Smart Road – Hướng Đến Tương Lai Kết Nối, Thích Ứng và Thân Thiện Môi Trường

Đối mặt với tốc độ đô thị hóa và gia tăng dân số nhanh chóng, cùng sự tăng lên của các phương tiện di chuyển mới, ngành xây dựng đường bộ của Pháp đang phải thích nghi với điều kiện mới.

Khi thói quen thay đổi và nhu cầu về phương tiện giao thông thông minh hơn, thân thiện hơn với môi trường ngày càng tăng, ngành cơ sở hạ tầng đang dựa vào big data và các công nghệ mới để xem xét lại cách thiết kế đường xá.

Với gần 750.000 dặm đường bộ, Pháp tự hào có mạng lưới đường bộ lớn nhất châu Âu. Việc xây dựng lại sẽ tiêu tốn 2 nghìn tỷ euro (2,375 nghìn tỷ USD) – gần bằng GDP quốc gia.

May mắn là giao thông đường bộ – nguồn của hơn một nửa lượng khí thải nitơ oxit (NOx) ở vùng Île-de-France xung quanh Paris – đang phát triển theo hướng xanh hơn cho các hình thức giao thông, chẳng hạn như chia sẻ ô tô, chia sẻ xe đạp, xe đạp điện và xe điện.

Thích ứng với các hình thức di động mới

Đối với ngành cơ sở hạ tầng của Pháp, mục tiêu là sử dụng các hình thức vận tải mới này làm chất xúc tác cho sự phát triển của công nghệ đường bộ.

Tầm nhìn của Hervé Dumont, giám đốc Dự báo, Công nghệ và Phát triển tại Eiffage Route, người đóng vai trò chính trong phát triển đô thị và xây dựng đường xá.

Ông nói: “Xu hướng hiện nay là chia sẻ không gian và thích ứng. Các hình thức di chuyển đang nhân lên và phát triển, vì vậy cơ sở hạ tầng cần thích ứng cho phù hợp.”

ColumnWIdth700x500Voitures automatiques GettyImages 1023344400

Cơ sở hạ tầng đường thông minh

François Olard, giám đốc kỹ thuật Nghiên cứu và Đổi mới Cơ sở hạ tầng tại Eiffage Route, hiện đại hóa phương tiện là ví dụ hoàn hảo về lý do tại sao cơ sở hạ tầng cần phải thích ứng.

Do các quy định về khí thải CO2, ngành ô tô là tiên phong của xu hướng xanh. Dù chạy điện hay hỗn hợp, những phương tiện mới này không chỉ yêu cầu không gian đậu xe mà còn phải có các trạm sạc và biển báo đường phù hợp.

Olard nói: “Các giải pháp mới này phải sử dụng không gian một cách năng động, với các biển báo đường bộ thích ứng. Đi trên làn đường dành riêng cho xe buýt và taxi, và tưởng tượng rằng khi xe buýt hoặc taxi đi qua, ô tô phải tránh ra, trong khi thời gian còn lại, họ được tự do sử dụng như bất kỳ làn đường nào khác.”

Một hệ thống biển báo đường bộ động cũng cho phép quản lý giao thông tốt hơn. Đây là mục tiêu cho làn đường đi xe chung đầu tiên của Pháp, khai trương vào tháng 9 2020.

Các làn đường kéo dài qua 5 dặm của xa lộ A48 ở ngoại ô phía đông nam của Grenoble, trên quãng đường bị ảnh hưởng ùn tắc nghiêm trọng.

Người Pháp nhận ra, lợi ích kép của hệ thống làn đường dành cho xe chung: Giảm tắt đường và lượng khí thải CO2 hạ xuống.

Ở Grenoble, các làn đường đi chung xe yêu cầu biển báo thích ứng, trang bị cảm biến để có thể nhận biết số lượng người trên xe.

Tận dụng cơ sở hạ tầng thông minh: Thiết kế đường phải tương ứng việc sử dụng

Mặc dù việc đi chung xe đã giảm trong cuộc khủng hoảng COVID-19, giao thông đường bộ sẽ tiếp tục phát triển tùy theo điều kiện khí hậu.

