Qua thực tế sử dụng thiết bị tín hiệu (TLĐ) trên đường sắt Việt Nam, các thao tác để chỉ huy, điều chỉnh chạy tàu dần dần từng bước được chuyển sang hoạt động tự động. Ví dụ: các bóng đèn tín hiệu của hệ thống tín hiệu đèn màu dùng loại hai sợi đốt; thực hiện việc kiểm tra sợi đốt bóng đèn tín hiệu; tự động hiển thị thông báo trở ngại trên đài điều khiển mỗi khi sợi đốt chính của bóng đèn tín hiệu bị đứt.
Trên khu gian có thiết bị đóng đường đảm bảo gián cách đoàn tàu bằng các điểm phân giới. Các thiết bị này không cho phép trực ban chạy tàu mở tín hiệu ra ga hoặc tín hiệu thông qua trước khi phân khu đóng đường phòng vệ bởi tín hiệu đó được thanh thoát và thực hiện các đặc thù khác đối với từng hệ thống đóng đường. Trên các khu đoạn đường đơn, thiết bị đóng đường sau khi mở tín hiệu ra ga, phải loại trừ khả năng mở tín hiệu ra ga và tín hiệu thông qua của ga bên để gửi tàu vào cùng một khu gian theo hướng ngược lại. Quan hệ liên khoá kiểu này theo từng đường cũng tương tự đối với khu đoạn đường đôi có trang bị thiết bị đóng đường chạy tàu hai hướng.
Việc tổ chức liên lạc chạy tàu trên khu gian (giữa hai ga liền kề nhau) được thực hiện bằng máy đóng đường nửa tự động. Thiết bị đóng đường có tên "nửa tự động" vì việc mở tín hiệu ra ga, xác nhận tàu đến nơi nguyên vẹn là do trực ban chạy tàu thao tác ấn nút hoặc kiểm tra bằng mắt; tàu chạy đến khu gian tự động đóng tín hiệu ra ga vừa mở, tự động thông báo bằng đèn biểu thị đỏ trên đài khống chế của ga gửi và ga đón là tàu đã chiếm dụng khu gian hoặc khi tàu bắt đầu vào ga tự động báo tàu đã tới ga. Thiết bị đóng đường nửa tự động có thể sử dụng các thiết bị tự động kiểm tra sự thanh thoát của khu gian (phân khu) để tận dụng tác động của đoàn tàu hình thành việc tự động trả đường trong đóng đường nửa tự động.
Trên khu đoạn đường đơn có trang bị thiết bị đóng đường tự động, trên ga có tác nghiệp dồn
tàu lớn cho phép đoàn dồn ra ngoài phạm vi ga, thì biểu thị cho phép của tín hiệu dồn khi cần thiết phải có quan hệ liên khoá với hướng chạy tàu tương ứng và sử thanh thoát của phân khu đóng đường (tín hiệu dồn phía Nam ga Vinh).
Sơ đồ thiết bị đóng đường tự động phải đảm bảo tự động chuyển ánh đèn màu đỏ sang tín hiệu phía trước khi đèn màu đỏ trên tín hiệu vào ga hoặc thông qua bị cháy (đứt sợi đốt). Các tổ hợp rơ le hoặc các khối vi mạch thực hiện quan hệ liên khoá giữa ghi, tín hiệu qua các thiết bị điều khiển (đài điều khiển) của hệ thống thiết bị điện khí tập trung.
Hoạt động của thiết bị trong hệ thống điện khí tập trung có nhiều các cung đoạn tự động trong quá trình thành lập đường chạy (đường chạy đón, gửi tàu là đường chạy bao gom những phần đường chạy mà đoàn tàu chạy qua và phần phòng vệ sườn của đường chạy); việc giải khoá đường chạy hoặc từng phân đoạn thực hiện tự động dưới tác động của đoàn tàu. Khi cần thiết giải khoá nhân công toàn bộ đường chạy hoặc từng phân đoạn đường chạy phải được ghi nhận tự động bằng thiết bị phụ trợ với thời gian trễ để đảm bào an toàn chạy tàu.
