Giới thiệu

Sự phát triển về kỹ thuật, dịch vụ và ứng dụng của các đô thị trong thành phố thông minh hiện nay đều dựa trên các lĩnh vực như Internet kết nối vạn vật IoT (Internet of Things), dịch vụ đám mây và dữ liệu lớn... Để phát triển cơ sở hạ tầng thành phố thông minh, thì trước hết là phải phát triển các kỹ thuật và ứng dụng. Tác động của các ứng dụng và dịch vụ do thành phố cung cấp từ kiểm soát lưu lượng giao thông đến chăm sóc người già hoặc tác động của các công cụ đang dần chuyển sang môi trường kỹ thuật số và sử dụng các thành phần kỹ thuật số giúp người dân, doanh nghiệp và chính quyền thành phố định hướng và cải thiện các dịch vụ trong cuộc sống dễ dàng hơn; tiếp cận thị trường cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin cho Chính phủ. Bài viết dưới đây là nghiên cứu của Deloitte về tác động của sáu lĩnh vực ứng dụng khác nhau trong Thành phố thông minh, bao gồm Dịch vụ giao thông thông minh; Dịch vụ năng lượng thông minh; Chính quyền và cơ quan thông minh; Tài nguyên thông minh; Tòa nhà thông minh và Chăm sóc sức khỏe thông minh.

Tác động của các ứng dụng thúc đẩy phát triển thành phố thông minh

1. Dịch vụ giao thông thông minh

Hệ thống giao thông thông minh là các dịch vụ tạo thuận lợi cho việc vận chuyển người hoặc hàng hóa dễ dàng hơn. Dữ liệu mở về giao thông và thông tin dự báo giao thông đóng vai trò quan trọng trong việc giúp người dân và doanh nghiệp tìm được lộ trình di chuyển phù hợp, giúp giảm ùn tắc; cho phép người dân tham gia giám sát các hoạt động liên quan đến giao thông như doanh nghiệp vận tải, đào đường, công trình…

Các dịch vụ và chức năng giao thông bao gồm giám sát giao thông thông minh, hệ thống đỗ xe, lập kế hoạch giao thông và hệ thống để định giá vận tải trong các thời điểm và tuyến đường khác nhau. Ví dụ về các thành phố nơi hệ thống giao thông thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Hệ thống giao thông thông minh, Singapore: Hệ thống giao thông thông minh Singapore bao gồm thanh toán điện tử và cảm biến trên taxi, tạo ra một lượng lớn dữ liệu giao thông. Thành phố phân tích dữ liệu, ánh xạ dữ liệu và các điều kiện giao thông vào các thời điểm khác nhau trong ngày.

- Giám sát giao thông thông minh, Zaragoza, Tây Ban Nha: Tại Zaragoza, Tây Ban Nha, hơn 150 cảm biến đã được triển khai trong thành phố trong giai đoạn 2010-2011, ước tính khoảng 90% lưu lượng giao thông đang hoạt động trên thành phố. Thông tin thu thập về giao thông được gửi đến trung tâm chỉ huy thành phố và được sử dụng cho các mục đích khác nhau: bao gồm tính toán thời gian lái xe cho các tuyến đường chung, lập kế hoạch về giao thông dài hạn cho mạng lưới đường bộ.

2. Dịch vụ năng lượng thông minh

Các dịch vụ năng lượng thông minh bao gồm những dịch vụ chủ yếu cho phép sử dụng các loại năng lượng khác nhau hiệu quả hơn và thông minh hơn. Các dịch vụ này bao gồm cách cung cấp năng lượng thông minh, chức năng tiết kiệm năng lượng và cách ánh xạ sử dụng năng lượng thông minh.

Một ví dụ về dịch vụ năng lượng thông minh là chiếu sáng thông minh, cả trong nhà và ngoài trời, được kích hoạt hoặc hủy kích hoạt tùy thuộc vào việc có người ở gần dịch vụ đó hay không. Các dịch vụ năng lượng thông minh như: lưới điện thông minh và đồng hồ điện thông minh có thể giao tiếp với nhau và đóng góp đáng kể vào việc sử dụng năng lượng hiệu quả hơn. Các ví dụ khác có thể bao gồm máy phát năng lượng phân tán hoặc chức năng lưu trữ năng lượng hiệu quả.

