Cao tốc Bắc - Nam: Nguy cơ về 'điểm lõm công nghệ'

Thông xe 2 tuyến, bất cập xuất hiện

Ngày 4/2/2022, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã dự lễ và cắt băng thông xe tuyến cao tốc Cao Bồ - Mai Sơn đi qua địa phận tỉnh Ninh Bình. Đây cũng là tuyến cao tốc đầu tiên thuộc 11 dự án thành phần của Dự án cao tốc Bắc - Nam phía Đông, giai đoạn 2017 - 2020 được chính thức đưa vào khai thác.

Cao tốc Cao Bồ - Mai Sơn với tốc độ tối đa 80 km/h và tối thiểu 60 km/h.

Một tháng sau, kênh VTC1 của Đài truyền hình Kỹ thuật số VTC phỏng vấn nhiều tài xế và ghi nhận những băn khoăn của họ đối với mức thu phí (dự kiến) cũng như tốc độ giới hạn tối đa 80 km/h. Đa số cho rằng, tốc độ nên được nâng lên cao hơn.

Trước đó vào cuối tháng 1/2022, tuyến cao tốc Trung Lương - Mỹ Thuận (nằm trên trục cao tốc Bắc - Nam) được đầu tư theo hình thức đối tác công - tư (PPP) cho thông xe tạm thời phục vụ Nhân dân dịp Tết Nguyên đán. Đến 27/4/2022, tuyến này đã chính thức khánh thành với 4 làn chạy, không có làn khẩn cấp. Quy mô đầu tư (chiều rộng mặt đường) tương đương tuyến Cao Bồ - Mai Sơn.

Khuya 29 rạng sáng 30/5, xe cần cẩu loại lớn biển số TP HCM dừng đỗ trên làn đường số 2 cao tốc Trung Lương - Mỹ Thuận do sự cố kỹ thuật. Một xe tải biển số Đồng Tháp do không được cảnh báo kịp thời đã húc đuôi xe cẩu. Lực va chạm lớn làm tài xế xe tải chấn thương nghiêm trọng và kẹt trong cabin, trong khi người phụ nữ và một em bé đi cùng đã tử vong tại chỗ.

Một ngày sau, tại hội thảo “Xóa trắng cao tốc - phát huy lợi thế ĐBSCL” do báo Thanh Niên tổ chức, đại diện Tập đoàn Đèo Cả cho biết lượng xe qua tuyến Trung Lương - Mỹ Thuận vào ngày thường đạt 23.000 xe/ngày đêm, 50.000 xe/ngày đêm vào ngày lễ, Tết. Như vậy chỉ thêm vài năm nữa là không đáp ứng được nhu cầu, phải làm giai đoạn 2 (thêm 2 làn chạy và 2 làn dừng khẩn cấp).

Từ một loạt sự kiện vừa nêu, dễ nhận thấy cả 2 tuyến cao tốc sau khi thông xe đã nảy sinh những vấn đề. Với Cao Bồ - Mai Sơn là tốc độ thấp (chỉ tối đa 80 km/h như mọi tuyến cao tốc khác thuộc Dự án cao tốc Bắc - Nam), đưa tới hiệu quả kinh tế không cao như đánh giá chung của Ủy ban Kinh tế của Quốc hội tại phiên họp Ủy ban Thường vụ Quốc hội ngày 10/12/2021 để cho ý kiến tờ trình chủ trương đầu tư cao tốc Bắc - Nam giai đoạn 2021 - 2025.

Với Trung Lương - Mỹ Thuận là tầm nhìn về phát triển bị giới hạn và rủi ro ATGT khi không có làn khẩn cấp như cảnh báo từ nhiều chuyên gia giao thông.

Bài toán cân đối nguồn lực

Sở dĩ có tình trạng tốc độ giới hạn tối đa chỉ 80 km/h và không có làn dừng khẩn cấp là do nguồn lực đầu tư có những hạn chế nhất định, buộc phải theo đuổi phương án phân kỳ. Thậm chí như tuyến Cam Lộ - La Sơn chỉ có đúng 2 làn xe chạy (mỗi làn 3,5 m) trong giai đoạn đầu, bù lại là 2 làn khẩn cấp (mỗi làn 2 m).

Một phần của cao tốc Cam Lộ - La Sơn đã thảm nhựa (Ảnh: Báo Đầu tư).

