Mogadishu với hệ thống cảm biến IoT

Thành phố Mogadishu - Thủ đô Somalia, là nơi phần lớn cơ sở hạ tầng chưa được phát triển hoặc bảo trì kém, hệ thống thoát nước thường xuyên bị quá tải trong những trận mưa lớn, gây tàn phá và khó khăn trên diện rộng. 

Lũ lụt làm xói mòn cơ sở hạ tầng vốn đã mong manh, gây xuống cấp khiến việc sửa chữa tốn kém. Nước lũ ứ đọng là nơi sinh sản cho muỗi, làm bùng phát các dịch bệnh lây truyền qua đường nước như bệnh tả.

Những thách thức như vậy tạo áp lực rất lớn lên hệ thống chăm sóc sức khỏe vốn hạn chế của thành phố, gây hậu quả đặc biệt nghiêm trọng đối với cư dân có thu nhập thấp sống ở những khu vực dễ bị lũ lụt. 

Trong khi đó, các phương pháp quản lý lũ lụt truyền thống, vốn chủ yếu dựa vào can thiệp thủ công, không đủ khả năng đáp ứng yêu cầu của Mogadishu do hạn chế về nguồn lực và thiếu khả năng giám sát theo thời gian thực.

Trong bối cảnh đó, IoT nổi lên như một công nghệ mang tính bước ngoặt, giúp giải quyết những thách thức ngập lụt dai dẳng ở Mogadishu. Dưới góc độ công nghệ, IoT là một mạng lưới các thiết bị vật lý, đồ dùng và hệ thống được kết nối với nhau thông qua Internet, cho phép chúng thu thập, trao đổi dữ liệu và hoạt động tự động mà không cần sự tương tác của con người.

Ứng dụng vào thực tế ở Mogadishu, người ta cho lắp đặt các cảm biến hỗ trợ IoT ở những vị trí quan trọng trong hệ thống thoát nước của thành phố, cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực về mực nước, lưu lượng dòng chảy và các điểm tắc nghẽn tiềm ẩn theo thời gian thực. Nhờ vậy, toàn bộ hiện trạng hoạt động của hệ thống thoát nước được kiểm soát, giúp cơ quan quản lý xử lý kịp thời các vấn đề nảy sinh.

Cũng nhờ thông tin từ các cảm biến siêu âm, lưu lượng kế hiệu ứng Hall, hệ thống thoát nước tích hợp IoT của Mogadishu còn có thể tự động hóa các biện pháp can thiệp chủ động như khởi động mạng lưới máy bơm nước hoặc chuyển hướng nước dư thừa từ các điểm thu gom chính ra biển. 

Cùng với đó, một ứng dụng web thân thiện với người dùng cung cấp khả năng trực quan hóa theo thời gian thực về tình trạng thoát nước, cảnh báo về các rủi ro lũ lụt tiềm ẩn, từ đó cho phép họ đưa ra quyết định kịp thời.

Công nghệ bản sao kỹ thuật số của Mumbai

Khi các thành phố ngày càng dễ bị tổn thương trước thiên tai lũ lụt, dự đoán và ứng phó với rủi ro có độ chính xác cao là điều cần thiết với cơ quan quản lý hệ thống thoát nước. Thêm vào đó, hệ thống thoát nước đô thị thường tốn kém, khó xây dựng và bảo trì. Do đó, việc bảo đảm tuổi thọ lâu dài của các hệ thống này đòi hỏi phải có kế hoạch đầu tư dài hạn.

Để dự báo hiệu quả hoạt động hoặc lên kế hoạch đầu tư, các mô hình mô phỏng hệ thống thoát nước đô thị, đặc biệt là công nghệ bản sao kỹ thuật số (DT), đã được áp dụng. Đây là bản sao kỹ thuật số ảo của một vật thể hay một hệ thống, trong trường hợp này là hệ thống thoát nước đô thị. 

Công nghệ này được Mumbai - một trong những thành phố dễ bị lũ lụt nhất ở Ấn Độ - áp dụng. Đầu năm 2025, Mumbai cho ra mắt mô hình mô phỏng hệ thống thoát nước nhờ áp dụng công nghệ DT, được phát triển với sự hợp tác của Tập đoàn Genesys International và Viện công nghệ thông tin Bombay.

Bằng cách tạo ra các bản sao ảo theo thời gian thực của hệ thống thoát nước thành phố, DT cung cấp dữ liệu chính xác và đáng tin cậy. Trong tình huống quản lý lũ lụt, DT tạo ra hình ảnh động về cơ sở hạ tầng, địa hình và mô hình dòng chảy của Mumbai, tích hợp dữ liệu đầu vào theo thời gian thực từ các trạm khí tượng, hệ thống thoát nước mưa, mực nước sông và mạng lưới cống ngầm. 