Các quá trình hoạt động tự động trong tập trung điều khiển ghi, tín hiệu phải đảm bảo:
- Tự động kiểm tra được sự thanh thoát của khu vực ghi và đường đón gửi;
- Liên khoá giữa ghi và tín hiệu bao gồm việc quay và kiểm tra ghi có trong đường chạy được thiết lập; loại bỏ các đường chạy đối nghịch, khoá đường chạy được thiết lập và bật sáng đèn tín hiệu;
- Thông báo về quá trình thiết lập đường chạy trên đài điều khiển và kiểm tra được bằng bảng điều khiển hoặc màn hình;
- Kiểm tra được ghi bị chẻ hoặc mất kiểm tra vị trí yêu cầu cuối cùng của bộ ghi tham gia vào đường chạy với tự động biểu thị trạng thái cấm trên đèn tín hiệu phòng vệ đường chạy đó;
- Hiển thị bằng ánh sáng trên đài điều khiển về hiện tượng chẻ ghi và các trở ngại khác có thể kết hợp bổ sung thêm biểu thị bằng âm thanh.
Các quá trình tự động kiểm tra, tự động hiển thị kết quá kiểm tra trong quá trình thành lập và giải khoá đường chạy được thực hiện qua chức năng tự động của các thiết bị thành phần của hệ thống thiết bị tập trung điện khí xảy ra sau khi người chi huy chạy tàu ấn nút điều khiển trên bàn điều khiển tại trung tâm chỉ huy chạy tàu của ga.
Các thiết bị tín hiệu khác như thiết bị tín hiệu đường ngang, thiết bị tín hiệu đầu máy và dừng tàu tự động, thiết bị điều độ kiềm tra và giám sát đoàn tàu, thiết bị đo kiểm... Mỗi thiết bị trong hệ thống các thiết bị vừa nêu có các chức năng công dụng đặc biệt để góp phần đâm bảo an toàn chạy tàu.
Ví dụ: Mạch điện đường ray nhằm kiểm tra sự thanh thoát hay bị chiếm dụng của các khu đoạn đường trong ga và khu gian. Mạch điện đường ray tham gia vào hầu hết các hệ thống thiết bị nêu trên. Mạch điện đường ray làm việc ở 5 trạng thái: bình thưởng, phân mạch, kiểm tra, đoản mạch đầu nguồn và tín hiệu đầu máy. Rơ le mạch ray tham gia vào các mạch điện quay ghi, nhằm không cho phép quay ghi khi phân khu mạch điện đường ray có ghi đó bị chiếm dụng; mỗi mạch điện đường ray đóng vai trò là một thành phần đường chạy: nó cản trở không cho thành lập đường chạy khi có một thành phần bị chiếm dụng (tạo điều kiện để gạt bỏ đường chạy đối địch). Mạch điện đường ray của đóng đường tự động ngoài chức năng kiểm tra sự thanh thoát và hoàn thiện của phân khu đường, còn đảm nhiệm việc truyền tín hiệu khu gian ngược hướng tàu chạy cho các cuộn cảm ứng thu của hệ thống tín hiệu đầu máy.
Gần đây người ta sử dụng các thiết bị đếm trục có công năng tương tự như mạch điện đường ray trong vai trò kiểm tra sự thanh thoát của các đoạn đường; tự động hiển thị, thông báo các trạng thái của các khu đoạn đường về đài điều khiển.
