MỞ ĐẦU. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. TỔNG QUAN VỀ SMART CITY .1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ THÔNG MINH (SMART CITY) .2 Các thành phần tạo nên Smart City .3 Lựa chọn công nghệ và giải pháp trong việc xây dựng thành phố thông minh.2 LỢI ÍCH CỦA VIỆC XÂY DỰNG THÀNH PHỐ THÔNG MINH: .1 Lợi ích cục bộ: .2 Lợi ích toàn cầu:.
ỨNG DỤNG THÀNH PHỐ THÔNG MINH TẠI THÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN) .1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN THÀNH PHỐ AMSTERDAM (HÀ LAN). ỨNG DỤNG SMART CITY TẠI AMSTERDAM .1 Một số thành tựu điển hình .2 Mục tiêu xây dựng thành phố thông minh: .3 Một số dự án tiêu biểu: .1 Mục tiêu chính: .2 Lựa chọn công nghệ, phương pháp tiếp cận và bài học kinh nghiệm. ỨNG DỤNG SMART CITY TRONG GIAO THÔNG THÔNG MINH TẠI HÀ NỘI .1 SMART CITY TẠI VIỆT NAM. THỰC TRẠNG GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI.1 Thực trạng chung: .1 Hạ tầng đô thị:.2 Môi trường sống và tiết kiệm năng lượng:.2 Giao thông tại Hà Nội: .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 z 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 Tiêu chuẩn kết nối giữa các thiết bị Forum an ninh trên nền IP z DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mối quan hệ giữa Smart City. 5 với tính bền vững, cạnh tranh và hạ tầng ICT.2: Các thành phần và nhân tố của Smart City .1: Công nghệ Mạng lưới thông minh tại Amsterdam .2: Hội thảo tư vấn sử dụng năng lượng cho khu dân cư .3: Lợi ích của việc sử dụng hệ thống quản lý năng lượng sáng tạo.4: Hệ thống phích cắm thông minh .6: Tủ phát điện Fuell Cell.7: Thành phố môi trường xanh Amsterdam .8: Trạm điện bờ biển tại Amsterdam .9: Hệ thống sạc điện thông minh cho các xe ô tô .10: Phân luồng giao thông cho xe ứng cứu .1: Tình hình tắc nghẽn giao thông tại Hà Nội trong giờ cao điểm .2: Hệ thống giám sát hành trình .3: Trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông Hà Nội .4: Quy trình xử lý thông tin giao thông .5: Hệ thống thông tin hành khách tiên tiến(APIS).6: Biển báo giao thông điện tử .7: Hệ thống điện thoại khẩn cấp eCall .8: Tra cứu tình trạng ùn tắc, chậm trên phần mềm V.9: Cảnh báo ùn tắc qua phần mềm V.TIS của VOV .10: Giao diện hiển thị các cảnh báo của phầ mềm Telematics Car. 64 z DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.2: Công nghệ để xây dựng môi trường bền vững .3: Công nghệ để xây dựng năng lượng bền vững .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 .6: Công nghệ để xây dựng nguồn nước sạch và bền vững.7: Các động lực và lợi ích của Thành phố thông minh mang lại.
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 t người và dự báo đến năm 2040, dân số sẽ là khoảng 10 t 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 t ch thế giới nhưng tiêu thụ tới 75 nguồn tài nguyên tự nhiên. Áp lực về biến đổi kh 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. hông chỉ có động lực, con người c n 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 m t.
hả năng kết nối ngày càng cao, cụ thể thống kê năm 2010 có 10 t thiết bị kết nối với nhau và dự báo đến năm 2020 là 12 t thiết bị. Công cụ để điều hành, quản lý các l nh vực khác nhau như kinh tế, ch nh trị, xã hội, giáo dục, giao thông, môi trường hay y tế ch nh 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 t 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) c ng 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 ch của thành phố thông minh đã quá r ràng. Theo t nh 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 kh thải CO2 và giảm gần 25 về nhu cầu giao thông vận tải. z 2 Ngay cả nếu đ t ra bài toán về kinh tế, nguồn thu từ thành phố thông minh cũng đầy hứa h n d chi ph đầu tư cho thành phố thông minh trên toàn thế giới năm 2010 lên đến 8 t USD và đến năm 2020, tổng nguồn đầu tư lũy kế sẽ là 108 t USD. Nguyên nhân vì thành phố thông minh sẽ đem lại doanh thu khổng lồ từ dịch vụ đầu cuối.
Dự báo từ năm 2012 đến 2020, tổng doanh thu lũy kế mà thành phố thông minh mang lại lên đến 115 t USD[4]. Dân số thế giới đang tăng nhanh kéo theo nhu cầu càng lớn đối với cơ sở hạ tầng, đ c biệt là cơ sở hạ tầng đô thị. Tỉ lệ con người sinh sống tại các thành phố cũng đang tăng dần cũng đang đ i hỏi cơ sở hạ tầng phải cung cấp các dịch vụ thiết yếu như giao thông, y tế, giáo dục và an ninh công cộng ngày càng cao. Bên cạnh đó, con người luôn hướng tới một xã hội văn minh, một môi trường sống hiện đại, bền vững cũng đ t ra nhiều thách thức cho những cơ sở hạ tầng đô thị hiện có.
Để thay thế những cơ sở hạ tầng đô thị như hiện nay là không hề đơn giản và dễ dàng vì thời gian và chi ph. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, của công nghệ, chúng ta có thể đưa tr tuệ mới vào cơ sở hạ tầng hiện có của mình. Ngh a là chúng ta sẽ số hóa và kết nối các hệ thống sao cho chúng ta có thể nhận biết, phân t ch, t ch hợp dữ liệu và đáp ứng thông minh với nhu cầu trong phạm vi chức năng của chúng. Qua đó, chúng ta có thể mang lại sức sống mới cho các hệ thống để chúng hoạt động hiệu quả hơn nhờ vào công nghệ.
Trong quá trình phát triển, đ c biệt là phát triển nền kinh tế tri thức, mỗi quốc gia đều xây dựng các hạ tầng thông minh trên nền tảng, cơ sở của một hệ thống cốt l i gồm: cấu trúc hạ tầng, mạng lưới thông tin&truyền thông và môi trường. Đó là các yếu tố không thể thiếu và đóng vai tr trung tâm trong việc điều hành và phát triển đất nước, nó bao gồm: các dịch vụ công, dân số, giao thông vận tải, thông tin truyền thông, nước và năng lượng. Trong bối cảnh phát triển đó, những thành phố thông minh (Smart City) sẽ xuất hiện và góp phần phát triển kinh tế cho các quốc gia, v ng miền và cả khu vực. Hiện nay, Việt Nam là một quốc gia đang trên đà phát triển.
Để bắt kịp với thế giới và các nước trong khu vực, Việt Nam cần ứng dụng mạnh mẽ công nghệ trong việc phát triển kinh tế cũng như môi trường sống. Muốn thực hiện điều đó, Việt Nam cần đẩy mạnh việc xây dựng và phát triển các thành phố thông minh trong đó có Thành phố Hà Nội. z 3 Như vậy, Smart City có một vai tr , 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 trong đó có vấn đề phân luồng giao thông Hà Nội.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng đƣợc 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 nền tảng của 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 t ch 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 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.