Con đường thông minh được tạo nên từ cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin có thể mang đến những thay đổi đáng kinh ngạc trong giao thông đường bộ. Công nghệ đường thông minh góp phần đáp ứng yêu cầu đô thị hóa, hợp lý hóa luồng giao thông, giảm ô nhiễm môi trường và tăng mức độ an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông

1. Công nghệ đường thông minh là gì?

Công nghệ đường thông minh (Smart road technology) là sự kết hợp giữa cơ sở hạ tầng vật lý công nghệ như lối đi, cảm biến, pin mặt trời và cơ sở hạ tầng phần mềm Trí tuệ nhân tạo (AI - Artificial intelligence), Dữ liệu lớn (Big Data), Internet vạn vật (IoT - Internet of things),...

Thông qua cơ sở hạ tầng thông minh, dữ liệu được thu thập, phân tích trong thời gian thực, sử dụng để giải quyết các vấn đề giao thông đô thị. Dữ liệu cũng có thể được lưu trữ lên đám mây (Cloud) để phân tích dài hạn, cung cấp thông tin quan trọng cho việc cải thiện đường xá và bảo vệ môi trường.

Công nghệ đường thông minh giúp các nhà hoạch định chính sách và chính phủ giải quyết được những thách thức trong quá trình đô thị hóa và xây dựng thành phố thông minh. Những con đường thông minh mang lại rất nhiều lợi ích như: Giảm ùn tắc, tăng cường đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông, xác định các vấn đề về đường xá nhanh chóng, giảm ô nhiễm môi trường,...

2. Công nghệ đường thông minh đang được triển khai rộng rãi

Công nghệ đường thông minh không phải một khái niệm xa vời. Nó đã được triển khai rộng rãi tại nhiều quốc gia trên khắp thế giới. Một số dự án con đường thông minh tiêu biểu như:

Con đường thông minh đầu tiên trên thế giới

Đường Bird Street, Vương quốc Anh đã trở thành con đường thông minh đầu tiên trên thế giới có khả năng tạo ra điện và làm sạch không khí.

Con đường này được lắp một lối đi bộ rộng khoảng 10m2 bằng các viên gạch được thiết kế đặc biệt, có khả năng chuyển đổi động năng từ bước chân của người đi đường thành điện năng. 

Mỗi viên gạch có thể tạo ra 5W điện từ các bước chân. Lượng điện này có thể được sử dụng để thắp sáng đèn đường, loa phát thanh, máy phát bluetooth. Phía cuối con đường thông minh Bird Street được lắp đặt chiếc ghế có tên ClearAir với khả năng lọc các khí độc hại như nitrogen dioxide và các hạt bụi, từ đó mang lại bầu không khí trong sạch cho người đi đường.

Bird Street - Vương quốc Anh là con đường thông minh đầu tiên trên thế giới - Ảnh: Internet

Con đường cao tốc thông minh dài nhất Châu Âu

Dự án đường cao tốc Salerno-Reggio Calabria nối liền giữa 2 tỉnh Salerno và Reggio Calabria tại Italia được ghi nhận là con đường cao tốc thông minh dài nhất Châu Âu với chiều dài 432km. Con đường ứng dụng cơ sở hạ tầng công nghệ cao, từ việc sử dụng các loại vật liệu phân hủy sinh học cho đến khả năng kết nối 5G.

Khả năng siêu kết nối của cao tốc Salerno-Reggio Calabria cho phép tài xế nắm thông tin về các vụ tai nạn, ùn tắc hoặc công trình xây dựng phía trước cả trăm kilomet, đồng thời gợi ý tuyến đường thay thế. Người đi đường có thể kết nối với con đường thông qua một ứng dụng di động. Hàng loạt dịch vụ thông minh và hiển thị thông tin trên kính lái - sẽ được kích hoạt.

Cao tốc Salerno-Reggio Calabria mang tính sinh thái bền vững với nguồn điện được sử dụng cho các hệ thống công nghệ hoàn toàn đến từ các nguồn năng lượng tái tạo sinh ra từ những tấm quang điện.

Salerno-Reggio Calabria hiện là đường cao tốc thông minh dài nhất Châu Âu - Ảnh: Internet

Thử nghiệm con đường thông minh cho xe không người lái

Tỉnh Giang Tô, Trung Quốc đã đưa vào thử nghiệm con đường thông minh biết “nói chuyện” với xe cộ, được thiết kế dành cho hoạt động của các phương tiện giao thông không người lái. Các tuyến xe bus không người lái vận hành trên đoạn đường dài 4km.