Máy quay ghi động cơ điện: động cơ điện kéo trong các máy quay ghi động cơ điện có chức năng chuyển dịch lưỡi ghi hoặc tập hợp các lưỡi ghi của một bộ ghi từ vị trí này sang vị trí phù hợp với đường chạy được xác định. Máy quay ghi động cơ điện có thanh kiểm tra: thanh này tự động kiểm tra độ khít của lưỡi ghi với ray cơ bản loại bỏ việc kiểm tra độ khít của lưỡi ghi với ray cơ bản bằng mắt người gác ghi như quy định hiện hành. Việc tự động kiểm tra độ khít lưỡi ghi không phải chỉ có ý nghĩa trong việc nâng cao trình độ văn minh lao động đối với nhân viên tổ chức
chỉ huy chạy tàu mà chính là đảm báo việc lưỡi ghi khít vào ray cơ bản là điều kiện quyết định có thể lập được đường chạy hay không, có thể mờ được tín hiệu tương ứng với đường chạy được hay không trong mối quan hệ liên khoá giữa ghi, tín hiệu đường chạy. Trường hợp mạch điện kiểm tra không nối thông, không có biểu thị trạng thái ghi: ghi ở vị trí lơ lửng (ghi bị chè) lúc đó chuông báo chẻ ghi sẽ tự động kêu, yêu cầu điện vụ giải quyết trở ngại chẻ ghi. Các ghi trong điện khí tập trung được quay bằng động cơ điện đều được liên khoá (khoá liên động).
Chuông cảnh báo trong hệ thống thiết bị chống ngủ gật tự động kêu khi tài xế theo chu kỳ thời gian quy định không ấn nút cánh giới chứng tỏ mình thức (không ngủ gật)l đèn tín hiệu tự động bật sáng nhấp nháy cùng với chuông kêu khi tàu chạy với tốc độ vượt quá tốc độ quy định; nếu sau khi báo động 5 - 7 giây mà tài xế vẫn không giảm tốc độ xuống dưới mức tốc độ cho phép thì thiết bị tự động xả van hãm cưỡng bức bắt tàu dừng lại. Người ta gọi đó là "hãm trừng phạt" vì tàu đã vượt tốc độ quy định hoặc vượt qua tín hiệu dừng.
Khi các thiết bị tín hiệu đầu máy tự động và dừng tàu tự động phát triển, trở thành các thiết bị của hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ tàu chạy (bao gồm các quá trình tự động đo được tốc độ tức thời của đoàn tàu, so sánh với tốc độ cho phép cho trước ghi trong biểu đồ điện tử) để có được sự điều chỉnh tốc độ cần thiết cho phù hợp với tình hình thực tế.
Một số thiết bị khác của hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ tàu chạy còn thực hiện chức năng bổ sung thông tin về trạng thái đường, về vị trí tương đối của các đoàn tàu trên khu đoạn với nhau, về những điều kiện mới phát sinh như sức gió đường trơn hay sạt lở tương ứng với mức độ tốc độ khác với tốc độ cho trước trong biểu đồ chạy tàu điện tử để có đối pháp kịp thời qua hệ thống máy tính trên đầu máy. Những thiết bị tự động điều chỉnh tốc độ chạy tàu là rất cần thiết cho chế độ tàu chạy trên đường sắt cao tốc.
Mỗi thiết bị tín hiệu có hai chức năng chủ yếu là góp phần đảm bảo an toàn chạy tàu và nâng cao năng lực thông qua. Có nhiều trường hợp phải xây dựng các hệ thống thiết bị tín hiệu chỉ vì chức năng chủ yếu thứ nhất của nó: đó là khả năng đảm bảo an toàn chạy tàu còn việc góp phần nâng cao năng lực thông qua của hệ thống thiết bị không đáng kể.
Vì liên quan đến an toàn chạy tàu nên khi xảy ra trở ngại thì thiết bị tín hiệu không gây ra nguy hiểm đến an toàn chạy tàu. Kỹ thuật thực hiện nguyên tắc trở ngại trở về an toàn được gọi là kỹ thuật về trở ngại - an toàn cần được bảo đảm đối với thiết bị tín hiệu... tự động hoá quá trình thao tác điều khiển chỉ huy chạy tàu tiến tới tự động điều chỉnh tốc độ tàu chạy nhằm tiến tới trang bị những thiết bị hiện đại cho đầu máy tự động kéo tàu là hưởng tương lai của ngành đường sắt.
Tạp chí GTVT 8/2007