Một trong những trụ cột trong một đô thị thông minh là phát triển giao thông đô thị thông minh. Bài báo này tập trung phân tích sự phát triển của đô thị thông minh và giao thông vận tải đô thị thông minh trên thế giới cũng như thực trạng tại Việt Nam để đề xuất phát triển giao thông thông minh ở Việt Nam.
Xây dựng thành phố thông minh ( TPTM)( Smart city) là xu thế phát triển chung trên toàn thế giới trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư và tiến trình chuyển đổi số. Tuy nhiên TPTM là một vấn đề rất mới mẻ đối với các tỉnh, thành phố khác của Việt Nam. Một trong những trụ cột của xây dựng TPTM là xây dựng hệ thống đi lại thông minh cho người dân thông qua thiết lập hệ thống giao thông vận tải thông minh (smart transportation). Theo nghĩa này, việc xây dựng TPTM cần quan tâm tới việc phát triển và làm cho hệ thống vận tải đô thị trở nên thông minh hơn. Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành phân tích các kinh nghiệm xây dựng thành phố thông minh, hệ thống giao thông vận tải thông minh và một số đề xuất phát triển thành phố thông minh trên cơ sở giao thông đô thị thông minh cho Việt Nam.
Phát triển thành phố thông minh trên thế giới
Thành phố thông minh (TPTM) hay “smart city” là khái niệm ra đời từ cuối thế kỷ 20 trong bối cảnh đô thị hóa diễn ra ở tốc độ cao tạo ra áp lực lớn lên hạ tầng đô thị hiện hữu của các thành phố trên phạm vi toàn cầu. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ như công nghệ IoT, phân tích dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo... cung cấp các khả năng lớn để giải quyết các vấn đề bất cập của quá trình đô thị hóa. Bên cạnh đó, sự cạnh tranh trong thu hút đầu tư và cải thiện chất lượng sống là động lực lớn nhất thúc đẩy chính quyền các đô thị phải xây dựng thành phố của mình trở nên “thông minh hơn”. Về cơ bản, TPTM là một khái niệm mở và có thể được mô tả là thành phố của phương tiện, kết nối và tri thức, như một hệ thống hữu cơ lớn kết nối nhiều hệ thống con, với trí tuệ nhân tạo, có thể hành xử thông minh như con người, gồm: mạng viễn thông số (các dây thần kinh), hệ thống nhúng thông minh (bộ não), các bộ cảm biến (các giác quan) và phần mềm (tinh thần và nhận thức) kết nối chặt chẽ với nhau [1]. Trong khái niệm TPTM có sự hội tụ của 3 yếu tố: hạ tầng hiệu quả, phát triển bền vững và môi trường sống thân thiện; biểu hiện qua các “lăng kính” như hình dưới đây[2].
Các thành phần của đô thị thông minh
Sự đa dạng trong cách hiểu về thành phố thông minh dẫn đến sự đa dạng trong cách đánh giá đô thị thông minh. Theo trung tâm Toàn cầu hóa và Chiến và Đại học Navara (Hoa Kỳ), có 9 nhóm tiêu chí được đề cập để đánh giá xếp hạng các thành phố trên thế giới đã phát triển thế nào trong một năm, đó là:
Nguồn lực phục vụ con người (9 chỉ số về phục vụ việc học tập, vui chơi, giải trí…);
Cộng đồng xã hội (13 chỉ số cụ thể về chăm sóc sức khỏe, tình hình tội phạm, tình trạng thất nghiệp, giá nhà ở…);
Phát triển kinh tế (8 chỉ số cụ thể về: số lượng các doanh nghiệp đang hoạt động, GDP trên 1.000 người…);
Quản trị đô thị (11 chỉ số: số lượng tòa nhà của chính quyền, số lượng đại sứ quán và cơ quan lãnh sự của nước ngoài, số lượng cơ sở nghiên cứu…);
Môi trường (11 chỉ số: mức độ phát thải khí CO2, khí mê-tan, số lượng người được tiếp cận nguồn nước sạch, bụi mịn, khối lượng trung bình rác thải rắn trên đầu người xả ra môi trường…);
Di chuyển và giao thông (9 chỉ số: mức độ ùn tắc giao thông, số km đường tàu điện ngầm, số lượng ga tàu điện ngầm, số lượng ga tàu hỏa, số lượng chuyến bay đến thành phố trong năm, thời gian trung bình của người dân để đến nơi làm việc…);
Quy hoạch đô thị (5 chỉ số: số lượng trung bình thành viên trong 1 hộ gia đình, số lượng nhà từ 2 tầng trở lên, tỷ lệ nhà cao tầng (có 12 tầng trở lên và cao 35 mét trở lên, so với tổng số tòa nhà trong thành phố…);
Tiếp cận quốc tế (6 chỉ số: số lượng sân bay, số lượng hành khách đi máy bay, số lượng khách sạn, số lượng các buổi hội thảo hay gặp gỡ quốc tế…);
Công nghệ (có 11 chỉ số: số lượng thuê bao điện thoại di động, số lượng thuê bao băng thông rộng, số lượng thuê bao các mạng xã hội…).
