Ứng dụng smart city tại thành phố amsterdam (hà lan) và đề xuất giải pháp phân luồng giao thông cho hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHIÊM VĂN BÌNH ỨNG DỤNG SMARTCITY TẠI THÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÂN LUỒNG GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHIÊM VĂN BÌNH ỨNG DỤNG SMARTCITY TẠI THÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÂN LUỒNG GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Quang Minh HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các tổ chức và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới tất cả các tập thể và cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu luận văn này. Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Đại học quốc gia Hà Nội, Viện công nghệ thông tin và Phòng khoa học công nghệ cùng các thầy cô giáo, những người đã trang bị và cung cấp kiến thức cũng như giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập vừa qua. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo – Tiến sỹ Lê Quang Minh, người thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp rất nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn. Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn của tôi chắc chắn không thể tránh khỏi những sơ suất, thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự đóng góp, giúp đỡ của các quý thầy cô giáo cùng toàn thể bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nghiêm Văn Bình LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ Thầy hướng dẫn và những người tôi đã cảm ơn. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào. Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2014 TÁC GIẢ Nghiêm Văn bình TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu của luận văn này là tìm hiểu về Smart City và ứng dụng của Smart City tại thành phố Amsterdam(Hà Lan) cũng như ứng dụng Smart City tại Việt Nam. Từ đó đề xuất giải pháp phân luồng giao thông của Hà Nội. Phần mở đầu sẽ nói đến tính cấp thiết của việc nghiên cứu đề tài cũng như mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Chương đầu tiên của luận văn trình bày tổng quan về Smart City trên Thế giới. Chương tiếp theo trình bày về ứng dụng của Smart City tại một trong những Thành phố nổi tiếng trên Thế giới là Thành phố Amsterdam (Hà Lan). Nơi đã ứng dụng thành công Smart City trong việc quy hoạch và phát triển của Thành phố. Chương cuối cùng là trình bày về thực trạng giao thông của Hà Nội và qua đó đề xuất việc ứng dụng Smart City trong việc giải quyết vấn đề phân luồng giao thông tại Hà Nội. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. C Ơ Sở KHOA HọC VÀ THựC TIễN CủA Đề TÀI 1 2. Đ ốI TƯợNG VÀ PHạM VI NGHIÊN CứU 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SMART CITY 4 1.1 T ổNG QUAN Về THÀNH PHố THÔNG MINH (S MART C ITY ) 4 1.1.1 Các khái niệm 4 1.1.2 Các thành phần tạo nên Smart City 5 1.1.3 Lựa chọn công nghệ và giải pháp trong việc xây dựng thành phố thông minh. 8 1.2 L ợI ÍCH CủA VIệC XÂY DựNG THÀNH PHố THÔNG MINH : 15 1.2.1 Lợi ích cục bộ: 15 1.2.2 Lợi ích toàn cầu: 17 CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG THÀNH PHỐ THÔNG MINH TẠITHÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) 18 2.1 L ịCH Sử HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIểN THÀNH PHố A MSTERDAM (H À L AN ) 18 2.2. Ứ NG DụNG S MART C ITY TạI A MSTERDAM 19 2.2.1 Một số thành tựu điển hình 19 2.2.2 Mục tiêu xây dựng thành phố thông minh: 20 2.2.2.1 Đặc điểm: 20 2.2.2.2 Mục tiêu: 21 2.2.2.3 Yêu cầu: 21 2.2.3 Một số dự án tiêu biểu: 22 2.2.3.1 Mục tiêu chính: 22 2.2.3.2 Lựa chọn công nghệ, phương pháp tiếp cận và bài học kinh nghiệm 22 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG SMART CITY TRONG GIAO THÔNG THÔNG MINH TẠI HÀ NỘI 35 3.1 SMART CITY TạI VIệT NAM 35 3.2. THựC TRạNG GIAO THÔNG TạI HÀ NộI. 38 3.2.1 Thực trạng chung: 38 3.2.1.1 Hạ tầng đô thị: 38 3.2.1.2 Môi trường sống và tiết kiệm năng lượng: 38 3.2.2 Giao thông tại Hà Nội: 39 3.2.3 Đề xuất giải pháp phân luồng giao thông cho Hà Nội trên nền ITS 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Smart Thông minh Smart City Thành phố thông minh CNTT Công nghệ thông tin CNTT&TT Công nghệ thông tin và truyền thông IT – Information Technology Công nghệ thông tin ITS – Intelligent