Một thành phố thông minh được xây dựng đúng cách sẽ có các giá trị khác nhau đối với mỗi người sống và làm việc trong đó. Họ có thể không nghĩ rằng thành phố của mình là một thành phố “thông minh”, nhưng có một điều chắc chắn, họ chỉ biết đó là nơi họ muốn sống, muốn làm việc và được trở thành một phần của nó.

Thành phố thông minh được xây dựng dựa trên các công nghệ tiên tiến, nhưng tập trung vào lợi ích cuối cùng.

Việc tìm hiểu tất cả các định nghĩa về thành phố thông minh khác nhau cho thấy công nghệ là một điểm chung. Ví dụ, TechTarget định nghĩa thành phố thông minh là “một đô thị sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông để tăng hiệu quả hoạt động, chia sẻ thông tin với người dân, cải thiện cả chất lượng dịch vụ công và phúc lợi công dân”. Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) hình dung thành phố thông minh là thành phố kết hợp công nghệ, chính quyền và xã hội để tạo ra các đặc điểm sau: nền kinh tế thông minh (Smart economy), dịch chuyển thông minh (Smart mobility), môi trường thông minh (Smart environment), công dân thông minh (Smart people), phong cách sống thông minh (Smart living) và quản trị thông minh (Smart gorvernance).

Nhưng thành phố thông minh thực sự làm được gì? Thống kê về các dự án thành phố thông minh trên toàn thế giới cho thấy rằng các sáng kiến đều tập trung vào một hoặc nhiều lợi ích của thành phố thông minh. Đó là:

Hình 1: Các lợi ích của Thành phố thông minh

Như đã đề cập ban đầu, người ta định nghĩa thành phố thông minh là thành phố sử dụng công nghệ rộng rãi để đạt được lợi ích cho nhiều bên liên quan khác nhau, bao gồm người dân, doanh nghiệp, chính quyền thành phố và du khách.

Khung kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh

Hình ảnh dưới đây là khung kiến trúc cho một hệ sinh thái thành phố thông minh. Một thành phố hiện đại và phát triển bền vững là một hệ sinh thái bao gồm con người, tổ chức và doanh nghiệp, các chính sách, luật pháp và quy trình được tích hợp với nhau để tạo ra các lợi ích mong muốn như trong Hình 1. Thành phố này có khả năng thích nghi mềm dẻo và luôn phù hợp với tất cả những người sống, làm việc và du lịch ở đó. Thành phố thông minh áp dụng công nghệ để tăng tốc, tạo điều kiện và chuyển đổi mạnh mẽ các thành phần trong hệ sinh thái này.

Hình 2: Khung kiến trúc hệ sinh thái Thành phố thông minh

Bốn nguồn lực tạo ra giá trị

Có bốn loại nguồn lực tạo ra giá trị trong hệ sinh thái thành phố thông minh. Họ tạo ra và tiêu thụ giá trị xung quanh một trong những lợi ích được liệt kê trong Hình 1.

Khi mọi người nghĩ về một thành phố thông minh, họ sẽ nghĩ đến các dịch vụ do cơ quan cấp thành phố và cơ quan chính phủ cung cấp, chẳng hạn như bãi đậu xe thông minh, quản lý nước thông minh, chiếu sáng thông minh, v.v. Trên thực tế, có 3 nhà cung cấp dịch vụ và đồng thời cũng là 3 loại khách hàng giá trị tồn tại trong thành phố thông minh, đó là doanh nghiệp và tổ chức, cộng đồng và cư dân. Ở phần này, doanh nghiệp và tổ chức được coi là 1.

Các doanh nghiệp và tổ chức có thể đưa ra những dịch vụ sử dụng tạo ra thông tin để mang lại lợi ích cho các bên liên quan. Một vài ví dụ về doanh nghiệp “thông minh” là Uber và Lyft cho việc di chuyển cá nhân, NextDoor để chia sẻ thông tin và Waze/Google để lập kế hoạch giao thông và lộ trình đi lại.

Các cộng đồng được coi là thành phố thông minh thu nhỏ, nhưng có nhu cầu rất cục bộ. Một số ví dụ về cộng đồng thông minh tiềm năng là trường đại học, toàn nhà văn phòng, sân bay, cảng hàng hóa, khu dân cư tập trung (Multi-Dwelling Unit  - MDU) hoặc các chung cư, khu dân sinh, khu thương mại và thậm chí cả các tòa nhà “thông minh” riêng lẻ. Họ có nhu cầu về những dịch vụ thông minh có thể được điều chỉnh để cá nhân hóa cho riêng họ.

