Phạm Vũ Hà - Đại học Giao thông Vận tải
abstract:
Street lighting is essential for road safety, personal safety and urban ambience. It is provided and managed by the authorities and its placement has great potential that was not exploited. So that it can become an important infrastructural part of a smart city.
Ngày 01/08/2018, Quyết định số 950/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc “Phê duyệt đề án phát triển đô thị thông minh bền vững Việt Nam giai đoạn 2018-2025 và định hướng đến năm 2030” đã được ban hành. Bao gồm 10 nhóm nội dung nhiệm vụ, giải pháp. Trong đó nhóm 5 mang nội dung nhiệm vụ “Phát triển hạ tầng đô thị thông minh”. Ưu tiên phát triển: chiếu sáng đô thị thông minh; giao thông thông minh; hệ thống cảnh báo rủi ro, thiên tai... Đồng thời phát triển hạ tầng công nghệ thông tin và viễn thông (ICT), bao gồm: phát triển các trung tâm xử lý điều hành thông tin tập trung, đa nhiệm; phát triển hạ tầng ICT; nâng cao mức độ phổ cập sử dụng, kết nối các thiết bị đầu cuối thông minh.
Trong đời sống hiện đại, con người đã sử dụng và tiếp cận tới nhiều trang thiết bị thông minh như: điện thoại thông minh, các hệ thống chiếu sáng, tưới cây thông minh, nhà thông minh... Thậm chí cả các phương tiện giao thông thông minh cũng đã bắt đầu được đưa vào sử dụng. Các thiết bị này có thể hoạt động độc lập, nhờ các phần mềm điều khiển thông minh (phần mềm trí tuệ nhân tạo) và các thông tin thu nhận được, từ các cảm biến được trang bị. Ở một mức độ cao hơn, khi các thiết bị thông minh có thể kết nối với nhau, trao đổi thông tin với các thiết bị và hệ thống khác, chúng được gọi với một cái tên khác đó là IoT (Internet of Things) tạm dịch là Internet Vạn vật hay Mạng lưới các vật kết nối Internet. Các vật kết nối Internet này, có khả năng thu thập và xử lý dữ liệu độc lập, đồng thời cũng có khả năng trao đổi dữ liệu với nhau. Nhưng khi phát triển thành một hệ thống lớn, lượng dữ liệu khổng lồ thu thập được sẽ không thể được xử lý thông qua những phần mềm đơn giản, được cài trong những con chíp, trên những thiết bị thông thường, mà thông qua hệ thống AI (Artificial intelligence), hay Trí tuệ nhân tạo. Hệ thống AI được hiểu là một hệ thống máy móc có khả năng học hỏi để có thể suy nghĩ và tư duy như con người, nhưng có khả năng xử lý dữ liệu ở quy mô rất lớn và nhanh hơn con người nhiều lần.
Hiện nay, chưa có Khái niệm thống nhất về Đô thị thông minh. Nhưng có thể xem nó là mô hình một thành phố, mà ở đó, các thiết bị công nghệ cao được sử dụng và kết nối với nhau thành một hệ thống, giúp tăng cường hiệu quả quản lý, giám sát. Mô hình này không chỉ nhằm đạt được những mục tiêu như: nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ tài nguyên, phát triển kinh tế... Mà còn có thể định hướng, dự báo được những rủi ro, nguy cơ một cách chính xác và nhanh chóng, tăng khả năng thích ứng của đô thị với những thay đổi khách quan từ môi trường tự nhiên và xã hội.
