Đổi mới sáng tạo để làm chủ thủy lợi số

Học từ những gì đang vận hành

Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22-12-2024 của Bộ Chính trị xác định người dân và doanh nghiệp là trung tâm, là chủ thể, nguồn lực, động lực chính trong phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số. Với Công ty TNHH một thành viên Đầu tư phát triển thủy lợi Hà Nội, yêu cầu đó đang được cụ thể hóa từ những công việc hằng ngày trong quản lý, vận hành công trình.

Những năm gần đây, Công ty chủ động tìm kiếm, làm việc với các đơn vị tư vấn công nghệ, đồng thời huy động cán bộ, người lao động tham gia xây dựng dữ liệu, hoàn thiện các công cụ phục vụ quản lý, điều hành sản xuất.

Đến nay, toàn bộ 94 trạm bơm với 392 máy bơm, 506 tuyến kênh dài hơn 737km, 2.309 cống và 8 hồ chứa do Công ty quản lý đã được đưa lên bản đồ số với vị trí, thông số kỹ thuật và các lớp thông tin liên quan. Doanh nghiệp cũng đang hình thành cơ sở dữ liệu tập trung, kết nối bản đồ số với camera giám sát, thiết bị quan trắc, hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa (SCADA); xây dựng Trung tâm điều hành số và hệ thống họp trực tuyến từ văn phòng tới các đơn vị cơ sở.

Hiệu quả bước đầu đã thể hiện khá rõ. Theo tính toán của Công ty, tổng giá trị làm lợi ước tính hơn 2,2 tỷ đồng mỗi năm, chủ yếu từ giảm chi phí kiểm tra hiện trường, đi lại, hội họp, quản lý hồ sơ, xử lý sự cố và tiết kiệm điện năng. Đáng chú ý hơn là phương thức làm việc đang thay đổi: hồ sơ giấy, báo cáo thủ công và kiểm tra trực tiếp dần được bổ sung bằng dữ liệu số, hình ảnh từ hiện trường và khả năng giám sát từ xa.

Nhưng Công ty không coi kết quả bước đầu đó là đích đến. Chủ tịch Công ty Trần Thanh Toàn cho rằng, chuyển đổi số thực chất không thể dừng ở việc đưa hệ thống công trình thủy lợi lên bản đồ hay lắp thêm camera. Dữ liệu phải được cập nhật thường xuyên; thiết bị đầu tư qua nhiều thời kỳ cần có khả năng kết nối; phần mềm phải đủ độ mở để phát triển về sau và đưa AI vào lập các phương án để phục vụ điều hành. Cùng với đó là kinh phí vận hành, bảo trì và một đội ngũ đủ sức tiếp nhận, làm chủ công nghệ.

Dịp trung tuần tháng 9 vừa qua, Công ty tổ chức chuyến khảo sát, học tập kinh nghiệm tại thành phố Hồ Chí Minh. Điều đoàn muốn tìm hiểu không đơn thuần là một thiết bị hay phần mềm mới. Các thành viên tập trung xem công nghệ được lựa chọn thế nào, thiết bị ngoài hiện trường kết nối với trung tâm ra sao và sau khi đầu tư, đơn vị quản lý tổ chức vận hành như thế nào.

Một trong những điểm khảo sát là Kênh chính Đông, tuyến kênh dài khoảng 45km, lấy nước từ hồ Dầu Tiếng. Ngoài nhiệm vụ cấp nước tưới cho khoảng 12.000ha đất sản xuất nông nghiệp, tuyến kênh còn cung cấp nước thô cho Nhà máy nước Kênh Đông để xử lý thành nước sạch sinh hoạt cho thành phố Hồ Chí Minh.

Giám đốc Công ty TNHH một thành viên Quản lý khai thác dịch vụ thủy lợi thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Đam giới thiệu với đoàn hệ thống SCADA đang được sử dụng trong quản lý, giám sát và vận hành công trình. Tại một số cửa điều tiết, thiết bị đo mực nước thượng, hạ lưu, camera, bộ điều khiển và nguồn điện mặt trời được tích hợp. Cửa có thể vận hành tại chỗ, từ xa hoặc theo chế độ cài đặt; dữ liệu vận hành được lưu lại để phục vụ theo dõi, kiểm tra.

