Thành phố thông minh sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) để nâng cao hiệu quả hoạt động, chia sẻ thông tin với công chúng và cung cấp chất lượng dịch vụ chính phủ và phúc lợi công dân tốt hơn.
Mục tiêu chính của thành phố thông minh là tối ưu hóa các chức năng của thành phố và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế đồng thời cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dân bằng cách sử dụng các công nghệ thông minh và phân tích dữ liệu. Giá trị nằm ở cách công nghệ này được sử dụng chứ không chỉ đơn giản là có bao nhiêu công nghệ.
Sự thông minh của thành phố được xác định bằng cách sử dụng một loạt các đặc điểm, bao gồm:
- Cơ sở hạ tầng dựa trên công nghệ
- Sáng kiến môi trường
- Giao thông công cộng hiệu quả và chức năng cao
- Kế hoạch thành phố tự tin và tiến bộ
Mọi người có thể sống và làm việc trong thành phố, sử dụng các nguồn lực của thành phố. Sự thành công của thành phố thông minh dựa vào mối quan hệ giữa khu vực công và khu vực tư nhân vì phần lớn công việc để tạo ra và duy trì môi trường dựa trên dữ liệu nằm ngoài quyền hạn của chính quyền địa phương. Ví dụ, Camera giám sát thông minh có thể cần đầu vào và công nghệ từ một số công ty.
Bên cạnh công nghệ được sử dụng bởi thành phố thông minh, cũng cần có các nhà phân tích dữ liệu để đánh giá thông tin được cung cấp bởi các hệ thống thành phố thông minh để có thể giải quyết mọi vấn đề và tìm ra các cải tiến.
Định nghĩa về Thành phố Thông minh
Có một số định nghĩa về yếu tố để kiến tạo nên thành phố 'thông minh', chẳng hạn như IBM định nghĩa thành phố thông minh là “một thành phố sử dụng tối ưu tất cả các thông tin được kết nối với nhau hiện có để hiểu và kiểm soát tốt hoạt động và tối ưu hóa việc sử dụng các tài nguyên."
Tuy nhiên, nói tóm lại, thành phố thông minh sử dụng khuôn khổ công nghệ thông tin và truyền thông để tạo, triển khai và thúc đẩy các hoạt động phát triển nhằm giải quyết các thách thức đô thị và tạo ra một cơ sở hạ tầng bền vững cũng như hỗ trợ công nghệ liên kết.
Công nghệ trong Thành phố Thông minh
Thành phố thông minh sử dụng nhiều phần mềm, giao diện người dùng và mạng truyền thông cùng với Internet vạn vật (IoT) để cung cấp các giải pháp kết nối cho công chúng. Trong số này, IoT là quan trọng nhất. IoT là một mạng lưới các thiết bị được kết nối để giao tiếp và trao đổi dữ liệu. Bao gồm bất kỳ thứ gì từ xe cộ đến thiết bị gia dụng và cảm biến trên đường phố. Dữ liệu thu thập từ các thiết bị này được lưu trữ trên đám mây hoặc trên máy chủ để cho phép thực hiện các cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả của cả khu vực công và tư nhân, đồng thời mang lại lợi ích kinh tế và cải thiện cuộc sống của công dân.
Nhiều thiết bị IoT sử dụng tính toán biên đảm bảo rằng chỉ những dữ liệu quan trọng và phù hợp nhất mới được phân phối qua mạng truyền thông. Ngoài ra, một hệ thống an ninh được triển khai để bảo vệ, giám sát và kiểm soát việc truyền dữ liệu từ mạng thành phố thông minh và ngăn chặn truy cập trái phép vào mạng IoT của nền tảng dữ liệu của thành phố.
Bên cạnh các giải pháp IoT, các thành phố thông minh cũng sử dụng các công nghệ bao gồm:
- Giao diện lập trình ứng dụng (API)
- Trí tuệ nhân tạo (AI)
- Dịch vụ điện toán đám mây
- Trang tổng quan
- Máy học (Machine Learning)
- Giao tiếp giữa các loại máy
- Mạng lưới
Các tính năng của Thành phố Thông minh
Kết hợp tự động hóa, máy học và IoT đang cho phép áp dụng các công nghệ thành phố thông minh cho nhiều ứng dụng khác nhau. Ví dụ, bãi đậu xe thông minh có thể giúp người lái xe tìm được chỗ đậu xe và cũng có thể cho phép thanh toán số.
