Ngày nay, nhiều thành phố chỉ mới bắt đầu sử dụng dữ liệu lớn (Big Data) để giúp đưa ra các quyết định quản lý đô thị. Với một tư duy chưa rõ ràng, thì định hướng về về một nơi mà mọi người sống, bầu không khí mà mọi người hít thở trong đó, và đi bên cạnh là những tiến bộ công nghệ giúp người dân tương tác với chính quyền sẽ trở nên vô cùng xa vời.

Quyết định đặt những viên gạch đầu tiên trong việc xây dựng một thành phố thông minh sẽ là một thách thức không hề nhỏ và kèm theo đó là rất nhiều những khó khăn. Ngay cả khi các nhà lãnh đạo có thiện chí và quyết tâm cũng có thể bị choáng ngợp bởi quy mô, phạm vi và tính mới nó. Những công nghệ được áp dụng, hạ tầng kết nối và kiến thức cần thiết trong việc phát triển thành phố thông minh đều là những điều mới mẻ. Do vậy, không có gì phải quá ngạc nhiên và lo ngại khi bắt tay vào thực hiện mục tiêu này.

Thách thức của Thành phố thông minh

Cần phải xác định rõ những khó khăn và thách thức trong việc xây dựng thành phố thông minh. Để tìm ra những câu trả lời, thì trước hết cần tìm được những câu hỏi. Xây dựng thành phố thông minh là 1 quá trình dài và không có hồi kết. Nhu cầu mà một dự án quy mô lớn, dài hạn như vậy đặt ra đối với cơ sở hạ tầng địa phương là rất cao và rất đa dạng. Chúng yêu cầu kết nối kỹ thuật số đáng tin cậy có khả năng đáp ứng các giao tiếp theo thời gian thực của thiết bị cảm biến. Việc tích hợp công nghệ với các phương án hoạt động phải thật tốt và luôn sẵn sàng. Có những lĩnh vực mà trước đây chưa từng được phối hợp với nhau thì giờ đây có thể sẽ phải liên kết với nhau chặt chẽ.

Tuy nhiên, không nên quá bi quan vì con đường hướng tới mục tiêu Thành phố Thông minh đang ngày càng trở nên thuận lợi hơn. Việc có ngày một nhiều ví dụ điển hình về thành phố thông minh trở thành niềm cảnh hứng, khích lệ cho các chính phủ, lãnh đạo bắt tay vào xây dựng những thành phố thông minh của đất nước mình. Dưới đây là ba yếu tố hàng đầu để chuyển từ nhận biết về tiềm năng của Thành phố thông minh sang bước tiếp theo: bắt đầu ý thức được toàn bộ điều đó.

InTechnology là một tổ chức đã thành công trong việc đồng hành cùng nhiều thị trấn, thành phố của Vương Quốc Anh trên con đường của riêng họ hướng tới quản lý đô thị bằng công nghệ tiên tiến. Học tập kinh nghiệm từ quốc tế để đúc rút ra hướng đi cho riêng mình chính là phương án tốt nhất cho các địa phương đang mong muốn xây dựng các đô thị thông minh ở Việt Nam. Dưới đây là 3 lời khuyên từ những kinh nghiệm thực tế của InTechnology trong việc Bắt đầu xây dựng thành phố thông minh.

i./ Tư duy kết nối mở - Mang các lĩnh vực đến với nhau

Sự thống nhất giữa các lĩnh vực quan trọng của thành phố cần phải là là một mục tiêu xuyên suốt nếu bất kỳ dự án nào được thiết lập với mục đích nâng cao tương tác và đem lại lợi ích cho người dân. Mỗi bộ phận của một địa phương có cách riêng để giải quyết các vấn đề, với một hệ thống, cấu trúc và quy trình mà từ lâu đã được thiết kế nhằm định hướng hoạt động riêng biệt. Thực tế, những bộ máy hành chính này, có thể đã quá bảo thủ, thậm chí trở thành một rào cản ban đầu cho các dự án Thành phố Thông minh. Bằng cách loại bỏ những cản trở và vướng mắc này trong quá trình tạo ra một tổ chức liên bộ phận, một bộ máy hiệu quả hơn trong việc đưa ra các quyết định quan trọng trong tương lai sẽ tự động hình thành, dẫn đến việc hiệu quả được cải thiện một cách rõ rệt, thậm chí ngay cả trước khi có sự hỗ trợ của công nghệ. Tầm nhìn Thành phố thông minh từ đó cũng trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết.

