Những đột phá mới của giao thông thông minh

Khi thời đại của xe hơi tự lái đến gần, đã có nhiều cuộc thảo luận về tương lai của hệ thống giao thông thông minh. Giao thông thông minh ngày nay được sử dụng rất nhiều và các thành phố thông minh trên khắp thế giới đang áp dụng các giải pháp IT để giải quyết các vấn đề như điều hướng ô tô, hệ thống điều khiển tín hiệu đèn giao thông, giám sát giao thông thời gian thực và bãi đỗ thông minh. Nhu cầu mỗi giải pháp là mạnh mẽ ở cả thị trường phát triển và mới nổi, như một nghiên cứu gần đây do INRIX - một công ty phân tích xe hơi ước tính, chi phí tắc nghẽn giao thông ở riêng ba nước Mỹ, Anh và Đức có tổng cộng là 461 tỷ đô la năm 2017. Một số thành phố đông dân trên thế giới như Jakarta - Indonesia, Bogota - Colombia và Lagos - Nigeria đang thiếu hạ tầng cơ sở giao thông. Do đó, có một động lực mạnh mẽ cho các nhà điều hành thành phố thông minh để triển khai các hệ thống giao thông thông minh cả ở các thị trường mới nổi và đã phát triển.

Lợi ích của Con đường thông minh và Cơ sở hạ tầng thông minh

Có nhiều loại thiết bị hỗ trợ công nghệ đường thông minh: cảm biến tốc độ, cảm biến âm thanh, camera quan sát IP, đèn giao thông thông minh, hệ thống giám sát tình trạng/thời tiết và biển báo kỹ thuật số. Khi các thiết bị này thu thập và phân tích dữ liệu theo thời gian thực, các thành phố có thể nhận ra một số lợi ích:

Đường phố ít tắc nghẽn hơn. Một người dân Hoa Kỳ trung bình có thể tiêu tốn 99 giờ và 1.377 đô la mỗi năm do tắc nghẽn. Công nghệ đường thông minh có thể theo dõi các phương tiện và điều chỉnh đèn giao thông khi có ít hoặc không có xe ô tô đến gần, giúp ngăn chặn tình trạng tắc đường. Điều này có thể giúp tài xế và hành khách tiết kiệm 9,4 giờ mỗi năm.

Cải thiện giao thông và an toàn cho người đi bộ. Các giải pháp giám sát giao thông được hỗ trợ bởi thị giác máy tính có thể phát hiện các phương tiện, người đi bộ và người đi xe đạp để giúp thực hiện các biện pháp an toàn. Trong trường hợp xảy ra va chạm hoặc phạm tội trên đường phố, các thiết bị thông minh có thể cảnh báo ngay lập tức cho những người ứng cứu đầu tiên.

Tăng cường bãi đậu xe và thu phí điện tử. Tính năng thu phí điện tử giảm ùn tắc bằng cách sử dụng tính năng nhận dạng biển số và theo dõi phương tiện để tự động thu phí cầu đường và đường cao tốc - tất cả mà không làm cho các phương tiện dừng lại hoặc giảm tốc độ.

Bằng cách gửi dữ liệu chọn lọc lên đám mây để phân tích theo thời gian, các thành phố có thể cải tiến liên tục trong quản lý giao thông, bảo trì đường bộ và chất lượng môi trường, như xác định các khu vực có vấn đề, phát hiện các giao lộ hoặc mạng lưới có tỷ lệ va chạm cao giữa các phương tiện hoặc người đi bộ. Điều này giúp các thành phố xác định xem địa điểm có được hưởng lợi từ biển báo nhường đường hay dừng, lối sang đường dành cho người đi bộ hoặc đèn giao thông.

Cơ sở hạ tầng thông minh có thể giúp giảm lượng khí thải carbon từ giao thông hàng ngày bằng cách tối ưu hóa lưu lượng giao thông để tránh động cơ chạy không tải. Các thành phố cũng có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm bằng cách tìm hiểu vị trí đặt trạm sạc xe điện tốt nhất.

Tối ưu hóa Cloud - Đám mây để tăng cường hệ thống giao thông

Điện toán đám mây sẽ là cốt lõi của hệ thống giao thông thông minh, khi chính phủ và cơ quan địa phương cần thông tin thời gian thực để đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác liên quan đến mạng lưới giao thông.

