Giao thông đô thị tương lai:Từ hạ tầng thông minh đến trí tuệ nhân tạo

Công nghệ đang thay đổi cách vận hành giao thông

Tokyo (Nhật Bản) được xem là một trong những hình mẫu thành công về phát triển giao thông đô thị. Hơn một nửa số chuyến đi hằng ngày của người dân được thực hiện bằng đường sắt đô thị nhờ mạng lưới metro, tàu ngoại ô, xe buýt và xe đạp được kết nối đồng bộ. Thành công của Tokyo không chỉ đến từ quy mô hạ tầng mà còn ở tư duy quy hoạch lấy giao thông công cộng làm trung tâm. Các nhà ga được phát triển gắn với khu dân cư, trung tâm thương mại và văn phòng, giúp người dân tiếp cận hầu hết các dịch vụ mà không phụ thuộc vào ô tô cá nhân.

Bên cạnh đó, Tokyo đẩy mạnh ứng dụng dữ liệu lớn (Big Data) và trí tuệ nhân tạo (AI) trong quản lý, vận hành hệ thống giao thông. Dữ liệu hành khách được cập nhật theo thời gian thực để điều chỉnh tần suất tàu, bố trí nhân lực và dự báo nhu cầu đi lại theo thời tiết, ngày nghỉ hoặc các sự kiện lớn. Trong bảo trì hạ tầng, cảm biến kết hợp AI giúp phát hiện sớm nguy cơ xuống cấp của đường ray, cầu và đường hầm, qua đó giảm chi phí sửa chữa và hạn chế gián đoạn khai thác. Mới đây, ngày 8-7, JR East trở thành đơn vị mới nhất triển khai AI kết hợp thiết bị bay nhằm rút ngắn từ 30% - 50% thời gian gián đoạn dịch vụ đường sắt đô thị khi xảy ra sự cố.

Trong khi đó, Bắc Kinh (Trung Quốc) nổi bật với mô hình quản lý giao thông dựa trên AI. Hàng chục nghìn camera, cảm biến và thiết bị Internet vạn vật (IoT) được kết nối về trung tâm điều hành để liên tục phân tích lưu lượng phương tiện, tốc độ lưu thông, tình trạng tai nạn và điều kiện thời tiết. Trên cơ sở đó, hệ thống tự động điều chỉnh chu kỳ đèn tín hiệu theo tình hình giao thông thực tế, thay vì vận hành theo thời gian cố định. Thành phố cũng xây dựng nền tảng dữ liệu tích hợp giữa lực lượng cảnh sát giao thông với các loại hình vận tải như xe buýt, metro, taxi, xe điện và bãi đỗ xe thông minh. Người dân có thể theo dõi tình trạng ùn tắc, thời gian di chuyển hoặc lựa chọn lộ trình tối ưu ngay trên điện thoại. Đồng thời, Bắc Kinh thúc đẩy phát triển xe buýt điện, xe điện cá nhân và sử dụng AI để tối ưu lịch sạc, hạn chế quá tải lưới điện vào giờ cao điểm.

Singapore được đánh giá là quốc gia tiên phong trong quản trị giao thông bằng công nghệ số. Quốc đảo này xây dựng mô hình "Digital Twin" (bản sao số) của toàn bộ thành phố, nơi dữ liệu về giao thông, dân cư, môi trường và năng lượng được cập nhật gần như theo thời gian thực. Nhờ đó, cơ quan quản lý có thể mô phỏng tác động của các dự án giao thông hoặc phương án tổ chức giao thông trước khi triển khai trên thực tế. Singapore cũng áp dụng hệ thống thu phí điện tử theo vị trí và mật độ giao thông, đồng thời sử dụng AI để điều phối xe buýt, dự báo nhu cầu đi lại và quản lý nhu cầu sở hữu ô tô thông qua cơ chế hạn ngạch và chính sách thuế...

Cơ hội “đi tắt, đón đầu”

Việt Nam đang bước vào giai đoạn phát triển mới của giao thông đô thị khi Thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đồng thời mở rộng mạng lưới metro, phát triển xe buýt điện và xây dựng đô thị thông minh. Đây là thời điểm thuận lợi để tiếp cận các mô hình quản trị hiện đại ngay từ đầu, thay vì lặp lại những bất cập mà nhiều đô thị trên thế giới từng trải qua.

Theo cách tiếp cận này, một trong những nhiệm vụ trọng tâm là xây dựng trung tâm điều hành giao thông thông minh dựa trên AI. Thay vì mỗi đơn vị quản lý một hệ thống riêng, dữ liệu từ camera, đèn tín hiệu, xe buýt, metro, taxi, bãi đỗ xe, hệ thống thu phí và bản đồ số cần được kết nối trên một nền tảng thống nhất. AI có thể phân tích lượng dữ liệu lớn theo thời gian thực để dự báo lưu lượng, điều chỉnh đèn tín hiệu, phân luồng phương tiện và hỗ trợ xử lý sự cố, qua đó chuyển từ phương thức quản lý bị động sang chủ động phòng ngừa ùn tắc.

