1. Mở đầu

Các đô thị là nhân tố quan trọng với vai trò động lực chủ yếu cho sự tăng trưởng kinh tế và phát triển xã hội của các quốc gia ngày nay. Chúng là những nền tảng nơi con người sống, nơi các công ty tiến hành các hoạt động kinh tế và nơi có rất nhiều dịch vụ được cung cấp. Mặt khác các thành phố cũng là những trung tâm tiêu thụ tài nguyên với số lượng lớn. Theo số liệu thống kê của Liên hợp quốc, các đô thị đã tiêu thụ tới 75% lượng tài nguyên của thế giới và thải ra 80% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, trong khi về mặt địa lý, chỉ chiếm 2% diện tích của thế giới. Tuy nhiên, thực sự thành phố thông minh là gì thì chưa thực sự có một định nghĩa đủ tổng quát. Bài viết này trình bày một cách tiếp cận để tìm hiểu rõ hơn về khái niệm này.

2. Khái quát chung sự phát triển của đô thị

Trong khoảng 02 năm gần đây, phát triển đô thị thông minh trở thành một chủ đề nhận được nhiều sự quan tâm ở Việt Nam. Những hứa hẹn của việc xây dựng thành công một đô thị thông minh như nâng cao năng lực phát triển của kinh tế, mang lại chất lượng sống tốt hơn cho người dân hay là giải pháp xử lý bền vững các thách thức của các đô thị như ô nhiễm môi trường sống, tắc nghẽn giao thông, quá tải đối với hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, vì vậy, nhận được sự quan tâm của các cấp quản lý đô thị, các chuyên gia và người dân, doanh nghiệp.

Thuật ngữ thành phố (hay đô thị) được dùng chủ yếu để chỉ một khu định cư có dân số lớn, có một cơ chế hành chính, pháp lý và vị thế lịch sử cụ thể dựa trên luật pháp địa phương. Trong phạm vi bài viết này, khái niệm thành phố hay đô thị được sử dụng với ý nghĩa tương đương, trong đó, đô thị thường được sử dụng với hàm nghĩa rộng để nói tới một thành phố, một thị trấn hay một khu vực tập trung dân cư, được giới hạn trong một khuôn khổ địa giới hành chính, có yếu tố lịch sử và được quản trị bởi chính quyền được công nhận về địa vị pháp lý.

Thường thì đô thị có các khu nhà ở, khu công nghiệp, khu thương mại, hạ tầng kỹ thuật chẳng hạn như đường xá, cầu, cống, đường hầm, bến cảng…được quản lý, có thể có các vùng phụ cận rộng rãi hơn. Phần nhiều diện tích của một thành phố là nhà ở bám dọc các cơ sở hạ tầng như các tuyến đường bộ và hệ thống giao thông công cộng. Mật độ cao của các hệ thống cơ sở hạ tầng và sự tập trung người dân sinh sống trong thành phố tạo điều kiện thuận lợi cho sự tương tác giữa người dân và các doanh nghiệp (sản xuất, kinh doanh hoặc cung cấp dịch vụ), mang lại lợi ích, nhưng cũng dẫn đến những thách thức mới trong việc quản lý phát triển đô thị. Một thành phố lớn cũng thường gồm có phần nội đô và các vùng lân cận xung quanh, thường có sự kết nối thông qua hệ thống giao thông thuận tiện, nhờ vậy tạo điều kiện cho hoạt động kinh doanh, dịch vụ và việc đi lại giữa các vùng này với mục đích làm việc hoặc học tập. Khi một thành phố mở rộng đủ xa đến lân cận của một thành phố khác, cả khu vực này có thể được coi là một siêu đô thị.

Đô thị là một bộ phận quan trọng trong quá trình phát triển của các quốc gia từ hàng ngàn năm nay. Đối với một quốc gia, đô thị là thành tố quan trọng, là nền tảng cho sự ra đời, phát triển của công nghệ, động lực cho sự đổi mới, hiện đại của quốc gia đó. Xem xét lịch sử phát triển của đô thị sẽ cung cấp một bối cảnh đủ dài rộng để nhìn nhận xuyên suốt tiến trình phát triển của đô thị trong lịch sử phát triển trên thế giới, giúp hiểu biết hơn về đô thị. Quá trình phát triển của các đô thị trên thế giới có thể được khái quát trong 03 giai đoạn chính:

Giai đoạn thứ nhất, diễn ra vào hàng ngàn năm trước đây, xuất hiện những đô thị cổ trên thế giới như Athen, Babylon, với dân số ban đầu khoảng 500 tới 600 người, sống tập trung cạnh những dòng sông, những khu vực có hoạt động giao thương. Các khu vực đô thị này dần dần có sự tụ họp của những cư dân đầu tiên, với sự xuất hiện của các hoạt động trao đổi, buôn bán hàng hóa.

