Chỉ trong vòng hơn một thập kỷ, điện thoại thông minh (Smart Phone) đã tạo ra những thay đổi sâu sắc trong cuộc sống. Chúng đã cung cấp cho mọi người trên khắp thế giới những phương thức mới để giao tiếp, kết nối và tiêu dùng. Và do đó, điện thoại thông minh ngày nay được coi là không thể thiếu trong đời sống hiện đại.

Smart Phone không chỉ thay đổi toàn cảnh cuộc sống cá nhân và nghề nghiệp trong xã hội, nó cũng đã giúp mọi người dần trở nên quen thuộc với Internet of Things (IoT). Đó là việc sử dụng máy móc có cảm biến kỹ thuật số để thu thập dữ liệu, kết nối internet để chia sẻ và phân tích các mẫu thông tin, từ đó thúc đẩy sự cải thiện hiệu suất của các hệ thống lớn. Con đường hướng tới việc áp dụng các thiết bị thông minh và lập trình phân tích trong các lĩnh vực khác trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết, dù là trong các ngành công nghiệp cơ bản hay cung cấp điện năng.

Xu hướng áp dụng công nghệ dần dần lan sang cả những lĩnh vực phục vụ cộng đồng, bằng chứng là khái niệm Thành phố Thông minh ngày càng phổ biến. Một cách đơn giản, có thể xem đó là việc đẩy mạng sử dụng IoT và các hệ thống phân tích để thu thập thông tin và phản ứng dựa trên việc phân tích những thông tin liên quan đến đời sống đô thị. Bài viết này sẽ trình bày một số cách làm mà chính quyền các thành phố đã sử dụng công nghệ để cải thiện hoạt động của các thành phố trong thập kỷ qua.

Hình 1: Quá trình phát triển của các thành phố trên thế giới từ 1994 đến 2016

An toàn và bảo mật

Khái niệm Thành phố Thông minh được đề cập ngay vào thời điểm mà những người Mỹ vẫn còn nguyên ký ức về sự kiện 11/9 - vụ tấn công khủng bố lớn nhất từng xảy ra ở Mỹ. Nó đã khiến các cơ quan chính quyền Mỹ ở tất cả các cấp liên bang, tiểu bang, quận và thành phố phải suy nghĩ về cách mà công nghệ có thể giúp gìn giữ, đảm bảo an toàn và bảo mật cho cộng đồng.

Các cuộc thảo luận về an toàn và bảo mật này không chỉ giới hạn trong vấn đề khủng bố mà còn trong nhiều vấn đề khác, đây là điều khá hiếm thấy ở cách tư duy của người Mỹ. Chúng mở rộng sang cả lĩnh vực phòng chống tội phạm, và đây một mối đe dọa phổ biến hơn nhiều đối với an ninh trật tự công cộng. Do đó, các chính quyền thành phố bắt đầu xem xét về cách thức mà công nghệ phân tích, IoT có thể giúp họ cải thiện hiệu quả hoạt động trong lĩnh vực này.

Một trong những thành phố tiên phong hành động là Santa Cruz, California, nơi chính quyền đã khởi động một chương trình thí điểm về chính sách dự báo vào năm 2011. Theo chương trình này, sở cảnh sát thành phố đã bắt đầu sử dụng một thuật toán máy tính để phân tích dữ liệu tội phạm. Điều này đã giúp xác định và lập bản đồ “các điểm nóng” cần thực hiện tuần tra thường xuyên. Bản đồ tuần tra cũng cập nhật hằng ngày cũng cho phép các sĩ quan cảnh sát phản ứng nhanh hơn với xu hướng tội phạm mới.

Sau khi kết thúc chương trình thử nghiệm, Santa Cruz đã áp dụng chương trình PredPol, một gói phần mềm lập chính sách dự đoán trên nền tảng điện toán đám mây được phát triển bởi cùng một nhà nghiên cứu đã thiết kế thuật toán ban đầu. Thành công của nó đã được nhân rộng cho các thành phố khác ở California bằng việc sử dụng PredPol hoặc các giải pháp tương tự khác.

Mặc dù tỷ lệ tội phạm của Singapore đã ở mức thấp nhất trên thế giới, tuy nhiên việc áp dụng các công nghệ vào hoạt động của cảnh sát cũng mang lại nhiều hiệu quả hơn. Họ đã bắt đầu sử dụng máy bay không người lái đặc biệt - con gọi là Quadcopters - để thực hiện các cuộc tìm kiếm trên không. Quadcopters có thể đạt đến độ cao 60 mét. Các kỹ sư đã trang bị cho Quadcopters những chiếc còi báo động công suất cao và một chiếc đèn rọi mạnh gấp mười lần đèn pha ô tô. Bên cạnh đó, không gian mặt đất khi có các sự kiện đặc biệt tổ chức ở nơi công cộng cũng được các bot tuần tra. Chúng hoàn toàn tự chủ và được điều hướng theo các con đường được định tuyến trước. Vì bot được trang bị camera, chúng còn có khả năng giám sát từ xa.