Thành phố Lisbon - Bồ Đào Nha gần đây đã ký hợp đồng với NEC để cung cấp Trung tâm Điều hành thành phố Đám mây, xem như một phần của Trung tâm Điều hành tích hợp dịch vụ Chính quyền của thành phố. Hệ thống này cho phép các cơ quan chính phủ ở Lisbon nhận và trực quan hóa thông tin thời gian thực về một số điều kiện của thành phố thông qua cảm biến IoT. Do đó, chính quyền địa phương có thể hình dung tình trạng như tắc đường và đỗ xe trái phép trong thời gian thực và thực hiện hành động khắc phục. Trong tương lai, hệ thống này còn được tích hợp AI để nâng cao tính tự chủ và hiệu quả.

Hầu hết hệ thống giao thông thông minh ngày nay vẫn dựa trên phần cứng, không cho phép giao tiếp theo thời gian thực về các điều kiện, nhưng một khi ô tô tự lái trở thành xu hướng chủ đạo, điện toán đám mây sẽ là yêu cầu bắt buộc đối với hệ thống giao thông thông minh và Lisbon đang là hoa tiêu.

Thành phố Toronto, Canada gần đây đã bắt tay vào tầm nhìn tích cực của mình về một thành phố thông minh cho một cộng đồng thông minh Quayside được quy hoạch dọc theo bờ sông. Dự án tổng thể là một nỗ lực đầy tham vọng nhằm tạo ra một thành phố theo hướng dữ liệu được hỗ trợ bởi một số công nghệ và giao thông thông minh là một tính năng chính của dự án. Trong khu vực 12 mẫu Anh, các phương tiện cá nhân sẽ bị cấm hoàn toàn. Tất cả các phương tiện trên đường sẽ tự động và hàng hóa được vận chuyển thông qua robot vận chuyển hoạt động trong các đường hầm dưới lòng đất. Cảm biến IoT được lắp đặt vỉa hè để giám sát lưu lượng người đi bộ, đảm bảo an toàn theo thời gian thực khi đi qua đường. Các camera sử dụng AI sẽ hướng dẫn luồng giao thông và tất cả thông tin được lên kế hoạch để giao tiếp với người đi bộ bằng một ứng dụng.

Starling của Umbrellium cho thấy ngay cả những con phố đông đúc nhất cũng có thể an toàn cho người đi bộ như thế nào. Với sự trợ giúp của đèn LED được lắp đặt trên mặt đường, cũng như camera theo dõi mọi đối tượng và người di chuyển trên đó, con đường sau đó còn hiển thị màu sắc băng qua thích hợp cho người đi bộ và phương tiên trong thời gian thực. Phần băng qua đường tương tác dành cho người đi bộ này cũng bao gồm đèn cảnh báo dành cho những người mất tập trung khi đến quá gần các phương tiện đang di chuyển hoặc để người lái xe tránh một đứa trẻ đang tham gia giao thông.

Tại Singapore, Hệ thống Giao thông Thông minh (ITS) tối đa hóa hiệu quả mạng lưới đường bộ và quản lý luồng giao thông bằng cách tổng hợp dữ liệu giao thông trong thời gian thực. Thông tin này mang lại lợi ích hai mặt: họ có thể giám sát và quản lý lưu lượng truy cập tốt hơn và phổ biến thông tin chính xác cho công chúng qua các chương trình phát thanh, điện thoại thông minh và trang web. Sau đó, người lái xe có thể quyết định lựa chọn con đường đi tốt nhất để tránh các khu vực tác nghẽn và nguy hiểm.

Tháng 3/2020, Bộ Giao thông Vận tải Indonesia đệ trình kế hoạch phát triển hệ thống giao thông thông minh tại thủ đô mới Penajam Paser Utara, Đông Kalimantan theo hướng tập trung vào hạng mục thân thiện với môi trường, với tổng chi phí lên đến gần 700 triệu đô la.

Châu Á còn có tâm điểm giao thông công cộng tuyệt vời khác là Seoul, Hàn Quốc, thậm chí chắc chắn vượt trội so với phần còn lại. Mạng lưới tàu điện ngầm ở đây có hệ thống thanh toán thông minh, 5G và Wi-Fi. Hơn hết, tàu điện ngầm kiểm soát nhiệt độ và có bộ phận làm ấm chỗ ngồi. Các ga tàu điện ngầm được trang bị thiết bị đầu cuối kỹ thuật số để hành khách có thể tra cứu tuyến đường tốt nhất cho hành trình.

Nhưng điều thực sự khác biệt ở Seoul là thậm chí một số nhà ga thậm chí còn có các cửa hàng tạp hóa ảo. Chúng có những bức tường trông giống như kệ cửa hàng, trưng bày hình ảnh và giá cả của các sản phẩm thông thường. Mỗi bảng hiệu bao gồm một mã QR, người tiêu dùng mua sắm bằng cách quét sản phẩm và đơn đặt hàng của họ được giao đến nhà hoặc văn phòng của họ ngay trong ngày.

