Thuật ngữ SMART xuất hiện vào năm 1954 bởi tác giả học thuyết quản lý người Áo Peter Drucker. Đó không phải là một từ, mà là tập hợp những chữ cái đầu tiên của Specific, Mesurable, Achievable, Realistis, Timed.
Trong thế giới hiện đại, công nghệ thông minh có tiềm năng ứng dụng rất lớn, bao gồm tất cả các lĩnh vực trong kinh tế đô thị và cơ sở hạ tầng đô thị: vận tải, phân tích, truyền thông, năng lượng, an ninh, sinh thái, kiểm soát môi trường... Ngày nay, công nghệ thông tin đã đi sâu vào mọi khía cạnh của cuộc sống. Về cơ bản, các công nghệ mới với nền tảng là công nghệ thông tin đã khơi thông nhiều tiềm năng khác, trong đó có quy hoạch đô thị.
Tại các quốc gia thuộc Liên minh Châu Âu, các quốc gia vùng Vịnh và Châu Á, ý tưởng thành phố thông minh đang được tích cực thực hiện. Tại Nga, các dự án đầu tiên về thành phố thông minh liên quan tới việc hiện đại hóa cơ sở hạ tầng và tự động hoá các hệ thống quản lý đang kết thúc giai đoạn nghiên cứu và bước vào giai đoạn chuẩn bị triển khai. Mục đích chính của việc ứng dụng thành phố thông minh là nâng cao mức tiện nghi và chất lượng sống trong các thành phố thông qua số hóa các quy trình và tiết kiệm nguồn tài nguyên.
Bản thân thành phố thông minh (smart city) là một hệ thống thống nhất, trong đó tập hợp nhiều yếu tố phát triển đô thị khác nhau. Bên cạnh đó, thành phố thông minh còn công nhận vai trò của trí tuệ nhân tạo, công nghệ thông tin - truyền thông, các tiềm năng xã hội và sinh thái như một nguồn tài nguyên cho sự phát triển và năng lực cạnh tranh của thành phố.
Singapore – Smart city số 1 thế giới
Trong năm 2014, Singapore đã khởi động dự án đón đầu tương lai với tên gọi Smart Nation. Chương trình đầy tham vọng này hướng tới sự chuyển biến hoàn toàn của thành phố, người dân và Chính quyền trong thời đại kỹ thuật số.
Thành phố - đảo quốc này hiện đang đứng đầu thế giới trong việc ứng dụng các công nghệ thông minh. Gần 100% các hộ gia đình ở Singapore có thể truy cập internet tốc độ cao, và cứ hai người dân lại sở hữu ba điện thoại thông minh. Các công nghệ thông minh được áp dụng khắp mọi nơi. Chẳng hạn, một trong các quận (quận Yuhua) từ năm 2014 đã thử nghiệm trang bị các cảm biến thông minh. Các cảm biến giám sát việc tiêu thụ điện, nước và các chỉ số khác trong thời gian thực tế. Các số liệu thu được giúp Chính quyền tối ưu hóa việc tiêu thụ nước, giảm phụ thuộc vào nguồn nước ngọt nhập khẩu từ Malaysia. Các cảm biến cũng giúp người dân Singapore tự theo dõi sự tiêu hao các nguồn tài nguyên, qua đó giảm chi phí sử dụng.
Một ví dụ khác về công nghệ thông minh ứng dụng trong sinh hoạt hàng ngày là hệ thống quan sát người cao tuổi. Trong các căn hộ của người cao tuổi và trên cửa ra vào của từng căn phòng có cài những cảm biến đặc biệt để theo dõi mọi di chuyển của chủ hộ. Khi hệ thống ghi nhận điều gì đó khả nghi (có thể là một sự chuyển động bất thường, hoặc việc di chuyển quanh căn hộ bị ngưng lại quá lâu), hệ thống sẽ truyền tín hiệu cảnh báo tới người thân và các bác sĩ.