Khảo sát máy vớt rác tự động trên tuyến Kênh Đông, đoàn Hà Nội dành khá nhiều thời gian tìm hiểu cách thiết bị hoạt động. Thay vì công nhân trực tiếp duy trì, vận hành bằng thủ công thường xuyên phải xuống khu vực dòng chảy để thao tác, máy có thể được cài đặt chạy theo chu kỳ, giảm lao động trực tiếp tại vị trí tiềm ẩn nguy hiểm.

Phần mềm điều hành tưới cũng thu hút sự chú ý của đoàn. Từ diện tích, cơ cấu cây trồng và nhu cầu sử dụng nước theo từng giai đoạn, hệ thống có thể hỗ trợ tính toán lưu lượng, điều khiển cửa cấp nước theo kế hoạch. Nhưng công nghệ không tự tạo ra một phương án vận hành đúng. Dữ liệu về thời tiết, nhu cầu sử dụng nước và tình hình thực tế vẫn phải được cập nhật, hiệu chỉnh thường xuyên.

Câu hỏi của đoàn Hà Nội vì thế không dừng ở thiết bị của hãng nào hay giá bao nhiêu. Điều các thành viên muốn biết là vì sao đơn vị lựa chọn công nghệ ấy, dữ liệu được lưu trữ và khai thác thế nào, thiết bị đầu tư sau này có kết nối được với hệ thống cũ hay không, ai bảo trì, sửa chữa và nguồn kinh phí duy trì được tính ra sao.

Theo ông Trần Thanh Toàn, điều kiện của Hà Nội rất khác thành phố Hồ Chí Minh. Hệ thống công trình phân tán trên nhiều dạng địa hình, có nhiều tuyến kênh nhỏ; một số khu vực, nhiều phương thức, biện pháp tưới tiêu nước phải qua nhiều cấp bơm mới tới nơi sử dụng. Vì vậy, một mô hình vận hành tốt ở nơi khác chưa chắc có thể mang nguyên về Hà Nội. Điều đáng học là cách đơn vị quản lý hiểu hệ thống của mình, xác định đúng nhu cầu rồi mới đặt yêu cầu cho tư vấn và lựa chọn công nghệ.

Muốn làm chủ công nghệ, phải làm chủ bài toán

Từ những gì quan sát tại công trình, Công ty Thủy lợi Hà Nội tiếp tục tìm lời giải bằng cách kết nối với các nhà khoa học. Tại Hội thảo “Ứng dụng chuyển đổi số trong quản lý, vận hành, khai thác kết cấu hạ tầng thủy lợi” ở Phân hiệu Trường Đại học Thủy lợi, những vấn đề doanh nghiệp đang gặp phải được đưa ra trao đổi trực tiếp, từ dữ liệu, thiết bị đến khả năng vận hành và làm chủ công nghệ.

PGS.TS Trần Đăng An giới thiệu nền tảng quản trị hệ thống thủy lợi và tài nguyên nước thế hệ mới GeoAI-X1; TS Đặng Đồng Nguyên trình bày ứng dụng WebGIS trong quản lý hệ thống công trình thủy lợi; đại diện Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn chia sẻ kinh nghiệm chuyển đổi số trong quản lý, vận hành hệ thống cấp nước.

Qua những cách tiếp cận khác nhau, vấn đề dữ liệu được nhắc tới nhiều. Số hóa vị trí công trình hay hồ sơ kỹ thuật mới là bước đầu. Muốn dữ liệu tham gia vào quá trình điều hành, các thông tin về mưa, mực nước, lưu lượng, trạng thái thiết bị và diễn biến tại hiện trường phải có khả năng tập hợp, liên kết và khai thác trên cùng một nền tảng.

Các chuyên gia đưa ra một tình huống rất gần với công việc của đơn vị thủy lợi: Nếu dự báo trong 24 giờ tới có trận mưa 50mm, 100mm hoặc 200mm thì hồ, cống, trạm bơm cần vận hành ra sao?

Lượng mưa dự báo chưa đủ để trả lời. Người điều hành còn cần biết mực nước sông đang ở đâu, hồ còn khả năng chứa bao nhiêu, các trạm bơm ở trạng thái nào, hệ thống còn khả năng tiêu thoát đến mức nào và những nguồn nước nào có thể tác động tới khu vực. Nếu từng loại thông tin vẫn nằm ở sổ vận hành, thiết bị đo hay các phần mềm riêng biệt, người ra quyết định phải mất thêm thời gian để ghép lại toàn cảnh.