Giao thông thông minh hướng tới mục tiêu cuối cùng là giảm thiểu tác động môi trường và biến đổi khí hậu. Trong "Kế hoạch phục hưng nước Pháp 2030", quốc gia này sẽ đầu tư vào công nghệ mới với mong muốn trở thành quốc gia châu Âu đầu tiên đạt được mức độ trung tính carbon năm 2050. Để thực hiện, Pháp ưu tiên vào giao thông vận tải và di chuyển bền vững, đặt cược vào các loại xe và máy bay. Trong khi mục tiêu của châu Âu là giảm 37,5% lượng khí thải vào năm 2030, Pháp có kế hoạch vượt mục tiêu của EU năm 2050. Kể từ năm 2013, chính phủ Pháp đã khuyến khích sử dụng xe điện và hybrid ở cả hai và bốn bánh. Có hơn 250.000 xe chở khách chạy điện trên các con đường của Pháp và khoảng 70.300 xe chở khách chạy điện plug-in-hybrid. Thị trường xe đạp điện đang bùng nổ và xe buýt ở các thành phố lớn đã chuyển từ 100% động cơ diesel sang động cơ hybrid.

Để hỗ trợ sáng kiến xe điện, Pháp lên kế hoạch lắp đặt bảy triệu điểm sạc cho hybrid và xe điện vào năm 2030 thông qua quan hệ đối tác với OEM, nhà cung cấp năng lượng và cung cấp hạ tầng trạm sạc, trong bối cảnh dự án IPCEI toàn châu Âu gần đây đã được khởi động để phát triển pin nhiên liệu, bồn chứa và vật liệu cho phép phát triển phương tiện chạy bằng hydro.

Tháng 7/2020, chính phủ Pháp công bố gói tài chính để thúc đẩy ngành hàng không vũ trụ nước này. Trong gói lớn hơn 1,5 tỷ euro đến cuối năm 2022 để tăng tốc phát triển một loại máy bay "xanh" mới chạy bằng động cơ hybrid, điểm nhấn sẽ được nhấn mạnh: tiết kiệm tới 30% nhiên liệu, với khả năng đốt cháy 100% nhiên liệu sinh học, và sau đó chuyển sang hydro làm nhiên liệu chính. Những công nghệ này sẽ phục vụ sự phát triển của phương tiện di chuyển trong tương lai và đặc biệt là sự phát triển của các phương tiện được kết nối và tự hành.

Các tập đoàn công nghệ lớn đã tự điều hướng để triển khai giải pháp thiết thực hơn phục vụ cho con người. Tại Áo, nhờ giải pháp Đường Kết nối của Cisco do Tập đoàn Tài chính Cao tốc (ASFiNAG) nước này đầu tư, sự kết hợp của IoT và cảm biến bên đường, một tuyến đường cao tốc được thiết kế để tự giám sát, gửi thông tin cho người lái xe và dự đoán giao thông để đảm bảo các làn đường không bị tắc nghẽn. Bern Datler, Giám đốc điều hành của công ty thu phí của ASFiNAG cho biết: "Chúng tôi đã kết nối hơn 70.000 cảm biến và 6.500 camera giao thông qua mạng cáp quang. Điều này giúp cho chúng tôi nhận được những phản hồi trực tiếp kịp thời cũng như cung cấp cho người lái xe thông tin cập nhật", từ đó cải thiện lưu lượng giao thông, giảm các sự cố bên đường và cung cấp cái nhìn tập trung về hệ thống đường cao tốc.

Việc tăng cường đầu tư vào các dự án thành phố thông minh dự đoán sẽ mở ra những con đường mới cho giao thông thông minh. Ngoài ra, chính phủ đang gia tăng tập trung vào việc giảm phát thải khí nhà kính và hạn chế mức độ báo động của tắc nghẽn giao thông được dự đoán sẽ thúc đẩy tăng trưởng ngành trong vài năm tới.

5G tạo sự đột phá cho giao thông thông minh

5G cũng được kỳ vọng là tạo ra sự đột phá cho giao thông thông minh và một trong những thay đổi quan trọng nhất là có thể giúp cho lực lượng lao động đến văn phòng nhanh hơn nhiều. Lịch trình và công nghệ lỗi thời, hệ thống đèn chiếu đường không hợp lý đã làm cho người lái xe điều tiết tốc độ ở mức độ giảm, khiến cho việc di chuyển lâu hơn bình thường, chưa kể còn tốn xăng hơn do phải dừng đèn đỏ nhiều hơn.

