Cách người Hà Lan sử dụng Big Data và phân tích thời gian thực để quản lý tài nguyên nước

Với hơn 27% diện tích đất nước nằm dưới mực nước biển, Hà Lan tự hào là một trong những quốc gia có mạng lưới quản lý nước tiên tiến và phức tạp nhất thế giới. Hơn 5.000 km đường thủy chạy dọc khắp đất nước, được kết nối bởi một mạng lưới cầu, đê và âu thuyền phức tạp. Quốc gia này hiện có nhiều đường thủy hơn cả đường cao tốc, được sử dụng để vận chuyển khoảng 35% hàng hóa trên cả nước.

Rijkswaterstaat, bộ phận được giao nhiệm vụ quản lý và duy trì hệ thống khổng lồ này, được thành lập vào cuối những năm 1700 và dựa vào hàng nghìn nhân viên để giữ cho các tuyến đường thủy của Hà Lan hoạt động trơn tru. Trong khi việc kiểm tra và bảo trì trước đây chiếm một tỷ lệ lớn thời gian làm việc của nhân viên, ngày càng có nhiều hoạt động giám sát được thực hiện từ xa, đôi khi sử dụng công nghệ mới sáng tạo - và đôi khi có những cách giải quyết hết sức khéo léo.

Kiểm soát những cây cầu từ thế kỷ 13
Và theo Therry van der Burgt, kiến trúc sư giải pháp tại Rijkswaterstaat, một trong những điều khó khăn ở Hà Lan là việc những cây cầu và âu tàu đôi khi được đấu thầu và chịu trách nhiệm bởi các tỉnh hoặc thành phố.

“Không có cách tiếp cận chung nào để trích xuất dữ liệu từ cơ sở hạ tầng công cộng, vì vậy chúng tôi phải nghĩ ra một cách tiêu chuẩn hóa để biết một cây cầu có mở hay không”, ông cho biết.

Và điều mà họ đã làm là gắn các cảm biến có kết nối internet vào các thanh chắn đường trên những cây cầu cũ kỹ đó.

“Những cảm biến này hoàn toàn độc lập với hệ thống của cây cầu, nhưng chúng cho chúng tôi biết khi nào các rào chắn đóng lại, nghĩa là cây cầu đang mở ra”, ông chia sẻ.

Tuy nhiên, đôi khi cũng cần các giải pháp khác phức tạp hơn, đặc biệt là lúc cần cố gắng dự đoán xem liệu có thể cần bảo trì trước khi một đối tượng xem nó có thực sự bị hỏng hay không. Và với các cây cầu, Rijkswaterstaat lắp đặt đồng hồ đo dòng điện để liên tục theo dõi việc sử dụng điện và gửi dữ liệu đó trở lại hệ thống.

“Nhiều cơ sở hạ tầng công cộng sử dụng rất nhiều năng lượng khi nó vận hành. Ví dụ, hãy nghĩ về một cây cầu sẽ mở ra”, van der Burgt giải thích. “Vì vậy, khi chúng tôi kết hợp dữ liệu về hành vi của một vật thể và việc sử dụng điện của nó, chúng tôi sẽ thu được những kết quả thú vị.”

Vì vậy Rijkswaterstaat đã triển khai các hệ thống nâng cao để cảnh báo khi một đối tượng tiêu thụ quá nhiều hoặc quá ít điện. Khi cảnh báo được kích hoạt, họ sẽ cử người đến để kiểm tra xem có gì sai không.

Tính toán các tuyến đường vận chuyển tốt nhất
Là một kiến trúc sư giải pháp, van der Burgt được giao nhiệm vụ bảo vệ dữ liệu từ hệ thống sao cho nó sẽ đến tay người phù hợp vào đúng thời điểm. Ví dụ như thiết kế công cụ cho phép các thuyền trưởng tính toán tuyến đường vận chuyển nhanh nhất với cập nhật thời gian thực về giao thông, như thời gian chờ cầu và mực nước .

