Tổng quan về smart city tổng quan về thành phố thông minh (smart city)

  1  MỞ  ĐẦU Cơ  sở  khoa học thự c tiễn đề tài                                                                                                          dân                                                                         Trê                                                                         f                      f                                           2                                                                                                                        Đ                                                                 , Smart City    ò                                             ằ:                                     Đối tượ ng phạm vi nghiên cứ u Đối tượng nghiên cứu : B           ữ                       Amsterdam(Hà Lan),                                        3  Phạm vi nghiên cứu: ằ                    é        ằ    :                                              Đ      ằ         Mục tiêu nghiên cứ u: Đ   c xây dng   nhằ  ng t i gii quyt mc tiêu sau:     :                                   ỗ               :              ữ            :                   :                                                       4  Chương TỔNG QUAN VỀ SMART CITY 1.1 Tổng quan về thành phố thông minh (Smart City) 1.1.1 Các khái niệm Ư         gi i s có 10 t   i      s  t p trung       Trong bi cnh  i dân sinh sng ti thành ph        gia cho r ằ  n lúc kh ng thit k  nh ữ   thông minh        ng dân s chóng m ng th i nâng cao ch  ng cuc sng Vì th khái nim v thành ph  thơng min u     i Smart City:            ữ                                      Mi quan h  ca mt thành ph  thông minh v i công dân ca thành ph là nhữ   phân bit v i mt thành ph truyn thng Các dch v ICT ca thành ph  truyn th ng không th    phn ng v  i bi cnh xã hi, kinh t        i      ch v ca thành ph  thơng minh có th  Do vy, m t thành ph thông minh h t mt thành ph    ng t   i, ph thuc vào mt h tng ICT s  phát tri    liên tc, luôn  n s bn vữ   ng kinh t  mô t m          5  Hình 1.1: Mi quan h giữa Smart City v i tính bn vững, cnh tranh h  tng ICT Thành ph  thông minh s  dng công ngh  thông tin truyn thông d ữ li         u qu trong vic s dng ngu n lc, d n chi phí ti t ki   ng, ci thin cung c p dch v và ch  ng cuc sng gi   ng   ng 1.1.2 Các thành phần tạo nên Smart City Đ xây dng thành ph  thông minh, nhà qu n lý cn quan tâm n thành ph  n ca Smart Citynhằ  nh rõ ràng mc     ng xây d ng (hình 1.2)   6  Hình 1.2: Các thành ph n nhân t  ca Smart City  N ền kinh t  ế thông minh(Smart E conomy)   Dân cư thông minh (Smart People/Citizens)  Chính phủ / Quản lý thơng minh (Smart Governance/Management)   Mơi trườ ng thông minh (Smart E nviroment)   Cuộc số ng thông minh (Smart Living/Quality of life)    Giao thông thông minh (Smart Mobility)  1.1.3 Lự a chọn công nghệ  giải pháp việc xây dự ng thành phố thông minh Trong khía cnh (thành ph   n nêu trên, ICT nhân t quy nh hình thành nên thành ph       công ngh và gii pháp tt s giúp xây d ng thành ph    hiu qu h   Giải pháp: o Smart Grid   7  Smart Transport o Smart Health/Smart Hospital o Smart Government (hay E-Government), E-Citizen (E-Passport, E-Identity, E- ’   Citizen Card) o E-Public Finance (E-Tax, E-Custom, TABMIS,  National Public Finance) o  National Security System  Công nghệ: o Big data Analytics o Mobile Social o Cloud computing o Internet of Thing o Hydrogen Economy o Water Management o Machine-to-Manchine o GIS o CCTV (camera