Cabin-ways: phương tiện vận chuyển không người lái cho đô thị ở Việt Nam

Theo nhóm nghiên cứu Lê Minh Sơn, Lương Lan Phương, Trương Nguyễn Song Hạ, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng, đây là hệ thống hoạt động không người lái, di chuyển phía trên không trung cách mặt đất 8 – 10 m, với những cabin nhỏ có sức chứa 6 người, được treo ngược trên một thanh ray độc lập, chuyển động nhờ vào nguồn năng lượng mặt trời tích hợp từ những tấm quang điện gắn cố định phía trên hệ ray.

Đối tượng nghiên cứu Cabin-Ways mà nhóm tác giả triển khai không đơn giản chỉ là tạo ra tuyến đường vận chuyển công cộng trên không trung với một điểm khởi đầu, một điểm kết thúc và các trạm dừng trung gian, mà đây là hệ thống hoạt động đồng nhất với một cấu trúc mạng liên kết, trên đó những cabin (có sức chứa tối đa 6 chổ ngồi) được điều hướng và di chuyển hoàn toàn chủ động.

Cụ thể, hành khách có thể đặt chỗ trong một cabin thông qua ứng dụng trên điện thoại di động để di chuyển từ điểm A đến điểm B của mạng lưới, hệ thống chỉ dừng tại các trạm nơi mà người sử dụng yêu cầu lên hoặc xuống cho cùng một chuyến đi (hay không dừng khi cabin đã đầy người). 

Sử dụng trí tuệ nhân tạo xóa bỏ cảm giác “đợi chuyến kế tiếp” cho người sử dụng: cơ chế vận hành của Cabin-ways đòi hỏi áp dụng kỹ thuật và công nghệ mới nhất trên nền tảng nguồn trí tuệ nhân tạo, điều này nhằm mục đích giúp cho phương tiện đạt được sự chủ động hoàn toàn trong suốt chu kỳ hoạt động, không có hiện tượng chậm – trễ hay kẹt các cabin trong toàn tuyến.

Để hiện thực hóa điều đó, thách thức đầu tiên cho hệ thống này chính là khả năng xử lý độ trễ giữa 2 cabin kế tiếp nhau là 3 giây. Với độ trễ tối thiểu này, giúp gia tăng mật độ lưu thông của các cabin, từ đó làm tăng số lượng hành khách được vận chuyển và xóa bỏ hoàn toàn cảm giác “đợi chuyến kế tiếp” cho người sử dụng. Các hệ thống hoạt động dựa trên một cơ sở hạ tầng phía trên không gian, được thiết kế bằng các vòng lượn khép kín giữa các cabin với nhau, trên mỗi cabin được trang thiết bị tự động định hướng nhanh, giúp các cabin vượt qua mà không bị gián đoạn vận chuyển tại những điểm giao nhau của mạng lưới này đến một mạng lưới khác.

Thách thức kế tiếp đó là việc quản lý phương hướng của các cabin để làm sao không gây sự ùn tắc cục bộ. Trong thực tế rất khó để dự đoán một số lượng nhu cầu các hành khách lên và xuống từ các trạm khác nhau trên một tuyến đường. Một vấn đề nữa là do các cabin có khối lượng nhẹ và lại di chuyển nhanh ở phía trên không trung, do đó ở mỗi cabin đều phải sử dụng một động cơ điện công nghệ cao, để quản lý sự cân bằng cần thiết cho các hành khách ngồi bên trong, đặc biệt là khi cabin đi qua những chỗ ngoặt.

Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo: hệ thống Cabin-Ways hoạt động nhờ vào nguồn năng lượng tái tạo tích hợp, đó là thiết bị nguồn pin lưu điện được gắn trong các khoang xe, nguồn này được cung cấp năng lượng nhờ vào các tấm pin quang điện hấp thụ ánh sáng mặt trời đặt phía trên cùng, dọc theo các tuyến ray nhằm đạt được sự chủ động trong suốt chu kỳ vận hành.

Không “kẹt xe”, không tai nạn giao thông: với khả năng vận chuyển khoảng 7200 hành khách mỗi giờ ở khu vực trung tâm (xe bus truyền thống là 1700 hành khách/1h), Cabin-Ways sẽ vượt qua tất cả những phương tiện vận chuyển công cộng hiện có tại Việt Nam. Với thời gian cách nhau 3 giây giữa 2 cabin kế tiếp, phương tiện này không gây hiện tượng “kẹt xe”, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ va chạm giao thông.

Cabin-Ways có thể đạt tốc độ tối đa 80 km/h trong thành phố và 130 km/h trên một đường thẳng hay ngoài đô thị. Như vậy, lấy ví dụ muốn di chuyển từ thành phố Đà Nẵng đến phố cổ Hội An với khoảng cách 25 km thì Cabin-Ways chỉ mất thời gian là 12 phút.

Chi phí đầu tư rẻ hơn 3 lần so với tàu điện truyền thống và 12  lần so với tàu điện ngầm: điều đáng quan tâm trên hết chính là mức chi phí đầu tư hợp lý hệ thống Cabin-ways phù hợp với khả năng tài chính và tình hình phát triển kinh tế xã hội của các thành phố tại Việt Nam.

Tổng chi phí đầu tư xây dựng cấu trúc hệ thống và cơ cấu vận hành của Cabin-Ways là 9,2 triệu usd/1km, thấp hơn so với các phương tiện giao thông công cộng khác. Đối với các khu vực đô thị nơi những phương tiện vận chuyển công cộng đã được thiết kế chủ yếu theo dạng ngôi sao (từ ngoại vi đến trung tâm), với Cabin-ways hoạt động trên một mạng lưới đa chiều trên không và thời gian hoạt động là 24/24, phương tiện này không chỉ giới hạn ở việc vận chuyển hành khách mà còn vận chuyển hàng hóa dịch vụ trong các thời gian rảnh của mỗi ngày (ví dụ những cabin chuyên biệt hoạt động vào ban đêm), đem lại nguồn kinh phí bổ trợ cho hoạt động của hệ thống. 

Những ưu điểm nổi bật của Cabin-ways: nhóm nghiên cứu tóm lược và lập bảng so sánh để đưa ra một số ưu điểm nổi trội của hệ thống Cabin-ways so với các phương tiện giao thông truyền thống đã và đang được đầu tư xây dựng ở Việt Nam.

Những thách thức: đối với Cabin-ways, các vấn đề về xây dựng cơ sở hạ tầng, hệ đường ray trên không, trạm dừng, hay sản xuất mỗi cabin … đều không gặp bất cứ trở ngại nào đáng kể.