Đường sắt Hà Lan ứng dụng IoT để giảm nạn ùn tắc

Ùn tắc giao thông là vấn đề nhức nhối của các đô thị lớn trên thế giới, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đối với những người đi làm, cả bằng ô tô riêng cũng như những phương tiện giao thông công cộng. Trong trường hợp thứ hai, chính bản thân hành khách cũng đang tạo ra sức ép lớn. Tuy nhiên, tại các ga tàu ở Hà Lan, Internet của vạn vật (IoT) đang được ứng dụng để giải quyết sự ùn tắc này.

Hà Lan là một quốc gia nhỏ nhưng có dân cư đông đúc, với diện tích khiêm tốn chỉ 41.500 km2 nhưng số lượng người sinh sống và làm việc tại đây lên tới hơn 17 triệu. Hầu hết trong số này - khoảng 7 triệu người - tập trung ở chùm đô thị gọi là Randstad. Đây là một chùm các đô thị tách biệt nhau về mặt không gian theo dạng hình móng được hình thành bởi bốn thành phố lớn nhất của Hà Lan là: Amsterdam, The Hague, Rotterdam và Utrecht. Việc đi lại trong khu vực này, bằng xe ô tô hoặc tàu, thường gây khó chịu cho người dân.

Triển khai thành phố thông minh bắt đầu tại các nhà ga

Amsterdam luôn được xếp hạng là một trong những thành phố “bận rộn” trên thế giới với lượng người đi và đến rất đông. Do tình trạng tắc nghẽn giao thông thường xuyên ở Randstad, cũng như bản chất lịch sử của thành phố Amsterdam, luồng lưu lượng này được chuyển dịch một phần thành lưu lượng ô tô. Ngoài ra, các phương tiện giao thông công cộng chính là sự lựa chọn phổ biến nhất cho người dân và khách du lịch. Điều này dẫn đến sự cần thiết một lượng lớn người để điều hướng trên đường phố, tại các trạm xe điện, bến xe buýt và nhà ga. Trong khi đó, các nhà quy hoạch đô thị lại muốn quản lý hiệu quả những luồng giao thông này và giảm tình trạng tắc nghẽn.

Chính vì vậy, Công ty Đường sắt quốc gia Hà Lan Nederlandse Spoorwegen (NS) đã đưa ra giải pháp để giải quyết vấn đề này. Theo đó, NS giám sát và điều hướng hành khách trong các nhà ga của mình tại các thành phố. Việc chuyển đổi từ vé in giấy sang thẻ chip nhựa dùng cho vận tải công cộng ở Hà Lan đã mở ra khả năng giám sát sự di chuyển của hành khách. Việc sử dụng phổ biến điện thoại thông minh, công nghệ cảm biến chi phí thấp và ứng dụng IoT thông minh đã giúp việc này trở nên khả thi hơn.

Thách thức

Khả năng giám sát lưu lượng thông minh không chỉ đơn giản là giám sát kế hoạch đi lại của người dân mà còn được áp dụng trong việc di chuyển của hành khách tại các ga tàu, trong đó bao gồm nhiều yếu tố ngoài lối vào và các nền tảng. Hiện nay, hầu hết các ga tàu hiện đại đều có cổng kiểm tra, hành lang và đường hầm, kết nối các đường tắt, cũng như một loạt các cửa hàng, quán ăn nhẹ, nhà hàng. Tất cả đều chuyển đổi thành các loại khác nhau cho hành khách, mỗi loại đều có tuyến đường tối ưu riêng. Điều này được thể hiện rõ ràng trong dự án đầu tiên tại một ga tàu ở Leiden, gần The Hague. Động lực thúc đẩy dự án là yêu cầu cung cấp kiểm tra dựa trên thẻ chip từ tại các lối vào, ra đối với những hệ thống giao thông công cộng. Trước đó, từ năm 2007, trạm trung tâm của Leiden đã được trang bị tính năng thẻ chip, tức là trước thời điểm vé nhựa là bắt buộc và vé giấy vẫn đang được phát hành.

Giống như nhiều trạm tàu khác ở Hà Lan, ga Leiden Centraal không chỉ là điểm đến đối với các hành khách. Đây cũng là một điểm giao cắt lớn giúp người dân di chuyển từ một khu vực của thành phố này sang khu vực khác, thông qua đường hầm dành cho người đi bộ của ga. Bởi vậy, yêu cầu kiểm tra thẻ chip tại lối vào/ra dẫn tới tiềm năng gây cản trở sự đi lại của người dân. Và điều đó có thể khiến hành khách đi tàu bị trễ tuyến mong muốn. Do đó, Hội đồng thành phố cùng với NS đã quyết định đánh giá lại hiệu quả sử dụng các ga này.