Ví dụ về các thành phố nơi hệ thống năng lượng thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Đèn đường thông minh, Glasgow, Scotland: Glasgow đã đưa ra một dự án thí điểm trong đó đèn đường được trang bị cảm biến phát hiện bất kỳ người nào đang di chuyển trong vùng lân cận. Mục đích là để nghiên cứu khả năng tiết kiệm năng lượng bằng cách cho phép đèn đường tự động tắt tùy thuộc vào việc người đó có đi qua không.

- Các quận thông minh, cảng biển Hoàng gia Stockholm (Stockholm Royal Seaport), Thụy Điển: Stockholm Royal Seaport là một trong những dự án phát triển đô thị lớn nhất ở Châu Âu. Các vấn đề về tính bền vững bao trùm toàn bộ dự án được thực hiện thông qua việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông. Thành phố đã thiết lập sự đổi mới về các quận thông minh, như một nơi gặp gỡ và đấu trường dành cho các quan chức có thể gặp gỡ và tương tác để tìm ra cảm hứng cho các giải pháp sáng tạo phát triển đô thị bền vững.

3. Chính quyền và cơ quan thông minh

Chính quyền và các cơ quan thông minh thường được đề cập liên quan đến việc nâng cao các giải pháp phát triển dịch vụ công cộng, bao gồm tương tác kỹ thuật số khác nhau giữa các cơ quan chính phủ, công dân, doanh nghiệp hoặc giữa các nhân viên chính phủ. Các giải pháp thông minh được xây dựng làm tăng tính minh bạch giữa các chính quyền và giúp các chủ thể khác nhau dễ dàng tương tác với nhau hơn.

Ví dụ về các lĩnh vực có lợi trong chính quyền và cơ quan thông minh là hệ thống giáo dục thông minh, an ninh công cộng và quyền truy cập vào dữ liệu mở. Các thành phố nơi hệ thống thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Cảm biến toàn thành phố, Santander, Tây Ban Nha: Là một trong những dự án thí điểm toàn diện nhất thế giới có liên quan đến cảm biến toàn thành phố đã được triển khai tại Santander, nơi có hơn 120.000 cảm biến đang thu thập dữ liệu của thành phố nhằm chia sẻ thông tin của mình để các nhà đổi mới có thể tạo ra các ứng dụng và công cụ khác nhau để cải thiện tương tác với các cơ quan chính phủ.

- Nền tảng hợp tác thông minh, Florence, Ý: Năm 2012, Florence đã đưa ra một sáng kiến dữ liệu mở, trong đó thông tin, dữ liệu và số liệu thống kê công khai được cung cấp trên một trang web công cộng. Đã có hơn 200 bộ dữ liệu được cập nhật liên tục để thúc đẩy sự phát triển của các dịch vụ kỹ thuật số.

4. Tài nguyên thông minh

Tài nguyên thông minh bao gồm các dịch vụ về quản lý nước và chất thải thông qua việc sử dụng các giải pháp công nghệ thông tin và truyền thông. Ví dụ, hệ thống đo nước thông minh, giải pháp thông minh quản lý chất thải và hệ thống đo lường chất lượng không khí. Ví dụ về các thành phố nơi hệ thống tài nguyên thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Thùng rác thông minh, Barcelona, Tây Ban Nha: Barcelona đã và đang điều hành một dự án thí điểm trong đó các thùng rác được gắn các cảm biến có thể đo được mức độ đầy của thùng rác. Thông tin về rác thải được phân tích và sử dụng để tối ưu hóa các tuyến đường cho các phương tiện thu gom. Thành phố Barcelona ước tính rằng hệ thống này có thể dẫn đến việc giảm 10% trong việc thu gom rác.