Giai đoạn kế tiếp, kể từ sau năm 1750, sau khi diễn ra các cuộc cách mạng tư sản ở các nước Anh, Pháp. Kể từ thời điểm này, bắt đầu có sự xuất hiện của các đô thị lớn hơn. Thời gian khoảng năm 1850, thế giới chỉ có ba đô thị có trên 100.000 người, đến 100 năm sau, có tới 900 đô thị với dân số như vậy. Vào khoảng thời gian những năm 1950, thế giới đã có tới 08 thành phố có dân số lớn hơn 5 triệu người, trong đó, Thượng Hải, Luân đôn và New York là 03 thành phố có trên 10 triệu dân.

Giai đoạn thứ ba, kể từ sau chiến tranh thế giới thứ hai (sau năm 1945), với sự hình thành của các quốc gia công nghiệp mới, với sự phát triển vượt bậc của các ngành công nghiệp và quá trình công nghiệp hóa diễn ra trên phạm vi toàn cầu đã tác động mạnh, làm hình thành thêm nhiều đô thị mới. Sự giải thoát khỏi cuộc chiến toàn cầu và sự lệ thuộc vào các đế quốc trên thế giới cũng là nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện các đô thị mới ở các quốc gia khắp các châu lục, với dân số trẻ và đông đúc. Đến những năm 1980, trong số 15 thành phố đông dân nhất trên thế giới, có 06 thành phố ở châu Á (Bắc Kinh, Thượng Hải, Bangkok, Tokyo…).

Nhìn chung, quá trình phát triển của các đô thị trên thế giới là quá trình xuyên suốt lịch sử phát triển của thế giới. Trong lịch sử, sự gia tăng nhanh chóng của các đô thị thường ở các thời điểm xuất hiện các phát kiến địa lý, sự ra đời của các phát minh, công nghệ quan trọng làm có tác động làm đổi mới, cải cách phương thức sản xuất đã lạc hậu. Sự phát triển của các đô thị tác động lớn tới sự phát triển thịnh vượng của các quốc gia, của cả một khu vực trong đó, gắn liền với khát vọng vươn tới một cuộc sống tốt hơn của con người. Là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các phát kiến, công nghệ, thành phố thực sự trở thành một nền tảng cho sự đổi mới, phát triển.

3. Phân tích một số định nghĩa "thành phố thông minh"

Như đã đề cập ở trên, có thể thấy sự phát triển, gia tăng của thành phố thường gắn liền với sự xuất hiện và phổ biến của các phát minh, công nghệ quan trọng. Về cơ bản, thành phố “thông minh hơn” để thích nghi với số lượng lớn yêu cầu quản lý, các nhu cầu phát triển của cư dân thành phố, giải quyết các thách thức về bảo đảm sự phát triển ổn định, bền vững. Tuy nhiên, sự đa dạng của lịch sử phát triển, các điều kiện tự nhiên, xã hội và mức độ phát triển dẫn tới có nhiều quan niệm khác nhau về sự thông minh của thành phố. Trong phần này, xem xét nội hàm trong một số định nghĩa hiện có về thành phố thông minh xuất hiện trong các tài liệu để tìm hiểu đặc điểm chung trong các quan niệm một thành phố thông minh.