Trong hạ tầng giao thông của Singapore, các cảm biến thông minh cũng đóng một vai trò quan trọng. Chính quyền sử dụng các cảm biến để giám sát lưu thông của các phương tiện giao thông công cộng và phản ứng kịp thời đối với các vấn đề nảy sinh. Theo các cơ quan chức năng, hệ thống đã giúp giảm thời gian chờ phương tiện giao thông tại các bến đỗ từ 3-5 phút. Theo quy định, đến năm 2020, chủ phương tiện cá nhân sẽ phải trang bị cho xe của mình các hệ thống điều hướng. Công nghệ này giúp giám sát các xe ô tô theo thời gian thực tế. Dữ liệu thu được sẽ giúp phân bố lại tải trọng trên đường. Công nghệ cũng tạo thuận lợi cho lái xe - họ có thể trả ngay phí bãi đỗ, phí sử dụng đường, hơn nữa, có thể nhận thông tin nóng về tình trạng lưu thông trên các đường phố.
Còn rất nhiều ví dụ khác. Các dữ liệu, số liệu mà hệ thống cảm biến thông minh được lắp đặt khắp nơi cung cấp luôn cực kỳ chính xác: kích thước của một căn hộ chính xác tới từng centimet, vị trí của cửa sổ, các vật liệu xây dựng cơ bản… Tất cả dữ liệu về thành phố - lưu lượng xe, lượng điện nước tiêu thụ hiện tại, các chỉ số chất lượng không khí, mật độ luồng khách đi bộ, mức độ tiếng ồn... đều có thể truy cập tại một địa điểm.
Cần lưu ý rằng nhiều lĩnh vực trong đời sống đô thị của Singapore (trong đó có giao thông công cộng và nhà ở) do các doanh nghiệp nhà nước kiểm soát. Theo The Wall Street Journal, người dân Singapore tin tưởng vào nhà nước và nhất trí thông qua chính sách kiểm soát để việc quản lý đất nước đạt hiệu quả hơn. Thành phố - đảo quốc này xếp hạng 74 trên thế giới về chỉ số dân chủ.
Sau Singapore, New York (Mỹ) và Barcelona (Tây Ban Nha) cũng là những thành phố thông minh đáng ngưỡng mộ. Tại những nơi này, cảm biến và mạng máy tính đã được sử dụng để phân tích chế độ ngủ của người dân và tìm kiếm nơi đỗ xe.
Một ví dụ điển hình về ứng dụng thực tế ý tưởng thành phố thông minh là sân bay Bắc Kinh. Đó là một tổ hợp đa năng gần như một thành phố thu nhỏ, với nhiều tính năng kinh doanh hiện đại: nhờ các công nghệ thông minh, các yêu cầu kinh doanh được thực hiện nhanh hơn, tiện lợi và rẻ hơn dựa vào hạ tầng logistic phát triển với phân vùng chức năng rõ ràng; tại đây còn có dịch vụ cung cấp nơi lưu trú và các dịch vụ mua sắm; có các diện tích phù hợp để tổ chức các cuộc hội họp thương thảo; triển lãm…
Công nghệ thông minh trong sự phát triển đô thị của Nga
Tại một số vùng miền của Nga, các dự án qui hoạch đô thị quy mô lớn đang được thực hiện ở các giai đoạn khác nhau dựa trên ý tưởng về thành phố thông minh. Không xa Saint Petersburg hiện đang chuẩn bị triển khai dự án xây dựng thành phố vệ tinh Phương Nam. Dự án xem xét việc tạo lập mối liên kết giữa các giao diện cho một chu trình sản xuất các sản phẩm cải tiến toàn vẹn, cũng như xác định cách thức nhất định để tổ chức mạng lưới giao thông đường bộ. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn lập kế hoạch áp dụng các công nghệ thông minh trong xây dựng nhà ở và cơ sở hạ tầng.
Một khu vực ngoại ô mới khác dự kiến được xây dựng kế với Kazan. Dự án xem xét quy hoạch xây dựng tổng thể và sử dụng đất phù hợp với khái niệm thành phố thông minh.
