Phát triển hệ thống chiếu sáng cho các thành phố thông minh

Các hệ thống chiếu sáng công cộng trong sự phát triển công nghệ

Với ảnh hưởng sâu rộng của trí tuệ nhân tạo, cuộc sống hàng ngày của chúng ta đang từng bước thay đổi. Việc ứng dụng Internet của vạn vật (IoT) đã dần trở nên phổ biến trong cuộc sống hiện tại. Dường như mọi thứ đều có thể được kết nối và sẽ được kết nối. Các thiết bị thông minh cá nhân không còn phải là phương tiện duy nhất giúp con người tham gia kết nối. Thậm chí, các cơ sở hạ tầng công cộng cũng được kết nối giống như những công nghệ mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Trong đó, hệ thống chiếu sáng công cộng hiện đang được đặc biệt quan tâm. Cải thiện và giảm thiểu chi phí cho hệ thống này đang là vấn đề bức thiết, đặc biệt là trong tình hình thiếu hụt điện năng. Mặt khác, các hệ thống chiếu sáng cũng hoạt động thiếu hiệu quả. Vào buổi tối từ 22h, khi mà lượng phương tiện tham gia giao thông ít đi thì hệ thống chiếu sáng vẫn duy trì như lúc cao điểm, gây ra sự lãng phí không hề nhỏ. Vì vậy, đổi mới hệ thống này hướng tới một tương lai bền vững là rất cần thiết.

Theo dự báo của Northeast Group, LLC – một công ty nghiên cứu thị trường chuyên về cơ sở hạ tầng thông minh có trụ sở tại Washington DC (Mỹ), cả thế giới hiện sẽ có khoảng 359 triệu đèn đường vào năm 2025. Chiếu sáng công cộng đang trải qua giai đoạn thay đổi sâu sắc khi đèn đường công nghệ cũ dần được thay thế bằng đèn LED và các hệ thống chiếu sáng có kết nối. Dự báo đến năm 2026, đèn LED và hệ thống chiếu sáng có kết nối sẽ chiếm lần lượt 89% và 42% thị phần thị trường chiếu sáng công cộng.

Trong xu thế phát triển đô thị thông minh, bền vững, nhiều thành phố trên khắp thế giới đã triển khai hàng loạt dự án đổi mới công nghệ đèn đường ở quy mô lớn. Từ tháng 9/2014, thủ đô Madrid của Tây Ban Nha đã tiến hành thay mới 225.000 bộ đèn LED để thực hiện chiến lược “thông minh hóa” Madrid. Ngay sau đó, đầu năm 2015, Szczecin - một thành phố nhỏ của Ba Lan cũng “LED hóa” 5.000 đèn chiếu sáng công cộng, một nửa số này được vận hành từ xa bằng một phần mềm quản lý chiếu sáng thông minh. Các bộ đèn này được kết nối không dây với nhau và được quản lý từ xa trên màn hình máy tính hoặc điện thoại di động, được lập trình sẵn thời gian bật tắt, tăng, giảm sáng và các chức năng thông minh khác. Việc triển khai các hệ thống này không chỉ đảm bảo cung cấp chất lượng ánh sáng tốt hơn, an toàn giao thông được cải thiện mà còn tiết kiệm chi phí điện năng, giảm thải khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường, xây dựng đô thị văn minh, hiện đại.

Tích hợp nhiều chức năng trong hệ thống chiếu sáng

Việc ứng dụng rộng rãi các hệ thống chiếu sáng này sẽ tạo tiền đề quan trọng phát triển đô thị thông minh và mang lại nhiều lợi ích. Ngoài việc chiếu sáng, nó còn có thể thu thập dữ liệu và hoạt động như hệ thống cảm biến đô thị, được quản lý thông qua sự điều khiển thông minh trong IoT.

Thực tế, các hệ thống chiếu sáng được kết nối có thể được chuyển đổi từ cung cấp ánh sáng để trở thành điểm thu thập thông tin. Mỗi bộ đèn đường có thể thu thập dữ liệu về môi trường xung quanh như lưu lượng của phương tiện giao thông, chất lượng không khí, đám đông và rủi ro bảo mật, mức tiêu thụ năng lượng, chất thải và các yếu tố quan trọng khác.