Theo Dumont, thích nghi liên quan đến việc cân nhắc lại các làn đường dành cho xe ô tô lưu thông và “dự đoán nhu cầu sẽ thay đổi như thế nào”. Một dẫn chứng thực tế rằng, những người đi làm thích di chuyển bằng ô tô hơn là xe đạp vào mùa đông.

Quan điểm chia sẻ bởi Bernard Sala, chủ tịch Routes de France và phó tổng giám đốc Phát triển và Đổi mới tại Colas, công ty tiên phong trong lĩnh vực hạ tầng đường bộ, ông nói:

“Thật đáng tiếc nếu trải qua cuộc khủng hoảng này mà không hành động, trang bị các công cụ mới giúp tích hợp các yếu tố môi trường và kỹ thuật số. Thiết kế đường phải tương ứng việc sử dụng.”

Thiết kế đường phải thích ứng với xe đạp, phương tiện trở nên rất phổ biến trong đại dịch. Trong vài năm qua, đạp xe được ưa chuộng bởi những người muốn giảm lượng khí thải carbon.

Đi xe đạp được ủng hộ bởi các sáng kiến ​​và trợ cấp của chính phủ, nhằm lan tỏa rộng khắp nước Pháp, bao gồm cả vùng ngoại ô và nông thôn.

ColumnWidth700x500Amenagement urbain GettyImages 1166410922

Đường dành cho xe đạp: Cơ sở hạ tầng đường thông minh

Mùa xuân này, hơn 600 dặm đường xe đạp tạm thời, xuất hiện bất ngờ trên toàn nước Pháp. Một số đường được sử dụng vĩnh viễn tại vài thành phố. Tuy nhiên, những sáng kiến ​​này sẽ chỉ tồn tại nếu được hỗ trợ biển báo và thiết bị, chẳng hạn như lắp đặt trạm sạc cho xe đạp điện công cộng.

Dumont nói rằng những khoảng trống này phải được đánh dấu để chúng được ưu tiên, bảo vệ và tôn trọng.

Sala nói: “Nhờ cảm biến và giải pháp đo lường di động, giờ đây việc theo dõi thực thể và thời gian băng qua đường của xe đạp dễ dàng hơn so với người đi bộ”.

Ông giải thích rằng: các kỹ thuật đa tham số là một trong những chìa khóa, để tối ưu hóa hệ thống điều khiển giao thông.

Ngày nay, các cảm biến cơ sở hạ tầng có thể đánh giá tình trạng đường xá. Trong tương lai, chúng sẽ có thể giao tiếp với các cảm biến trong xe và điện thoại thông minh để hướng dẫn người lái.

Họ cũng sẽ có thể đưa vào cơ sở hạ tầng thông minh, đồ nội thất đường phố và dấu vỉa hè thích ứng trong thời gian thực, để phản hồi dữ liệu cảm biến, cải thiện cả quy trình thiết kế đường và quản lý vận hành tổng thể.

Theo Sala, bước đi này rất quan trọng với sự phát triển những con đường thông minh đa dụng, linh hoạt hơn trong những năm tới.

Ví dụ, ông chỉ ra những con đường dành cho xe đạp trong thành phố, theo ông là “vắng người vào những thời điểm nhất định và nguy hiểm cho người khác khi sử dụng. Các đinh tán trên đường sẽ phải thu vào hoặc linh hoạt suốt ngày để tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông và giao hàng”.

ColumnWidth700x500COLAS Flowell Nantes JulienGazeau HD 21

Vào ngày 3 tháng 9 năm 2020, chính phủ Pháp đã công bố kế hoạch phục hồi phân bổ 1,2 tỷ euro cho hoạt động di chuyển hàng ngày nhằm khuyến khích phát triển cơ sở hạ tầng.

Quỹ này được chia nhỏ cho hai mục đích chính: tăng gấp đôi nguồn lực cho lưu lượng xe đạp và cải thiện phương tiện giao thông công cộng hiện có và tạo ra các tuyến đường độc quyền để mở rộng các dịch vụ này. Tổng cộng 550 triệu euro dành để tăng tốc cơ sở hạ tầng giao thông hiện đang được tiến hành.