Có nhiều định nghĩa về thành phố thông minh trên thế giới, trong đó, cũng tìm thấy sự tương đồng ở một số định nghĩa. Trong định nghĩa của mình, Washburn và các đồng sự nhấn mạnh vào yếu tố công nghệ, theo đó, thành phố thông minh khi “sử dụng các công nghệ điện toán thông minh để tạo dựng các thành phần cơ sở hạ tầng cốt lõi và các dịch vụ của thành phố - bao gồm quản lý hành chính, giáo dục, y tế, an ninh an toàn, bất động sản, giao thông và các dịch vụ công cộng, làm chúng thông minh hơn, kết nối lẫn nhau và hiệu quả”. Trong định nghĩa của Anavitarte và Tratz-Ryan cũng nhấn mạnh vai trò của ICT, theo đó, thành phố thông mình là “một khu vực thành phố có chức năng và kết nối nhiều lĩnh vực chuyên ngành (dọc) thông qua ICT để cung cấp các dịch vụ hiệu quả cho người dân”. Giffinger và các đồng sự cho rằng, thành phố thông minh là thành phố thực hiện đổi mới cách thức thực hiện các chức năng của mình (về kinh tế, con người, chính trị, môi trường, dịch chuyển - mobility, đời sống) trên cơ sở sự kết hợp thông minh các khả năng và hành động tự nguyện, độc lập và có hiểu biết của con người. Dựa trên việc xem xét thành tố dữ liệu, thông tin, vào năm 2011, Gadner đưa ra định nghĩa mà theo đó thành phố thông minh là thành phố có sự vận hành thông suốt dòng thông tin chảy trong thành phố giữa các đối tượng có liên quan như cơ quan nhà nước, doanh nghiệp, người dân, tổ chức, nhờ đó làm cho các thực thể có thể có các quyết định tốt hơn. Một số tổ chức tiêu chuẩn trên thế giới cũng đang nỗ lực để đưa ra và chuẩn hóa các định nghĩa với phạm vi áp dụng khác nhau. Trong định nghĩa của của Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) đưa ra năm 2016, “Thành phố thông minh bền vững là là thành phố đổi mới, được ứng dụng ICT và các phương tiện khác để cải thiện chất lượng cuộc sống, hiệu quả quản lý vận hành và dịch vụ thành phố, mức độ cạnh tranh trong khi vẫn đảm bảo đáp ứng những cầu của các thế hệ hiện tại và tương lai về mọi khía cạnh kinh tế, môi trường, xã hội và văn hóa” đã đề cập tới đối tượng, điều kiện, phương tiện và khuôn khổ mục đích của mô hình thành phố thông minh. Khía cạnh ứng dụng công nghệ thông tin tiếp tục là một thành tố nổi bật trong định nghĩa này và qua đó có thể thấy, các thành tựu của công nghệ thông tin vẫn đang tiếp tục được mở rộng, lan tỏa trong những môi trường ứng dụng mới. Phần tiếp theo sẽ phân tích cụ thể hơn về vai trò, khả năng ứng dụng cụ thể của công nghệ thông tin trong một thành phố thông minh tương lai.

4. Chức năng, ứng dụng cụ thể của công nghệ thông tin trong thành phố thông minh

Xem xét một số ứng dụng cụ thể của ứng dụng công nghệ thông tin tại một số đô thị trên thế giới, có thể thấy, công nghệ thông tin và truyền thông tiếp tục có vai trò quan trọng:

- Công nghệ thông tin và truyền thông cho phép chia sẻ thông tin và tri thức: Trong quá khứ, do sự thiếu hiệu quả của việc chia sẻ thông tin, một thành phố có thể không sẵn sàng khi giải quyết một tình huống, ngay cả khi nó được trang bị nhiểu thiết bị chuyên dùng. Với thông tin tức thời và chính xác, các thành phố có thể có được sự thấu hiểu về hoàn cảnh trong những sự cố và có những hành động hợp lý để hạn chế những tác động tiêu cực khi xảy ra sự cố.

- Công nghệ thông tin và truyền thông cho phép dự báo: Việc chuẩn bị cho những sự cố như các thảm họa tự nhiên đòi hỏi việc phân tích một khối lượng dữ liệu lớn với những mẫu hình đã được nghiên cứu, các xu hướng, dữ liệu nhận dạng khu vực rủi ro và các tiên lượng về các khả năng. Công nghệ thông tin và truyền thông cung cấp và quản trị một cách hiệu quả các thông tin dạng này, nhờ đó các thành phố có thể cải thiện sự sẵn sàng và các khả năng phản ứng.

- Công nghệ thông tin và truyền thông cho phép tích hợp: Việc truy cập đúng lúc, với thông tin phù hợp là rất cần thiết để nhận thức tốt hơn về các điểm yếu, điểm mạnh của thành phố. Khi hoạt động như một nền tảng số, công nghệ thông tin và truyền thông cho phép thu thập dữ liệu phù hợp từ những hệ thống hay dịch vụ riêng lẻ, cung cấp những thông tin tổng hợp tốt nhất cho mọi tình huống.

Thông qua các chức năng cơ bản như trên, với sự trưởng thành của các giải pháp đổi mới gần đây, công nghệ thông tin và truyền thông cho phép kiến tạo mới và tăng cường chức năng cho hạ tầng kỹ thuật sẵn có, tạo lập cơ sở hạ tầng tích hợp phục vụ đa lĩnh vực trong thành phố. Trong một thành phố khi chưa có hệ thống công nghệ thông tin, các hệ thống cơ sở hạ tầng chỉ có thể được quản trị một cách tương đối độc lập, với rất ít sự truyền dẫn hay trao đổi thông tin với nhau hay giữa các cơ quan, tổ chức chính phủ và cộng đồng xã hội. Điều này sẽ gây cản trở không chỉ khả năng tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn lực mà còn hạn chế cả khả năng truy cập tới những nguồn thông tin tối quan trọng, cần thiết khi ra các quyết định trong các tình huống khẩn cấp. Lấy ví dụ khi có một tình huống tai nạn giao thông nghiêm trọng vào giờ cao điểm trên một tuyến đường quan trọng trong thành phố, nếu thiếu các thông tin về mức độ nghiêm trọng của tai nạn, việc bố trí các phương tiện cấp cứu có thể không đủ về số lượng để xử lý kịp thời, các cơ quan hữu quan cũng không có đủ thông tin để bố trí việc phân luồng giao thông hợp lý, tránh sự ùn tắc giao thông trên diện rộng. Trong khi đó, nếu có một mạng lưới camera theo dõi tại các vị trí quan trọng, thông tin về hiện trường nơi xảy ra tai nạn có thể được truyền kịp thời về trung tâm điều phối xử lý sự cố/ tai nạn, từ đó các chỉ thị điều hành các phương tiện cấp cứu, cứu hộ được đưa ra kịp thời, cùng với việc phân luồng giao thông cho các phương tiên tham gia giao thông sớm sẽ giúp giảm tối đa các ách tắc, giảm thiểu các thiệt hại cho người và phương tiện tham gia giao thông.