Một ví dụ khác là quản lý giao thông thông minh để giám sát luồng giao thông và tối ưu hóa đèn giao thông để giảm tắc nghẽn, trong khi các dịch vụ đi chung xe cũng có thể được quản lý bởi cơ sở hạ tầng thành phố thông minh. Các tính năng của thành phố thông minh cũng có thể bao gồm tiết kiệm năng lượng và hiệu quả môi trường, chẳng hạn như đèn đường mờ khi đường vắng. Các công nghệ lưới điện thông minh như vậy có thể cải thiện mọi thứ, từ vận hành đến bảo trì và lập kế hoạch cung cấp điện.
Các sáng kiến thành phố thông minh cũng có thể được sử dụng để chống lại biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí cũng như quản lý chất thải và vệ sinh thông qua hệ thống thu gom rác, thùng và hệ thống quản lý đội xe có hỗ trợ internet. Bên cạnh các dịch vụ, thành phố thông minh cho phép cung cấp các biện pháp an toàn như giám sát các khu vực có nhiều tội phạm hoặc sử dụng các cảm biến để cho phép cảnh báo sớm các sự cố như lũ lụt, lở đất, bão hoặc hạn hán.
Các tòa nhà thông minh cũng có thể cung cấp tính năng quản lý không gian theo thời gian thực hoặc theo dõi sức khỏe cấu trúc và phản hồi để xác định khi nào cần sửa chữa. Người dân cũng có thể truy cập hệ thống này để thông báo cho các quan chức về bất kỳ vấn đề nào, chẳng hạn như trong khi các cảm biến cũng có thể giám sát các vấn đề cơ sở hạ tầng như rò rỉ trong đường ống nước.
Ngoài ra, công nghệ thành phố thông minh có thể cải thiện hiệu quả sản xuất, canh tác đô thị, sử dụng năng lượng, v.v. Thành phố thông minh có thể kết nối tất cả các phương thức dịch vụ để cung cấp các giải pháp kết hợp cho người dân.
Lịch sử của các thành phố thông minh
Khái niệm thành phố thông minh bắt đầu từ những năm 1960 và 1970 khi Văn phòng Phân tích Cộng đồng Hoa Kỳ bắt đầu sử dụng cơ sở dữ liệu, chụp ảnh từ trên không và phân tích cụm để thu thập dữ liệu, định hướng nguồn lực và phát hành báo cáo nhằm định hướng các dịch vụ, giảm nhẹ thiên tai và giảm nghèo. Điều này dẫn đến sự ra đời của thế hệ thành phố thông minh đầu tiên.
- Thế hệ thành phố thông minh đầu tiên được các nhà cung cấp công nghệ chuyển giao để hiểu được tác động của công nghệ đối với cuộc sống hàng ngày.
- Điều này dẫn đến thế hệ thành phố thông minh thứ hai, xem xét cách các công nghệ thông minh và các đổi mới khác có thể tạo ra các giải pháp đô thị liên kết.
- Thế hệ thứ ba của thành phố thông minh đã không còn quyền kiểm soát của các nhà cung cấp công nghệ và lãnh đạo thành phố, thay vào đó tạo ra một mô hình có sự tham gia của công chúng và cho phép hòa nhập xã hội cũng như sự tham gia của cộng đồng.
Mô hình thế hệ thứ ba này đã được áp dụng bởi Vienna, người đã tạo ra mối quan hệ đối tác với công ty Wien Energy địa phương, cho phép người dân đầu tư vào các nhà máy năng lượng mặt trời tại địa phương cũng như làm việc với cộng đồng để giải quyết các vấn đề bình đẳng giới và nhà ở giá cả phải chăng. Việc áp dụng như vậy đã tiếp tục diễn ra trên khắp thế giới, bao gồm cả ở Vancouver, nơi 30.000 công dân đồng lập Kế hoạch Hành động Thành phố Xanh nhất Vancouver 2020.