Người dân (hay công dân) cũng là những nhà cung cấp dịch vụ thông minh trong thành phố thông minh. Một người dân sống gần ngã tư đường phố có lưu lượng giao thông phức tạp có thể hướng camera nhà mình vào ngã tư và truyền trực tiếp thông tin đó cho đơn vị chuyên trách về giao thông hay cảnh sát. Cư dân đặt cảm biến đo lường chất lượng không khí trên các khu nhà của họ để theo dõi mức độ ô nhiễm, độ ẩm, nhiệt độ trong những thời điểm nhất định trong năm, đồng thời đưa thông tin đó đến các thành viên khác trong cộng đồng. Cư dân có quyền lực chọn thực hiện các dịch vụ thông minh này tạm thời hoặc vĩnh viễn, miễn phí hoặc tính phí.

Thành phố thông minh được xây dựng theo từng lớp

Thành phố thông minh là một hệ sinh thái bao gồm nhiều “lớp chức năng”. Mặc dù  công nghệ là một yếu tố quan trọng, nhưng nó chỉ là một trong nhiều đặc điểm mà mọi thành phố thông minh phải có. Không có chức năng nào quan trọng hơn các chức năng còn lại. Mỗi chức năng đóng một vai trò khác nhau trong thành phố thông minh. Những chức năng này phải tích hợp và phối hợp với nhau để thực hiện sứ mệnh của nó là đem lại hiệu quả cuối cùng cho những người sử dụng.

- Lớp giá trị: Đây là lớp dễ thấy nhất đối với người dân thành phố, doanh nghiệp, du khách, công nhân, sinh viên, khách du lịch và những người khác. Lớp này chính là  tập hợp dịch vụ của thành phố thông minh hoặc “các chức năng sử dụng” (use cases), tập trung vào những lợi ích (Hình 1). Dịch vụ được cung cấp bởi những nguồn lực tạo ra giá trị và được các bên liên quan của thành phố sử dụng.

- Lớp đổi mới: Để luôn phù hợp, những nguồn lực tạo ra giá trị trong thành phố thông minh phải liên tục đổi mới và cập nhật dịch vụ của mình cho các bên liên quan. Thành phố thông minh chủ động tạo ra điều kiện thuận lợi thông qua nhiều chương trình đổi mới, bao gồm phòng thí nghiệm, khu nghiên cứu, đào tạo, hội thảo ý tưởng, phát triển kỹ năng và quan hệ đối tác với các trường đại học và doanh nghiệp.

- Lớp quản trị, quản lý và vận hành: Thành phố thông minh tạo ra sự đột phá và dẫn đến chuyển đổi kỹ thuật số các quy trình và dịch vụ hiện có. Các mô hình quản lý thành phố thông minh phải tích hợp một hệ sinh thái mới gồm những người sáng tạo và đổi mới các giá trị. Họ phải lập kế hoạch, hỗ trợ và tạo ra doanh thu từ các mô hình kinh doanh, quy trình và dịch vụ mới. Họ  nâng cấp cơ sở hạ tầng và quy trình quản lý hiện có của mình để hỗ trợ cho các dịch vụ “thông minh”. Cuối cùng, họ phải đo lường hiệu suất của thành phố bằng một bộ thước đo, chỉ số mới.

- Lớp chính sách, quy trình, quan hệ đối tác công tư và tài chính: Thành phố thông minh không thể xuất hiện một cách tự nhiên vào một ngày nào đó. Cần phải có một bộ mô hình, quy tắc, nguồn tài chính và đối tác hoàn toàn mới để xây dựng, vận hành cũng như duy trì hoạt động. Thành phố phải phát triển một nhóm năng lực “thông minh” mới để đạt được và duy trì hoạt động của thành phố thông minh.

- Lớp thông tin và dữ liệu: Mạch máu của thành phố thông minh là dữ liệu. Thành phố thông minh phải tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển dịch vụ dữ liệu theo nhiều cách, bao gồm các sáng kiến ​​dữ liệu mở, thị trường dữ liệu, dịch vụ phân tích và chính sách kinh doanh từ dữ liệu. Quan trọng không kém, họ phải có các chương trình khuyến khích chia sẻ dữ liệu và các chính sách bảo mật để bảo vệ dữ liệu được thu thập như thế nào và bao gồm những gì.

- Lớp kết nối, truy cập và bảo mật: Con người, vạn vật và hệ thống được kết nối với nhau trong thành phố thông minh. Kết nối liền mạch cả ba nhà cung cấp dịch vụ (hay người sử dụng), quản lý và xác định những ai, những gì được kết nối, chia sẻ, đồng thời bảo vệ thông tin người dùng là rất quan trọng. Ưu tiên cao nhất của các thành phố thông minh là cung cấp một lớp kết nối đáng tin cậy và liên tục.