Các hệ thống trong một thành phố khi ứng dụng công nghệ thông tin cho phép kết nối và tạo ra những mạng lưới thông tin khổng lồ. Khi các tiểu hệ thống được tích hợp với nhau, sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông, chúng tạo ra khả năng kết nối vạn vật trong thành phố. Các mạng lưới tri thức được tạo ra nhờ ứng dụng công nghệ thông tin trong các hoạt động của thành phố cho phép tổng hợp thông tin và đo lường trạng thái các hoạt động, mang lại sự hiểu biết sâu sắc về cách thức vận hành của thành phố, cũng như hiển thị rõ ràng bức tranh tổng thể hơn về hoạt động của thành phố. Lấy ví dụ, khi công nghệ thông tin ứng dụng trong các lĩnh vực quản lý thành phố, chẳng hạn lĩnh vực giao thông, mật độ phương tiện giao thông tại mỗi tuyến đường hoàn toàn có khả năng được thu thập. Dữ liệu này được được xử lý cho phép mô phỏng trên màn hình của cơ quan quản lý về mật độ xe cộ đang vận hành tại mọi thời điểm, trên cơ sở đó có thể đưa ra các chỉ dẫn phân luồng cho các phương tiện một cách hợp lý nhất để tránh sự ùn tắc; Hay một ví dụ khác như ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực du lịch chẳng hạn, khi các khách sạn kết nối vào mạng lưới thông tin, một du khách có thể truy nhập vào một trang web duy nhất để tìm thông tin và lựa chọn một khách sạn phù hợp với nhu cầu của mình nhất thay cho việc phải gọi điện từ khách sạn này sang khách sạn khác để tìm nơi lưu trú phù hợp. Thông tin được tạo ra từ những nền tảng số sẽ được sử dụng như để đánh giá và tạo lập các chính sách quản lý phù hợp, từ đó cải thiện tổng thể chất lượng cuộc sống cho người dân và xã hội, dữ liệu về mật độ xe cộ hàng ngày trên một tuyến đường sẽ được thống kê, từ đó giúp đánh giá được cường độ sử dụng thực tế của tuyến đường, giúp cơ quan quản lý đưa ra các quyết định về bảo trì hay nâng cấp kịp thời, đảm bảo cho vận hành giao thông của các phương tiện luôn được ổn định và tránh các hỏng hóc nặng dẫn đến phải đầu tư lớn để sửa chữa.

Ứng dụng phù hợp công nghệ thông tin đã tạo ra sự linh hoạt trong các thành phần kỹ thuật của cơ sở hạ tầng thành phố, sự kết nối, chia sẻ, tích hợp và làm phong phú nguồn dữ liệu, từ đó, tạo và phân phối hiệu quả tài nguyên thông tin giúp người dân trong thành phố có điều kiện để thích ứng tốt hơn với các điều kiện sống.

5. Kết luận

Ứng dụng công nghệ thông tin trong đô thị tạo ra những nguồn lực, khả năng mới, giúp nâng cao hiệu quả các hoạt động trong môi trường đô thị của chính quyền, người dân, tổ chức, doanh nghiệp. Ứng dụng công nghệ thông tin một cách phù hợp trong môi trường đô thị sẽ mang lại khả năng cải thiện, hiện đại hóa cơ sở hạ tầng của thành phố. Điều đó góp phần nâng cao hiệu quả vận hành, hoạt động quản lý đô thị trong tình hình mới đồng, cung cấp các dịch vụ, tiện ích cải thiện điều kiện sống cho người dân, khả năng cạnh tranh trong phát triển kinh tế và phát triển bền vững.

Tài liệu tham khảo

- An overview of smart sustainable cities and the role of information and communication technologies.

- Smart city overview – Guide. BSI Standard Publication.

- Tài liệu bách khoa mở Wikipedia: www.wikipedia.org

- Tổng hợp từ các nguồn tài nguyên khác trên Internet.

Nguyễn Hồng Quân