường sắt" là điều cần thiết để giữ vững ưu thế so với ô tô và máy bay.

Tại các quốc gia có hệ thống đường sắt phát triển trước Nhật Bản (như Anh, Pháp, Đức và Hoa Kỳ), sức cạnh tranh và tỷ lệ sử dụng đường sắt đã giảm sau Thế chiến thứ hai, do sự bùng nổ của ô tô và máy bay. Điều này dẫn đến việc họ trở nên bi quan rằng “đường sắt đang biến mất”, và không thể phát triển đường sắt cao tốc hoàn chỉnh trước Nhật Bản.

Ngược lại, vào những năm 1950, ngành đường sắt Nhật Bản chưa gặp khủng hoảng. Nguyên nhân là do sự phát triển của ô tô và máy bay chậm hơn nhiều so với các quốc gia có hệ thống đường sắt tiên tiến. Tuy nhiên, năm 1951, Japan Airlines đã bắt đầu phục vụ hành khách thường xuyên giữa Tokyo, Osaka và Fukuoka. Năm 1957, việc xây dựng Đường cao tốc Meishin, đường cao tốc quốc gia đầu tiên của Nhật Bản, được khởi động. Rõ ràng, nếu ô tô và máy bay tiếp tục phát triển với tốc độ này, vị thế của đường sắt sẽ gặp nguy hiểm.

Vì vậy, Đường sắt Quốc gia Nhật Bản (hiện tại là Tập đoàn JR) đã nỗ lực tăng tốc để giữ vững thị phần vận tải giữa Tokyo và Osaka.

Năm 1957, Viện Nghiên cứu Công nghệ Đường sắt thuộc Đường sắt Quốc gia Nhật Bản (nay là Viện Nghiên cứu Công nghệ Đường sắt, một tổ chức hợp tác công) đã tổ chức buổi giảng có tên “Khả năng của Tuyến Tokyo-Osaka 3 giờ”. Điều này chứng minh rằng về mặt kỹ thuật, thời gian di chuyển giữa Tokyo và Osaka, thường mất hơn 6 giờ trên các chuyến tàu tốc hành, có thể được rút ngắn xuống chỉ còn 3 giờ.

Nói cách khác, Tokaido Shinkansen không chỉ được lập kế hoạch để tăng cường năng lực vận chuyển của Tuyến chính Tokaido mà còn để chuẩn bị cho thời kỳ ô tô và máy bay sắp đến.

“Phương tiện” hiện thực hóa Tokaido Shinkansen

Nhật Bản đã đạt được tuyến đường sắt thương mại nhanh nhất thế giới như thế nào? Có nhiều phương thức để thực hiện điều này, nhưng cuốn sách đã giới thiệu 3 phương pháp chính sau đây.

[A] Tiếp thu công nghệ đường sắt từ nước ngoài
[B] Nâng cao mức độ hoàn thiện bằng cách tối ưu hóa công nghệ sẵn có
[C] Tận dụng di sản lịch sử

“Học công nghệ đường sắt từ nước ngoài” là yếu tố quan trọng trong việc phát triển công nghệ Shinkansen. Các kỹ sư đường sắt Nhật Bản đã học hỏi nhiều công nghệ từ những quốc gia có hệ thống đường sắt phát triển. Chẳng hạn, công nghệ lái tốc độ cao được học từ Đức và Pháp, đã được thử nghiệm với tốc độ trên 200 km/h trước khi Nhật Bản triển khai.

Nói rõ hơn, Nhật Bản không hề “sao chép” công nghệ đường sắt từ nước ngoài. Thay vào đó, họ đã nghiên cứu và điều chỉnh công nghệ học được cho phù hợp với nhu cầu của đường sắt Nhật Bản, từ đó tạo ra Shinkansen, một hệ thống giao thông tốc độ cao độc đáo chưa từng có trên thế giới.

Thời điểm đó, việc thu thập thông tin từ nước ngoài gặp nhiều khó khăn hơn so với hiện nay. Không có phương tiện liên lạc tiện lợi như Internet và việc đi lại nước ngoài cũng bị hạn chế.

"Sử dụng công nghệ thấp để nâng cao mức độ hoàn thiện" là yếu tố then chốt trong việc hiện thực hóa vận tải đường sắt tốc độ cao một cách an toàn và ổn định. Một số người có thể nghĩ rằng Shinkansen là “sản phẩm công nghệ cao”, nhưng thực tế nó được xây dựng từ “công nghệ thấp”. Từng công nghệ trong Shinkansen đã được sử dụng trên các tuyến đường sắt ở nước ngoài và không có gì mới mẻ.

Điều này không phải là điều tiêu cực. Công nghệ thấp thường có độ tin cậy cao hơn so với công nghệ cao, và đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính hoàn thiện của hệ thống Shinkansen.

"Tận dụng di sản quá khứ" là yếu tố quan trọng trong việc xây dựng Tokaido Shinkansen, kéo dài hơn 500 km trong chỉ hơn 5 năm.

“Di sản của quá khứ” ở đây đề cập đến các cơ sở hạ tầng như đất đường sắt từ dự án tàu cao tốc và các đường hầm mới được xây dựng một nửa. Chương trình Bullet Train đã tồn tại trước Thế chiến thứ hai, với ý tưởng xây dựng một tuyến đường sắt mới song song với Tuyến chính Tokaido và Tuyến chính Sanyo, chạy tàu với tốc độ tối đa 200 km/h. Tuy nhiên, kế hoạch này đã bị hủy bỏ do chiến tranh leo thang.

Nhiều địa điểm và cơ sở hạ tầng đường ray đã được tận dụng để xây dựng Tokaido Shinkansen. Chính vì vậy, việc hoàn thành một tuyến đường sắt dài như vậy trong thời gian ngắn, khi mà công việc xây dựng chưa được cơ giới hóa như hiện nay, trở nên khả thi.

Từ những điều đã nêu, có thể kết luận rằng sự ra đời của tuyến Shinkansen Tokaido tại Nhật Bản cách đây 60 năm là kết quả của nhiều yếu tố thuận lợi. Vào thời điểm đó, Nhật Bản đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ với nhu cầu xây dựng các tuyến đường sắt mới, đồng thời có đủ khả năng để đảm nhận thách thức vận hành những đoàn tàu thương mại nhanh nhất thế giới. Chính lý do đó đã thúc đẩy sự phát triển của Shinkansen và biến nó thành một tuyến đường sắt thương mại.

Tác giả Kenichi Kawabe là một chuyên gia và nhà văn trong lĩnh vực công nghệ giao thông vận tải, sinh năm 1970, đã tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật tại Đại học Tohoku và Trường Cao học Kỹ thuật của cùng trường.