Vì sao 5G là tương lai giao thông?

Phục vụ nhu cầu đi lại của mọi người là một mục tiêu mà cả thế giới sẽ hướng đến, trong khi đó theo một số ước tính, tốc độ của 5G có thể cao gấp cả trăm lần so với 4G. Với băng thông siêu khủng, công nghệ mạng di động thế hệ thứ 5 được khẳng định là có tiềm năng ứng dụng cực kỳ to lớn, vượt xa những gì mà chúng ta được thấy ở 4G hay các thế hệ trước đó.

Phần Lan từ lâu đã là một "điểm nóng" về sáng tạo, đổi mới ứng dụng công nghệ, viễn thông. Hãy xem câu chuyện về những chiếc cột điện ở Phần Lan....

Vào cuối mùa hè này, trên con đường trải dài 1km từ trụ sở chính của hãng Nokia đến ga xe lửa tại Kera, sẽ có 15 cột đèn giao thông. Điểm đặc biệt là mỗi cột đèn sẽ được trang bị một loạt các cảm biến và anten, cùng với nhau, tất cả tạo ra một mạng lưới 5G cho phép xe buýt tự lái.

Các cột điện này nằm trong dự án LuxTurrim5G do Nokia Bell Labs điều hành. Nếu thành công, hệ thống sẽ tạo thành phần quan trọng của một thành phố thông minh mới gồm 15.000 cư dân ở Espoo mà Nokia hy vọng sẽ được xây dựng trong mười năm tới.

"Những cột điện nếu được sử dụng rộng rãi tại các vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa của Phần Lan, chính quyền có thể ứng dụng camera tích hợp sẵn trên cột điện để khảo sát về môi trường và đưa ra những phản hồi, cảnh báo kịp thời cho những chiếc xe đang lưu thông về nguy cơ va chạm với nai hoặc các loài động vật khác", Pekka Wainio, quản lý dự án tại Nokia Bell Labs, cho biết.

Phần Lan là một ví dụ điển hình về giao thông thông minh 5G

Ngay từ năm 2017, Phần Lan đã có đường thông minh. Con đường này nằm trong hệ sinh thái thử nghiệm công cộng Aurora, được thành lập vào năm 2017. Lúc đó, tuyến đường 21 kéo dài 10km ở phía bắc của đất nước được trang bị các cảm biến. Con đường thông minh đã giúp lái xe giải quyết các vấn đề như sương mù đóng băng và nhiệt độ khắc nghiệt.

Mohsen Mohseninia, Phó chủ tịch phát triển thị trường của Aeris, nhà cung cấp các giải pháp Internet of Things (IoT), cho biết "giao thông 5G là một khái niệm rất gần, chứ không phải là chuyện hoang đường, thiếu thực tế". Trung Quốc và Phần Lan đang phát triển những con đường cao tốc thông minh, chính phủ Anh cũng đang ưu tiên triển khai các dịch vụ 5G.

Vào tháng 5 vừa qua, Thụy Sĩ đã ra mắt mạng 5G, chủ yếu phủ sóng các khu vực đô thị. Trong khi đó, Kế hoạch hành động 5G của Liên minh châu Âu cũng đã vạch ra các chi tiết về cách một thành phố lớn ở mỗi một quốc gia thành viên sẽ có 5G trong năm 2020, và tất cả các mạng lưới giao thông chính đều kết nối 5G vào năm 2025.

Nói về 5G là nói về công nghệ viễn thông độ trễ thấp - đó là độ trễ của các tín hiệu truyền qua Internet. 5G mang lại tốc độ nhanh hơn hàng trăm lần và độ tin cậy cao hơn, Peter Claydon, giám đốc dự án tại Sáng kiến tiên phong 5G AutoAir, cho biết.

Hầu hết dữ liệu trong mạng di động hiện tại được gọi là "downlink", ông giải thích. "Đó là những thông tin về các phương tiện giao thông theo thời gian thực. Với 5G, những thông tin này có khả năng truyền tải từ các phương tiện đến các cơ quan vận tải và nhà sản xuất ô tô", Claydon nói.

Rõ ràng, một trong những ứng dụng được nhắc đến nhiều nhất của 5G chính là cách mạng hóa nhu cầu đi lại của con người. Cụ thể hơn, các nhà sản xuất xe hơi đang hướng đến việc tận dụng sự vượt trội của mạng 5G để hoàn thiện hơn nữa những hệ thống trợ lái. Cơ sở cho mục tiêu vừa nêu nằm ở độ trễ cực thấp giữa khâu ra mệnh lệnh và tiếp nhận. Và như trên đã nói, công nghệ 5G có độ trễ thấp. Nếu như độ trễ của 4G rơi vào khoảng 20 mili giây thì của 5G chỉ còn 1 - 5 mili giây.

Độ trễ càng thấp thì khả năng phản ứng, đưa ra quyết định càng ngắn. Nếu nói một cách dễ hiểu, chúng ta có thể hình dung nếu khoảng cách thời gian từ khi nhìn thấy chướng ngại vật cho đến lúc đạp phanh thấp, chúng ta có thể giảm thiểu nguy cơ xảy ra tai nạn và nâng cao độ an toàn trong khi lưu thông trên đường.