- Lớp hạ tầng công nghệ thành phố thông minh: Hầu hết mọi người đều nghĩ đến công nghệ khi nói về thành phố thông minh. Cơ sở hạ tầng công nghệ của thành phố thông minh phải cung cấp được những tiện ích mở rộng ra ngoài phạm vi người dân của thành phố truyền thống và hỗ trợ cho các nhóm người tạo giá trị mới. Như đã nói ở trên, đó là người dân và các bên liên quan của thành phố.

Ứng dụng khung kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh

Thành phố thông minh là một hệ sinh thái phức hợp bao gồm con người, quy trình, chính sách, công nghệ và các yếu tố hỗ trợ khác làm việc cùng nhau để mang lại một loạt các lợi ích. Thành phố thông minh không thuộc “sở hữu riêng” của nhà chức trách hay bất kỳ ai. Những nguồn lực tạo ra giá trị khác nhau cùng tham gia, đôi khi cộng tác và đôi khi tự bản thân họ. Các thành phố thông minh bền vững và thành công thường áp dụng phương pháp tiếp cận có kế hoạch để thu hút các bên liên quan trong hệ sinh thái.

Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng nhiều thành phố không áp dụng cách tiếp cận theo hệ sinh thái cho các dự án thành phố thông minh. Điều này một phần là do dự án thành phố thông minh được quản lý bởi tổ chức Công nghệ thông tin (CNTT), nơi có tiền lệ là phát triển và triển khai giải pháp, hệ thống. Ngược lại, các thành phố thông minh có kinh nghiệm hơn quản lý các chương trình thành phố thông minh của họ thông qua các tổ chức “Chuyển đổi” hoặc “Đổi mới” chức năng chéo trong nội bộ.

Bất kể các thành phố đang ở đâu trong hành trình thành phố thông minh, họ phải biết trước những vòng luẩn quẩn trong các dự án thành phố thông minh. Các nhà hoạch định cần bắt đầu bằng cách suy nghĩ về việc xây dựng một hệ sinh thái rộng lớn để tạo ra một thành phố thông minh bền vững và có khả năng mở rộng liên tục. Các bước quan trọng tiếp theo bao gồm:

- Hiểu về khung kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh và điều chỉnh nó cho phù hợp với thực tế của từng thành phố. Kết hợp mô hình này vào việc phát triển tầm nhìn, chiến lược và kế hoạch xây dựng thành phố thông minh.

- Liên hệ mô hình triển khau thực tế của thành phố với khung kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh, xác định được các chức năng hiện tại và các yếu tố còn thiếu trên các lớp khác nhau. Hiểu những gì cần thiết để hỗ trợ bốn nguồn lực tạo giá trị.

- Đánh giá các dự án và sáng kiến ​​thành phố thông minh đã có hoặc đang dự định dựa trên khung kiến trúc hệ sinh thái. Sử dụng khung kiến trúc này để xác định những gì còn thiếu trong các kế hoạch, dự án và các yếu tố cần thiết để đảm bảo các dự án này thành công hoàn toàn.

- Ưu tiên và phát triển năng lực trên các lớp hệ sinh thái khác nhau. Một thành phố thông minh đòi hỏi những kỹ năng và năng lực mới. Tăng cường khả năng hiện có thông qua quan hệ đối tác chiến lược và ký hợp đồng với các nhà cung cấp dịch vụ, theo yêu cầu.

Singapore, Eindhoven, Hồng Kông,.. và nhiều quốc gia khác trên thế giới chính là minh chứng rõ ràng không thể chỗi cãi về những lợi ích và tính tất yếu của thành phố thông minh. Nó là kết quả và của sự hợp tác và cũng mang lại lợi ích cho cả chính quyền, người dân và doanh nghiệp. Trên xu thế hội nhập và phát triển, Việt Nam nói chung và các thành phố như Đà Nẵng, Hà Nội, Hồ Chí Minh nói riêng, để nâng cao tính cạnh tranh, dĩ nhiên không thể đứng ngoài xu thế này. Tuy nhiên, để xây dựng thành công thành phố thông minh, dù chỉ là một lợi ích cụ thể cũng không hề dễ dàng. Nắm bắt Mô hình kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh hi vọng sẽ trở thành một cách tiếp cận hiệu quả để các nhà hoạch định chính sách có thể xem xét và so sánh với những gì mà thành phố của mình đã và đang làm.

                                                                                      Nguyễn Công Minh

Tài liệu tham khảo

[1] https://iiot-world.com/smart-cities/the-smart-city-ecosystem-framework-a-model-for-planning-smart-cities/