Tiêu chuẩn ASTM về dữ liệu xe kết nối trong quản lý hạ tầng đường bộ

Theo đánh giá của Hiệp hội Kỹ sư Xây dựng Hoa Kỳ (ASCE), hạ tầng giao thông của Mỹ vẫn đang trong tình trạng đáng lo ngại. Năm 2025, hệ thống giao thông nước này chỉ đạt mức D+ do nhiều tuyến đường xuống cấp, cầu cống hư hỏng và tình trạng thiếu đầu tư kéo dài cho công tác bảo trì. 

Tuy nhiên, bài toán không chỉ nằm ở nguồn vốn. Các cơ quan quản lý đường bộ còn đối mặt với thách thức trong việc giám sát và ưu tiên bảo trì trên mạng lưới giao thông rộng lớn. Các phương pháp kiểm tra truyền thống tuy cung cấp thông tin chi tiết nhưng thường chỉ phản ánh tình trạng tại một thời điểm nhất định và khó theo kịp những thay đổi nhanh chóng do thời tiết cực đoan hoặc các yếu tố khác gây ra. Trong khi đó, hàng triệu phương tiện kết nối đang lưu thông mỗi ngày lại liên tục tạo ra khối lượng dữ liệu khổng lồ về tình trạng mặt đường.

Ông Björn Zachrisson, thành viên Tiểu ban Hệ thống mặt đường - phương tiện (E17) của ASTM International và là chuyên gia chiến lược sản phẩm tại NIRA Dynamics cho rằng các phương tiện hiện đại đang “kể câu chuyện” về chất lượng đường bộ thông qua dữ liệu mà chúng thu thập.

Theo ông, với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện kết nối và phương tiện điều khiển bằng phần mềm, dữ liệu cần thiết đã sẵn sàng. Điều còn thiếu là các tiêu chuẩn và khuôn khổ chung để biến dữ liệu này thành công cụ hỗ trợ ra quyết định cho các cơ quan quản lý.

Để giải quyết vấn đề đó, Tiểu ban E17 đang xây dựng dự thảo tiêu chuẩn mới mang tên Thực hành khai thác dữ liệu hạ tầng từ phương tiện kết nối (Infrastructure Connected Vehicle Data Extraction - ICODE, WK97778). Tiêu chuẩn này nhằm thiết lập phương pháp thống nhất để thu thập dữ liệu hạ tầng từ các cảm biến được lắp đặt sẵn trên xe và được nhà sản xuất phê duyệt.

Ảnh minh họa.

Khi phương tiện trở thành cảm biến giao thông

Các phương tiện hiện đại được trang bị nhiều loại cảm biến như cảm biến gia tốc, cảm biến tốc độ bánh xe, hệ thống phanh và các thiết bị điện tử khác. Những hệ thống này liên tục ghi nhận và phản ứng với điều kiện mặt đường, từ độ gồ ghề, độ bám đường đến hư hỏng đột ngột trên bề mặt. Thách thức lớn nhất hiện nay là làm thế nào để chuyển đổi dữ liệu thô từ xe thành thông tin hữu ích phục vụ công tác quản lý hạ tầng.

Theo ông Zachrisson, mục tiêu của tiêu chuẩn mới là giúp các nhà sản xuất ô tô và cơ quan quản lý giao thông “nói cùng một ngôn ngữ”. Khi đó, các cơ quan quản lý có thể tận dụng chính những phương tiện đang lưu thông trên đường để giám sát tình trạng hạ tầng liên tục, giảm sự phụ thuộc vào các đợt kiểm tra thủ công định kỳ.

Các phương tiện kết nối có khả năng cung cấp nhiều loại dữ liệu quan trọng như: 

Tình trạng mặt đường: Theo dõi liên tục chất lượng mặt đường, đánh giá xu hướng xuống cấp và phát hiện các hư hỏng mới phát sinh. 

Độ ma sát mùa đông: Hỗ trợ đơn vị bảo trì xác định mức độ an toàn của tuyến đường trong điều kiện băng tuyết và đánh giá khả năng tiếp cận các điểm có nguy cơ mất an toàn. 

Độ bám mặt đường: Phát hiện các khu vực trơn trượt do mưa hoặc các đoạn đường có yêu cầu ma sát cao nhằm phục vụ công tác cảnh báo và bảo trì.

Hướng tới tiêu chuẩn chung cho toàn ngành

Một trong những nguyên tắc quan trọng của dự thảo tiêu chuẩn là tính trung lập về công nghệ. Tiêu chuẩn không gắn với bất kỳ nhà cung cấp phần cứng hay phần mềm nào mà tập trung vào việc xác định các yêu cầu chất lượng dữ liệu để cơ quan quản lý có thể hiểu rõ loại dữ liệu họ đang thu thập và sử dụng.

Dự thảo cũng nhấn mạnh sự khác biệt giữa các thiết bị bổ sung sau khi xe xuất xưởng và hệ thống cảm biến được tích hợp sẵn bởi nhà sản xuất. Theo nhóm xây dựng tiêu chuẩn, các giải pháp lắp đặt bổ sung tiềm ẩn nguy cơ mất tính liên tục khi nhà cung cấp thay đổi phần mềm hoặc ngừng hỗ trợ sản phẩm.

Ngược lại, các hệ thống được nhà sản xuất xe phê duyệt thường có vòng đời dài hơn và được duy trì ổn định trong nhiều năm. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với các cơ quan giao thông vốn phải xây dựng kế hoạch đầu tư và quản lý hạ tầng theo chu kỳ từ 15 đến 20 năm.

Theo ông Zachrisson, mục tiêu cuối cùng của tiêu chuẩn là tạo ra nền tảng chung giúp các bên trong ngành phối hợp hiệu quả hơn, từ đó phát triển những giải pháp giám sát hạ tầng giao thông có tính bền vững, khả năng mở rộng cao và mang lại lợi ích cho toàn bộ hệ sinh thái giao thông đường bộ.

Hồng Vân (theo ASTM)