TPTM được hiểu là thành phố ứng dụng các CNTT và truyền thông (ICT) để cung cấp các dịch vụ, giải pháp nhằm giải quyết các vấn đề đô thị. Các dịch vụ, giải pháp công nghệ giúp cải thiện dịch vụ xã hội, giao thông, an ninh, nâng cao hiệu quả chính sách và tối ưu hóa nguồn nhân lực, biến các thành phố trở thành nơi đáng sống và an toàn hơn.
Dưới đây là một số công nghệ nổi bật đã, đang và sẽ thay đổi diện mạo của các siêu đô thị trên thế giới.
Thiết bị IoT thông minh
Những tính năng của công nghệ Internet of Things (IoT) đã đẩy nhanh lộ trình xây dựng và phát triển các TPTM trên quy mô toàn cầu. Công nghệ hiện đại này cung cấp cho các thành phố khả năng giám sát, kiểm soát và quản lý từ xa các cơ sở và thiết bị đô thị, cũng như tập hợp những thông tin hữu ích từ các luồng dữ liệu theo thời gian thực.
IoT có ý nghĩa cơ bản trong sự phát triển chung của các TPTM, đặc biệt là trong việc nâng cao tính liên kết đô thị. Các thiết bị IoT chứa các cảm biến thông minh, thiết bị truyền động, thiết bị giám sát và các chương trình mà thông qua đó, một thành phố có thể cải thiện đáng kể khả năng tiếp cận và di chuyển của đô thị, thúc đẩy tính hòa nhập xã hội, tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và cuối cùng đạt được mục tiêu phát triển bền vững.
Một ví dụ điển hình về việc ứng dụng công nghệ IoT trong TPTM là dự án đèn đường thông minh của Oslo (Na Uy). Đây là một chương trình được triển khai trên toàn thành phố nhằm cải thiện hiệu quả của hệ thống chiếu sáng đường phố.
Oslo đã tích hợp hệ thống chiếu sáng đường phố vào một mạng duy nhất, có thể truy cập từ xa cho phép quản lý và giám sát mức độ chiếu sáng bằng các ứng dụng dựa trên Internet. Hệ thống E-Street có thể điều chỉnh ánh sáng đô thị bằng cách sử dụng các cảm biến thông minh và điều chỉnh cường độ ánh sáng theo nhu cầu hoạt động và theo mùa, giúp tối ưu hóa hơn nữa việc sử dụng năng lượng của thành phố. Với 20.000 đèn đường thông minh, Oslo đã tiết kiệm đến 70% năng lượng.
Bên cạnh đó, khi công nghệ IoT dần phát triển và mở rộng, công dân và chính quyền thành phố được kết nối với nhau một cách hiệu quả hơn. Với việc sử dụng rộng rãi điện thoại thông minh (smartphone) và thiết bị di động, người dân được khuyến khích tham gia nhiều hơn vào môi trường sinh thái đô thị.
Tuy nhiên, đi kèm với những cơ hội và lợi ích thì cũng có thách thức về chi phí đầu tư cao cũng như những tranh cãi về quyền riêng tư cá nhân. Việc thu thập dữ liệu công khai quá mức trong các TPTM có thể dẫn đến tăng nguy cơ bị tấn công mạng, gây ra mối đe dọa đối với quyền riêng tư của công dân hay là tình trạng phân biệt đối xử dựa trên dữ liệu.
Năng lượng thông minh
Đô thị bền vững là một thành phần quan trọng của TPTM. Để đạt được điều đó, các thành phố cần phải đầu tư vào việc quản lý năng lượng hiệu quả và thân thiện với môi trường.
Với các cụm đô thị phát triển nhanh chóng trong những thập kỷ gần đây, nhu cầu cung cấp năng lượng đã tăng vọt. Đôi khi nó cao đến mức vượt quá khả năng sẵn có của các nguồn lực địa phương.
Một giải pháp lâu dài có thể đáp ứng được nhu cầu năng lượng đang tăng cao chính là chuỗi năng lượng thông minh, dựa hoàn toàn vào các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Hệ thống năng lượng thông minh sẽ cho phép cung cấp năng lượng sạch và bền vững phi tập trung đến mọi ngóc ngách của khu đô thị thông qua một hệ thống kỹ thuật số thông minh.
Một trong những dự án tiêu biểu và có tầm nhìn xa nhất về năng lượng thông minh là dự án EnergyLab Nordhavn ở TP. Copenhagen (Đan Mạch). Để đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050, thành phố đã xây dựng một mạng lưới năng lượng thông minh khổng lồ. Sáng kiến này nhằm tăng cường tính linh hoạt trong mạng lưới năng lượng ngày càng phụ thuộc vào các nguồn năng lượng không liên tục.