Một trong những lĩnh vực mà trí tuệ nhân tạo đã sớm được đưa vào áp dụng, là Chiếu sáng đô thị. Bởi trong đô thị, các hoạt động sống diễn ra trong mọi khung giờ, bao gồm cả giao thông. Theo thống kê, điện năng dành cho chiếu sáng đô thị chiếm từ 35% tới 50% tổng điện năng tiêu thụ toàn thành phố. Hiện nay, một số tuyến phố ở Hà Nội, đã được trang bị đèn chiếu sáng thông minh, có cảm biến ánh sáng và pin năng lượng mặt trời. Việc bật tắt tự động bằng cảm biến ánh sáng hoặc theo giờ, mới chỉ là một tính năng hết sức cơ bản của thiết bị thông minh. Ở mức độ cao hơn, cường độ chiếu sáng của đèn có thể được thay đổi theo khung giờ, theo thời tiết, theo cự ly hoặc theo chuyển động. Màu sắc của ánh sáng có thể được thay đổi, tùy theo điều kiện môi trường. Và ở mức độ cao hơn nữa, các thiết bị chiếu sáng có thể kết nối thành một mạng lưới, và truyền dữ liệu thu thập được tới trung tâm điều khiển, thông qua mạng lưới điện, qua sóng radio, mạng viễn thông, mạng không dây... Trung tâm quản lý có thể nắm bắt được các thông tin trạng thái của đèn (hư hỏng, vị trí, năng lượng tiêu thụ...) và có thể điều khiển đèn từ xa (bật, tắt, tăng giảm cường độ chiếu sáng, phối hợp hoạt động của hệ thống đèn theo chuyển động, phát tín hiệu cảnh báo...).
Hệ thống chiếu sáng thông minh đã được áp dụng ở nhiều quốc gia trên Thế giới. Nhưng yếu tố khiến người ta quan tâm đặc biệt tới hệ thống này, không chỉ là bởi tầm quan trọng của chiếu sáng tới an ninh đô thị hay an toàn giao thông, mà là ở tiềm năng sẵn có của nó: “vị trí”. Các trụ đèn chiếu sáng xuất hiện ở mọi nơi trong đô thị. Chúng có hệ thống cung cấp điện độc lập. Có chiều cao phù hợp để lắp đặt các cảm biến và các thiết bị quan trắc, thu phát tín hiệu. Và một yếu tố rất quan trọng đó là hệ thống này thuộc quyền quản lý của Nhà nước. Với những lợi thế như trên, các trụ đèn chiếu sáng hoàn toàn có thể trở thành một trong những công trình hạ tầng quan trọng của Đô thị thông minh.
Các hướng khai thác tiềm năng của các trụ đèn chiếu sáng:
1. Cung cấp dịch vụ kết nối mạng không dây (WIFI), mạng Internet:
- Một trong những yêu cầu cơ bản của đô thị thông minh chính là kết nối. Nhưng không chỉ là kết nối thông thường, mà phải là kết nối tốc độ cao và ổn định, mới đáp ứng được nhu cầu truyền tải dữ liệu chất lượng cao từ nhiều cảm biến và thiết bị, trong cùng một thời điểm. Đó là điều mà hiện nay, các mạng viễn thông phổ biến vẫn chưa thể đáp ứng kịp. Trong tương lai gần, mạng 5G có thể sẽ là một giải pháp.
2. Cung cấp các thông tin đo đạc về môi trường:
- Với lợi thế chiều cao, các trụ đèn là nơi lý tưởng để lắp đặt các cảm biến và các thiết bị đo đạc môi trường như: cảm biến ánh sáng, cảm biến đo tia UVA/UVB, cảm biến chuyển động, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất; các thiết bị đo gió, đo mưa, đo mức độ ô nhiễm không khí, phóng xạ hay tiếng ồn...
3. Tối ưu hóa giao thông:
- Đối với giao thông tĩnh, thông qua các cảm biến vị trí và camera, được gắn và kết nối với trụ đèn, phần mềm dẫn đường có thể xác định các vị trí đỗ xe còn trống và gửi thông tin hướng dẫn tới người lái. Thời gian đỗ xe, chi phí đỗ xe, cũng hoàn toàn có thể được xác định thông qua đồng hồ và các cảm biến, một cách tự động. Các thông tin hoặt động của điểm đỗ sẽ được tự động chuyển về trung tâm điều hành để phân tích, xử lý, phục vụ cho những mục đích nghiên cứu hay quản lý thông thường.