Công việc này phức tạp hơn bạn nghĩ rất nhiều. Giao thông đường thủy được điều chỉnh bởi một bộ quy tắc hoàn toàn khác với giao thông đường hàng không. Trong hàng không, máy bay được quản lý tập trung, phân luồng gọn gàng, trật tự. Còn các sà lan trên đường thủy, có thể đạt chiều dài bằng khoảng hai chiếc Boeing A380 (147 mét), tuân thủ các quy trình giống đường bộ hơn, với các quy tắc ai đến trước được phục vụ trước tại các chốt và cầu.

Trong một hệ thống năng động như vậy, nhiều dữ liệu hơn có nghĩa là khả năng dự đoán tương lai sẽ lớn hơn. Điều này cho phép thuyền trưởng của các sà lan lớn không phải dừng và khởi động tàu nhiều, đồng nghĩa với việc tiêu hao nhiên liệu ít hơn và hàng hóa đến đúng giờ hơn. Và điều này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thu thập và phân phối dữ liệu thời gian thực một cách tập trung và tiêu chuẩn hóa.

Van der Burgt không chỉ tập trung vào các tuyến đường thủy của Hà Lan; ông cũng đang làm việc với một lực lượng đặc nhiệm quốc tế để tạo ra một nền tảng thông tin đường thủy trên toàn châu Âu, thứ sẽ hoạt động trong năm nay. Nền tảng này thu thập dữ liệu về đường thủy như thông tin giao thông thời gian thực, cập nhật về cầu và âu tàu, cũng như độ sâu của nước từ khắp châu Âu và cung cấp cho những người cần chúng.

“Một yếu tố phức tạp trong quá trình này là nhiều thuyền viên cũng sống trên sà lan của họ, khiến nó trở thành ngôi nhà thực tế của họ. Vì vậy, chia sẻ những địa điểm này về cơ bản là chia sẻ địa chỉ nhà của ai đó”, van der Burgt nói. Vì vậy, họ không chỉ phải chuẩn hóa dữ liệu khác nhau từ 13 quốc gia trên hàng chục điểm dữ liệu khác nhau, mà còn thiết kế một hệ thống trong đó những thuyền trưởng có thể quản lý cài đặt quyền riêng tư của họ trên nền tảng, cho phép họ chọn ai có thể xem họ đang ở đâu.

Thuyền tự hành
Hệ thống dữ liệu toàn châu Âu cũng là một bước trong việc chuẩn bị cho cuộc cách mạng lớn tiếp theo trong ngành vận tải biển: những chiếc sà lan tự hành.

“Những bước đầu tiên đã được thực hiện,” van der Burgt nói, hầu như không che giấu được sự phấn khích của mình. Vào năm 2019, một chiếc sà lan dài 135 mét đã hoàn thành hành trình dài 25 km tự hành thành công giữa hai cảng của Hà Lan. "Tất nhiên bản thân con thuyền có một loạt các cảm biến trên tàu, để đảm bảo vị trí, nhưng tất cả các cảm biến của chúng tôi trên bờ có thể giúp nhận thức tình huống tốt hơn", ông cho biết thêm, "và về lý thuyết, các cảm biến trên thuyền tự hành có thể bổ sung dữ liệu của chúng tôi, cho phép tạo ra bức tranh thậm chí còn đầy đủ hơn."

Khi buộc phải đoán, van der Burgt ước tính rằng Rijkswaterstaat xử lý hơn 100 terabyte dữ liệu mỗi ngày. “Tôi luôn nói: chúng ta đang ngồi trên một kho dữ liệu.”

Nhưng bản thân dữ liệu rõ ràng không có giá trị gì nếu không có hệ thống và con người có thể hiểu nó.

“Phạm vi công việc của chúng tôi rất lớn, ngoài mọi thứ xảy ra trong vận tải biển và đường thủy. Bạn không chỉ đang làm việc với các hệ thống bên trong tàu biển mà còn ở những cây cầu, vốn chỉ là những cỗ máy khổng lồ với một nhóm người với đủ loại chuyên môn khác nhau”, van der Burgt nói. “Và trên hết, bạn đang tạo ra giá trị công cộng. Bạn sẽ muốn khoe với mọi người về cách bạn đã làm việc trên một hệ thống nào đó để bán cho mọi người nhiều rác hơn, hay bạn đang thực sự giúp giữ cho đất nước của mình phát triển?”.

GenK