Theo tờ trình của Chính phủ, nếu đầu tư hoàn chỉnh cao tốc Bắc - Nam (2021 - 2025) thì mức đầu tư rất cao (235.000 tỷ đồng), rất khó cân đối. Nếu đầu tư 4 làn chạy và 2 làn khẩn cấp thì vốn đầu tư cũng cao và không dễ cân đối (192.000 tỷ đồng). Chỉ còn phương án 4 làn chạy, không có làn dừng khẩn cấp là cân đối được NSNN (tương đương 146.000 tỷ đồng).

Từ lâu, Đảng và Nhà nước đã quan tâm đến phát triển hạ tầng, xem đây như mũi nhọn của sự phát triển KT-XH. Năm 1946, Chủ tịch Hồ Chí Minh nêu quan điểm “Giao thông là mạch máu của tổ chức. Giao thông tốt thì mọi việc dễ dàng. Giao thông xấu thì mọi việc đình trệ”. Tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI (1986), Nghị quyết Đại hội xác định “GTVT phải đi trước một bước để đáp ứng yêu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân”.

Đến ngày nay, Đảng, Quốc hội và Chính phủ vẫn rất sâu sát công tác phát triển hạ tầng, nhất là hạ tầng đường bộ cao tốc. Hội nghị giao ban triển khai dự án đầu tư xây dựng đường bộ cao tốc Bắc - Nam phía Đông giai đoạn 2017 - 2020 (ngày 11/12/2021), Phó Thủ tướng Lê Văn Thành khẳng định: “Thực tế chứng minh, cao tốc đi đến đâu, KT-XH địa phương đó phát triển, nhân dân phấn khởi, vị thế của địa phương được nâng lên…”.

Tuy xem trọng là vậy nhưng khi nguồn thu ngân sách chưa phải đã cao, chi đầu tư và chi thường xuyên lại lớn thì việc cân đối NSNN cho phát triển hạ tầng giao thông nói chung, đường cao tốc nói riêng vẫn luôn ở tình trạng “thiếu trước hụt sau” so với nhu cầu. Chính cái khó ấy làm cho các đoạn tuyến cao tốc thuộc dự án Bắc - Nam phía Đông không dễ đáp ứng mong đợi.

Phá thế khó bằng công nghệ cao

Lẽ tự nhiên khi gặp khó, người ta sẽ tìm cách vượt khó bằng những giải pháp hợp lý. Với cao tốc Bắc - Nam, tài chính là rào cản cực lớn và không thể nghĩ đến việc đột phá theo hướng này. Vậy chỉ còn có thể chọn đột phá về công nghệ quản lý điều hành.

Khi nhắc đến quản lý điều hành đường cao tốc là phải nói đến hệ thống giao thông thông minh (ITS). Vốn có nguồn gốc từ CNTT và viễn thông, hệ thống ITS hiện đại sẽ là sự kết hợp, tổng hòa của CSDL lớn (Big data), trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT), mạng 4G/5G và tin nhắn SMS, radio.

Về chức năng, ITS gồm có thu phí không dừng (ETC); kiểm soát tải trọng xe; giám sát, phát hiện sự cố và sự kiện; điều khiển giao thông thông minh…

Ở mức cơ bản, cấu trúc thiết bị của hệ thống ITS sẽ gồm những phân hệ chủ lực như camera giám sát (CCTV), thiết bị dò xe/VDS (thường là camera chuyên dụng), cảm biến/sensors về thời tiết, tình trạng mặt đường…

Một trung tâm điều khiển về ITS dành cho đường cao tốc ở Mỹ (Ảnh: Installation).

Theo tìm hiểu, cấu trúc ITS của Dự án cao tốc Bắc - Nam được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam/TCVN (vốn tương đương với tiêu chuẩn ISO). Về tổng thể, nó nhỉnh hơn hệ thống ITS trên cao tốc Hà Nội - Hải Phòng; riêng về phân hệ giám sát, phát hiện sự cố đạt ngưỡng tương đương.

Tuy vậy, nếu xét theo TCVN 10850:2015 (Hệ thống giám sát, điều hành giao thông trên đường cao tốc) thì cấu hình thiết bị vẫn chưa đáp ứng được một cách đầy đủ. Nói rõ hơn, tiêu chuẩn này đòi hỏi việc thu thập, xử lý dữ liệu giao thông và sự kiện được thực hiện liên tục, không gián đoạn.

Thế nhưng với các thiết bị như đang có trong thiết kế ITS ở Dự án cao tốc Bắc - Nam, yêu cầu này không thể nào đáp ứng được khi điều kiện hoạt động gặp các bất lợi, hạn chế (mưa lớn, sương mù, khói bụi, đêm tối, chói nắng…). Trong khi đó, biến đổi khí hậu đang tác động mạnh đến Việt Nam, đồng nghĩa với việc sẽ có nhiều hơn số lần thu thập dữ liệu ở tương lai của ITS bị gián đoạn.