Giám sát hành khách qua bluetooth, Wi-Fi và các cảm biến hồng ngoại

NS đã làm việc với công ty tư vấn và kỹ thuật Hà Lan Royal Haskoning DHV và chuyên gia Đan Mạch Blip Systems để xây dựng nhà ga thông minh (Smart Station). Khái niệm này bao gồm một hệ thống đo lường tiên tiến được phát triển đặc biệt cho NS và các ga đường sắt của công ty. Hệ thống thông minh này có nhiều ưu điểm vượt trội, chứ không đơn thuần là kiểm soát vào, ra thông qua thẻ chip bởi phương pháp tiếp cận hạn chế này chỉ cung cấp thông tin chi tiết về số người đến và đi từ nhà ga cũng như thời gian họ ở bên trong.

Nhà ga thông minh sử dụng một phương thức khác để đánh giá lưu lượng, mức đông đúc và các tuyến đường thuộc quản lý của NS. Sự kết hợp của các bộ cảm biến hồng ngoại, bluetooth, Wi-Fi giúp ánh xạ vị trí và sự di chuyển của hành khách tại các ga. Bộ cảm biến hồng ngoại ban đầu đếm số lượng người trong trạm, sau đó các cá nhân được giám sát bằng cách sử dụng các địa chỉ (MAC - Media Access Control) duy nhất của các thiết bị được kết nối bluetooth và Wi-Fi của họ.

Vị trí chiến lược của các cảm biến thu thập dữ liệu giúp giám sát chính xác hành khách và tuyến đường của họ tại một ga cụ thể. Tuy nhiên, không phải thiết bị nào cũng được tích hợp Bluetooth và/ hoặc Wi-Fi, hoặc kích hoạt chức năng không dây, nhưng cơ bản việc đếm bằng bộ cảm biến hồng ngoại giúp giải quyết vấn đề này thông qua quét kênh.

Những quan ngại về tính riêng tư

Tuy nhiên, khi triển khai hệ thống này, nhiều người dân bày tỏ những lo ngại liên quan tới tính riêng tư. Hãng vận tải NS, công ty quản lý phương tiện ProRail và công ty Royal HaskoningDHV cho biết họ đã bỏ nhiều công sức trong việc đảm bảo tính riêng tư thông qua thiết kế. Các cố vấn chuyên môn và các chuyên gia pháp lý đã tham gia ngay từ giai đoạn đầu của việc hiện thực hóa các nhà ga thông minh.

Dữ liệu thu thập được ẩn dấu và tính riêng tư được bảo vệ trên ba mức:

• Mức kỹ thuật: Bằng cách sử dụng một hàm băm một chiều cho dữ liệu nhạy cảm riêng tư như địa chỉ MAC;
• Mức quy trình: hạn chế thời gian lưu trữ dữ liệu;
• Mức tổ chức: bằng cách giáo dục và đào tạo nhân viên đồng thực thực hiện kiểm toán thông tin định kỳ.

Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào, nhân viên bảo mật của NS có thể dừng toàn bộ hệ thống cho đến khi các vấn đề được giải quyết.

Thông qua dữ liệu thu thập để cải thiện việc đi lại

Dự án đầu tiên tại Leiden đã cung cấp những thông tin chi tiết có giá trị trong việc giám sát. Dựa trên kết quả đánh giá này, đám đông hành khách tại ga Leiden Centraal được chia thành 3 loại: hành khách đến và đi tàu; khách sử dụng các cửa hàng giảm giá và cửa hàng ăn uống; Và người đi bộ đi xuyên qua ga bởi đây là tuyến đường nhanh nhất đến đích của họ.

Cách tiếp cận này đã giúp các nhà quản lý kiểm soát định lượng các tuyến đường khác nhau xung quanh nhà ga. Mặt khác, nó cũng cung cấp thông tin thực tế cho NS để thảo luận với hội đồng thành phố và các bên liên quan về các dòng lưu lượng giao thông đến và đi từ nhà ga. Mặt đường, lối đi xe đạp, đèn giao thông và bãi đậu xe đạp,… tất cả đều tạo thành một phần của hệ sinh thái giao thông rộng lớn hơn xung quanh nhà ga thông minh.

Sau đó, dự án ở Leiden được tiếp tục phát triển và mở rộng sang các ga đường sắt lớn hơn và “bận rộn” hơn, bao gồm các ga tàu trung tâm của Amsterdam và Utrecht trong đó mỗi ga có hơn một phần tư triệu người qua lại mỗi ngày.

Theo báo cáo của NS, dữ liệu thu thập được từ các hệ thống này đã hỗ trợ rất lớn trong việc điều chỉnh thiết kế các nhà ga cũng như các công trình xây dựng và mở rộng được quy hoạch.