Gần Moskva, dự án xây dựng thị trấn Ilinskoe-Usovo đang chuẩn bị triển khai. Tại đây sẽ áp dụng hệ thống quản lý chiếu sáng đô thị thông minh. Sự tương tác của các hệ thống giao thông, kỹ thuật cũng như các hệ thống hạ tầng đô thị khác sẽ được bảo đảm nhờ công nghệ thông tin, đồng thời có thể tiếp cận từ xa với mọi dịch vụ.
Tại Ekaterinburg, các yếu tố của thành phố thông minh trên thực tế đã được thực hiện. Dự án phát triển thành phố đã xem xét công nghệ lọc nước cải tiến và hệ thống video giám sát, qua đó tình hình tội phạm trong khu vực được cải thiện đáng kể.
Trong mùa hè năm nay, thành phố Voronezh sẽ bắt đầu xây các ngôi nhà thông minh theo công nghệ Nhật Bản. Theo thiết kế, bên trong các căn hộ sẽ được gia công bằng các vật liệu sạch thân thiện môi trường, và trang bị các thiết bị cảm biến sức khoẻ, có thể phản ứng khi huyết áp hoặc nhiệt độ của gia chủ tăng lên hay giảm đi. Tại Voronhez, các chuyên gia Nhật Bản hợp tác với các đồng nghiệp Nga để lập kế hoạch triển khai tổng cộng 05 dự án thí điểm nhằm tạo môi trường đô thị tiện nghi. Các chuyên gia Nhật Bản sẽ chuyển giao các công nghệ thay thế các đường ống dẫn nước, theo đó, công tác sửa chữa đường ống được thực hiện từ bên trong nên không cần ngưng cấp nước. Việc chuyển giao công nghệ đốt rác độc đáo cũng được lên kế hoạch. Với công nghệ này, khí thu được sau đốt có thể sử dụng để sưởi ấm các căn phòng. Tại hàng chục nút giao trong thành phố, các đèn giao thông thông minh sẽ được lắp đặt, được kết nối với hệ thống điều khiển thông minh và hoạt động tùy theo mật độ ô tô lưu thông. Theo các dự báo, đèn thông minh có thể giảm tới 20% ùn tắc giao thông.
Thành phố Dnepr dự kiến lắp đặt các “cây thông minh” có thể sạc pin điện thoại, cung cấp wi-fi, gọi cảnh sát trong trường hợp cần thiết, đồng thời có thể làm đèn đường. Theo thiết kế, các cây thông minh sẽ xuất hiện trên các đường phố chính của thành phố.
Thành phố Novosibirsk - thủ phủ Siberi hiện đang xúc tiến chương trình tổng thể "Novosibirsk thông minh",dự kiến được bắt tay thực hiện vào cuối năm 2017. Trong chương trình, theo tất cả các tham số của một thành phố thông minh, từng lĩnh vực thuộc trách nhiệm của mỗi bộ phận thuộc văn phòng Thị trưởng cũng như tất cả các doanh nghiệp liên quan tới phúc lợi và tạo dựng môi trường đô thị tiện nghi của Novosibirsk sẽ được quy định cụ thể.
“Novosibirsk thông minh” sẽ xem xét việc ứng dụng các công nghệ thông minh, ví dụ như các trạm dừng thông minh của phương tiện giao thông công cộng. Các trạm này cần ấm áp và có thể cung cấp thông tin cần thiết, cung cấp các dịch vụ cơ bản (sạc pin nhanh các điện thoại thông minh chẳng hạn) cho khách trong thời gian đợi.
Ngoài ra, trong thành phố sẽ có hệ thống giao thông thông minh, bao gồm bãi đỗ xe có tính phí và các “cổng thông minh” hạn chế ô tô đi vào một số khu vực của thành phố; thiết kế các làn đường ưu tiên dành cho phương tiện công cộng; tự động hóa việc điều khiển các tín hiệu giao thông; tự động bắt lỗi vi phạm luật giao thông; lắp đặt thiết bị giám sát thường xuyên việc lưu thông theo thời gian thực tế; phát triển các chức năng thông tin cho người tham gia giao thông về điều kiện đường xá, lịch trình của phương tiện giao thông công cộng hoặc có/không có chỗ trống trong các bãi đỗ xe. Mục tiêu chính của hệ thống giao thông thông minh là quản lý các luồng giao thông hiệu quả, trong đó có cả việc nâng cao năng lực thông qua của mạng lưới đường bộ và ngăn ngừa ùn tắc, giảm sự chậm trễ trong giao thông, cải thiện an toàn đường bộ; thông báo cho người tham gia giao thông về tình trạng giao thông trên đường, giúp họ xác định phương án tối ưu trong lộ trình, đảm bảo lưu thông thông suốt cho các phương tiện giao thông trên mặt đất.