Những con đường thông minh 5G có tác dụng gì cho mạng lưới giao thông?

Mặc dù những con đường kết nối 5G trông không có vẻ gì khác biệt lớn, nhưng chúng sẽ thay đổi cách chúng ta suy nghĩ về mạng lưới giao thông, Tiến sĩ Mohseninia nói. "Trung tâm của những con đường thông minh 5G là số lượng và tốc độ dữ liệu được truyền đi, thông qua hàng triệu điểm dữ liệu nói chuyện với nhau", ông nhấn mạnh.

Những con đường 5G sẽ trang bị vô số cảm biến và thiết bị thông minh, mà khi được kết hợp chúng sẽ cho phép xảy ra tương tác thời gian thực giữa cơ sở hạ tầng và các phương tiện giao thông.

Guy Matthews, giám đốc công nghệ mới nổi tại CGI UK, cho biết các cơ quan giao thông vận tải sẽ có thể quản lý mạng lưới đường bộ theo thời gian thực, điều khiển đèn giao thông, lưu lượng giao thông và các điểm tắc nghẽn thông qua các chương trình học máy tự động và trí tuệ nhân tạo.

Quy hoạch tuyến đường và an toàn đường bộ sẽ phải có những cải tiến đáng kể nhờ việc tăng cường nắm bắt và truyền tải thông tin theo thời gian thực.

Bên cạnh các cảnh báo thời tiết và cập nhật giao thông, 5G cũng có nghĩa là các phương tiện tham gia giao thông nhận thông báo từ chính những phương tiện tham gia giao thông khác trên các con đường thông minh. "Nó như kiểu nhìn thấy trước đoạn rẽ, con đường cong phía trước, vì thế ô tô của bạn sẽ có thể biết tại khúc rẽ đó có gì, vì các xe ô tô khác đã gửi tín hiệu trước khi bạn đến khúc cua", Claydon nói.

V2X hay vehicle-to-everything là một công nghệ được phát triển dựa trên mạng 5G, cho phép chiếc xe có khả năng giao tiếp với những phương tiện khác hoặc hạ tầng giao thông. Đây là một tính năng mà các công nghệ cũ không thể làm được do không có đủ băng thông cần thiết để truyền tải lượng thông tin cực lớn. Nhờ công nghệ V2X, người điều khiển sẽ được cung cấp những thông tin cần thiết, bao gồm cả các cảnh báo liên quan đến lộ trình mà họ đang di chuyển.

Không những vậy, V2X còn giúp tối ưu luồng giao thông, giúp cho các phương tiện có thể di chuyển một cách thông suốt và nhanh chóng nhất. Ví dụ như các pha đèn đỏ sẽ được cập nhật liên tục cho người lái trước khi đến ngã tư để họ đưa ra những điều chỉnh phù hợp về tốc độ, tránh mất nhiều thời gian dừng chờ. Trong khi đó, việc chia sẻ các thông tin như tốc độ hay vị trí cũng trở nên rất đơn giản. Thậm chí, một tính năng "see-through" (tạm dịch là nhìn xuyên thấu) cũng đang được thử nghiệm để tận dụng năng lực của mạng 5G. Tính năng này cho phép chiếc xe phía sau có thế tiếp nhận dữ liệu từ các camera của những chiếc xe đằng trước. Nhờ đó, tài xế sẽ được cung cấp những hình ảnh theo thời gian thực về không gian phía trước, mà không bị xe đi trước che khuất.

5G và giao thông xe tự hành

Giao thông kết nối không chỉ về tốc độ truyền tải dữ liệu, mà còn giúp dự án xe tự hành khởi sắc. Maxime Flament, giám đốc công nghệ tại Hiệp hội ô tô 5G, một tổ chức tập hợp các ngành công nghiệp viễn thông và ô tô, bao gồm các đối tác bao như Audi, Nokia và Huawei, cho biết điều lớn lao mà giao thông 5G mang lại là sự kết nối.

Chẳng hạn, hôm nay bạn chỉ có thể thông báo cho các tài xế. Họ nhận được thông tin trên đám mây về các hạn chế tốc độ hoặc điều kiện thời tiết và cuối cùng những thông tin này hiển thị trên bảng điều khiển trong ô tô. Đó là giới hạn của kết nối 4G.

Nhưng với 5G, Tiến sĩ Flament giải thích, dữ liệu sẽ đủ tin cậy để các phương tiện nhận được thông tin chi tiết về các hạn chế tốc độ sắp tới và điều chỉnh tốc độ phù hợp.

Bước tiếp theo là tài xế có thể … nghỉ ngơi, để xe tự lái trong chế độ tự động. Chẳng hạn như một cửa sổ bật lên trên bảng điều khiển cảnh báo người lái xe rằng trong 100km tiếp theo, mạng lưới 5G sẽ phủ sóng và một nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài có thể chăm sóc cho chiếc xe. Về bản chất, người lái xe có thể thư giãn một chút trên chặng đường dài, trong khi chiếc xe được điều khiển tự động bởi mạng lưới kết nối.