Đây cũng là vấn đề Công ty Thủy lợi Hà Nội đang tập trung xử lý. Trên nền tảng bản đồ số đã xây dựng, doanh nghiệp tiếp tục nghiên cứu kết nối dữ liệu quan trắc, camera và SCADA để thông tin thu thập được phục vụ trực tiếp hơn cho điều hành. Mô hình SCADA thí điểm tại Trạm bơm dã chiến Ấp Bắc được thiết kế theo kiến trúc mở, có khả năng nâng cấp, mở rộng và kết nối với nhiều loại thiết bị, camera, quan trắc tự động và bản đồ số.

Công nghệ càng đi sâu vào vận hành, câu chuyện con người càng trở nên rõ nét. Tại phiên thảo luận do PGS.TS Đỗ Văn Quang, Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi, Giám đốc Phân hiệu và Chủ tịch Công ty Thủy lợi Hà Nội Trần Thanh Toàn chủ trì, những câu hỏi đưa ra rất cụ thể: Chọn loại cảm biến nào, tuổi thọ bao lâu, kinh phí bảo trì và thay thế tính thế nào, phần mềm có tiếp nhận được thiết bị đầu tư ở giai đoạn sau hay không, cán bộ doanh nghiệp có thể tự vận hành hệ thống sau khi nhà thầu bàn giao đến mức nào?

Theo các chuyên gia, nếu đã đầu tư một hệ thống hiện đại nhưng mỗi khi trục trặc vẫn phải phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp thì doanh nghiệp chưa thể làm chủ công nghệ. Do đó, đầu tư thiết bị phải đi cùng xây dựng đội ngũ cán bộ có kiến thức về công nghệ thông tin, tự động hóa, thiết bị đo. Việc hợp tác với trường đại học, đơn vị nghiên cứu cũng cần được duy trì trong quá trình đào tạo, chuyển giao và xử lý những vấn đề phát sinh.

PGS.TS Đỗ Văn Quang lưu ý thêm câu chuyện chuẩn hóa dữ liệu và quy trình vận hành. Nếu mỗi dự án, mỗi đơn vị dùng một cấu trúc dữ liệu hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật riêng, đến khi cần kết nối thành hệ thống chung có thể phải chỉnh sửa, thậm chí đầu tư lại. Đây không còn là vấn đề của riêng một doanh nghiệp mà đặt ra yêu cầu về tiêu chuẩn dữ liệu, yêu cầu kỹ thuật và cơ chế vận hành khi các công trình thủy lợi ngày càng được số hóa, tự động hóa.

Với Công ty Thủy lợi Hà Nội, nhu cầu kết nối còn đến từ phạm vi nhiệm vụ ngày càng đa dạng. Ngoài tưới, tiêu, doanh nghiệp đang cung cấp nước thô cho Nhà máy nước sạch Bắc Thăng Long với công suất lớn nhất 165.000m³/ngày đêm. Quản lý nguồn nước vì thế cần thêm khả năng chia sẻ thông tin giữa công trình, đơn vị vận hành và các cơ quan liên quan.

Sau chuyến khảo sát và những cuộc trao đổi với giới khoa học, những việc cần làm tiếp theo đã cụ thể hơn: chuẩn hóa dữ liệu; lựa chọn thiết bị, phần mềm có khả năng kết nối và mở rộng đưa AI vào lập các phương án để phục vụ điều hành; tính đến vận hành, bảo trì ngay từ khi đầu tư; đồng thời chuẩn bị đội ngũ có thể tiếp nhận công nghệ thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào đơn vị cung cấp.

Chuyển đổi số vì thế không bắt đầu bằng câu hỏi mua thiết bị gì hay chọn phần mềm nào hiện đại nhất. Trước hết, đơn vị quản lý phải hiểu hệ thống của mình cần giải quyết vấn đề gì, cần dữ liệu nào và công nghệ sẽ hỗ trợ đến đâu. Đổi mới sáng tạo phải bắt đầu từ những yêu cầu thực tế ấy. Khi làm chủ được bài toán, doanh nghiệp mới có thể từng bước làm chủ thủy lợi số.