giám sát) o Wifi o Tele –         o     o  K       o   Tùy thuc vào mc tiêu xây d ng thành ph   thông minh, quc gia s la chn công ngh  cho phù h   p v i m   1.2 Lợ i ích việc xây dự ng thành phố thông minh: Trên thc t, vic xây dng thành ph thơng minh s   i nhiu l i ích to l n mà thành ph truyn thng không th   c o   8  1.2.1Lợ i ích cục bộ: Vic xây dng thành ph  thông minh c a quc gia s   i k t qu to l n cho s phát tri n ca thành ph nói riêng c   c nói chung     f                                          Nhữ ng lc l i ích ca thành ph     i v i quyn, doanh nghi      c mô ttrong bng 1.7 Đối tượ ng   n   y   u   q    h   n    í    h    C             ề Động lự c - L i nhun ct gim chi  phí - Hiu sut - Ti p cn khách hàng - T    i th  ng -   p    i    h   g   n    h   n   a   o    D           ệ   ng kinh t  Hiu sut Thành ph an tồn Truyn thơng v i cơng dân Tính bn vững Lợ i ích -    c s   ng h  c  i dân Truyn thông t   Ct gim chi phí Ci thin hình nh ca thành ph  Ci thin hình nh ca doanh nghi  p T    i nhun hiu sut Truyn thông t  v i nhân viên/khách hàng   9  Ci thin cuc sng  ng ngày   n    â - D ti p cn dch v     d   g - Tit kim tin th i   n    ô    C gian B :  ng lc l i ích ca Thành ph thơng minh mang l i 1.2.2Lợ i ích toàn cầu: Hin th gi      c qu           n thành ph thông minh      f ,                                                                                                 Những s  trên ch    c tính th  gi i phát trin thành ph thơng minh, th c t, l i ích ca vic xây dng phát trin thành ph  thơng minh tồn c u r t l n Ngồi l i ích v mt kinh t, cịn gi i quy  c r t nhiu v  mà c  th  gi    i m :   ng   ng, dân s, y t - Thun tin Thông tin Tr i nghim cuc sng Cuc sng bn vững -   10  CHƯƠNG Ứ NG DỤNG THÀNH PHỐ THÔNG MINHTẠITHÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) 2.1 Lịch sử  hình thành phát triển thành phố Amsterdam (Hà Lan) Amsterdam th       c Hà Lan Thành ph  này nằm b   sông Amstel mang dáng d  p ca mt thành ph c   Â n hình Dù mang dáng v ẻ  c      n mt hi cng l n nht th gi i t p trung mt s  trung tâm  i b c nht c a châu Âu Amsterdam hi n thành ph  l  n nht, trung tâm tr , kinh t    a Hà Lan Tuy không   vào mt v      c xây dng mt th       i qua hàng th  k         xây dng phát tri        thành mt thành ph   ni ting th  gi i v       thut khoa hc Khu thành c    c a sông Amsterdam tr   thành trung tâm thành  ph v i 40% kin trúc di tích th   i, nhữ     vn  p hoành tráng 2.2 Ứ ng dụng Smart City Amsterdam 2.2.1 Một số thành tựu điển hình Amsterdam mt thành ph   u tiên b  nh  ng b i m  c bin dâng bi  i khí hu, b i vy nhi          t tâm la chn phát tri    n chuyn gim thi  Đ    c chuy i t    n cá nhân sang hình th c công cng thun tin nh c bit nhn mnh s  d    3   dân Amsterdam s   d   p cuc sng hàng ngày (trong   M ỹ ch 1% dân s s  d     c k t qu này   11  sách quy ho ch r t s m t  nhữ   - 70, quy n thành ph  t p trung vào gi i quyt v   giao thông v n ti thành ph Chin d ch loi b ỏ d         p xu t  phát t những lo ngi v ch  ng cuc sng ô nhi m khơng khí ã b    ng th       c quy hoch t   u v     p Cùng v    sách phát trin d  Đ ng ph    i s k t h  p t  nhiu doanh nghi  p thành ph Các d  án t  p trung ch  yu vào gii pháp tit ki   ng tòa nhà, n  ph    gi  ng khí thi CO2 thông qua vi c s  dng công ngh tiên tin khuy   i hành vi c   i dân Mc tiêu ca d          kim tra công ngh   môi       m thành ph  2.2.2 Mục tiêu xây dự ng thành phố thông minh: 2.2.2.1 Đặc điểm: a Đặc điể m chung: Thành ph  Amsterdam có 2,2 tri    n t  178 