Transportation System Hệ thống giao thông thông minh GIS - Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý GPS - Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu CCTV - Closed-Circuit Television Truyền hình mạch kín VOV Kênh VOV Giao thông Quốc gia - Đài Tiếng nói Việt Nam KHCN Khoa học công nghệ GTVT Giao thông vận tải QoS: Quality of Service Quản lý chất lượng và dịch vụ HD: High Definition Độ nét cao ONVIF - Open Network Video Interface Forum Tiêu chuẩn kết nối giữa các thiết bị an ninh trên nền IP DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mối quan hệ giữa Smart City 5 với tính bền vững, cạnh tranh và hạ tầng ICT 5 Hình 1.2: Các thành phần và nhân tố của Smart City 6 Hình 2.1: Công nghệ Mạng lưới thông minh tại Amsterdam 22 Hình 2.2: Hội thảo tư vấn sử dụng năng lượng cho khu dân cư 23 Hình 2.3: Lợi ích của việc sử dụng hệ thống quản lý năng lượng sáng tạo 24 Hình 2.4: Hệ thống phích cắm thông minh 25 Hình 2.5: Tòa nhà ITO 27 Hình 2.6: Tủ phát điện Fuell Cell 28 Hình 2.7: Thành phố môi trường xanh Amsterdam 30 Hình 2.8: Trạm điện bờ biển tại Amsterdam 32 Hình 2.9: Hệ thống sạc điện thông minh cho các xe ô tô 33 Hình 2.10: Phân luồng giao thông cho xe ứng cứu 34 Hình 3.1: Tình hình tắc nghẽn giao thông tại Hà Nội trong giờ cao điểm 48 Hình 3.2: Hệ thống giám sát hành trình 50 Hình 3.3: Trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông Hà Nội 51 Hình 3.4: Quy trình xử lý thông tin giao thông 52 Hình 3.5: Hệ thống thông tin hành khách tiên tiến(APIS) 59 Hình 3.6: Biển báo giao thông điện tử 61 Hình 3.7: Hệ thống điện thoại khẩn cấp eCall 61 Hình 3.8: Tra cứu tình trạng ùn tắc, chậm trên phần mềm V.TIS 63 Hình 3.9: Cảnh báo ùn tắc qua phần mềm V.TIS của VOV 64 Hình 3.10: Giao diện hiển thị các cảnh báo của phầ mềm Telematics Car 64 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.2: Công nghệ để xây dựng môi trường bền vững 10 Bảng 1.3: Công nghệ để xây dựng năng lượng bền vững 11 Bảng 1.4: Công nghệ để xây dựng hạ tầng viễn thông thông minh và bền vững12 Bảng 1.5: Công nghệ để xây dựng mạng lưới giao thông thông minh 13 Bảng 1.6: Công nghệ để xây dựng nguồn nước sạch và bền vững. 14 Bảng 1.7: Các động lực và lợi ích của Thành phố thông minh mang lại 17 1 MỞ ĐẦU 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài Ngọn nguồn phát sinh ra ý tưởng về thành phố thông minh không gì khác ngoài sự tăng trưởng dân số không ngừng và xu hướng đô thị hóa mạnh mẽ. Hiện nay trên thế giới có khoảng 7 tỷ người và dự báo đến năm 2040, dân số sẽ là khoảng 10 tỷ người. Bên cạnh đó, đến năm 2040, 65% dân số sẽ sinh sống ở đô thị. Quá trình đô thị hóa tất yếu như thế sẽ làm xuất hiện nhiều hơn các thành phố quy mô trên 1 triệu dân và các "siêu thành phố" quy mô trên 10 triệu dân[4]. Các thành phố này chỉ chiếm 2% diện tích thế giới nhưng tiêu thụ tới 75% nguồn tài nguyên tự nhiên. Áp lực về biến đổi khí hậu thì không bao giờ lắng xuống. Vì thế, các nhà quản lý bị thúc đẩy phải xây dựng các thành phố “thông minh” hơn trong việc quản lý, sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên để phục vụ cho cuộc sống con người. Không chỉ có động lực, con người còn có đủ năng lực để xây dựng thành phố thông minh khi sự phát triển và phổ cập các công nghệ mới diễn ra với tốc độ chóng mặt. Khả năng kết nối ngày càng cao, cụ thể thống kê năm 2010 có 10 tỷ thiết bị kết nối với nhau và dự báo đến năm 2020 là 12 tỷ thiết bị. Công cụ để điều hành, quản lý các lĩnh vực khác nhau như kinh tế, chính trị, xã hội, giáo dục, giao thông, môi trường hay y tế chính là điện toán đám mây. Điện toán đám mây cũng là nền tảng dữ liệu cần thiết vì dự báo đến năm 2020, có khoảng 50 tỷ thiết bị kết nối Internet[4]. Trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 100 thành phố đã triển khai các cấp độ khác nhau của thành phố thông minh. Một số hình mẫu thành phố thông minh đi đầu có thể kể đến như Amsterdam (Hà Lan), Lyon (Pháp), Edinburgh (Scotland)… cùng hàng loạt doanh nghiệp viễn thông tiếng tăm đi tiên phong trong việc phát triển thành phố thông minh như Schneider Electric, Thales Group, IBM, Telefonica hay Telecom Italia… Lợi ích của thành phố thông minh đã quá rõ ràng. Theo tính toán của Telefonica, một thành phố thông minh sẽ tiết kiệm được 15% lượng nước tiêu thụ, giảm được 10% lượng điện tiêu thụ, giảm 17% lượng khí thải CO2 và giảm gần 25% về nhu cầu giao thông vận tải. [...]