Cột đèn đường tại Singapore được trang bị công nghệ cảm biến và camera giám sát để tăng cường an ninh

Tại Singapore, một dự án đang được chính phủ nước này triển khai là biến “mỗi cột đèn đường trở thành một cột đèn thông minh” được trang bị công nghệ cảm biến và camera giám sát để tăng cường an ninh. Theo kế hoạch, tất cả các cột đèn ở Singapore sẽ trở thành một thiết bị có thể truyền tải thông tin thu được từ các camera giám sát và các cảm biến trên toàn quốc. Mạng lưới các cột đèn được kết nối sẽ tạo thành xương sống của hệ thống cảm biến quốc gia thông minh (SNSP - Smart Nation Sensor Platform), mà sử dụng các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích, ví dụ như cảnh quay video được thu thập bởi các cơ quan chính phủ khác nhau. Dữ liệu thu được có thể được sử dụng để phát hiện các bất thường và dự đoán các tình huống như tắc nghẽn giao thông.

Còn tại Hoa Kỳ, công nghệ không dây 4G LTE đã được kết hợp với đèn chiếu sáng tiết kiệm năng lượng LED ở đường phố Los Angeles để cải thiện dịch vụ di động cho người dân, và dự kiến sẽ còn tích hợp thêm các công nghệ mới trong tương lai. Ví dụ, thành phố Los Angeles đang thử nghiệm các bộ đèn đường được trang bị các bộ cảm biến tích hợp, có thể phát hiện tiếng súng và các tiếng ồn khác để tăng cường an toàn công cộng và có thể phát triển để nhận biết ô nhiễm không khí và động đất.

Tại Đông Nam Á, hệ thống chiếu sáng đường phố được kết nối là một phần cốt lõi trong cấu trúc cơ sở hạ tầng của các thành phố Jakarta và Melaka, Indonesia trong lộ trình chuyển đổi hướng tới trở thành thành phố thông minh. Tại Jakarta, gần 90.000 bộ đèn đã được thay thế bằng đèn LED tiết kiệm năng lượng được kết nối với hệ thống quản lý ánh sáng thông minh dựa trên đám mây. Còn tại thành phố Melaka, như một phần của Kế hoạch hành động thành phố xanh (Green City Action Plan) Melaka, việc quản lý hệ thống chiếu sáng đường phố được kết nối đã được thực hiện tại các khu trung tâm Bandaraya Melaka và các tuyến giao thông chính vào thành phố. Mỗi bộ đèn được kết nối và dữ liệu về hiệu năng sẽ được gửi qua mạng hiện có tới cơ quan quản lý chiếu sáng của thành phố. Dữ liệu sẽ cho phép các quan chức thành phố giám sát cơ sở hạ tầng của thành phố một cách hiệu quả theo từng khu vực.

Có thể thấy, khả năng tích hợp với các cơ sở hạ tầng hiện có sử dụng các giao diện chuẩn sẽ mở ra giúp các thành phố triển khai các ứng dụng mới một cách nhanh chóng, cho phép các thành phố và người dân bắt nhịp với sự phát triển của công nghệ trong tương lai. Một hạ tầng chiếu sáng được kết nối, như là một nền tảng cho việc thu thập dữ liệu, còn có thể tạo ra những trải nghiệm thú vị trong hoạt động hàng ngày. Ví dụ, các thiết bị chiếu sáng trong các cửa hàng có thể được tích hợp kèm các bộ cảm biến bên trong để có thể thu thập dữ liệu về người tiêu dùng và phân tích (như thời điểm nào trong ngày khách hàng có nhiều khả năng ghé thăm cửa hàng). Các cảm biến này cũng có thể phát hiện điện thoại thông minh của người mua sắm để cung cấp các dịch vụ gia tăng như bản đồ các cửa hàng, thông báo về các chương trình khuyến mại mà khách hàng có thể quan tâm, hỗ trợ mua sắm cá nhân…

Trong tương lai gần, các văn phòng có thể vận hành các hệ thống chiếu sáng được kết nối phù hợp với sở thích cá nhân hoá của từng nhân viên về việc thiết lập ánh sáng và nhiệt độ. Khoảng 90% chi phí hoạt động hiện nay của một doanh nghiệp là liên quan nhân viên. Khi có thể kiểm soát môi trường làm việc của từng nhân viên, chúng ta sẽ có các giải pháp nâng cao năng suất, mức độ thoải mái của nhân viên, mức độ tập trung và sự sáng tạo,...