Theo đó, thành phố đã thử nghiệm các loại pin lớn và xe điện để giảm tải cao điểm trên lưới điện và triển khai hệ thống sưởi thông minh để giảm gánh nặng cho hệ thống sưởi. Cho đến nay, hơn 7.000 ngôi nhà trong quận nội thành đang được hưởng lợi từ sáng kiến này.
Giao thông thông minh
Giao thông là xương sống của mỗi quốc gia. Đặc biệt, tại các khu đô thị lớn, việc phát triển hạ tầng giao thông luôn là một trong những mục tiêu ưu tiên hàng đầu. Và phát triển hệ thống giao thông thông minh là một trong những ưu tiên trọng điểm của các sáng kiến TPTM.
Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là ứng dụng các công nghệ tiên tiến, cung cấp các giải pháp, dịch vụ hữu ích cho người và phương tiện tham gia giao thông. Hệ thống giúp tổ chức giao thông một cách an toàn, thuận tiện, hạn chế tai nạn, sự cố khi tham gia giao thông.
Để phát triển được một hệ thống giao thông - vận tải thông minh, các thành phố cần phải đánh giá toàn diện các cơ sở hạ tầng giao thông được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, không chỉ là ô tô truyền thống, xe điện và phương tiện công cộng mà còn cả các hình thức vận tải hoàn toàn mới và sáng tạo như dịch vụ chia sẻ xe theo yêu cầu (Uber và Lyft) và các chương trình chia sẻ ô tô.
Singapore là quốc gia dẫn đầu trong việc thử nghiệm mô hình di chuyển thông minh. Kế hoạch di chuyển thông minh của Singapore là kế hoạch tổng thể kéo dài 15 năm, đưa ra cách quốc gia này sẽ phát triển ITS. Nhiệm vụ của kế hoạch là sử dụng các dự án ITS mới nhất và những đột phá về công nghệ giao thông vận tải để tối ưu hóa mạng lưới giao thông và cải thiện trải nghiệm đi lại của người đi làm một cách bền vững.
Tòa nhà thông minh
Sự bùng nổ của các tòa nhà thông minh là điều cần thiết cho sự phát triển lâu dài của TPTM.
Tòa nhà thông minh là tòa nhà sử dụng các quy trình tự động dựa trên kỹ thuật số để tạo ra các hệ thống của tòa nhà, bao gồm hệ thống chiếu sáng, thiết bị xử lý, hệ thống dẫn nước, hệ thống kiểm soát ra vào, biển báo điện tử, hệ thống tìm đường và hệ thống an ninh.
Các tòa nhà thông minh thường là các tòa nhà có khả năng chống chịu tốt với khí hậu, có tầm nhìn xa trong bối cảnh các vấn đề khí hậu ngày càng trở nên tồi tệ.
Cụ thể, các tòa nhà ứng dụng công nghệ hiện đại có thể giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, đơn giản hóa việc bảo trì, giảm chi phí vận hành và mang lại môi trường sống lý tưởng hơn cho người dân
Một trong những tòa nhà được đánh giá là thông minh và xanh nhất thế giới là The Edge tại TP. Amsterdam (Hà Lan) với điểm bền vững cao nhất từng được Cơ quan thẩm định các công trình có kết cấu bền vững hàng đầu thế giới BREEAM (trụ sở tại Anh) đánh giá: 98,4%..
Tòa nhà được đánh giá cao nhờ việc sử dụng CNTT để định hình cả cách con người làm việc và không gian để làm việc. Đồng thời, tận dụng tối đa năng lượng bằng các tấm pin mặt trời để tạo ra điện năng cho tòa nhà và các hoạt động cần đến năng lượng.
Toàn bộ cao ốc này có khoảng 28.000 bộ cảm biến, mọi cá nhân bên trong tòa nhà đều được kết nối thông qua một ứng dụng điện thoại di động. Ứng dụng có thể kiểm tra và ghi nhớ lịch trình cho mọi nhân viên, cung cấp cho họ hướng dẫn về nơi cần đến để đảm bảo rằng họ đang ở đúng nơi vào đúng thời điểm.
TPTM mang đến môi trường phát triển, sinh sống an toàn, tiện lợi và bền vững. Sự kết hợp hài hòa giữa con người và công nghệ là yếu tố tiên quyết để TPTM phát triển bền vững./.