... đó có vấn đề phân luồng giao thông Hà Nội 2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng được nghiên cứu: Bao gồm các khái niệm về thành phố thông minh” (Smart City) , những kinh nghiệm trong việc xây dựng và phát triển Smart City trên Thế giới và tại thành phố Amsterdam( Hà Lan), việc xây dựng Smart City tại Việt Nam, yêu cầu thực tế của Hà Nội và đề xuất giải pháp phân luồng giao thông của Hà Nội trên... Ứng dụng Smart City tại Amsterdam 2.2.1 Một số thành tựu điển hình Thành phố Amsterdam không chỉ nổi tiếng với những thành tự văn hóa, lịch sử mà còn được coi là một trong những thành phố phát triển mạnh mẽ nhất nhờ vào việc ứng dụng thành công thành phố thông minh Sự bắt tay và hợp tác giữa tư nhân và nhà nước đã biến thủ đô Hà Lan trở thành thành phố thông minh đầu tiên trên thế giới Một số ứng dụng. .. phân luồng nhằm giải quyết vấn đề giao thông Hà Nội Mục tiêu nghiên cứu: Đề tài được xây dựng thành 3 chương nhằm hướng tới giải quyết các mục tiêu sau:  Tổng quan về Smart City: Tìm hiểu khái niệm về thành phố thông mih (Smart City) và các thành phần cơ bản của Smart City Qua đó thấy được lợi ích mà thành phố thông minh đem lại cho mỗi quốc gia cũng như toàn thế giới  Smart City tại thành phố Amsterdam: ... về mặt kinh tế, nó còn giải quyết được rất nhiều vấn đề mà cả thế giới đang phải đối mặt như: năng lượng, môi trường, dân số, y tế 18 CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG THÀNH PHỐ THÔNG MINHTẠI THÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) 2.1 Lịch sử hình thành và phát triển thành phố Amsterdam (Hà Lan) Amsterdam là thủ đô của đất nước Hà Lan Thành phố này nằm trên bờ sông Amstel và mang dáng dấp của một thành phố cổ châu Âu điển hình... dựng thành phố thông minh cho Amsterdam Nghiên cứu những kinh nghiệm trong quá trình triển khai xây dựng Smart City như: lựa chọn công nghệ, định hướng phát triển, bài học kinh nghiệm…  Smart City tại Việt Nam: Nghiên cứu thực trạng xây dựng thành phố thông minh tại Việt Nam và một số thành phố lớn trong đó có Hà Nội Tìm hiểu về hệ thống giao thông thông minh (ITS) và đề xuất giải pháp phân luồng giao. .. hơn để đáp ứng đà tăng trưởng dân số chóng mặt, đồng thời nâng cao chất lượng cuộc sống Vì thế khái niệm về thành phố thông minh đầu tiên đã ra đời Smart City: Thành phố thông minh được định nghĩa là thành phố có những thành tựu tăng trưởng kinh tế vượt bậc, chất lượng cuộc sống được nâng cao nhờ ứng dụng công nghệ thông tin và công nghệ viễn thông vào hạ tầng cơ sở của thành phố Các thành phố thông minh... dựng và phát triển các thành phố thông minh” trong đó có Thành phố Hà Nội 3 Như vậy, Smart City có một vai trò, tầm quan trọng rất lớn đối với sự phát triển không chỉ của một thành phố mà cả quốc gia cũng như khu vực và thế giới Nhận thức được vấn đề đó, người viết thực hiện đề tài này nhằm: nghiên cứu về Smart City và đề xuất việc một số giải pháp ứng dụng trong quá trình phát triển đô thị của Hà Nội. .. giao thông thông minh Phạm vi nghiên cứu:Nhằm giới hạn phạm vi nghiên cứu theo như mục tiêu đã đề ra, luận văn tập trung xem xét, phân tích đánh giá các yếu tố nằm trong phạm vi sau:  Tổng quan về Smart City  Công nghệ, thuật toán và bài học kinh nghiệm trong việc xây dựng Smart City tại thành phố Amsterdam  Smart City tại Việt Nam và thực trạng vấn đề giao thông của Hà Nội  Đề xuất giải pháp phân. .. của một thành phố thông minh với các công dân của thành phố là những gì để phân biệt với một thành phố truyền thống Các dịch vụ ICT của các thành phố truyền thống là không thể phản ứng với các bối cảnh xã hội, kinh tế và văn hóa đang theo đổi nhanh chóng nhưng các dịch vụ của thành phố thông minh thì có thể Do vậy, một thành phố thông minh trên hết là một thành phố hướng tới con người, phụ thuộc vào một... Bảy và Chủ nhật) đều phải đóng phí ùn tắc giao thông, nhờ vậy, mức độ ùntắc giao thông của thành phố đã giảm 25%, đồng thời lượng phát thải khí nhà kính giảm 40% Một ví dụ khác là thành phố Copenhagen của Đan Mạch Thành phốCopenhagen được biết đến như là một "thành phố xe đạp" đã đạt được nhữngthành công trong việc phát triển giao thông xanh Để tạo thuận lợi cho người dânsử dụng phương tiện giao thông