"Cuối cùng, tất cả các dữ liệu này có nghĩa là hệ thống thông tin định vị phương tiện sẽ được cải tiến, cho phép các phương tiện tự trị trở nên thực tế, gần gũi hơn nhiều", Matthews nói. "Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ sử dụng không gian đường bộ tốt hơn, giảm tắc nghẽn và cải thiện mức tiêu thụ năng lượng của xe. Năng lực vận tải của đường bộ, một khi đã kết nối 5G và để phương tiện tự lái, cũng có thể tăng lên".

Mặc dù các phương tiện tự trị thực sự vẫn còn chưa phổ biến trên các con đường của Vương quốc Anh, Claydon nói, song tất cả những dữ liệu và kết nối này sẽ giúp xe tự lái vượt qua một trong những rào cản lớn nhất để trở thành hiện thực. Nó sẽ khiến mọi người tin tưởng rằng ngay cả khi một chiếc xe đang được điều khiển từ xa, người lái xe vẫn kiểm soát được.

5G sẽ giúp giao thông an toàn hơn, thông minh hơn

Các nhà nghiên cứu đều nhận thấy những lợi ích và tin rằng 5G có thể giúp triển khai máy bay không người lái, thực hiện các nhiệm vụ như giám sát đường bộ, khảo sát cấu trúc cầu và thay thế camera tốc độ truyền thống bằng cách theo dõi tốc độ lái xe và gửi thông tin trực tiếp đến cảnh sát. 5G cũng có thể hỗ trợ các dịch vụ khẩn cấp, bằng cách giúp họ điều hướng con đường nhanh nhất đến một vụ tai nạn.

5G thậm chí sẽ có thể giúp người điều khiển xe điện di chuyển đến điểm sạc tốt nhất hiện có, xem xét lượng điện còn lại trong xe, liệu có phải xếp hàng hay không và đến điểm sạc tiếp theo sẽ là bao xa.

Ngoài những chức năng hữu ích đường cao tốc và các tuyến đường chính trong và ngoài thành phố, 5G cũng rất quan trọng trên đường đô thị, đặc biệt là giao thông công cộng. Xe buýt London điển hình có 13 camera bên trong và bên ngoài, trang bị 5G có nghĩa là các video có thể được truyền trở lại trung tâm điều hành theo thời gian thực. Điều này cho phép định tuyến xe buýt chủ động tránh tắc nghẽn, tính đến tình huống xe buýt đông đúc và cũng có thể cải thiện an toàn cho hành khách.

Năm ngoái, tập đoàn viễn thông SK Telecom của Hàn Quốc và chính quyền Thủ đô Seoul đã ký kết thỏa thuận áp dụng mạng viễn thông di động thế hệ thứ 5 (5G) vào việc thiết lập bản đồ đường bộ chính xác cho hệ thống giao thông công cộng. Theo đó, hai bên nhất trí hợp tác trong việc xây dựng hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS), phát triển công nghệ 5G cập nhật theo thời gian thực bản đồ độ phân giải cao ở các khu vực triển khai Hệ thống giao thông thông minh thế hệ mới (C-ITS).

ADAS sử dụng mạng 5G sẽ hỗ trợ lái xe an toàn, như cảnh báo khi xe lệch khỏi làn đường, phòng ngừa va chạm với xe phía trước, cảnh báo vượt quá tốc độ... Hiện nay, các xe buýt tại Seoul chỉ cung cấp thông tin về vị trí dựa trên Hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Tuy nhiên, nếu xe buýt được lắp đặt hệ thống ADAS 5G thì sẽ có thể ứng dụng nhiều công nghệ đa dạng khác, như công nghệ giao tiếp xe với xe (V2V), công nghệ giao tiếp giữa xe với cơ sở hạ tầng (V2I). Ủy ban An toàn giao thông quốc gia Mỹ (NTBS) cho biết, xe lắp đặt hệ thống ADAS có thể giúp phòng ngừa được 93,7% nguy cơ xảy ra tai nạn nghiêm trọng.

Trong khi đó, hệ thống C-ITS là dự án xây dựng các hạ tầng quan trọng cần thiết cho thời đại giao thông tương lai trên các tuyến đường chính ở Seoul. SK Telecom và thành phố Seoul dự kiến lắp đặt hệ thống ADAS 5G cho 1.600 xe buýt và 100 taxi chạy trên các trục đường triển khai H C-ITS, với tổng độ dài 122 km. Hai bên sẽ mở rộng quy mô lắp đặt hệ thống này lên 5.000 xe, nâng cấp thông tin giao thông đường bộ trên quy mô toàn thủ đô Seoul.

Giao thông thông minh là một phần của thành phố thông minh mà cả thế giới đang hướng tới. 5G với những đặc điểm công nghệ vượt trội, sẽ đóng vai trò to lớn trong hệ thống giao thông tương lai này.

Tài liệu tham khảo

1. https://www.raconteur.net

2. https://www.wikipedia.org/

(Bài đăng ấn phẩm in tạp chí TT&TT số 13+14 tháng 10/2020)