Saitama và NTT Đông Nhật Bản hợp tác phát hiện sớm hố rỗng ngầm bằng mạng cáp quang
Ngày 27/03/2026 | Biên tập: Annie Nguyễn
Trong nỗ lực thúc đẩy chuyển đổi số (DX) trong quản lý hạ tầng, Saitama Prefecture đã ký kết thỏa thuận hợp tác với NTT East Japan nhằm ứng dụng công nghệ cảm biến trên mạng cáp quang để phát hiện sớm các hố rỗng ngầm dưới lòng đất.
Thỏa thuận, có hiệu lực đến ngày 31/3/2029, được kỳ vọng sẽ góp phần nâng cao năng lực bảo trì và phòng ngừa rủi ro cho hệ thống đường bộ do tỉnh quản lý—một vấn đề ngày càng cấp thiết trong bối cảnh hạ tầng già hóa tại Nhật Bản.
Trọng tâm của hợp tác bao gồm ba lĩnh vực chính: chia sẻ và khai thác dữ liệu đám mây điểm 3D phục vụ quản lý hạ tầng; xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống công trình ngầm; và ứng dụng công nghệ cảm biến nhằm phòng ngừa tai nạn, thiên tai cũng như nâng cao hiệu quả công tác bảo trì.
Điểm nổi bật của sáng kiến là việc tận dụng mạng cáp quang viễn thông vốn đã được lắp đặt ở độ sâu khoảng 1–1,5 mét dưới lòng đất. Các sợi cáp này có khả năng ghi nhận liên tục các đặc tính rung động trong môi trường xung quanh. Khi tồn tại các khoảng rỗng ngầm, đặc tính rung sẽ thay đổi—từ đó cho phép phát hiện sớm nguy cơ sụt lún hoặc hư hỏng nền đường.
Cách tiếp cận này mở ra hướng đi mới trong bảo trì dự phòng (preventive maintenance), thay vì chỉ xử lý sự cố sau khi xảy ra. Tuy nhiên, phía NTT East Japan cũng lưu ý rằng không phải toàn bộ hệ thống đường do tỉnh quản lý đều có sẵn mạng cáp quang. Trong giai đoạn đầu, hai bên sẽ lựa chọn các khu vực phù hợp để triển khai thử nghiệm và đánh giá hiệu quả.
Bên cạnh đó, doanh nghiệp này cũng đang xem xét cách tận dụng dữ liệu đám mây điểm 3D mà họ thu thập được thông qua hệ thống MMS (Mobile Mapping System)—công nghệ sử dụng xe chuyên dụng để quét và ghi lại dữ liệu không gian với mật độ cao—nhằm hỗ trợ các dự án của địa phương.
Việc xây dựng cơ sở dữ liệu tích hợp cho hạ tầng ngầm và ứng dụng công nghệ số không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong quản lý mà còn góp phần giảm nhân lực cho công tác kiểm tra, hướng tới một hệ thống vận hành thông minh và hiệu quả hơn.
Hình này minh họa công nghệ phát hiện hố rỗng (void) hoặc sụt lún dưới lòng đất bằng cáp quang đặt dọc theo đường.
Giải thích từng phần:
1. Phía trên mặt đất
- Xe cộ di chuyển tạo ra rung động (sóng rung) truyền xuống mặt đường.
- Các sóng rung này được biểu diễn bằng các vạch đỏ dưới bánh xe.
2. Cáp quang dưới mặt đường (通信光ファイバ)
- Một sợi cáp quang viễn thông được chôn dọc theo đường.
- Cáp này hoạt động như một cảm biến rung động liên tục (Distributed Acoustic Sensing – DAS).
- Thiết bị đo (計測器) thu nhận tín hiệu từ cáp để phân tích.
3. Khu vực có hố rỗng (空洞)
- Bên dưới mặt đường có một khoảng rỗng lớn do đất bị cuốn trôi hoặc sụt lún.
- Khi xe chạy qua khu vực này:
- Đặc tính rung động thay đổi khác thường (空洞の有無による振動特性の変化).
- Đất xung quanh có thể dịch chuyển mạnh hơn, tạo ra rung động bất thường (土砂が大きく動くことに伴う振動の発生).
4. Ống hạ tầng ngầm (地下埋設管)
- Phía dưới nữa là các đường ống ngầm (nước, gas, v.v.).
- Những khu vực gần ống này dễ xảy ra rỗng đất do rò rỉ hoặc xói mòn.
Nguyên lý hoạt động
- Bình thường: rung động từ xe → tín hiệu ổn định.
- Khi có hố rỗng: rung động → bị biến dạng, phản xạ khác, hoặc mạnh/yếu bất thường.
- Hệ thống phân tích sẽ:
→ phát hiện sớm nguy cơ sụt lún
→ cảnh báo trước khi mặt đường bị sập.
Ý nghĩa thực tế
- Giúp phát hiện hố tử thần (sinkhole) trước khi xảy ra tai nạn.
- Tận dụng hạ tầng cáp quang sẵn có, không cần đào lên khảo sát.
- Phù hợp cho đô thị đông xe như Nhật Bản.