- Hệ thống quản lý tài nguyên, Cologne, Đức: Thành phố Cologne đã triển khai đồng hồ đo năng lượng thông minh tại hơn 30.000 hộ gia đình, đo lường mức tiêu thụ điện, khí đốt và nước. Dữ liệu tiêu thụ được thu thập bởi các công ty năng lượng cho phép người dân nhìn thấy mức tiêu thụ năng lượng của họ trên điện thoại và giúp họ kiểm soát việc sử dụng các thiết bị năng lượng trong ngày khi có sự chênh lệch giữa giá nước hoặc điện.

5. Tòa nhà thông minh

Các tòa nhà thông minh được mô tả là các hệ thống giúp các tòa nhà tìm hiểu và dự đoán các nhu cầu khác nhau về ánh sáng, nhiệt độ và không gian sẵn có. Các chức năng về tòa nhà thông minh bao gồm ánh sáng thông minh; hệ thống sưởi ấm, hệ thống nước, vệ sinh; và tự động hóa tòa nhà.

Ví dụ về các thành phố nơi hệ thống tòa nhà thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Các tòa nhà thông minh, cung điện The Edge, Amsterdam, Hà Lan: Hơn 30.000 cảm biến và 6.000 đèn LED các loại đã được lắp đặt tại văn phòng Deloitte, ở Amsterdam, “The Edge”. Các đèn LED được kết nối qua cáp internet và mỗi loại có địa chỉ IP riêng và có thể đo hồng ngoại, nhiệt độ và độ ẩm của tòa nhà. Các cảm biến cho phép hiển thị phần nào của tòa nhà đang được sử dụng nhiều nhất, chẳng hạn như máy pha cà phê hoặc hộp đựng khăn giấy nào đã hết, cần được cung cấp thêm và phòng nào cần được làm sạch. Tất cả các cảm biến của tòa nhà thông minh góp phần giảm tiêu thụ năng lượng và làm cho việc sử dụng các chức năng khác trong tòa nhà trở nên dễ dàng và an toàn hơn.

- Cơ sở hạ tầng vi mô, Greenwich, London, Anh: Một hội đồng địa phương ở London đã quyết định thành lập một mạng lưới cảm biến địa phương tại Royal Borough of Greenwich. Hàng ngàn cảm biến đã được triển khai trong các tòa nhà, đường, cột đèn và những nơi khác trong thành phố. Dữ liệu được thu thập từ các cảm biến này được phân tích trong “hệ điều hành của thành phố”, dành cho các thành phố thông minh, được xây dựng một phần để kích hoạt chức năng M2M giữa các thiết bị được kết nối. Nền tảng của các cảm biến cơ sở hạ tầng được sử dụng bởi các nhà phát triển dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng dựa trên dữ liệu được thu thập.

(M2M “Machine-to-Machine”: là một thuật ngữ rộng bao gồm những công nghệ dùng để kết nối các “máy móc”, thiết bị hoặc các vật thể với nhau; cho phép chúng trao đổi thông tin và hoạt động mà không cần sự tương tác hoặc can thiệp của con người).

6. Chăm sóc sức khỏe thông minh

Chăm sóc sức khỏe thông minh bao gồm các dịch vụ sử dụng các giải pháp công nghệ thông tin và truyền thông để tăng khả năng tiếp cận bao gồm các dịch vụ về chuẩn đoán hoặc phòng ngừa bệnh từ xa và các dịch vụ về chăm sóc sức khỏe hiệu quả với chi phí thấp hơn. Ví dụ trong số này là các thiết bị y tế được kết nối từ xa và các phương pháp chăm sóc sức khỏe khác nhau để ngăn ngừa sự lây lan của bệnh tật.

Ví dụ về các thành phố nơi các giải pháp chăm sóc sức khỏe thông minh đã được thử nghiệm hoặc triển khai bao gồm:

- Hiệp hội chính quyền và khu vực Thụy Điển SALAR (Swedish Association of Local Authorities and Regions), dự án LEDA: SALAR đã chọn 10 thành phố của Thụy Điển, bao gồm Västerås, là một phần của dự án thí điểm cho các giải pháp thông minh khác nhau. Một ví dụ là thay vì nhân viên đi một vòng trong phòng để làm nhiệm vụ chăm sóc người già vào ban đêm và kiểm soát mọi thứ để đảm bảo không có bất kỳ sai sót nào xảy ra, thì giờ đây đã có camera được lắp đặt mọi nơi để giám sát hoạt động đó. Một ví dụ khác là một gia đình thuê người chăm sóc cho những người mắc chứng bệnh mất trí nhớ và thỉnh thoảng thông báo cho người nhà bệnh nhân khi họ có việc phải ra ngoài thì giờ đây họ có thể lắp camera quan sát để quan sát mọi thứ khi có người đến chăm sóc người nhà của họ. Những giải pháp này tiết kiệm thời gian cho các nhân viên khi phải thông báo tình hình của người bệnh và tập trung vào những công việc thực sự cần thiết.

- Mạng cảm biến cho người già, Oslo, Na Uy: Các hệ thống đang được thử nghiệm ở Oslo giúp người cao tuổi dễ dàng tự quản lý hoạt động của mình tại nhà. Hệ thống này bao gồm các màn hình trên tường và cảm biến không dây báo động mà người già có thể sử dụng để liên lạc với nhân viên chăm sóc sức khỏe, nhắc nhở các công việc hàng ngày. Mạng cảm biến giúp cuộc sống hàng ngày của người già thực hiện dễ dàng hơn và giúp gia đình họ kiểm tra mọi thứ từ đó giúp tạo ra nhiều khoản tiết kiệm chi phí chăm sóc sức khỏe cho các cơ quan.

- Y học từ xa, Basque Country và Tây Ban Nha: Là một hệ thống y học từ xa, hay hệ thống điện thoại viễn thông, được giới thiệu ở nước Basque năm 2013, giúp nhân viên y tế cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe hiệu quả từ xa. Mỗi bệnh nhân được cung cấp một máy đo oxy và máy đo phế dung kế, được kết nối với hệ thống cảm biến chuyển động. Các bác sĩ và y tá có thể sử dụng chúng để tổ chức các cuộc họp ảo, kiểm tra tình trạng thể chất của bệnh nhân và đưa ra lời khuyên cho bệnh nhân từ xa.

Kết luận

Xu hướng ứng dụng cho phép phát triển một số lượng lớn các dịch vụ mới, thông minh hơn cho Thành phố thông minh. Các xu hướng ứng dụng này được mô tả rằng hiện tại chúng ta đang chứng kiến sự phát triển phân tán của các dịch vụ thông minh tại các khu vực địa lý khác nhau thay vì phát triển Thành phố thông minh. Việc xây dựng thành phố thông minh không phải là phong trào mà là chiến lược để giải quyết bài toán xây dựng và quản lý đô thị hiện đại, phát triển bền vững trước quá trình đô thị hóa nhanh, dân cư tăng nhanh, các nhu cầu về y tế, giáo dục và đời sống văn hóa xã hội ngày càng cao.

Dựa trên những nghiên cứu của Deloitte về tác động của xu hướng ứng dụng ảnh hưởng đến sự phát triển cơ sở hạ tầng thành phố thông minh và trên cơ sở ứng dụng công nghệ mới, chủ chốt của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang được kỳ vọng là bài học kinh nghiệm cho Việt Nam phát triển các dịch vụ đô thị của thành phố thông minh như: Quản lý đô thị thông minh; Cấp thoát nước thông minh; Thu gom và xử lý rác thải thông minh; Lưới điện thông minh; Chiếu sáng thông minh; Giao thông thông minh; Giáo dục thông minh; Y tế thông minh... để nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống, tiện ích, an toàn cho người dân, thúc đẩy phát triển kinh tế, hình thành nên một thành phố phát triển bền vững và hiện đại.

Lê Thị Thùy Trang

Tài liệu tham khảo

[1] Deloitte: Smart Cities “The importance of a smart ICT infrastructure for smart cities”;

[2] European Commission (2016): Smart Cities. Accessed June 2016 from https://ec.europa.eu/digital-single-market/en/smart-cities;

[3] Accenture (2016): Telehealth and patient engagement tools are transforming care deliver”. Accessed June 2016 from https://www.accenture.com/us-en/insight-highlights-healthfamiliar-technologies-leverage-telehealth.