Dịch vụ công và đảm bảo chất lượng cuộc sống

Trong cùng 1 khoảng thời gian, một loạt các dịch vụ công cộng khác cũng đã bị ảnh hưởng bởi các phát triển về ĐTTM và đều được ứng dụng công nghệ IoT để tăng cường trải nghiệm cho người sử dụng.

Các thành phố trên thế giới đã chuyển sang sử dụng công nghệ để quản lý dịch vụ đỗ xe. Ví dụ, Amsterdam - thủ đô của Hà Lan đã sử dụng ứng dụng điện thoại di động Mobypark, sau này đã trở thành Nền tảng Mobypark, để giúp người dùng tìm chỗ đậu xe và trả tiền để truy cập ứng dụng theo yêu cầu. Các quan chức thành phố cho biết ứng dụng này đã giúp giảm thiểu lưu lượng giao thông và tắc nghẽn. Bãi biển Laguna, California, sử dụng Frogparking - ứng dụng tương tự được thiết kế bởi một công ty có trụ sở tại New Zealand, để quản lý các điểm đỗ xe thuộc sở hữu của thành phố. Hệ thống này cũng cho phép chính quyền thành phố và nhân viên soát vé kiểm soát dữ liệu từ đồng hồ thông minh đối với những trường hợp không trả tiền đỗ xe.

Tương tự như vậy, chính quyền Tây Ban Nha cũng nhận thấy giao thông công cộng tại cần thiết phải được đưa vào các quy hoạch về Thành phố Thông minh. chương trình CityOS của Barcelona giúp người đi làm tốn ít thời gian chờ đợi hơn bằng cách sử dụng thông tin từ các cảm biến IoT nhằm tối ưu hóa các tuyến xe buýt. Các cảm biến này thu thập thông tin về giao thông đường phố và đếm số lượng người đang chờ tại các điểm dừng xe buýt, cung cấp dữ liệu vào một hệ thống trung tâm để có thể định tuyến lại hành trình của xe khi cần thiết. Một thành phố khác là Columbus ở bang Ohio của Mỹ đã hợp tác với công ty tiện ích địa phương vào năm 2017 để thúc đẩy việc sử dụng xe điện. Tiện ích American Electric Power Ohio đã giúp chính quyền thành phố xây mới các trạm nạp điện cho ô tô và thiết lập nhiều hệ thống giúp người lái xe duy trì hoạt động của xe trên 1 tuyến đường dài.

Ở Hàn Quốc, họ có hệ thống BMS là một trung tâm điều khiển tích hợp có thể giám sát toàn bộ hệ thống giao thông trong thời gian thực. Trung tâm điều khiển thu thập thông tin về định vị phương tiện (vị trí và tốc độ), thông tin này được đưa đến bảng thông tin dịch vụ tại các bến xe và thông qua các ứng dụng khác nhau trên điện thoại di động của hành khách bằng Internet. Có thể điều chỉnh số lượng xe buýt được chỉ định cho bất kỳ tuyến đường nhất định nào. Mọi sự cố gián đoạn trong mạng lưới có thể được quản lý tốt hơn vì trung tâm điều khiển có thể liên lạc trực tiếp với từng tài xế, thông tin này một lần nữa có thể được thông báo nhanh chóng đến hành khách, giúp hành khách luôn cảm thấy hài lòng với dịch vụ.

Khái niệm Thành phố thông minh còn có thể giúp chính quyền thành phố quản lý mức tiêu thụ năng lượng và giảm các tác động đến môi trường. Chính quyền Stockholm (Thụy Điển) đã sử dụng mạng cáp quang thuộc sở hữu công cộng để thực hiện chương trình Công nghệ thông tin xanh, nhằm giảm thiểu chi phí cho sưởi ấm và khí thải bằng cách tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. San Leandro, California, đã khởi động dự án ZipPower vào cuối năm 2016 để tối ưu hóa các nguồn năng lượng địa phương. Nội dung của ZipPower là thực hiện các bước để thúc đẩy việc sử dụng hệ thống năng lượng tái tạo quy mô nhỏ và tạo ra một nền tảng phần mềm giúp người tiêu dùng giảm thiểu chi phí điện năng.

Một số chương trình giám sát môi trường của Thành phố Thông minh thậm chí còn có ý nghĩa to lớn ở khía cạnh chăm sóc sức khỏe cộng đồng. Ví dụ: Copenhagen đã hợp tác với Google để thu thập thông tin về mức độ ô nhiễm và đưa lên một bản đồ. Những bản đồ này giống bản đồ xem phố của Google, kèm theo đó là hiển thị chỉ số chất lượng không khí cho mọi khu vực của thành phố trên màn hình lắp đặt trong ô tô. Sau đó, người dân có thể sử dụng thông tin cho việc tìm các tuyến đường tốt nhất để đi bộ, chạy bộ, đi xe đạp và các hoạt động ngoài trời khác nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống.

