Giao thông “thông minh” - động lực thúc đẩy tăng trưởng kinh tế

Sự gia tăng mật độ dân cư tại các thành thị đang tạo ra áp lực ngày càng lớn đối với hệ thống giao thông cũng như các nhà quy hoạch đô thị trên thế giới. Các quốc gia đều nhận thức rõ những thách thức của một mạng lưới đô thị có dân số quá tải đi kèm với ô nhiễm không khí, do đó, việc tìm kiếm giải pháp quản lý hạ tầng giao thông hiệu quả là một trong những vấn đề vô cùng cấp thiết hiện nay.

Nhu cầu quản lý giao thông hiệu quả

Dân số thế giới đang tăng khoảng 2% mỗi năm, với tốc độ nhanh hơn bất kỳ giai đoạn nào khác trong lịch sử nhân loại. Liên hợp quốc (LHQ) dự đoán đến năm 2020, hơn 60% dân số trên toàn cầu sẽ tập trung ở thành thị. Điều này sẽ kích hoạt nhu cầu ngày càng tăng về cơ sở hạ tầng giao thông ở các đô thị. Vận tải cũng là một lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế hiện đại, chiếm 6-12% GDP ở nhiều nước phát triển.

Theo Ủy ban châu Âu (EC), Liên minh châu Âu (EU) thiệt hại 1% GDP mỗi năm do tắc nghẽn giao thông quanh khu vực thành thị. Trong khi đó, riêng vận tải đường bộ chiếm hơn 40% khí phát thải CO2 trên toàn cầu. Hệ thống hạ tầng đường sá cũ không đáp ứng được nhu cầu, tai nạn giao thông, tắc nghẽn, ô nhiễm không khí do khí thải từ phương tiện giao thông vẫn là những vấn đề khiến nhiều quốc gia “đau đầu”.

Sự cải tiến công nghệ cao, được coi là nền móng cho công nghiệp 4.0, đã trở thành động lực cho sự thay đổi của nhiều lĩnh vực mà quy hoạch đô thị và giao thông vận tải cũng không nằm ngoài xu hướng này. Những trụ cột của công nghiệp 4.0 như trí tuệ nhân tạo (AI), vạn vật kết nối Internet (IoT) và dữ liệu lớn (Big data) đã giúp tăng khả năng quản lý các hệ thống phức tạp và thúc đẩy tự động hóa. Điều này góp phần cung cấp những giải pháp giao thông “thông minh” hơn, tăng năng suất, khả năng vận hành và tính linh hoạt của hệ thống đường sá vốn là “huyết mạch” của các thành phố.

Theo một nghiên cứu gần đây đăng trên trang Research and Markets, gần 30 tỷ USD sẽ được đầu tư trong vòng 15 năm tới để áp dụng công nghệ IoT trong các dự án đường sắt thông minh, tăng cường kết nối mạng lưới trên toàn cầu. Báo cáo năm 2013 của Hiệp hội Kỹ sư Mỹ, nước này cần rót thêm 3.600 tỷ USD đến năm 2020 để nâng cấp cơ sở hạ tầng. Do đó, các thành phố dự kiến sẽ tiếp tục tăng cường đầu tư vào cơ sở hạ tầng giao thông áp dụng công nghệ thông minh trong thời gian tới, để nhanh chóng nâng cao chất lượng quản lý cũng như năng lực của hệ thống giao thông.

Giao thông trong các thành phố “thông minh”

Số lượng các thành phố thông minh đang nhân lên trên khắp châu Âu. Để giải quyết nhu cầu ngày càng tăng đồng thời đảm bảo quy hoạch hiệu quả, các thành phố đang đầu tư mạnh tay vào những lĩnh vực chủ chốt như cấp thoát nước, hệ thống chiếu sáng đường phố, bảo trì đường bộ, giao thông và quản lý chất thải.

Theo cơ quan châu Âu về vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) - GSA, trong bối cảnh đó, GHOST (Galileo Enhancement as Booster of the Smart Cities) đang là một dự án đáng chú ý với nền tảng là khai thác hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu Galileo của châu Âu nhằm thúc đẩy phát triển các thành phố thông minh. Việc ứng dụng Galileo và kết hợp nó với các công nghệ khác được cho là chìa khóa để phát triển các giải pháp cụ thể cho quy hoạch đô thị thông minh hiện tại và trong tương lai.

Theo dự án này, hệ thống thông minh GHOST sẽ được thiết kế trên các phương tiện giao thông công cộng, với một máy chụp hình đi kèm với thiết bị tiếp nhận tín hiệu từ vệ tinh định vị Galileo. Hệ thống sẽ tự động chụp ảnh các địa điểm đã được xác định dọc theo mạng lưới giao thông công cộng, dựa trên vị trí chính xác của những phương tiện này.