Cách các thành phố thông minh hoạt động
Thành phố thông minh tuân theo bốn bước để cải thiện chất lượng cuộc sống và cho phép tăng trưởng kinh tế thông qua mạng lưới các thiết bị IoT được kết nối và các công nghệ khác. Các bước này như sau:
1. Thu thập - Cảm biến thông minh thu thập dữ liệu thời gian thực
2. Phân tích - Dữ liệu được phân tích để hiểu rõ hơn về hoạt động của các dịch vụ và hoạt động của thành phố
3. Truyền thông - Kết quả phân tích dữ liệu được thông báo cho những người ra quyết định
4. Hành động - Hành động được thực hiện để cải thiện hoạt động, quản lý tài sản và nâng cao chất lượng cuộc sống thành phố cho người dân
Khung CNTT-TT tập hợp dữ liệu thời gian thực từ các tài sản, đối tượng và máy móc được kết nối để cải thiện việc ra quyết định. Tuy nhiên, bên cạnh đó, công dân có thể tham gia và tương tác với hệ sinh thái thành phố thông minh thông qua thiết bị di động và các phương tiện được kết nối trong tòa nhà . Bằng cách ghép nối các thiết bị với dữ liệu và cơ sở hạ tầng của thành phố, có thể cắt giảm chi phí, cải thiện tính bền vững và hợp lý hóa các yếu tố như phân phối năng lượng và thu gom rác thải, cũng như giảm tắc nghẽn giao thông và cải thiện chất lượng không khí.
Tại sao thành phố thông minh lại quan trọng
54% dân số thế giới sống ở các thành phố và con số này dự kiến sẽ tăng lên 66% vào năm 2050, thêm 2,5 tỷ người vào dân số thành thị trong ba thập kỷ tới. Với sự gia tăng dân số dự kiến này, cần phải quản lý tính bền vững về môi trường, xã hội và kinh tế của các nguồn tài nguyên.
Thành phố thông minh cho phép công dân và chính quyền địa phương hợp tác để đưa ra các sáng kiến và sử dụng công nghệ thông minh để quản lý tài sản và tài nguyên trong môi trường đô thị đang phát triển.
Tại sao chúng ta cần mô hình thành phố thông minh?
Một thành phố thông minh phải cung cấp một môi trường đô thị, mang lại chất lượng cuộc sống cao cho người dân đồng thời tạo ra tăng trưởng kinh tế. Điều này có nghĩa là cung cấp một bộ các dịch vụ kết hợp cho người dân với chi phí cơ sở hạ tầng giảm. Điều này ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh gia tăng dân số trong tương lai ở các khu vực đô thị, nơi yêu cầu sử dụng cơ sở hạ tầng và tài sản hiệu quả hơn. Các dịch vụ và ứng dụng của thành phố thông minh sẽ cho phép những cải tiến này sẽ dẫn đến chất lượng cuộc sống cao hơn cho người dân.
Các cải tiến của thành phố thông minh cũng như mang lại giá trị mới từ cơ sở hạ tầng hiện có đồng thời tạo ra các dòng doanh thu mới và hiệu quả hoạt động để giúp tiết kiệm tiền cho các chính phủ cũng như người dân.
Các thành phố thông minh có bền vững không?
Tính bền vững là một khía cạnh quan trọng của thành phố thông minh khi chúng tìm cách nâng cao hiệu quả ở các khu vực đô thị và cải thiện phúc lợi công dân. Các công nghệ thông minh có thể giúp giảm bớt những tác động tiêu cực này, chẳng hạn như thông qua việc triển khai hệ thống giao thông điện để giảm lượng khí thải. Xe điện cũng có thể giúp điều chỉnh tần số của lưới điện khi không sử dụng.
Các phương án giao thông bền vững như vậy cũng sẽ làm giảm số lượng ô tô ở các khu vực đô thị vì các phương tiện tự hành được kỳ vọng sẽ làm giảm nhu cầu sở hữu ô tô của người dân. Việc tạo ra các giải pháp bền vững như vậy có thể mang lại lợi ích về môi trường và xã hội.