Phát triển nền kinh tế thông minh

Các tiến bộ kỹ thuật được áp dụng vào kinh tế, thương mai không chỉ giới hạn trong một quốc gia. Ngày nay chúng ta đã không còn xa lạ với các nền tảng thương mại điện tử. Amazon, Alibaba,.. hay ở Việt Nam là Shoppee, Lazada, Sendo,… đã trở thành những sàn thương mại vô cùng quen thuộc trong cuộc sống bận rộn ngày nay. Chỉ bằng vài cú chạm, thanh toán trực tuyến ngay trên ứng dụng, cả quá trình từ lúc bắt đầu tìm kiếm, chọn lựa sản phẩm ưng ý, chọn nhà cung cấp đến khi thanh toán xong chỉ mất vài phút mà mới chỉ cách đây khoảng 10 năm nó khiến chúng ta mất vài giờ đồng hồ và có thể lâu hơn. Bên cạnh đó, không thể nói đến các ứng dụng ngân hàng điện tử, ngân hàng số. Công nghệ NFC (Near Field Communication) cũng được tích hợp trên điện thoại thông minh để khi đi ra ngoài, người dùng không cần mang theo ví vẫn có thể mua cho mình những nhu yếu phẩm. Xác thực bằng sinh trắc học như cảm biến vân tay, cảm biến mống mắt là biện pháp xác thực có độ tin cậy gần như tuyệt đối và nó được áp dụng hầu như trong mọi ứng dụng liên quan đến tài chính, tiền tệ.

Tối ưu trải nghiệm khách hàng, cá nhân hóa dịch vụ là những gì mà các nhà cung cấp dịch vụ đang muốn hướng đến. Khi người dùng nói về vấn đề gì đó, tìm kiếm một sản phẩm nào đó bằng trình duyệt trên điện thoại thông minh thì ngay lập tức các ứng dụng bán hàng sẽ ghi nhận lại điều này và đề xuất cho người dùng hàng loạt sản phẩm với đa dạng chủng loại và các nhà cung cấp ngay trên màn hình hiển thị đầu tiên. Để tăng tính trải nghiệm và cũng để kích thích khách hàng sử dụng dịch vụ của mình nhiều hơn, các nhà cung cấp đã bắt đầu hợp tác với nhau. Các nền tảng ví điện tử (E-Wallet) hợp tác với các ngân hàng để khách hàng rút tiền bằng mật khẩu hoặc xác thực vân tay; hợp tác với các nhà cung cấp nhu yếu phẩm, đồ ăn, chuỗi nhà hàng để liên tục đưa ra những mã giảm giá, voucher với điều kiện khách hàng sử dụng ứng dụng của mình để thanh toán. Mục tiêu cuối cùng và xuyên suốt với một quá trình đổi mới, một sản phẩm mới chính là làm cho các khách hàng - được coi là thượng đế của họ - luôn cảm thấy tiện nghi và thoải mái.

Hướng tới một cách tiếp cận toàn diện hơn

Tất cả các chương trình được mô tả ở trên thể hiện cho một bước tiến trên nền các hệ thống cũ. Tuy nhiên, phần lớn chúng mới chỉ ảnh hưởng đến một hoặc hai khía cạnh cụ thể của cuộc sống đô thị (đỗ xe, giao thông, phòng chống tội phạm, giao thông công cộng, v.v.) tại một thời điểm. Nói cách khác, khả năng giúp đỡ người dùng của chúng vẫn còn hạn chế.

Theo thời gian, điều này có thể sẽ thay đổi. Như The Economist đã chỉ ra trong số báo đặc biệt về Thế giới 2019 trong đầu năm nay, các thành phố tuân theo khái niệm Thành phố Thông minh có khả năng tìm kiếm các giải pháp toàn diện hơn tích hợp nhiều bộ dữ liệu theo cách làm cho trải nghiệm đô thị tổng thể và liền mạch hơn.

Rất nhiều thành phố đã hoạch định kế hoạch phát triển theo hướng này. Tại Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, Dubai đã giới thiệu các ứng dụng điện thoại di động và thẻ thông minh có thể sạc pin cho phép người dân thanh toán một loạt các dịch vụ công và tư (bao gồm cả tiền phạt giao thông, cung cấp nước, điện và các giao dịch khác liên quan đến kinh doanh) và truy cập mạng lưới giao thông công cộng. Trong khi đó, Singapore sử dụng Nền tảng cảm biến quốc gia thông minh của mình để thu thập dữ liệu về cơ sở hạ tầng, nhà ở và các tiện ích công cộng. Sau đó, nó cung cấp thông tin vào hệ thống phân tích được thiết kế để tối ưu các dịch vụ, cải thiện năng suất và đảm bảo an toàn công cộng.

Nhờ có các chương trình này, Singapore và Dubai đều đang trên đường hướng tới việc hiện thực hóa tiềm năng của Thành phố Thông minh. Cuối cùng, các chính quyền thành phố sẽ có thể tiến thêm một bước nữa, tích hợp khả năng của các giải pháp truy cập và thanh toán của Dubai với các tính năng phân tích của nền tảng của Singapore. Nếu làm được việc này, cuộc sống của cư dân thành phố sẽ được nâng cao một cách rất rõ ràng.

                                                                                                Nguyễn Công Minh

Tài liệu tham khảo

[1] https://www.iotforall.com/smart-cities-decade-of-progress