Theo một nghiên cứu năm 2018 của Grand View Research, Inc, quy mô thị trường giao thông thông minh toàn cầu ước tính đạt 285,12 tỷ đô la năm 2024. Số lượng phương tiện giao thông trên đường ngày càng tăng và cơ sở hạ tầng giao thông hiện có không hiệu quả được cho là cơ sở thúc đẩy nhu cầu về hệ thống quản lý. Các sáng kiến thuận lợi của chính phủ để xây dựng cơ sở hạ tầng tốt hơn và vận hành trơn tru các hệ thống giao thông hiện có được kỳ vọng sẽ thúc đẩy tăng trưởng ngành. Bắc Mỹ, châu Á Thái Bình Dương và châu Âu chiếm hơn 80% thị phần hệ thống giao thông thông minh toàn cầu trong giai đoạn dự báo.

Công nghệ 5G có thể thay đổi tất cả điều này bằng cách cho phép đèn giao thông nhận dữ liệu thời gian thực về các kiểu giao thông từ máy ảnh, cảm biến và máy bay không người lái được phân phối khắp thành phố thông minh. Do đó, đèn giao thông sẽ phản ứng nhanh hơn với giao thông thực tế, giảm bớt những điểm dừng không cần thiết do đèn đỏ. Điều này thực sự đã được Đại học Carnegie Mellon thử nghiệm và tìm ra rằng công nghệ này có thể giúp giảm 40% số lần dừng xe, giảm 21% lượng khí thải và 26% đi làm nhanh hơn. Công nghệ tương tự cũng có thể được áp dụng cho giao thông công cộng. Kế hoạch thành phố thông minh của Luân Đôn đưa ra cách thức dữ liệu có thể được sử dụng để lập kế hoạch các tuyến xe buýt bằng cách theo dõi mọi người di chuyển xung quanh Luân Đôn. Dữ liệu được cập nhật cho cư dân thành phố về chất lượng không khí tại địa phương của họ trong thời gian thực.

Ô tô không người lái từ lâu tồn tại trong phim ảnh và truyền hình, nhưng có vẻ như công nghệ 5G sẽ biến giấc mơ thành hiện thực. Vì hệ thống ô tô tự hành đòi hỏi khả năng xử lý dữ liệu đáng kinh ngạc và tốc độ tương tự như phản xạ của con người, và 5G có thể đáp ứng điều đó. Các cảm biến được tìm thấy trong xe tự lái cũng tạo ra một lượng dữ liệu chưa từng có, nhưng việc xử lý, phân tích có thể được 5G trợ giúp. Các hãng tên tuổi cũng đang phát triển chip có thể chuyển đổi phương tiện tự hành thành trung tâm dữ liệu di động cho phép những chiếc ô tô này đưa ra các quyết định phức tạp, theo thời gian thực. Khi 5G được áp dụng phổ biến sẽ mở ra khả năng thú vị cho kết nối xe với xe (V2V), xe với mọi thứ (V2X).

Mục tiêu cuối cùng mà công nghệ hỗ trợ phát triển giao thông thông minh là sự phát triển bền vững. Giao thông thông minh và giao thông bền vững là hai lĩnh vực ứng dụng phổ biến của chuyển đổi số giao thông hiện đại. Theo đó, hệ thống giao thông thông minh tức là hệ thống mà ICT được áp dụng trong các hình thái giao thông khác nhau, bao gồm cơ sở hạ tầng, xe cộ, người sử dụng, quản lý giao thông và quản lý di chuyển. Giao thông bền vững đề cập đến các giải pháp công nghệ được áp dụng trong hệ thống giao thông nhằm đóng góp tích cực vào sự bền vững về môi trường, xã hội và kinh tế của cộng đồng mà họ phục vụ trong khi giảm thiểu tác động đến khí hậu./.

Tài liệu tham khảo:

1.https://www.intel.com/content/www/us/en/transportation/smart-road-infrastructure.html

2.https://www.traffictechnologytoday.com/features/feature-how-5g-will-transform-smart[1]transportation-in-cities-in-2021.html

3. https://www.trade.gov/market-intelligence/france-smart-transportation

4.http://bacpress.com/use-the-cloud-system-to-power-the-transportation-system/?lang=en

5. https://www.nec.com/en/global/insights/article/2020022504/index.html

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT số 11/tháng 11/2021)