1. Khái niệm thành phố thông minh

Hiện nay, xu hướng đô thị hóa đang diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới và được triển khai nhanh chóng tại các khu vực có sự phát triển năng động như khu vực châu Á. Theo số liệu của một số tổ chức nghiên cứu trên thế giới, mức độ đô thị hóa nhanh kéo theo sự chuyển dịch của dân cư từ các vùng nông thôn đến các khu vực đô thị. Số liệu của tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy, vào năm 2010, có hơn 50% dân số trên thế giới sống ở đô thị. Dự kiến tới năm 2050, tỷ lệ này sẽ tăng lên đến 70%. Nhìn chung, sự gia tăng dân số cân đối với sự phát triển sẽ góp phần quan trọng vào thúc đẩy nền kinh tế phát triển, cho phép tăng tích luỹ cả vốn, vật chất, kỹ thuật và nguồn nhân lực, tạo điều kiện phát triển việc làm và đem lại một môi trường sống trong sạch hơn. Tuy nhiên, sự tăng dân số tại các đô thị cũng gây ra nhiều vấn đề phải giải quyết như nhà ở, dịch vụ, thông tin, giáo dục, chăm sóc y tế, cơ sở hạ tầng, việc làm, ô nhiễm môi trường,... Xu hướng tăng dân số do sự dịch chuyển cơ cấu dân cư này đòi hỏi các  đô thị phải có những chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, phát triển cơ sở hạ tầng đô thị phù hợp để đồng thời tận dụng được sức mạnh của nguồn nhân lực làm động lực cho phát triển kinh tế bền vững đồng thời đảm bảo và từng bước nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Ứng dụng CNTT để triển khai thành phố thông minh (Smart City) hơn là một giải pháp có nhiều lợi điểm để giải quyết bài toán quản lý phát triển đô thị.

Có nhiều định nghĩa khác nhau về thành phố thông minh trên thế giới nhưng nhìn chung, khái niệm thành phố thông minh đều đề cập tới việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông để phát triển kinh tế bền vững, nâng cao hiệu quả hoạt động và chất lượng cuộc sống ở đô thị, cải thiện sự tương tác tích cực giữa người dân và chính quyền thành phố, đồng thời quản lý và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên.

2. Tình hình triển khai thành phố thông minh tại một số thành phố trên thế giới

Trong 5 năm gần đây, các dự án triển khai smart city đã và đang được thực hiện trên thế giới. Theo số liệu thống kê từ tại báo cáo nghiên cứu năm 2012 của đại học Yosei, Hàn Quốc, đến năm 2012 có khoảng 143 dự án triển khai Smart City đang được thực hiện trên thế giới, tập trung tại Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Việc triển khai Smart City tập trung trong các lĩnh vực sau:

- Giao thông đô thị: quản lý giao thông theo thời gian thực, quản lý các điểm đỗ xe, quản lý việc sử dụng các phương tiện giao thông, quản lý lệ phí giao thông, hỗ trợ các phương tiện giao thông sử dụng điện năng.

- Sử dụng năng lượng hiệu quả: Lưới điện thông minh, bộ đo tiêu hao năng lượng thông minh, quản lý việc thu gom và xử lý rác thải, quản lý các khu vực công cộng như công viên, vườn hoa, đo và kiểm soát các tham số môi trường.

- Quản lý hạ tầng đô thị: Quản lý các tòa nhà, quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản và các phương tiện hỗ trợ của thành phố, ghi nhận và xử lý các góp ý của người dân về hạ tầng đô thị.

- Lĩnh vực y tế: Theo dõi sức khỏe và điều trị từ xa, dịch vụ chăm sóc sức khỏe từ xa.

- Lĩnh vực giáo dục và văn hóa: e-learning, làm việc từ xa, du lịch thông minh, cung cấp các thông tin liên quan đến lĩn vực văn hóa….

- Lĩnh vực an toàn: Các dịch vụ cấp cứu, cứu hỏa, cảnh báo sớm thảm họa, giám sát qua video và đảm bảo an ninh cho người dân.

- Chính phủ mở và sự tham gia của người dân: Xây dựng Cổng thông tin Chính phủ mở.

- Cung cấp dịch vụ công trực tuyến: Các dịch vụ hành chính công triển khai trên mạng ở mức độ cao, mang lại sự thuận lợi và tiện dụng cho người dân.

Dưới đây là việc triển khai xây dựng Smart City của một số thành phố trên thế giới:

i) Thành phố Barcelona – Tây ban nha

Barcelona đặt mục tiêu trở thành một mẫu hình của thành phố thông minh, Barcelona thực hiện việc kết hợp giữa lập kế hoạch đô thị, nghiên cứu sinh thái và công nghệ tông tin để đảm bảo mang lại những lợi ích của công  nghệ cho mọi hộ dân trong thành phố và cải thiện chất lượng của sống của nhân dân. Cách tiếp cập có tính chuyển tiếp của Barcelona được định hướng bởi một tầm nhìn dài hạn về việc nâng cao năng suất, hướng tới người dân trong một đô thị kết nối chặt chẽ, tốc độ cao và hạn chế khí thải độc hại.

