Trong nền kinh tế số hội nhập, cách mạng công nghệ 4.0, việc xây dựng, phát triển các đô thị thông minh (ĐTTM) là xu hướng tất yếu của các quốc gia.Ở Việt Nam, Chính phủ đã phê duyệt đề án phát triển ĐTTM bền vững Việt Nam giai đoạn 2018-2025 và định hướng đến năm 2030, trong đó có chỉ đạo Ủy ban nhân dân các đô thị trực thuộc nghiên cứu, lập kế hoạch thực hiện phát triển đô thị thông minh”. Thành phố Hồ Chí Minh, đô thị lớn đặc biệt, Trung tâm Văn hóa, kinh tế, chính trị phía Nam của Việt Nam, việc xây dựng TPTM, trong đó có hệ thống chiếu sáng thông minh (CSTM) đã được các cấp chính quyền thành phố hết sức quan tâm, triển khai trên thực hiện. Mục tiêu là là giúp thành phố phát triển kinh tế nhanh và bền vững, giải quyết những vấn đề tắc nghẽn, kéo dài bức xúc như ngập nước, kẹt xe, ô nhiễm môi trường đồng thời tăng cường sự tương tác giữa chính quyền đối với doanh nghiệp và người dân,…
Hiểu biết cơ bản về ĐTTM,CSTM
Với nhiều mục tiêu, điều kiện cụ thể của mỗi nước, khái niệm TPTM đang được nhiều quốc gia, đô thị đặt ra những tiêu chí cụ thể cho mình. Khái niệm chung nhất cho một đô thị thông minh phải cơ bản đáp ứng, giải quyết được các yêu cầu sau:TPTM là thành phố ứng dụng thành công các thành tựu mới nhất về IoT (Internet of Things) và trí tuệ nhân tạo (AL) để mang đến cho mọi người dân sống trong đô thị đó có một cuộc sống tốt hơn, đáng sống hơn, an ninh hơn, an toàn hơn… Cụ thể là thông qua các thiết bị thông minh được lắp đặt tại mọi nơi từ các trụ đèn đường, các trụ đèn tín hiệu giao thông đến các phương tiện, người dân…Các thiết bị này hoạt động cùng với một cơ sở hạ tầng viễn thông mở, được kết nối liên thông với nhau để thu thập dữ liệu về trạng thái của bản thân nó cũng như điều kiện môi trường, con người và sự kiện xung quanh. Dữ liệu thu thập của toàn hệ thống sẽ được phân tích và chia sẻ thông qua các nền tảng phần mềm và ứng dụng di động để tiết kiệm năng lượng, hợp lý hóa hoạt động và giúp công dân cảm thấy hạnh phúc và an toàn hơn.
Ở TPTM, để đồng bộ cơ sở hạ tầng của ĐTTM, hệ thống chiếu sáng được chú trọng, ưu tiên phát triểntheo hệ thốngChiếu sáng thông minh (CSTM). Hệ thống CSTM được xây dựng bằng cách sử dụng công nghệ IoT (internet vạn vật) và các thành tựu công nghệ khác.Theo TS. Trần Đình Bắc – Phó Chủ tịch Hội chiếu sáng Việt Nam, đó là hoạt động chiếu sáng đảm bảo đầy đủ các yêu cầu định lượng, chất lượng chiếu sáng và có thể điều khiển được theo nhu cầu mà nó còn được kết nối với các hệ thống thông minh khác nhằm đảm bảo một số yêu cầu đặt ra của không gian được chiếu sáng, đảm bảo cho đô thị sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả và phát triển bền vững.
Hoạt động chiếu sáng liên quan trực tiếp tới chính đối tượng con người và nhịp sinh học của con người nên cần có giải pháp chiếu sáng phù hợp và thỏa mãn. Và đó chính là thực tế phải đặt ra cho các hệ thống chiếu sáng cho phù hợp và sẽ là lý tưởng nếu các hệ thống chiếu sáng được điều khiển một cách tự động. Do vậy có thể nói, ĐTTM không thể thiếu CSTM.
Vận hành CSCC theo hướng CSTMtại TP Hồ Chí Minh.
Thành phố Hồ Chí Minh có nhu cầu về chiếu sáng đô thị rất lớn và đa dạng với tổng số bộ đèn chiếu sáng hơn 170.000 bộ đèn CSCC (chưa kể đến gần 200.000 bộ đèn chiếu sáng dân lập).