Theo Dumont, hiện đại hóa cơ sở hạ tầng đường bộ nằm ở cách đường được xây dựng và cách chúng kết hợp với các công nghệ kỹ thuật số và công nghệ mới.

Mục đích là tích hợp các yếu tố môi trường và tính bền vững vào xây dựng, đồng thời bắt kịp với sự thay đổi thói quen và nhu cầu của khách du lịch.

Sala nói: “Đường không chỉ là một phương tiện để đi lại. Mà còn nhiều mục đích sử dụng khác cần phát triển – các phương tiện thiết yếu để sạc điện và lưu trữ, cũng như quản lý bãi đậu xe – theo tiêu chuẩn… sẽ vượt xa một điều kiện đơn giản.”


Cải tiến công nghệ thúc đẩy cách tiếp cận hệ thống

Thực tế mới thúc đẩy yêu cầu thích nghi của các đối tượng tham gia.

Olard nói: “Trong vài năm qua, chúng tôi đã hướng tới một cách tiếp cận có hệ thống hơn. Vai trò của chúng tôi là mở ra các phương tiện giao thông ngày càng kết nối. Cách tiếp cận mới này hiện chủ yếu xoay quanh big data và năng lượng. ”

Lý do bởi: Mặc dù Châu Âu có tất cả cơ sở hạ tầng đường bộ cần thiết, nhưng để chuẩn bị cho tương lai, cơ sở hạ tầng đường bộ phải được duy trì và cải thiện dựa vào dữ liệu và các công nghệ mới, hơn là xây dựng lại.

Để giải quyết những thay đổi này, các công ty trong lĩnh vực đường bộ đang xem xét các phương pháp thiết kế chuyển đổi kỹ thuật số, đặc biệt là tích hợp các quy trình giàu dữ liệu như BIM (Xây dựng mô hình thông tin).

Các đội Eiffage thừa nhận họ đã gặp phải những thách thức mà các ngành khác không phải đối mặt.

Dumont nói: “Đối tượng khó mô tả hơn vì loại cơ sở hạ tầng này là tuyến tính và gần như vô hạn. Không dễ để mô tả các thuộc tính đa dạng như độ dày, loại vật liệu hoặc thậm chí hiệu suất nhiệt dưới dạng các thuộc tính ở dạng kỹ thuật số.”

Bất chấp những trở ngại này, mục tiêu là tạo ra đủ dữ liệu để tạo ra một bộ đôi kỹ thuật số.

“Cuối cùng, thách thức liên quan đến việc tích hợp mọi bước của một dự án, từ ý tưởng ban đầu đến quá trình xây dựng, kết xuất các hệ thống có thể tương tác với nhau ở tất cả các giai đoạn thiết kế,” Dumont nói.

Theo Sala, cách tiếp cận xuyên suốt này sẽ giúp không chỉ cải thiện chất lượng và an toàn mặt đường mà còn có thể sử dụng thiết kế để giải quyết các mối quan tâm về thoát nước, lưu trữ và khuếch tán nhiệt.

Ông nói: “Đưa bộ đôi kỹ thuật số và trí tuệ nhân tạo vào hoạt động sẽ cho phép chúng ta hiểu được ý nghĩa từ chúng. Sắp tới, chúng tôi sẽ làm việc với các hệ thống cực kỳ phức tạp. Thông qua mô hình hóa và mô phỏng kỹ thuật số, các giải pháp mới với dữ liệu chính xác hơn cung cấp giúp các nhà thiết kế và chính quyền địa phương tích hợp các con đường với môi trường tốt hơn ”.

ColumnWIdth700x500COLAS BIM La Defense 1

Generative design là một giải pháp khác đã được chứng minh là khá thuyết phục, đã được thử nghiệm trong dự án Cola’s Flowell, sử dụng các bảng đèn LED chèn trên mặt đường để nháy sáng một giao lộ ở Paris, giúp qua đường an toàn hơn.