Chương trình triển khai Smart City của Barcelona bao gồm 07 sáng kiến lớn:

- Chiếu sáng tiên tiến: Barcelona phát triển kế hoạch tổng thể cho lĩnh vực này từ năm 2012, bao gồm các dự án cho phép điều khiển từ xa hệ thống đèn đường bằng cách triển khai bổ sung 1155 đèn chiếu sáng sử dụng công nghệ đèn LED trên 50 tuyến phố.

- Năng lượng tiên tiến: Dự án lưới điện thông minh, thành phố phát triển một chương trình cho phép sử dụng hiệu quả năng lượng. Hiện đã lắp đặt đặt được 19.500 thiết bị đo điện thông minh tại Olympic Villa.

- Hệ thống tưới nước tiên tiến: Barcelona phát triển một chương trình cho phép điều khiển từ xa hệ thống tưới nước cho các khu vực trồng cây trong thành phố. Hiện nay, 77 khu vực trồng cây xanh đã được điều khiển từ xa.

- Hệ thống nước nóng: Bao gồm 02 hệ thống dẫn nước nóng cung cấp cho 64 tòa nhà trải trên một khu vực 21 km.

- Giao thông tiên tiến: Thiết kế và triển khai hệ thống mạng xe buýt. Đã bắt đầu thực hiện từ tháng 10 năm 2012.

- Hệ thống phương tiện không xả thải: Barcelona thúc đẩy việc sử dụng các phương tiện sử dụng điện, triển khai các trạm xạc điện, hệ thống dừng và cho thuê xe điện. Hiện nay đã có 500 xe taxi chạy điện, 294 phương tiện vận tải công cộng chạy điện, 262 trạm xạc điện, 130 xe máy điện và 400 phương tiện cá nhân chạy điện.

- Chính quyền mở: Barcelona phát triển chương trình để làm cho hoạt động của các cơ quan nhà nước trở nên minh bạch với người dân, bắt đầu với việc phát triển 44 kiốt “citizen attention” và khởi động một Cổng dữ liệu mở vào năm 2010.

Kết quả triển khai của các sáng kiến khởi đầu, Barcelona đã cải thiện được sự hiệu quả và chất lượng sống của cư dân, với 50% hệ thống chiếu sáng được điều khiển từ xa và khoảng 12% diện tích các thảm cỏ đã được tưới nước thông qua hệ thống tưới từ xa. Với những kết quả đó, Barcelona là một trường hợp thực tiễn tốt trong việc áp dụng các công nghệ tiên tiến để phát triển tầm nhìn dài hạn là cải thiện mối quan hệ giữa nhân dân và chính quyền thành phố.

ii) Thành phố Seattle - Mỹ

Vào tháng 7/2013, Seattle ra mắt chương trình Tòa nhà hiệu suất cao (High-Performance Building), cho phép theo dõi theo thời gian thực về tiết kiệm năng lượng giúp giảm cả chi phí và lượng khí thải carbon. Chương trình với sự hợp tác của Microsoft cùng Seattle 2030 quận (một sự hợp tác công tư của hơn 60 thành viên) nhằm mục đích giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua phân tích dữ liệu theo thời gian thực.

Chương trình thí điểm sử dụng phần mềm phân tích và dịch vụ đám mây của Microsoft với dữ liệu thu được từ các bộ cảm biến, điều khiển và đồng hồ đo. Dịch vụ đám mây Windows Azure của Microsoft cung cấp khả năng lưu trữ tới hàng terabyte dữ liệu năng lượng theo thời gian thực; SQL Server 2012 xử lý dữ liệu để phân tích theo thời gian thực, và Microsoft SharePoint Server 2013 cung cấp một cổng thông tin báo cáo hiệu suất sử dụng năng lượng của tòa nhà cho những người quản lý.

Dự án là một phần của sáng kiến CityNext của Microsoft với hơn 40 kịch bản giải quyết vấn đề của thành phố, tạo điều kiện cho các thành phố hoạt động hiệu quả hơn. Theo kế hoạch, vài năm tới chương trình sẽ áp dụng cho khoảng 500 tòa nhà thuộc Seattle 2030 District. Mục đích là để tiết kiệm được từ 10% đến 25% cho cả chi phí năng lượng và phí tổn bảo trì, và giúp Seattle 2030 District đạt mục tiêu giảm 50% năng lượng sử dụng trong các tòa nhà trên toàn bộ trung tâm thành phố vào năm 2030.