Ưu điểm của DT là nó được tạo ra theo thời gian thực và liên tục được cập nhật từ nhiều nguồn dữ liệu. Đây chính là điểm khác biệt giữa DT với mô hình 3D tĩnh kém hiệu quả hơn.

Khi chạy các mô phỏng, chính quyền thành phố có thể dự đoán lượng mưa, mực nước dâng, khu vực có nguy cơ lũ lụt. Thay vì chờ lũ lụt xảy ra, cơ quan quản lý có thể xác định trước các khu vực dễ bị tổn thương và thực hiện các biện pháp giảm thiểu rủi ro. 

Công nghệ này còn giúp tăng cường sự phối hợp giữa các cơ quan thành phố, các đội ứng phó thảm họa và người dân bằng cách cung cấp tình hình trên thực tế theo thời gian thực.

Trong mùa mưa năm 2025, chính nhờ DT, thành phố có thể dự báo ngập úng tại các khu vực trọng điểm trước 48 giờ, cho phép cơ quan chức năng chủ động triển khai máy bơm thoát nước và chuyển hướng giao thông trước khi ngập úng xảy ra. 

Không chỉ ứng phó lũ lụt tức thời, DT của Mumbai còn hỗ trợ quy hoạch đô thị dài hạn. Bằng cách phân tích dữ liệu lũ lụt lịch sử và tình trạng kém hiệu quả của hệ thống thoát nước, chính quyền thành phố có thể thiết kế lại các tuyến thoát nước mưa, xác định các điểm nghẽn và ưu tiên các dự án cơ sở hạ tầng chống lũ.

Jakarta với ứng dụng trí tuệ nhân tạo

Để có thể dự báo, cần phải thu thập rất nhiều dữ liệu. Đó là các dự báo thời tiết, dữ liệu cảm biến từ mạng lưới thoát nước (lưu lượng, mực nước, áp lực), dữ liệu lượng mưa lịch sử và thậm chí cả dữ liệu hệ thống thông tin địa lý chi tiết về địa hình đô thị và bố trí cơ sở hạ tầng. Việc phân tích, xử lý các dữ liệu này đòi hỏi rất nhiều công sức. Đây chính là lúc tiềm năng của AI xuất hiện, giúp giải bài toán tốc độ.

Về bản chất, tối ưu hóa dựa trên AI là việc tận dụng các thuật toán học máy để phân tích khối lượng lớn dữ liệu theo thời gian thực. Bằng cách xử lý thông tin này, các hệ thống AI có thể chuyển từ phản ứng thụ động sang quản lý chủ động. Chúng có thể dự đoán trước các đợt nước dâng gây quá tải hệ thống, tự động cài đặt van và điều chỉnh công suất máy bơm.

Thủ đô Jakarta, Indonesia đã thành công trong ứng dụng AI giảm thiểu tình trạng lũ lụt thường xuyên. Thành phố lớn nhất Đông Nam Á và là một trong những khu vực đô thị đông dân nhất trên Trái đất này nằm trên vùng đất ngập nước, được bao quanh bởi 13 con sông lớn và giáp với biển Java. 

Hơn 40% diện tích của Jakarta nằm dưới mực nước biển, trong khi việc khai thác nước ngầm đã dẫn đến sụt lún đất. Biến đổi khí hậu dẫn đến gió mùa mạnh hơn và thủy triều cao hơn.

Nhờ áp dụng các giải pháp AI và IoT, hệ thống cảnh báo sớm và kiểm soát lũ lụt của Jakarta có thể đưa ra dự báo mực nước ở các khu vực có nguy cơ cao. Tiếp đó, thông qua JAKI - một siêu ứng dụng một cửa - các quan chức thành phố gửi cảnh báo đến điện thoại của từng người dân. Việc đóng cửa xả lũ, kích hoạt máy bơm nước, cảnh báo các đội ứng phó và công tác chuẩn bị của thành phố có thể được kích hoạt tới 6 giờ trước khi lũ lụt nguy hiểm xảy ra.

Công nghệ phân tích AI và IoT cùng ứng dụng JAKI đã giúp Jakarta chuyển đổi từ phương pháp tiếp cận thụ động sang chủ động trong việc dự báo, quản lý và giảm thiểu lũ lụt. Điều này đã nâng cao đáng kể khả năng chuẩn bị ứng phó thiên tai và phục hồi của thành phố. 

Không chỉ ngăn chặn thiệt hại tiềm tàng, các ứng dụng này còn cứu sống nhiều người, đặc biệt là người dân sống ở những khu vực dễ bị lũ lụt. Nó giúp Jakarta trở thành một đô thị thông minh hơn, hiệu quả hơn và bền vững hơn./.