Các hình ảnh này sẽ được gửi đến một máy chủ để phát hiện những vấn đề phát sinh như “ổ gà” trên đường hay đèn đường bị cháy, sau đó hệ thống sẽ gửi những báo cáo này cho các cơ quan quản lý thông qua cổng thông tin điện tử.

Ý tưởng hình thành GHOST khá đơn giản song lại góp phần đem lại hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Thay vì các thành phố phải đầu tư quá nhiều vào một công nghệ mới, các thành phố có thể khai thác phương tiện giao thông công cộng sẵn có cũng như hệ thống định vị toàn cầu Galileo để theo dõi và quản lý hạ tầng giao thông liên tục nhằm có động thái xử lý vấn đề kịp thời.

Hệ thống này sẽ tiếp tục được phát triển thêm các ứng dụng đa chức năng mới như quản lý bãi đỗ xe trong thành phố, hiện trạng khu xử lý rác thải và phát hiện vi phạm trong làn đường dành cho xe bus…

Bên cạnh đó, người dân còn có thể sử dụng ứng dụng có chức năng tương tự được thiết kế dành cho điện thoại thông minh, để gửi thông báo bất cứ sự cố nào họ gặp phải trong quá trình sử dụng hệ thống hạ tầng giao thông của thành phố. Điều này không những củng cố nguồn dữ liệu của hệ thống mà còn giúp tăng tinh thần trách nhiệm cũng như vai trò của các cư dân.

Hiện nay dự án GHOST đang trong quá trình thảo luận để đảm bảo rằng hệ thống này tuân thủ mọi quy định của châu Âu, chẳng hạn như các quy tắc liên quan đến hoạt động lưu thông của xe cộ hay quyền riêng tư.

Mặt khác, sự tiến bộ của công nghệ mở ra những chân trời mới không giới hạn như xe không người lái, hệ thống tự động phát hiện sự cố hay sáng kiến loại bỏ đèn điều khiển giao thông trong một hệ thống mà các loại xe cộ sẽ tự giữ khoảng cách an toàn khi đi qua giao lộ bằng việc sử dụng thiết bị cảm biến.

Theo công ty nghiên cứu thị trường IoT có trụ sở tại Thụy Điển Berg Insight, để tăng sức hấp dẫn của phương tiện giao thông công cộng đối với người dân, các dịch vụ cần có tính dự báo, thoải mái và đúng giờ. Để một hệ thống giao thông thông minh vận hành hiệu quả, các nhà cung cấp dịch vụ vận tải công cộng như tàu điện hay xe bus có thể cùng hợp tác, chia sẻ dữ liệu mở giữa các hệ thống, và cải thiện chất lượng hành trình.

IoT, mạng lưới vạn vật kết nối Internet, được coi là đặc trưng lớn nhất của công nghiệp 4.0, mang lại tính kết nối giữa các chủ thể nhờ vào sự phát triển của hạ tầng công nghệ thông tin. Điều này tạo ra một xu hướng mới thường được gọi với khái niệm “kinh tế chia sẻ”.

Theo đó, các mô hình chia sẻ nguồn lực trực tiếp giữa cá nhân với cá nhân, hay cá nhân với cộng đồng đang ngày càng phát triển trong hệ thống giao thông thông minh ngày nay.

Cụ thể như sáng kiến Park and Ride, các bãi đỗ xe có kết nối giao thông công cộng cho phép hành khách khi đến các trung tâm thành phố bỏ lại xe của họ và chuyển sang sử dụng xe bus hay hệ thống đường sắt (tàu điện ngầm, tàu điện trên cao, v.v).

Bên cạnh đó, các mô hình khác cũng rất phổ biến hiện nay như dịch vụ chia sẻ xe đạp hay đi nhờ xe ô tô, tất cả đều được thực hiện nhanh chóng và tiện lợi thông qua các ứng dụng trên điện thoại thông minh.

Tuy nhiên, Alex Mathews, giám đốc kỹ thuật của công ty tư vấn Positive Technologies, cảnh báo các nhà phát triển giao thông thông minh thường đánh giá thấp những rủi ro của môi trường.

Những chiếc xe càng “thông minh” với nhiều cảm biến và bảng điều khiển tự động càng dễ trở thành “miếng mồi” cho tin tặc. Do đó, việc công nghệ hoá các hệ thống mang tính huyết mạch như giao thông vận tải đòi hỏi các biện pháp đảm bảo an ninh mạng cũng như cơ chế bảo mật thông tin cấp cao.