quc qia khác th  gi i, v i nn kinh t    ng phong  phú Thành ph    ng t i phát tri n bn vững vic gim 40%  ng khí thi CO2 t   m 20% mc tiêu th    ng t   b Đặc điể m kiế n trúc:        thông minh khác, thành ph       m quan tr ng:   H ạ t ầng CNTT –  TT     Khung quản tr ị tích hợ   p    Ngườ i sử  d ụng thông minh   12  2.2.2.2 Mục tiêu: Mc tiêu ca thành ph thành ph      c s   bn v ữ            s  dng công ngh   hi i nỗ  lc gim khí thi s  d   ng hiu qu   2.2.2.3 Yêu cầu:  Phm vi: - :   ng - Mobility: Di chuy n - Open Data: Dữ liu m   -   f/Y  , truyn thông, an /     : ững thói quen sinh ho t, ý th      h t: Đn, k t ni thông tin,  M  i thông minh: 2.2.3 Một số dự  án tiêu biểu: 2.2.3.1 Mục tiêu Mc tiêu mà thành ph     ng t i phát trin bn vững, bao gm mc tiêu chính:  Cuc sng bn vững  Vic làm bn vững  Di chuyn bn vững  Không gian b n vững 2.2.3.2 Lự a chọn công nghệ, phương pháp tiếp cận học kinh nghiệm   13  CHƯƠNG Ứ NG DỤNG SMART CITY TRONG GIAO THÔNG THÔNG MINH TẠI HÀ NỘI 3.1 Smart City Việt Nam Vi         hóa mnh m nht t   n T l      t n 28% v i 725 thành ph  và th tr     93    và th tr n c p tnh Theo Th  ng B xây dng Nguy     vn có khong tri         thành ph   l n sinh sng t      m i Nhữ      m  c xây d       vào vi c ci thin ch  ng sng    th, to hình nh m i cho thành ph   l n ca Vit Nam Tuy    é  ữ ng thách thc s  phát trin kinh t ,     i ca thành ph    Đ gii quyt v    ng thành ph  thông minh cho vùng mi n r t cn thi Đc bit bi cnh chung c a th gi i hi n nay, b i c nh mà th gi    c nhiu thách th:           ng, kinh t   Phát trin thành ph  thông minh hi n xu th  chung ca toàn th  gi i Vi     i l Đ  t s  tnh, thành ph  ca Vit Nam xây d   án, tìm ki  i tác, thí m trin khai xây d ng thành ph  thơng minh Ví d    Hà N i, Đ ẵ        c k t qu ban     , m   trin vng nhân r ng mơ hình thành ph           a Vit Nam Hà N i có nhiu l  i th khi xây dng thành ph  thông minh : ti  t xám v i gn 80% s      ;        /3    i hc, vin nghiên cu làm vi c tr c ti  a bàn; Hà N         14  tr  ca c   c nên ngu               u       dàng; nn tng dân trí ca Hà  Ni cao nên vi c thích ng v i nhữ  i v  qun lý  u hành ca thành ph     p nhi    Bên cnh thun l i mà Hà N         p khơng nh ững khó  :     h  tng xung c p;     ng b; t  l          ng ngày cao; m  ng dng CNTT qu n lý cịn th ;   dân trí     c bit Hà N i m   r  a gi i hành sát nh p v i Hà Tâ ;   tng ICT b nh vi  quan hành cịn l c h  3.2 Thự c trạng giao thông Hà Nội 3.2.1 Thự c trạng chung: 3.2.1.1 Hạ tầng đô thị: -  H ệ  thống đườ ng bộ:  Hin Hà N      i to h  th  ng b  c bit h  thng c   t n  u  t sông Hng xây d ng h  th  ng b  hi i cho khu kinh t  Đ –    ng Ni Bài -  H ệ thố ng thông tin liên l ạc:      cung c p dch v vin thông thuê c  n ca T  n lc Vit Nam nên sau mt th i gian dài s  dng, h thng dây thông tin liên l   i   ng c p nghiêm tr ng Hà N    m    thng thông tin liên l c c    vin thông -  H ệ thố ng cung cấp lượ ng: h th    p nhiu v  sau nhi   d  Đc bi t, ngu  c s ch Hà N     a b i ô nhim, b  i vic vỡ    ng ng c  p      15  3.2.1.2 Môi trườ ng sống tiết kiệm lượ ng: a  Môi t rườ ng số ng b S ử  d ụng lượ ng 3.2.2 Giao thông Hà Nội:                :     ò        è                                    Đ            N        :                                 è                                        ỗ        T  kinh nghi m thc t  ng dng Smart City ca thành ph Amsterdam v   gii quyt v  giao thông c a Thành ph, tác gi    xut gii pháp phân lu ng giao thông cho Hà Ni da nn tng xây dng giao thông