Nhiều thành phố trên toàn cầu đã và đang xem xét, tìm cách nhóm các bộ phận hành chính công lại với nhau, suy nghĩ lại cách hoạt động và chiến lược hội tụ, giao cắt các lĩnh vực trong tương lai. Nếu làm được điều thì có thể họ đã đạt được bước đầu của cái gọi là “Cơ quan hành chính công thông minh”, và sau đó toàn bộ kết quả của 1 chu trình thống nhất sẽ được báo cáo trực tiếp cho một người quản lý đứng đầu. Công việc của cơ quan này này là giám sát quá trình đổi mới. Trách nhiệm hàng ngày của họ liên quan đến việc tham vấn với các nhân vật chủ chốt, lãnh đạo từ các cơ quan của nhiều thành phố khác nhau, thu hút họ tham gia vào dự án Thành phố Thông minh tổng thể, lắng nghe vấn đề và khó khăn của họ, đồng thời tập hợp các bên liên quan để giải quyết và kêu gọi khoản đầu tư cần thiết cho quá trình đổi mới. Bất kỳ Cơ quan hành chính công thông minh nào cũng cần chú trọng đến việc chứng minh cho công chúng thấy lợi ích của mình và tác động hiệu quả của các khoản đầu tư.

ii./ Chiếu sáng – Cơ sở hạ tầng hoàn hảo để đổi mới thông minh

Khi xem xét một lĩnh vực thuận lợi nhất để bắt đầu thực hiện các đổi mới hướng tới trở thành Thành phố Thông minh, chính quyền địa phương thường mắc sai lầm khi cố tìm ra khoảng trống, một lĩnh vực nào đó chưa triển khai để từ đó xây dựng một thứ từ con số 0. Nói cách khác, đó là lĩnh vực mà họ chưa có bất kỳ cơ sở hạ tầng nào có khả năng cung cấp thông tin chi tiết để đổi mới thông minh và vì vậy họ phải làm mọi thứ từ đầu. Việc này chỉ đúng theo thực tế là hầu hết các thành phố sẽ không có kết nối thực sự để sẵn sàng với IoT và chưa cài đặt các đối tượng phục vụ kết nối, nhưng sai ở chỗ là gần như tất cả các lĩnh vực có sẵn cơ sở hạ tầng có thể được phát triển mang lại kết quả ấn tượng và nhanh chóng. Chiếu sáng là một cơ sở hạ tầng đáng tin cậy, được cung cấp năng lượng và bao phủ gần như toàn bộ khu vực địa phương. Nói một cách đơn giản. Bất cứ nơi nào có người di chuyển trong thành phố, thì chắc chắn rằng ở đó sẽ có hệ thống chiếu sáng công cộng. Hệ thống chiếu sáng cung cấp một cơ sở hạ tầng hoàn hảo (ví dụ: các cột đường phố, nguồn điện, …) để cài đặt các cảm biến với công nghệ IoT.

Hệ thống Chiếu sáng công cộng được kết nối là một nơi hoàn hảo để bắt đầu áp dụng công nghệ thông minh, không chỉ để dễ dàng sử dụng ngay cơ sở hạ tầng hiện có. Nhiều thành phố áp dụng giải pháp 'Chiếu sáng thông minh', ví dụ như điều khiển cường độ ánh sáng (giảm công suất điện) khi không có người đi bộ ở gần, đã nhận được sự ủng hộ của công chúng đối với các sáng kiến ​​thành phố thông minh hoặc thậm chí trong một số trường hợp là vận động được người dân cùng tham gia. Mọi người đều phải chi trả hóa đơn tiền điện công cộng ở 1 số khu vực hay trong tòa nhà, vì vậy, đó là lợi ích chung có thể nhận ra ngay lập tức đối với công dân (đặc biệt là những người quan tâm đến môi trường), năng lượng được tiết kiệm và sử dụng một cách có  trách nhiệm hơn. Bắt đầu với hệ thống chiếu sáng mang lại kết quả dễ thấy, người dân được thụ hưởng ngay lâp tức và thấy được hiệu quả trong áp dụng công nghệ thông minh. Những người đứng đầu thành phố cũng như người dân sẽ thấy sự hiện diện của công nghệ trở nên quen thuộc ở mọi nơi, dù ở nơi làm việc hay khi đi bộ trong công viên, trên đường về nhà.