Nhiều chuyên gia cũng cho rằng cần thúc đẩy chuẩn hóa và chia sẻ dữ liệu giao thông cho doanh nghiệp công nghệ. Khi dữ liệu được mở một cách phù hợp, doanh nghiệp có thể phát triển nhiều ứng dụng phục vụ người dân như tìm chỗ đỗ xe, lựa chọn lộ trình tối ưu, tích hợp thanh toán hoặc kết nối nhiều phương thức vận tải trên cùng một nền tảng. Nhà nước sẽ tập trung xây dựng hạ tầng dữ liệu và tiêu chuẩn kết nối, thay vì trực tiếp phát triển mọi ứng dụng.

Một bài học quan trọng khác là gắn phát triển giao thông công cộng với quy hoạch đô thị. Kinh nghiệm từ Tokyo cho thấy metro chỉ phát huy hiệu quả khi khu dân cư, văn phòng và trung tâm thương mại được phát triển quanh các nhà ga. Mô hình phát triển đô thị theo định hướng giao thông công cộng (TOD) sẽ góp phần gia tăng lượng hành khách sử dụng metro, đồng thời giảm phụ thuộc vào xe máy và ô tô cá nhân.

Trong bối cảnh hiện nay, phát triển phương tiện xanh là xu hướng tất yếu. Tuy nhiên, chuyển đổi sang xe điện không chỉ dừng ở việc thay thế động cơ xăng bằng mô tơ điện mà cần hình thành hệ sinh thái đồng bộ gồm trạm sạc, xe buýt điện, taxi điện, xe giao hàng điện và mạng lưới sạc tại chung cư, trung tâm thương mại, bãi đỗ xe công cộng. AI cũng có thể hỗ trợ quản lý bãi đỗ xe thông minh khi kết hợp camera và công nghệ nhận diện hình ảnh để xác định vị trí còn trống, hướng dẫn phương tiện đến nơi đỗ gần nhất và tự động thanh toán, góp phần giảm lượng xe lưu thông chỉ để tìm chỗ đỗ.

Một yếu tố quan trọng khác là tăng cường phối hợp giữa cơ quan quản lý và các nhà sản xuất phương tiện. Trong kỷ nguyên kết nối, phương tiện không chỉ là công cụ di chuyển mà còn là một thiết bị số có khả năng trao đổi dữ liệu với hạ tầng giao thông. Nếu được xây dựng theo các tiêu chuẩn thống nhất, phương tiện có thể chia sẻ dữ liệu về tốc độ, lưu lượng, tình trạng pin hoặc cảnh báo sự cố với trung tâm điều hành.

Ngược lại, hệ thống giao thông thông minh có thể truyền thông tin về ùn tắc, tai nạn hoặc tín hiệu đèn giao thông để phương tiện chủ động lựa chọn lộ trình. Sự phối hợp này cũng giúp các đô thị quy hoạch mạng lưới trạm sạc hợp lý, quản lý nhu cầu sạc theo từng thời điểm nhằm giảm áp lực lên lưới điện, đồng thời tạo nền tảng phát triển các công nghệ mới như xe tự lái, giao thông kết nối (V2X) và các dịch vụ di chuyển thông minh. Để làm được điều đó, cần có sự tham gia ngay từ đầu của các doanh nghiệp sản xuất, doanh nghiệp công nghệ và đơn vị vận hành hạ tầng.

Về dài hạn, các đô thị lớn có thể nghiên cứu xây dựng "bản sao số" (Digital Twin) như mô hình của Singapore nhằm mô phỏng tác động của các dự án giao thông trước khi triển khai. Việc thử nghiệm trên môi trường số sẽ giúp dự báo ảnh hưởng đến ùn tắc, môi trường và thời gian di chuyển, qua đó giảm rủi ro đầu tư và nâng cao hiệu quả quản lý.

Bên cạnh đó, một xu hướng đáng chú ý là Mobility as a Service (MaaS) - giao thông như một dịch vụ. Theo International Transport Forum thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD), MaaS tích hợp giao thông công cộng, taxi, xe đạp chia sẻ và thanh toán trên một nền tảng số thống nhất. Người dân chỉ cần nhập điểm đi và điểm đến trên một ứng dụng, hệ thống sẽ đề xuất phương án di chuyển tối ưu và thực hiện thanh toán bằng một tài khoản duy nhất, qua đó nâng cao trải nghiệm và khuyến khích sử dụng giao thông công cộng.

Thực tiễn cho thấy, tương lai của giao thông đô thị không còn phụ thuộc chủ yếu vào việc mở rộng đường sá mà nằm ở năng lực quản trị và ứng dụng công nghệ. Nói cách khác, "hạ tầng mềm" ngày càng trở thành yếu tố quan trọng không kém cầu đường. Đối với Việt Nam, đây là thời điểm thuận lợi để tích hợp công nghệ ngay từ khâu quy hoạch, hướng tới xây dựng hệ thống giao thông thông minh, an toàn, phát thải thấp và phục vụ người dân hiệu quả trong nhiều thập kỷ tới.