- Đối với giao thông trên đường phố, thông qua các camera, có thể xác định được các điểm xảy ra ùn tắc, phát hiện các sự cố giao thông và tự động gửi thông tin tới các đơn vị chức năng. Ngoài ra, dữ liệu qua camera có thể dùng trong các nghiên cứu, phục vụ cho quy hoạch trong tương lai.
4. Đảm bảo An ninh công cộng:
- Việc chiếu sáng đường phố và lắp đặt camera tại nơi công cộng, được xác định làm giảm đáng kể các vụ bạo lực, cướp giật, hiếp dâm. Theo số liệu báo cáo ở Anh, từ năm 1995-2015, số vụ phạm tội đã giảm tới 57%.
- Ở một số khu vực nhạy cảm, cần đảm bảo an ninh cao, có thể được lắp đặt các thiết bị như cảm biến âm thanh, thiết bị ghi âm, ghi hình chất lượng cao, và các cảm biến, thiết bị đặc biệt khác. Các thông tin thu thập được chỉ được gửi đến và truy cập bởi những người có thẩm quyền. Ví dụ: thông qua cảm biến âm thanh, khi phát hiện tiếng súng nổ, phần mềm theo dõi lập tức gửi tín hiệu báo động tới cơ quan công an gần nhất, kèm theo vị trí ghi nhận thông tin. Đơn vị công an sẽ có thể tiếp cận hiện trường kịp thời.
5. Trạm sạc cho các phương tiện giao thông:
- Các phương tiện giao thông truyền thống sử dụng nhiên liệu xăng dầu, được xác định là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy, việc ưu tiên phát triển các phương tiện xanh, trong đó có những phương tiện sử dụng điện năng, đang là chính sách được ưu tiên của nhiều Quốc gia. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất chính là do thiếu hạ tầng cung cấp năng lượng điện. Và dễ dàng nhận thấy rằng sự hiện diện của những trụ đèn chiếu sáng, trên mọi tuyến đường và bãi đỗ xe trong đô thị, là nơi lý tưởng để lắp đặt các trạm sạc điện.
6. Cung cấp dịch vụ thông tin công cộng:
- Các trụ đèn chiếu sáng vốn được tận dụng để treo các bảng hiệu chỉ dẫn, hay các pa-nô, khẩu hiệu. Tuy nhiên, với các loại bảng hiệu truyền thống, đòi hỏi nhiều công lắp đặt vào tháo dỡ, sau đó là vứt bỏ. Ngày nay, các bảng hiệu điện tử đã có giá thành rẻ, độ bền cao, có khả năng kết nối và tương tác tốt. Khi kết nối với các cảm biến, thiết bị tại cùng vị trí, chúng có thể hiển thị các thông tin như : nhiệt độ, độ ẩm, chỉ số ô nhiễm, tốc độ gió... Khi kết nối với hệ thống thông qua mạng internet, chúng có thể hiện thị các nội dung như: thông tin giao thông, thông tin khẩn cấp, thông báo của Chính quyền, quảng cáo... Hoặc có thể tương tác với người qua đường thông qua màn hình cảm ứng, micro, và hệ thống loa sẵn có, đáp ứng các nhu cầu tìm kiếm thông tin, tìm đường, truy cập những dịch vụ trực tuyến miễn phí...
Với các lợi thế sẵn có về mặt vị trí và năng lượng, kết hợp với công nghệ tiên tiến, những trụ đèn chiếu sáng hoàn toàn có thể nâng cấp để trở thành một yếu tố cơ bản trong hạ tầng của Đô thị thông minh.
Tài liệu tham khảo:
1. Smart street lighting / EUSmart Cities Information System (SCIS)
2. Smart City Lighting / AES LIGHTING GROUP
info@viup.vn 
Tel : 04 22210888
Số 10 Hoa Lư, Hai Bà Trưng, Hà Nội
© 2015 VIUP Corporation. All rights reserved.