thông minh (ITS) 3.2.3 Đề xuất giải pháp phân luồng giao thông cho Hà Nội ITS 3.2.3.1 Khái niệm ITS Hệ thống giao thông thông minh (ITS): ng dng tiên tin, nhằm m   cung c p dch v m    n    c vn ti qun lý     é  i dùng    có thơng tin t         i h  p nhiu   '  '   dng m  i giao thông   16  Chức năng  Đặc tính Cấu trúc H  thng giao thông thông minh bao g m nhiu loi ng dng cơng ngh   có th   c s  d        c      :    ng s  ng b,  ng thy Mt cách tng quan bao g m: - Các trang thit b   ng, thu th   :  m bin, ng h  n thoi thông minh, thi t b sinh tr c hc giúp h  thng có th    ng, nhn bi  n giao thông ho  ng, hành vi giao thông (ph m lỗi, gây tai nn, tc nghn, ) - Trung tâm x  lý thông tin giao thông s  t  ng phát hi n, x      c thu th  nh mu mi quan h  m            lý k  p th i,     i gian thc t    i tham gia giao thông - Trung tâm giám sát, v n hành h thng - H  thng bin báo, thông báo thông tin giao thông t  i      i tham gia giao thơng - H th    c tích h  p, hỗ tr  ITS 3.2.3.2 3.2.3.3 3.2.3.4   17  3.2.3.5 3.2.3.6 Công nghệ  Hạ  tầng giao thông thông minh (Intelligent infrastructure) 3.2.3.7 Phương tiện thơng minh (Intelligent Vehicles) 3.2.3.8 Tình hình triển khai giao thông thông minh Việt Nam Mc tiêu ng dng ITS    Vit Nam   ng t i s  phát trin bn vững ca giao thông thông qua vi c:  Ki   u khin giao thông mt cách hi u qu   Đm bo an toàn, gi m thiu tai nn   Vit Nam Ở   c ta, Theo báo cáo c a V  KHCN B  GTVT L   trình ng dng ITS   Vi     n: Giai đoạn từ  nay đến 2015 Giai đoạn từ  2015 đến 2020 Giai đoạn từ  2020 đến 2030 Các ứ ng d ụng ITS ở  Việt Nam bao g ồm: - H th    ng cao t c; - Xây dng tr m thu phí t  ng; - VOV giao thơng; - VOV b  giao thông; 3.2.3.9 Áp dụng ITS giao thông đô thị:  Những áp d u tiên c        là    u khin giao thông Hà N i   u khin giao thông Hà N i v i h  thng  u khi è   u giao thông Chính ph  Pháp tài tr   th     ng t     i thit b ca hãng SAGEM Có th       ng d  u tiên ca ITS ti Vit  Nam Sau h           d ng, h th è  hi       c phát huy hi u qu góp phn   18   phát trin giao thông c a Thành ph    th   c l  nhiu hn ch     c yêu cu phát trin công tác ch   huy giao thông c a Th  n 3.2.3.10Đề xuất giải pháp phân luồng giao thông cho Hà Nội a M ục tiêu:   Đố i vớ i trung tâm điề u hành quản lý giao thông Thành  phố : - Thu th p x  lý loi thông tin giao thông tuy  ng - Giám sát qu     i v i s kin liên quan din tuy  ng d  n ùn t c giao thông, tai n n, s c, th i ti  - Cung c p loi thơng tin ch  dn có th   i theo th i    i tham gia giao thông :  i tit, m   vn hành trình, thơng tin v  s c, tai n  - Ti p nhn x lý k  p th i thơng tin v  tình tr ng tuy      ng l   ng tham gia ng cu, phân lu  - Ch ng thc hin bi  u tit giao thông t  xa - Theo dõi ho ng bo trì b ỡ ng thit b thuc h thng qun lý giao thông   Đố i với ngườ i tham gia giao thơng: - Có th tra cu h thng ch d      ng hay tuyn ph ùn tc - S  dng dch v    a h  thng nâng cao ý thc ch p hành lu    ng b b Nguyên lý hoạt động   19  Đ thc hin gii pháp phân lu ng giao thông n n tng    u hành qu n lý giao thông thành ph   cn thu th p x lý dữ li   c t h thng camera giám sát h   th nh v       n giao thông công c   t     ữ ng cnh báo v tình tr ng ùn t     i dân thông qua thi t b    ng hoc h  th ng b n t  thông minh c Yêu c ầu   Đố i v  ới phương tiện di chuy ể n cơng c ộng: Thit b giám sát hành trình có ch c n     tr ữ và truyn phát qua mng internet v máy tính trung tâm c a doanh nghi p(hình 3.2) ng th i s   c tích h  p v i trung tâm qu  u hành giao thông thành ph    phc v