Nên biết rằng dữ liệu bị “gián đoạn” sẽ khiến các phương tiện lưu thông dễ gặp nguy hiểm hơn. Ví dụ, vật cứng rơi vãi trong đêm tối kết hợp mưa nhưng không được phát hiện để cảnh báo và xử lý sẽ làm giảm an toàn cho các xe di chuyển; hoặc phương tiện dừng trên làn chạy trong sương mù nhưng camera không nhìn thấy để phát hiện, cảnh báo sẽ làm tăng đáng kể xác suất tai nạn liên hoàn.

Trong trường hợp cao tốc không có làn khẩn cấp, rủi ro sẽ gia tăng lên nhiều lần. Khi đó hệ thống ITS cần bắt buộc nâng cấp để trở nên hiện đại với công nghệ tối tân nhằm bù đắp cho việc hạ tầng bị tiết giảm.

Sẽ rất vô lý nếu cắt giảm quy mô đầu tư (chiều rộng mặt đường) nhưng hệ thống công nghệ quản lý vẫn giữ ở mức tương tự các tuyến cao tốc có đủ hạ tầng (có đồng thời làn chạy và làn dừng khẩn cấp). Đây là điều mà một số chuyên gia gọi bằng cái tên “điểm lõm công nghệ”, hiểu nôm na là có một “khoảng trống” về mặt công nghệ.

Điển hình như cao tốc Kwinana ở Úc có tốc độ giới hạn tối đa 100 km/h. Khi các nhà điều hành chuyển làn dừng khẩn cấp thành làn chạy thông thường để tăng thêm khoảng 2.000 xe/giờ, nó xuất hiện một “điểm lõm”. Để “trám” vào đó, họ đã lắp thêm hệ thống Radar công nghệ cao (còn gọi là Radar ITS) để phát hiện nhanh nhất có thể bất cứ sự cố dừng xe đột ngột nào.

Dễ hiểu, với các cao tốc chỉ có làn chạy mà không có làn dừng, chỉ cần một xe dừng bất chợt nhưng không được phát hiện, cảnh báo ngay lập tức thì việc “đâm đuôi” sẽ khó tránh khỏi.

Cảm biến Radar trên cao tốc Kwinana không có làn khẩn cấp (Ảnh: Báo Giao thông).

Chuyển đổi số trong quản lý cao tốc

Sử dụng công nghệ cao cho những tuyến đường hạn chế về điều kiện giao thông (ví dụ như không có làn khẩn cấp) là lựa chọn tất yếu và khách quan.

Chẳng hạn ở Anh, Bộ giao thông nước này không cho phép những tuyến cao tốc ALR (cao tốc tất cả các làn cùng chạy với tốc độ 100 - 120 km/h); nghĩa là không có làn nào là làn dừng khẩn cấp) được vận hành nếu như nó không trang bị công nghệ SVD (phát hiện phương tiện dừng trên tuyến) dựa trên Radar.

Những tuyến đường như thế được gọi là Smart Motorway, hay được hiểu là “đường cao tốc thông minh 4.0”.

Cấu hình của một con đường cao tốc thông minh 4.0 ở Anh.

Không phải vô cớ mà người ta lựa chọn Radar để song hành cùng các cao tốc 4.0 - là những tuyến chủ động tận dụng thành tựu của cuộc CMCN 4.0.

Bên cạnh bản chất sóng có khả năng hoạt động ổn định trong mọi điều kiện thời tiết và môi trường bất lợi, thì điều quan trọng là dữ liệu mà Radar thu về có những đặc điểm được chứng minh là phù hợp với đặc tính của một CSDL lớn có chất lượng cao.

Hoạt động quay quét của Radar để ghi nhận rất nhiều dữ liệu của tất cả phương tiện trên tuyến trong mọi điều kiện thời tiết.

Cụ thể, do Radar thu thập dữ liệu một cách liên tục, xuyên suốt, nhanh, thời gian thực, chính xác cao, đồng nhất và tinh gọn nên nó thỏa những tính chất được xem là quan trọng bậc nhất của CSDL lớn và chất lượng theo nguyên tắc 5V, gồm tốc độ (Velocity), đa dạng (Variety), chính xác (Veracity), giá trị (Value) và khối lượng (Volume).

Nguồn dữ liệu này trở thành đầu vào trọng yếu của quá trình phân tích áp dụng AI, mà thường nhất là các thuật toán học máy (ML), học sâu (DL). Được biết đến với tên gọi khác là “phân tích chuyên sâu”, đây chính là đỉnh cao trong cấu trúc hệ thống ITS 4.0, một sự phát triển tương xứng với đường cao tốc 4.0 ở thời kỳ mới.