Dự án đã được trao giải bạc BIM của hạng mục Phương pháp tiếp cận tiên phong tại Giải thưởng BIM d’Or vào tháng 9 năm 2020.

Sala nói rằng việc sử dụng thiết kế chung cho phép kết hợp “nhiều thông số và ràng buộc hơn con người có thể tạo ra, kết quả là tạo ra nhiều kịch bản trong thời gian kỷ lục.”

Nó cũng cho phép nhóm nghiên cứu xác định giải pháp giảm thiểu gián đoạn giao thông trong quá trình xây dựng.

Tầm nhìn trong cuộc chuyển đổi xanh

Nhờ sự gia tăng của các hình thức giao thông điện, tự hành và trung lập carbon, thiết kế cơ sở hạ tầng hiện có thể đóng một vai trò trong các chính sách tiết kiệm năng lượng do Liên minh châu Âu thiết lập như một phần của Thỏa thuận Xanh.

Điển hình: Gần một nửa lượng khí thải nhà kính của Pháp được tạo ra thông qua việc sử dụng cơ sở hạ tầng. Có thể giảm 15% –30% lượng khí thải vào năm 2030 thông qua các chương trình hạn chế carbon và phát triển xe điện, chính sách giao thông đô thị mềm và cơ sở hạ tầng liên quan.

Các dự án cơ sở hạ tầng xanh đang hình thành trong toàn ngành, thúc đẩy bởi các sáng kiến ​​như Thỏa thuận cam kết tự nguyện, được ký kết tại Pháp vào năm 2009.

Ngày nay, các giải pháp dựa trên thực vật có thể đáp ứng nhiều nhu cầu cơ sở hạ tầng mà không phụ thuộc vào các sản phẩm từ dầu mỏ. Như Dumont chỉ ra, điều này có thể khuyến khích các bên liên quan áp dụng các giải pháp thân thiện với môi trường hơn.

Dumont giải thích: “Một phần sứ mệnh của chúng tôi là phát triển các quy trình và phương pháp mới, để các kỹ sư tư vấn hỗ trợ các cơ quan quản lý hợp đồng có thể hưởng lợi từ các giải pháp thay thế xanh hơn.”

Dumont tin rằng đây là cách ngành có thể đạt được trạng thái cân bằng giữa các yếu tố kinh tế, kỹ thuật và môi trường để “xây dựng bền vững, tôn trọng tính liên tục và tái sử dụng tài nguyên”.

HalfColumn400x357EIFFAGE Labo Corbas Portrait François Olard

Tập đoàn Eiffage, công ty tiên phong trong lĩnh vực vật liệu đường sinh thái, đã chứng minh tiềm năng ban đầu của xu hướng này.

Nhóm đã phát triển một số quy trình dựa trên thực vật như Recytal-ARM®, có thể giảm tiêu thụ năng lượng hơn 50% và khí thải nhà kính hơn 70%.

Điều này được thực hiện thông qua quy trình tái chế hỗn hợp lạnh sử dụng nhũ tương gốc nhựa thông có tên là Rectyal®. Eiffage Route là công ty làm đường đầu tiên của Pháp đạt chứng nhận cho sản phẩm có nguồn gốc hữu cơ, nhằm mục đích sử dụng trong xây dựng đường và phát triển đô thị.

Cải tiến bởi các giải pháp công nghệ và sinh thái mới, ngành đường bộ đang trên con đường trở thành động lực phát triển một xã hội xanh và bền vững.

Tuy nhiên, để xây dựng con đường tương lai, bản thân ngành công nghiệp này trước tiên phải trải qua một quá trình chuyển đổi – dựa trên cách tiếp cận hệ thống, kỹ thuật số.

Sala nói: “Tất cả có thể thực hiện được khi kết hợp với một cách thức quản lý cơ sở hạ tầng mới. Không có lý do gì mà các con đường lại không trải qua những thay đổi giống như các tòa nhà để đạt được sự quản lý toàn diện về năng lượng, khả năng tái chế và tác động môi trường của chúng”.

Nguồn: redshift.autodesk.com

Bạn đã biết: AutoCAD 2022 – Bản Mới Nhất – Sắp Ra Mắt!