Những thách thức của Thành phố Thông minh
Đối với tất cả những lợi ích mà thành phố thông minh mang lại, cũng có những thách thức cần vượt qua. Chúng bao gồm các quan chức chính phủ cho phép công dân tham gia rộng rãi. Cũng cần khu vực tư nhân và nhà nước gắn kết với người dân để mọi người đều có thể đóng góp tích cực cho cộng đồng.
Các dự án thành phố thông minh cần phải minh bạch và có sẵn cho người dân thông qua cổng dữ liệu mở hoặc ứng dụng di động. Điều này cho phép cư dân tương tác với dữ liệu và hoàn thành các nhiệm vụ cá nhân như thanh toán hóa đơn, tìm các phương tiện giao thông hiệu quả và đánh giá mức tiêu thụ năng lượng trong nhà.
Tất cả điều này đòi hỏi một hệ thống thu thập và lưu trữ dữ liệu vững chắc và an toàn để tránh bị hack hoặc sử dụng sai mục đích. Dữ liệu thành phố thông minh cũng cần được ẩn danh để ngăn các vấn đề về quyền riêng tư phát sinh.
Thách thức lớn nhất có lẽ là khả năng kết nối, với hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu thiết bị IoT cần kết nối và hoạt động đồng thời. Điều này sẽ cho phép các dịch vụ được tham gia và cải tiến liên tục khi nhu cầu tăng lên.
Bên cạnh công nghệ, các thành phố thông minh cũng cần tính đến các yếu tố xã hội cung cấp một cấu trúc văn hóa hấp dẫn người dân và mang lại cảm giác về địa điểm. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những thành phố đang được tạo ra từ đầu và cần thu hút cư dân.
Thành phố thông minh IoT có an toàn không?
Thành phố thông minh mang lại nhiều lợi ích để cải thiện an toàn công dân, chẳng hạn như hệ thống giám sát được kết nối, đường thông minh và giám sát an toàn công cộng, nhưng còn việc bảo vệ chính thành phố thông minh thì sao?
Cần đảm bảo các thành phố thông minh được bảo vệ khỏi các cuộc tấn công mạng, hack và đánh cắp dữ liệu đồng thời đảm bảo dữ liệu được báo cáo là chính xác.
Để quản lý an ninh của các thành phố thông minh, cần phải thực hiện các biện pháp như kho dữ liệu vật lý, quản lý xác thực linh hoạt và các giải pháp ID. Người dân cần tin tưởng vào an ninh của các thành phố thông minh, có nghĩa là chính phủ, doanh nghiệp khu vực tư nhân, nhà phát triển phần mềm, nhà sản xuất thiết bị, nhà cung cấp năng lượng và nhà quản lý dịch vụ mạng cần làm việc cùng nhau để cung cấp các giải pháp tích hợp với các mục tiêu an ninh cốt lõi. Các mục tiêu bảo mật cốt lõi này có thể được chia nhỏ như sau:
- Tính khả dụng - Dữ liệu cần có sẵn trong thời gian thực với quyền truy cập đáng tin cậy để đảm bảo dữ liệu thực hiện chức năng giám sát các phần khác nhau của cơ sở hạ tầng thành phố thông minh
- Tính chính xác - Dữ liệu không chỉ phải luôn sẵn có, nhưng nó cũng phải chính xác. Điều này cũng có nghĩa là bảo vệ chống lại sự thao túng từ bên ngoài
- Bảo mật - Dữ liệu nhạy cảm cần được giữ bí mật và an toàn trước sự truy cập trái phép. Điều này có thể có nghĩa là sử dụng tường lửa hoặc ẩn danh dữ liệu
- Trách nhiệm giải trình - Người dùng hệ thống cần phải chịu trách nhiệm về các hành động và tương tác của họ với hệ thống dữ liệu nhạy cảm. Nhật ký người dùng nên ghi lại ai đang truy cập thông tin để đảm bảo trách nhiệm giải trình nếu có bất kỳ sự cố nào.
---------------------------------------
MATE Technology JSC - Transforming Together
🌐 Website: https://mate.com.vn/
📞 Hotline: 0981 632 626
📍 Address: 301 Nguyen Trai, Thanh Xuan Trung, Hanoi