Xe sẽ nhận thông tin về tình hình giao thông từ hệ thống lắp trên xe. Các cảm biến, camera, radar và những thiết bị khác được xây dựng thành hệ thống đường xá, đèn hiệu giao thông và biển báo đường phố.

Chính phủ Trung Quốc dự kiến sử dụng những con đường thông minh để cải thiện an toàn đường bộ, giúp việc di chuyển thuận tiện hơn, đồng thời đưa quốc gia này trở thành cường quốc sản xuất tiên tiến trong bối cảnh “nền kinh tế lớn thứ 2 thế giới” đang thúc đẩy kế hoạch “Made in China 2025”.

3. Những con đường thông minh bắt đầu từ cơ sở hạ tầng 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 giao thông/thời tiết, biển báo kỹ thuật số,... là cơ sở hạ tầng tạo nên con đường thông minh.

Các thiết bị này sẽ thu thập và phân tích dữ liệu theo thời gian thực. Dựa vào đó, cơ quan quản lý có thể đưa ra phương án quản lý giao thông, bảo trì đường bộ hiệu quả và nâng cao chất lượng môi trường.

Một số giải pháp cơ sở hạ tầng hình thành con đường thông minh tiêu biểu, được ứng dụng rộng rãi hiện nay có thể kể đến như:

Thu phí điện tử không dừng (ETC -Electronic Toll Collection)

Hình thức thu phí điện tử không dừng áp dụng công nghệ hiện đại, giúp nhận diện phương tiện qua trạm thu phí và trừ tiền trong tài khoản giao thông của chủ phương tiện một cách tự động.

Nhiều công nghệ được áp dụng trong thu phí điện tử không dừng. Tuy nhiên, hầu hết các trạm thu phí không dừng tại Việt Nam và trên thế giới hiện nay đều ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) - công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến, thông qua hệ thống thu phát sóng radio.

Thu phí điện tử không dừng đang được tập trung đẩy mạnh ở nước ta

Cảm biến thông minh cho cơ sở hạ tầng đường bộ

Cảm biến thông minh được lắp đặt trên mặt đường giúp thu thập thông tin về luồng giao thông, thời tiết, chướng ngại vật, đo chuyển động của người và phương tiện tham gia giao thông, kiểm soát trọng tải xe,... Sau khi được phân tích và xử lý, thông tin sẽ được cung cấp cho tài xế. Tài xế có thể nắm được tình hình giao thông để đưa ra các giải pháp xử lý tối ưu.

Trung tâm giám sát điều hành giao thông thông minh

Trung tâm giám sát điều hành giao thông thông minh ứng dụng công nghệ AI tự động nhận diện sự cố, vi phạm, sự kiện diễn ra trên đường trong thời gian thực. Trung tâm là đầu não trong quản lý điều phối hệ thống giao thông thông minh (ITS - Intelligent Transport System). 

Trung tâm giám sát điều hành giao thông thông minh kết nối các hệ thống camera, trạm cân, trạm thu phí, tích hợp hệ thống đèn tín hiệu, hệ thống giám sát xử phạt vi phạm an toàn giao thông để đưa ra các chỉ số quản lý giao thông như: Tai nạn, ùn tắc,...

Trung tâm Giám sát điều hành giao thông thông minh 

Làn đường ưu tiên dành cho xe sạc điện

Thay vì sạc điện tại nhà hoặc tại trạm nạp điện bên đường, phương tiện di chuyển bằng điện có thể vừa chạy vừa sạc điện trên làn đường này. Các dây cáp được đặt ẩn dưới lòng đường cao tốc sinh ra năng lượng trường điện từ. Bên trong làn đường cũng được lắp đặt hệ thống liên lạc, chúng có thể xác định xe đang tiến vào làn đường và bắt đầu tiến trình nạp sạc.

Đèn đường tương tác với phương tiện

Hệ thống đèn đường được kích hoạt bởi cảm biến chuyển động để tự động chiếu sáng một đoạn đường cụ thể khi phương tiện đến gần và giảm cường độ ánh sáng khi xe chạy qua. Đây là công nghệ phù hợp với những tuyến đường có lưu lượng phương tiện qua lại không đồng đều trong ngày.

Sự đột phá của hạ tầng thông minh tạo tiền đề vững chắc cho những con đường thông minh ra đời và phát triển. Chính phủ và các nhà quản lý giao thông đô thị cần phải xác định, hạ tầng đường thông minh là nền tảng thiết yếu cho sự đổi mới của xã hội hiện đại.