Chương trình thử nghiệm các công nghệ tiết kiệm năng lượng thế hệ mới, tạo ra "các hệ thống thông tin tòa nhà" để thu thập dữ liệu theo thời gian thực từ các thiết bị sưởi ẩm, làm mát và chiếu sáng trong các tòa nhà. Ý tưởng là phân tích dữ liệu để xác định các hạng mục có thể làm giảm hiệu suất thiết bị và lãng phí năng lượng. Nhân viên tòa nhà có thể sử dụng dữ liệu này để điều chỉnh các yếu tố gây ảnh hưởng trong từng phòng, như ánh sáng, nhiệt độ, rèm che cửa sổ để tối đa hóa hiệu suất năng lượng.

Ứng dụng điện toán đám mây là không thể thiếu với dự án vì phải xử lý hàng terabyte dữ liệu theo thời gian thực, phân tích dữ liệu để điều chỉnh những thiết bị cụ thể.

iii) Thành phố Boston - Mỹ

Tháng 12/2013, Sở Giao thông vận tải Boston triển khai chương trình cải thiện lưu lượng giao thông, tên gọi Innovation District. Chương trình sử dụng các biển báo điện tử thông báo Thời gian tới Đích của nhà cung cấp giải pháp All Traffic Solutions. Dữ liệu cập nhật từ ứng dụng đám mây DriveTimes của nhà cung cấp. Các biển báo điện tử được bố trí trên nhiều tuyến đường báo cho lái xe biết chính xác cần bao nhiều thời gian nữa để tới một địa điểm thường được lấy làm mốc.

Ứng dụng DriveTimes tích hợp dữ liệu giao thông chuyên ngành từ TomTom, một nhà cung cấp thông tin giao thông và công nghệ định vị, và cho phép nhân viên giao thông vận tải nhanh chóng cấu hình các biển báo và dễ dàng sửa đổi chúng nếu cần. Các biển báo ban đầu được đặt tại các nút giao thông trọng yếu trong thành phố, nơi những người lái xe có thể lựa chọn giữa nhiều tuyến đường để đến đích. Về sau, các biển báo sẽ được dịch chuyển vị trí và sửa lại các thông báo cho chính xác để giảm ùn tắc giao thông và giúp du khách tới các điểm đến nhanh hơn. Mọi điều chỉnh đều dựa trên kết quả khảo sát những người điều khiển phương tiện giao thông.

Một phần của sáng kiến quản lý giao thông Innovation District là lắp đặt 330 bộ cảm biến đậu xe thông minh (Smart Parking) trên phố. Người lái xe sử dụng ứng dụng di động miễn phí Parker của Streetline sẽ biết được những chỗ đỗ xe còn trống nhờ thông tin được cung cấp theo thời gian thực từ các cảm biến thông minh. Nhờ thế sẽ thoát được cảnh chạy lòng vòng kiếm chỗ đỗ xe, góp phần giảm thiểu ùn tắc giao thông.

Một nỗ lực khác liên quan đến công nghệ để nâng cao chất lượng cuộc sống ở Boston là Street Bump, một chương trình triển khai vào năm 2012 nhằm giúp người dân thành phố góp phần cải tạo đường phố. Ứng dụng di động Street Bump chạy trên smartphone của người lái xe sẽ thu thập dữ liệu trong suốt hành trình, ghi lại những chỗ xe bị dằn xóc (“bump”), vị trí được xác định nhờ GPS tích hợp. Dữ liệu được tải lên máy chủ theo thời gian thực để phân tích, và ngành giao thông sẽ dựa vào đó đưa ra quyết định sửa chữa hoặc ghi nhận lại cho kế hoạch đầu tư xây dựng đường xá dài hạn.

Thông qua chương trình, thành phố đã xác định được một thực tế là những chỗ gây dằn xóc xe phổ biến nhất trên các tuyến phố là do những miệng cống thoát nước thấp hơn mặt đường. Street Bump đã giúp các doanh nghiệp công ích khắc phục hơn 1.250 trường hợp như vậy. Ứng dụng  được cung cấp miễn phí bởi công ty phần mềm Connected Bits kết hợp với nguồn lực cộng đồng huy động từ trang InnoCentive.

iv) Thành phố Rio de Janero – Brazil

Năm 2010, Rio de Janero bị một trận lụt lớn làm chết hơn 100 người. Ngay sau đó, ông Eduador Payes thị trưởng thành phố đã yêu cầu IBM thiết lập một hệ thống dự báo các vấn đề có liên quan đến an toàn cho thành phố.

Năm 2010, Trung tâm hành động của thành phố Rio đã được thành lập. Dữ liệu từ hơn 30 cơ quan có liên quan được tập hợp và được xử lý bởi các thuật toán cho phép thiết lập được sự liên quan giữa yếu tố khí hâu và vị trí địa lý của Rio.

Thành phố cũng thiết lập một hệ thống còi báo động dựa trên thông tin thu thập từ phân tích lượng mưa tại các điểm của thành phố để đưa ra những cảnh báo kip thời.

(Còn nữa)

Nguyễn Hồng Quân - TT&HTQT