Cấu trúc tổng quát dành hệ thống ITS 4.0, trong đó lấy phân tích CSDL lớn chất lượng cao bằng AI làm cốt lõi.

Nói gọn, nhờ sự bổ sung công nghệ Radar vào hệ thống ITS cơ bản/thông thường mà hệ thống đấy đạt đến cấp độ của sự chuyển đổi số, làm phát sinh năng lực quản lý giao thông chủ động (ATM); tự động hóa những tác vụ phát hiện, cảnh báo, điều khiển giao thông; dự báo về lưu lượng, nguy cơ ùn tắc, tai nạn…

Một khi mang tầm vóc hiện đại, hệ thống ITS đưa tới một loạt lợi ích được đề cập trong nghiên cứu của Nielsen, Bertini, Kang và Gillen, Benson... Đó có thể là tăng thêm lưu lượng phương tiện lưu thông trên tuyến cả năm; là giảm thời gian di chuyển (đỗ trễ) cả năm; là giảm số vụ tai nạn (số ca tử vong và người bị thương); là tăng tốc độ giới hạn trên tuyến; là tiết kiệm nhiên liệu và lượng phát thải…

Theo một tính toán không chính thức, nếu việc ứng dụng công nghệ Radar vào cao tốc Bắc - Nam được diễn ra sẽ đem lại lợi ích hàng nghìn tỷ đồng; chỉ số BCR (benefits - cost ratio) từ 1:65 đến 1:72, tương ứng với đầu tư 1 đồng sẽ thu về từ 6,5 đến 7,2 đồng trong vòng 10 năm.

Đổi mới hay là chết

Hẳn không ai từng làm trong ngành marketing lại không biết đến tác phẩm “Khác biệt hay là chết” của Jack Trout và Steve Rivkin. Cũng vậy, đối với công nghệ quản lý điều hành đường cao tốc, nếu cứ giữ lấy những nền tảng cũ (camera, sensors dạng phổ thông) thì nó không những làm cho các tuyến đường có sự thiệt thòi về hạ tầng (ít làn chạy, không làn dừng) gặp nguy hiểm hơn (thay vì phải an toàn), mà còn làm giảm hiệu quả kinh tế của tuyến đường (tốc độ thấp, dễ ùn tắc…).

Vụ tai nạn trên tuyến cao tốc Trung Lương - Mỹ Thuận đã cho thấy “điểm lõm” hay sự thiếu sót và “khoảng trống” về mặt công nghệ phát hiện, cảnh báo.

Trong phiên họp thứ hai của Ủy ban Quốc gia về Chuyển đổi số, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính nhấn mạnh tinh thần chuyển đổi số là “Quyết tâm phải cao, nỗ lực phải lớn, làm thật, làm quyết liệt, làm ra hiệu quả, ra sản phẩm”.

Đối với hệ thống ITS, chuyển đổi số và công nghệ Radar chính là tương lai, giúp phát huy tối đa hiệu quả đường cao tốc!

Ba nghịch lý ở cao tốc Bắc - Nam

Một chuyên gia giao thông am hiểu tình hình đã chia sẻ, hiện có 3 nghịch lý đang tồn tại ở cao tốc Bắc - Nam:

- Thứ nhất là nghịch lý suất đầu tư cao - tốc độ thấp (suất đầu tư 150 - 200 tỷ đồng/ km nhưng tốc độ giới hạn tối đa chỉ 80 km/h, ngang với đường quốc lộ/tỉnh lộ);

- Thứ hai là nghịch lý chuẩn cao tốc - chuẩn công nghệ (áp dụng cùng một tiêu chuẩn thiết kế ITS cho đường cao tốc có làn khẩn cấp và chưa có làn khẩn cấp);

- Thứ ba là nghịch lý mục tiêu cao - kết quả thấp (mục tiêu đề ra phải sử dụng công nghệ hiện đại, tiên tiến theo Nghị quyết Quốc hội, nhưng sau đó thường có hiện tượng yêu cầu rà soát tổng thể thiết kế để cắt giảm, khiến hệ thống ITS bị “méo mó”);

Muốn giải quyết những nghịch lý trên, theo vị chuyên gia này trước hết cần có sự quyết tâm từ Bộ GTVT, Ban Quản lý dự án và đơn vị tư vấn với tinh thần đổi mới vì lợi ích chung, bởi đây là điểm mấu chốt nếu muốn ứng dụng công nghệ mới.

PV