Để chuyển đổi từ hệ thống chiếu sáng đô thị truyền thống sang hệ thống CSĐTTM. Các cấp chính quyền, các đơn vị quản lý hệ thống chiếu sáng đô thị đã thực hiện một số công tác sau để từng bước đưa hệ thống CSTM như sau:
Ưu tiên sử dụng đèn chiếu sáng LED trong các công trình xây dựng mới, các công trình nâng cấp cải tạo và vận hành duy tu bảo dưỡng hệ thống. Đến nay thành phố đã lắp đặt trên 26.000 bộ đèn LED. Bộ đèn LED được lắp đặt có trang bị công kết nối có khả năng kết nối về trung tâm. Sử dụng đèn chiếu sáng LED nhằm giúp tiết giảm lượng điện năng tiêu thụ. Dễ dàng tích hợp công nghệ điện tử nhờ đó thỏa mãn mọi yêu cầu trong quản lý vận hành hệ thống chiếu sáng như chiếu sáng thông minh, giám sát hoạt động qua trung tâm,…Đặc biệt LED cho phép dimming từ 0-100% quang thông định mức và điều chỉnh màu dễ dàng, từ đó các kịch bản chiếu sáng được lập trình theo mong muốn (trực tiếp tại đèn hoặc từ xa) phù hợp với nhu cầu để tối ưu việc chiếu sáng và tiết kiệm điện năng sử dụng. Điều này giúp cho việc điều khiển LED thuận lợi hơn nhiều so với điều khiển các nguồn sáng.
Triển khai thí điểm hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng công cộng (CSCC)có kết nối về trung tâm Luxicom (gọi tắt là Hệ thống Luxicom). Đây là là hệ thống thông tin internet sử dụng đường dây điện có sẵn của hệ thốngCSCC để điều khiển và quản lý từng điểm CSCC. Mỗi điểm sáng được trang bị một môđun UDC, giúp đảm bảo sự kiểm soát toàn diện. Cách trao đổi thông tin này dựa trên công nghệ PLC truyền tín hiệu qua đường tảiđiện bình thường (không cần đi thêm cáp mới.
CấutrúccủamạnglướiLuxicombaogồm những phân khu(sector) được điều hành bởicácbộITD(kếtnốivớimáy chủbằng đường truyềnADSL).Mỗiphânkhuhoạt động độclập, quy tụ khoảng 1500 điểmsáng(cógắnbộđiềukhiểnđènUDC).SốlượngphânkhutronghệthốngLuxicomlà không giới hạn. Mỗi một phân khu (sector) bao gồm nhiều khu vực nhỏ hơn (Zone), được điều hành bởi các đơn vị điều khiển khu vực UCL. Những khu vực này được kết nối với nhau bằng các bộ kết nối (DCM, UTR) để đảm bảo truyền tín hiệu liên lạc giữa các tủ điện. Một UCL kiểm soát trung bình 50 – 100 điểm sáng (có gắn UDC). Hệ thống Luxicom có thể thu thập mọi thông tin từ mạng lưới (tình trạng bóng, hỏng hóc, thông số tiết giảm…) và phát lệnh thắp sáng, tắt đèn, điều chỉnh thông số tiết giảm,…
Hệ thống này có một số chức năng và lợi ích sau: (1). Điều khiển tắt, mở, tiết giảm đèn chiếu sáng; Lưu giữ thông tin chế độ vận hành của đèn như: các mức tiết giảm theo chế độ vận hành (bình thường (Txn) – tiết giảm (Txr)) độc lập cho từng bóng. Những thông số này được lập trình khi lắp đặt và có thể được chỉnh sửa từ phần mềm quản lý trên máy chủ (LGS). (2).Tự động điều chỉnh tham số tiết giảm sao cho phù hợp với tình trạng của đèn để vẫn đảm bảo đèn hoạt động bình thường (tham số TxSeuil). (3).Ổn định điện áp ra, bảo vệ bóng đèn tránh tình trạng quá áp, giúp nâng cao tuổi thọ của đèn. (4). Phát hiện những hỏng hóc về chiếu sáng, lỗi bộ đèn (đèn tắt, bóng quá tuổi thọ, nhiệt độ hoạt động cao, …). (5). Nhận tín hiệu diều khiển từ bộ điều khiển khu vực UCL (điều khiển ON/OFF/mức tiết giảm/thời gian tiết giảm) và truyền cho UCL và các UDC xung quanh các thông tin hoạt động của điểm sáng (sáng/tắt/mức tiết giảm) và những thông tin sự cố phát sinh nếu có (đèn hư/đèn xuống cấp). Tín hiệu này được truyền bằng sóng mang trên đường dây điện. (6).Nhận tín hiệu điều khiển đèn từ trung tâm điều khiển theo thời gian thực: tắt/mở, thay đổi các tham số tiết giảm; Báo về Trung tâm điều khiển, theo thời gian thực, các thông số của đèn như: nhiệt độ, tuổi thọ, các lỗi của bộ đèn, tình trạng hoạt động…
Triển khai học tâp, nghiên cứu, thí điểm kết nối các bộ đèn, điều khiển đèn từ các phần mềm cài đặt tại trung tâm, điện thoại thông minh như hệ thống điều khiển đèn đường Owlet IoT của tập đoàn Schreder, hệ thống Citytouch của Phillips đến từng điểm sáng.