Việc sử dụng năng lượng thông minh, tối ưu điện năng chỉ là bước khởi đầu với hệ thống chiếu sáng. Các cảm biến được lắp đặt ban đầu cho mục đích này, thêm những kết nối phù hợp (tích hợp cảm biến với nhiều hệ thống khác) có thể trở thành cảm biến đa năng và áp dụng cho dịch vụ dân sự khác như kiểm soát giao thông, đỗ xe trên đường, phát hiện ô nhiễm không khí và đo lường chất lượng, liên lạc với xe tự hành, phát hiện tình trạng đường xá. Đó mới chỉ là những giải pháp tiềm năng xác định được tính cho đến nay. Một tương lai tươi sáng với Thành phố thông minh có thể được bắt đầu bằng cách khai thác sức mạnh của Ánh sáng.

Hình 1: Minh họa 1 cột đèn chiếu sáng thông minh

iii./ Cơ sở hạ tầng cho Kết nối - Nền tảng của đô thị số

Không có tầm nhìn Thành phố Thông minh nào có thể trở thành hiện thực nếu không phát triển những kết nối phù hợp cho cơ sở hạ tầng kỹ thuật số đang hoạt động. Cuối cùng thì mục tiêu chính của thành phố thông minh là sự kết nối giữa các lĩnh vực khác nhau của quản lý đô thị, nhằm cung cấp một hệ thống điều khiển thông tin tập trung, qua đó có thể thu thập thông tin chi tiết theo hướng dữ liệu và đưa ra được quyết định chính xác. Với các công nghệ đã có, điều này không thể thực hiện được với một khu vực rộng lớn như thị trấn và thành phố hiện đại. Kết nối Wi-Fi, trong một số trường hợp hiếm hoi, trước đây đã từng được cung cấp như một dịch vụ công cộng nhưng rất chắp vá và không đáng tin cậy. Các hạn chế kĩ thuật khiến ý tưởng về thiết bị liên lạc toàn thành phố dường như là một điều viển vông. Và mạng dữ liệu di động không dây thì đơn giản là không đủ năng lực để xử lý việc thu thập ‘dữ liệu lớn’ (liên kết đến các blog dữ liệu lớn) theo thời gian thực trên toàn không gian thành phố hay thị trấn. Điều đó có thể sẽ không thể thay đổi trong một sớm một chiều.

Thay vào đó, thị trấn hay thành phố sẽ cần tìm đến các nền tảng kết nối sẵn sàng cho những thách thức trong tương lai và tương thích với các công nghệ có khả năng xác định nó, chẳng hạn như 5G và Internet of Things. Các nền tảng Thành phố thông minh thường được lưu trữ trên đám mây, cho phép dễ dàng phát triển và thử nghiệm công nghệ mới. Lý tưởng nhất, nền tảng kết nối hoàn hảo để xây dựng một dự án có phạm vi rộng lớn sẽ cần phải truy cập được trên phạm vi toàn thị trấn hoặc thành phố, cho phép người tiêu dùng, doanh nghiệp và các thiết bị được kết nối tương tác, giao tiếp với nhau.

8 Nguyên tắc trọng tâm trong xây dựng kiến trúc hệ sinh thái thành phố thông minh

- Phá bỏ mô hình tổ chức theo ngành dọc (dạng silo) và tạo dựng kết nối: Một thành phố thông minh bền vững và hoạt động tốt là sự phối hợp chặt chẽ giữa con người, quy trình, chính sách và công nghệ để làm việc cùng nhau trong toàn bộ hệ sinh thái thành phố thông minh. Kiến ​​trúc này hợp nhất các phòng ban giữa các sở ban ngành của thành phố. Chúng tạo dựng kết nối để liên kếy các tổ chức công và tư trong hệ sinh thái. Họ cùng nhau tạo ra sự đồng thuận chung trong tổ chức thành phố mới.

- Tập trung vào kết quả quan trọng là phục vụ cuộc sống: Thành phố thông minh không phải là về công nghệ, mà là sử dụng công nghệ cùng với các lớp hệ sinh thái khác nhau để tạo ra kết quả mà người dân, doanh nghiệp, tổ chức thành phố và du khách quan tâm. Những kết quả này đều phù hợp với nhu cầu của thành phố - hiệu quả của chính quyền, tính bền vững, sức khỏe và y tế, tính linh hoạt, phát triển kinh tế, an ninh công cộng và chất lượng cuộc sống.

- Thu hút những người đổi mới tham gia vào một cộng đồng rộng lớn hơn: Trong thành phố thông minh, sự đổi mới và tạo ra giá trị không chỉ đến từ cơ quan chính quyền thành phố mà còn từ các doanh nghiệp, cộng đồng (khu thương mại, tòa nhà “thông minh”, khu phức hợp nhà ở) và từng người dân. Các kiến ​​trúc hệ sinh thái thành phố thông minh cần phải đồng nhất các tầng khác nhau để cho phép, khuyến khích, tạo điều kiện cho tất cả các cộng đồng này cùng nhau tạo ra thành phố thông minh.