cho vi c x lý gii quyt trình tr ng ùn t c giao      c t chc  phân lung giao thơng   ng Hình 3.2: H thng giám sát hành trình   20    Đố i v ớ i trung tâm quản lý, điều hành giao thơng: Hình 3.3:   u khin tín hiu giao thơng Hà N i   H ệ thố ng máy chủ:   H ệ thố ng truyề n d ẫn  :   H ệ thố ng camera giám sát giao thông:   H ệ thố ng kiểm tra lưu lượ ng xe tính vận t ốc   trung bình:   H ệ thố ng quản lý tình tr ạng tuyến đườ ng:   H ệ thố ng cung cấ   p thơng tin: Hình 3.5: H thng thơng tin hành khách tiên ti n(APIS)   21  Hình 3.6: Bi      n t    H ệ thố ng thông báo khẩ n cấ   p: H thng thông báo kh n c  c xây dng nhằm mc   p nhn thơng báo v  tai nn, s c, tình tr   thông   ng t các cá nhân hay t  chc Hình 3.7: H th n thoi khn c p eCall   H ệ thố ng phần mề m quản lý: - Phn mm qun lý ti trung tâm:   22  Phn mm cung c p thông tin giao thông:   Đố i v  ới ngườ i tham gia giao thơng: - Có ý thc ch p hành nghiêm túc lu     ng b; - Có th tra c     :     ca tuy  ng, tình hình th i tit, tình hình s   c,  phn ánh cung c  p thông tin cho trung tâm qu n lý       ch v tra cu thi t  b  ng có k t ni internet; - Mt s phn mm tích h  p v  i h thng cung c  p thông tin   i tham gia   :  , Telematics Car - Hình 3.9: Cnh báo ùn tc qua phn mm V.TIS ca VOV   23  K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  K ẾT LUẬN  Những l         xây dng mt thành  ph phát trin hi i bn vữ  u r t rõ       xây d  c mt thành ph       ò ỏ i s c gng, quyt tâm r t l n ca r t nhiu thành ph    : quyn, doanh nghi       xây dng Hà Ni tr   thành mt thành ph          u khơng h d dàng b i Hà Ni cn: Tm nhìn s quyt tâm ca nhà  o quy n thành ph    h t ng b, ý thc tham gia ca cơng dân thành ph   Do th i gian có h    tài ch  c n:  Tng quan v Smart City th gi i;   Những kinh nghi m ng dng Smart City t i thành ph   Amsterdam;  Vic ng dng Smart City t i Vit Nam hi n nay;  Thc tr ng giao thông t i Hà Ni;  Giao thông thông minh n n tng Smart City;  Đ xut gii pháp phân lung giao thông cho Hà N    tránh ùn tc V i k t qu   u nghiên c u v Smart City hc kinh nghi    c t  vic ng dng Smart City ti thành ph  Amsterdam (Hà Lan), tác gi   mong mu n góp ph n nhỏ vào vic xây dng Hà Ni tr   thành mt thành ph   thông minh tiêu bi u ca Vi       xut gii pháp phân lung giao thông cho Hà N i nn tng ITS nhằm gii quyt tình tr ng ùn tc giao thơng hi          ng quan vic xây dng mt thành ph  thông minh   Vit Nam   24  KIẾN NGHỊ: T  hc kinh nghi    c vi c ng dng công ngh  thông tin truy n thông vi c xây dng ITS c   c th gi i, Hà Ni cn xây dng rõ ràng l  trình k  hoch trin khai xây d ng ITS cho thành ph  C th   :  T ầm nhìn: ITS cơng ngh   cao, t n nên vi c trin khai ng d ng ITS c n chia thành t   n Vì vy, c p ch qun cn có tm nhìn dài h     n kh  p nhau, giai n sau m   r ng b       c ch khơng phi xóa bỏ   n Bt c h th      n có yêu c  n v tính m        Nhân l ự c: Cơng ngh   ị ỏi có nhân l c tích h   p Ví d   n h thng giám sát v  u ph u cnh    m nhn Cnh sát giao thơng có nghi  p v cnh   i thiu nghi p v v công ngh  thông tin nên có s   c hay tr c tr c ca h th  u mt th    i cán b chuyên  n x lý  Bảo dưỡ ng : Thit b  ITS thit b  công ngh   cao, li  t    tr   u kin th i ti   ng khc nghit nên cn có s kim tra, b ỡ  ng xuyên Tính tương thích: Ở  Hà Ni, h  th è   u giao thông hay nh ững h th      dng thit b c   n m i nên không kh   p v i Do v       m bo      vn hành khai thác h  thng ITS mt cách có hiu qu  thành ph   nên tin hc hóa tt c          n giao thông, qua  c s dng dữ liu tích h   ng b và hiu qu