Triển khai thí điểm kết nối tủ điều khiển chiếu sáng về trung tâm. Các tủ điều khiển khi kết nối về trung tâm gửi báo về trung tâm các thông số về tình trạng hoạt động của tủ, điện năng tiêu thụ, dòng rò, điện áp và dòng điện hoạt động.
Phát hiện và xử lý khắc phục nhanh chóng các sự cố: Sử dụng tổng đài 1022 để tiếp nhận thông tin xử lý sự cố giao thông trên địa bàn thành phố, các phần mềm quản lý chuyên ngành, đồng thời sử dụng các group thông tin từ mạng xã hội (zalo, viber…) để thông tin, báo cáo kịp thời sự cố cũng như đưa ra quyết định phương án xử lý.+ Việc lên kế hoạch vận hành, duy tu bảo dưỡng hệ thống được thực hiện trên phần mềm lập dự toán 3S và phần mềm Quản lý kho để có thể kiểm soát và dự trù trước khối lượng thực hiện. Giúp kiểm soát chi phí, vật tư sử dụng.
Ngoài ra, để hướng đến việc kết nối các hệ thống hạ tầng trong ĐTTM là một điều tất yếu vì có thể sử dụng chung nguồn dữ liệu, đưa ra giải pháp toàn diện, tiết kiệm chi phí, … Các hệ thống có thể được triển khai trên trụ đèn chiếu sáng: hệ thống cameta (CCTV), các cảm biến quan trắc môi trường (nhiệt độ, khói bụi, độ ẩm,…), thiết bị thu phát wifi/4G công cộng, màn hình LED thông tin (thời tiết, xe bus, quảng cáo…) hoặc cũng có thể là trạm sạc thiết bị điện (như xe đạp điện…), tấm pin năng lượng mặt trời để cung cấp nguồn cho đèn chiếu sáng và các thiết bị khác được tích hợp trên trụ đèn chiếu sáng hoạt động. Ví dụ như: các thông tin từ các cảm biến và CCTV thu thập được sẽ thông qua wifi/4G truyền về trung tâm lưu trữ dữ liệu để chia sẻ với các đơn vị cần khai thác. Cũng từ các dữ liệu này, sẽ được đưa vào phần mềm trí tuệ nhân tạo (AI) để xử lý, so sánh dữ liệu đầu vào với những dữ liệu đã có để đưa ra các quyết định. Quyết định này sẽ được gửi tới các thiết bị (IoT) bên ngoài để thực thi (như điều chỉnh độ sáng của đèn khi có người/phương tiện và không có người/phương tiện qua lại, cập nhật thông tin về thời tiết, ra cảnh báo khi có bất thường về mức độ ô nhiễm lên các màn hình LED…).
Những vấn đề cần lưu tâm
Để xây dựng một hệ thống CSTM là vấn đề đặt ra hết sức cấp thiết đòi hỏi tất các cá nhân tổ chức có liên quan cần chung tay góp sức hành động nhằm hiện thực hóa các vấn đề cốt lõi sau để góp phần hoàn thành các đề án phát triển ĐTTM bền vững (trong đó có CSTM) của Chính phủ:
Chung tay tham gia xây dựng kế hoạch dài hạn, cần có những nghiên cứu và quy hoạch bài bản, được các đơn vị, tổ chức có chuyên môn thực hiện.Trong đó có triển khai lập quy hoạch định hướng xây dựng hệ thống CSTM. Tạo khung pháp lý và tiêu chuẩn cho toàn bộ việc đầu tư xây dựng, lắp đặt hệ thống CSTM.
Chung tay tham gia xây dựng trung tâm dữ liệu dịch vụ nền tảng (Platform as a Service) chuyên về chiếu sáng và có thể mở rộng kết nối với các dữ liệu của hệ thống khác liên quan đến việc quản lý của thành phố (ví dụ như thông tin giao thông, camera an ninh, cảm biến quan trắc môi trường, …).
Chung tay tham gia xây dựng các ứng dụng cho người dùng để kết nối với trung tâm, có thể cập nhật thông tin cũng như báo thông tin sự cố về trung tâm xử lý.
Chung tay tham gia xây dựng tiêu chuẩn về kết nối và truyền dẫn dữ liệu cho các thiết bị của các hệ thống với nhau. Việc này giúp thống nhất và xử lý thông tin được nhanh chóng và đồng bộ. Ví dụ như: phương thức kết nối của từng thiết bị sáng đều phải tương thích nhau, cùng kết nối được với trung tâm điều khiển.
Huỳnh Trí Dũng – TGĐ Cty Sapulico
Nguyễn Huy Khương – TP KT Cty Sapulico