Hiện nay, các nhà khoa học của Novosibirsk đang đề xuất một số nghiên cứu riêng về công nghệ thông minh cho thành phố. Đại học tổng hợp quốc gia Novosibirsk đã nghiên cứu thành công chương trình 3D dành riêng cho Novosibirsk, cho phép theo dõi hệ thống thông tin liên lạc, các hệ thống đường ống ngầm dưới lòng đất. Có thể mô tả như sau: mang điện thoại thông minh với ứng dụng được cài đặt sẵn tới một khu vực nhất định, và các thông tin cần thiết về chủ thể đặt ngầm trong phạm vi khu vực sẽ hiển thị trên màn hình. Nghiên cứu này rất cần thiết cho sự phát triển đô thị. Ví dụ gần đây nhất: quận Pashino bị mất nước do các công nhân xây dựng trong quá trình đào xới đã làm hư hỏng hệ thống ống ngầm. Nếu như họ sử dụng các thiết bị tương tự, thảm họa cho cộng đồng đã có thể tránh được.
Ứng dụng các công nghệ thông minh tại Nga – vấn đề còn nhiều phức tạp
Việc ứng dụng các công nghệ thông minh trong thành phố đòi hỏi chi phí tài chính đáng kể từ phía nhà nước cũng như khối doanh nghiệp và người tiêu dùng. Tuy nhiên, hiện nay các vùng miền chưa có cơ hội mở để lập ngân sách cho các dự án smart city. Bởi đây luôn là những yếu tố của sự đổi mới, và do đó, để các thành phố thông minh sớm xuất hiện ở Nga, trước hết cần phải có những thay đổi trong luật liên bang. Đối với việc ứng dụng các công nghệ thông minh, rất cần xây dựng hành lang pháp lý trong đó quy định rõ mô hình cung cấp tài chính và cơ chế áp dụng mô hình tài chính đó.
Theo ông Anton Initsin (Thứ trưởng Bộ Năng lượng Liên bang Nga), Chính phủ cần nhìn nhận các công nghệ thông minh và các thành phố thông minh như một phần không thể tách rời của sự phát triển trong tương lai, thay vì chỉ nhìn từ quan điểm: có thể hay không thể. Cần nhìn ra đúng bản chất – không thể nắm bắt tất cả cùng một lúc, bởi vì quả thực có những thứ đắt giá vượt khả năng hiện tại, song không có nghĩa là không cần áp dụng. Cần phân bổ ưu tiên đúng - ở đâu có thể tiếp cận, ưu tiên thực hiện tại đó trước. Cuối cùng, nhà nước nên bắt đầu từ chính mình; có nghĩa là với những khoản vốn ngân sách hiện đang được đầu tư cho các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống - giáo dục, chăm sóc sức khỏe, giao thông… cần kèm theo các tiêu chuẩn cao để ứng dụng công nghệ thông minh. Chỉ khi đó mới tạo được nhu cầu tăng thêm và thúc đẩy các quá trình liên quan đến thương mại hóa và giảm giá thành cho các ứng dụng tương lai.
Ngoài ra, cần giải thích để người tiêu dùng tiềm năng hiểu rõ lợi ích của việc ứng dụng các công nghệ thông minh. “Thông minh” có nghĩa là sử dụng năng lượng tiết kiệm, truy cập ngay lập tức vào các hệ thống thông tin liên lạc và Internet, hoàn thiện hệ thống giao thông ở các thành phố lớn./.
Nguồn:Tạp chí Xây dựng mới tháng 6/2017
ND: Lệ Minh