- Phát triển khả năng làm chủ trong hoạch định chính sách và quan hệ đối tác: Chính sách và quan hệ đối tác là chất xúc tác trong quá trình tạo nên thành phố thông minh. Chúng tăng cường, khuếch đại các nguồn lực để giải quyết hạn chế của thành phố, giúp thành phố mở rộng quy mô nhanh hơn, đồng thời giảm thiểu rủi ro. Các kiến ​​trúc hệ sinh thái thành phố thông minh cần hợp nhất một cách hiệu quả nhu cầu của các nhà hoạch định, nhà công nghệ để tạo ra chính sách hợp lý, nhắm đến một kết quả phù hợp. Họ chủ động tìm kiếm các đối tác trong khu vực nhà nước và tư nhân, đồng thời xây dựng các mối quan hệ hợp tác bền vững.

- Thiết lập "Dữ liệu thành phố", không phải dữ liệu mở: Dữ liệu là mạch máu của thành phố thông minh. Dữ liệu mở, được tạo ra bởi các tổ chức của thành phố, chỉ là một nguồn dữ liệu. Khi được bổ sung với dữ liệu do các doanh nghiệp và công dân tạo ra, nó sẽ mang lại những hiểu biết sâu sắc hơn và kết quả tốt hơn. Kiến ​​trúc của hệ sinh thái thành phố thông minh áp dụng trên toàn bộ phạm vi của hệ sinh thái để tạo ra “dữ liệu thành phố”. Nó cho phép lập kế hoạch và xây dựng thị trường dữ liệu, chính sách bảo mật và chia sẻ dữ liệu mạnh mẽ, kỹ năng phân tích dữ liệu và mô hình kiếm tiền tạo điều kiện thuận lợi cho việc tìm nguồn cung ứng và sử dụng “dữ liệu thành phố”.

- Quản lý kết nối là mục tiêu chiến lược: Mặc dù kết nối là nhiệm vụ quan trọng, nhưng kiến ​​trúc hệ sinh thái thành phố thông minh ngày nay đang phải đối mặt với một số thách thức - khả năng tiếp cận không đồng đều với kết nối cơ bản, sự thiếu sót của các dịch vụ hiện có và một loạt các lựa chọn LPWAN mới nổi khá khó hiểu. Trong thành phố thông minh, kết nối không phải là một lựa chọn cũng như không phải là vấn đề mà một nhóm người phải giải quyết. Nhà hoạch định thành phố thông minh phải đi đầu với các chính sách mới và quan hệ đối tác công tư. Họ phải phát triển các chiến lược đầu tư sáng tạo mới và tạo ra hệ sinh thái kết nối mới với cơ sở hạ tầng thuộc sở hữu của thành phố, nhà cung cấp dịch vụ và cộng đồng.

- Hiện đại hóa cơ sở hạ tầng: Cơ sở hạ tầng thành phố thông minh ngày nay là nơi tập hợp các hệ thống kế thừa cấp Sở được xây dựng theo mục đích riêng và các giải pháp thí điểm thành phố thông minh. Các thành phố phải hiện đại hóa cơ sở hạ tầng số của họ, đồng thời đẩy mạnh việc tích hợp với hệ sinh thái bên ngoài. Chính sách, quy trình, hệ thống, và an ninh mạng phải được sửa đổi để lấy thành phố thông minh làm trung tâm, chứ không phải lấy công nghệ làm trung tâm. Các kỹ năng số, từ phân tích dữ liệu, học máy đến kỹ thuật phần mềm, phải là những năng lực mới của thành phố thông minh.

- Tạo dựng niềm tin vào thành phố thông minh: Thành phố thông minh chỉ thông minh khi các bên liên quan tin tưởng vào nó. Ngay từ đầu, nhà hoạch đinh thành phố thông minh phải tin tưởng vào thiết kế trên toàn bộ hệ sinh thái. Cơ sở hạ tầng công nghệ phải được bảo mật. Thông tin được thu thập phải được bảo vệ và sử dụng theo mong muốn của chủ sở hữu. Chính sách, luật pháp và công nghệ phải liên tục được điều chỉnh để duy trì sự cân bằng phù hợp về bảo mật, quyền riêng tư, tính minh bạch và tiện ích. Cơ sở hạ tầng phải mạnh mẽ, mềm dẻo và đáng tin cậy.

                                                                                      Nguyễn Công Minh

Tài liệu tham khảo

[1] https://www.intechnologysmartcities.com/blog/building-a-smart-city-where-to-start/

[2] https://www.iotforall.com/building-smart-city-advice