Căn cứ trên hệ thống tiêu chí, các thành phố được đánh giá và xếp theo từng nhóm tiêu chí. Nhóm tiêu chí Phát triển kinh tế, thành phố New York (Mỹ) đứng đầu tiên. Nhóm tiêu chí Nguồn lực phục vụ con người, thành phố London (Vương quốc Anh) xếp thứ nhất. Nhóm tiêu chí Tiếp cận quốc tế, thủ đô Paris (Pháp) xếp thứ nhất, thủ đô London (Vương quốc Anh) xếp thứ hai, và trong tốp 10 có 5 thành phố ở châu Âu, 2 thành phố ở Bắc Mỹ, và 2 thành phố châu Á (Singapore và Băng Cốc). Nhóm tiêu chí Công nghệ, thành phố Hồng Công (Trung Quốc) dẫn đầu. Nhóm tiêu chí Di chuyển và giao thông, thủ đô Paris (Pháp) xếp thứ nhất, nhờ hệ thống tàu điện ngầm thuận tiện và hệ thống chia sẻ xe đạp rộng khắp. Thành phố duy nhất của Việt Nam được xem xét đánh giá là thành phố Hồ Chí Minh và xếp thứ 15 trong 25 thành phố được xếp hạng.
Các thành phố được đánh giá về mức độ thông minh
Giao thông vận tải đô thị thông minh
Theo Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ, “Hệ thống Giao thông thông minh áp dụng nhiều công nghệ khác nhau để giám sát, đánh giá và quản lý hệ thống giao thông nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn.” Trong thời điểm hiện tại, khi đặt tầm nhìn về giao thông theo phong cách khoa học viễn tưởng sang một bên thì định nghĩa này có thể được đơn giản hóa thành các khái niệm về những điều tạo nên hệ thống giao thông thông minh đó là: quản lý, hiệu quả và an toàn. Nói cách khác, giao thông thông minh sử dụng các công nghệ mới và mới nổi để giúp việc di chuyển trong thành phố nói chung và việc di chuyển của cá nhân nói riêng trở nên thuận tiện hơn, tiết kiệm chi phí hơn và an toàn hơn.
Trong một thành phố thông minh, những lợi ích mà các công nghệ thông minh mang lại cho giao thông vận tải là rất lớn [3].
Giao thông thông minh an toàn hơn: Bằng cách kết hợp khoa học máy tính với IoT và 5G, các hệ thống giao thông tự hành (cả trên phương tiện và cơ sở hạ tầng cố định như nút giao thông) đã được chứng minh là làm giảm “yếu tố con người” trong các vụ tai nạn bởi máy tính không thể bị phân tâm, mệt mỏi hay xúc động như con người [4].
Giao thông thông minh được quản lý tốt hơn: Thu thập dữ liệu là chìa khóa quan trọng để quản lý cơ sở hạ tầng công cộng có trách nhiệm. Giao thông thông minh không chỉ cung cấp các điểm dữ liệu chi tiết cho mọi khía cạnh của hệ thống giao thông mà còn cho phép quản trị viên giám sát tốt hơn các hoạt động, theo dõi nhu cầu bảo trì và xác định các nguyên nhân chính của sự cố cần được khắc phục.
Giao thông thông minh hiệu quả hơn: Quản lý tốt hơn sẽ giúp việc sử dụng có hiệu quả hơn. Dữ liệu chất lượng có thể giúp xác định các lĩnh vực có thể cải thiện hiệu quả. Ví dụ, có thể chỉ cần một sự điều chỉnh nhỏ trong lịch trình chạy tàu cũng sẽ mang lại tỷ lệ lấp đầy tốt hơn, Hoặc có lẽ các tuyến xe buýt sẽ phục vụ cộng đồng tốt hơn nếu các điểm dừng được phân bổ khác đi [5].
Giao thông thông minh tiết kiệm chi phí: Bởi giao thông thông minh tận dụng tốt hơn các nguồn tài nguyên sẵn có, nó có thể cắt giảm chi phí nhờ bảo trì dự phòng, tiêu thụ năng lượng ít đi và việc xử lý tai nạn sử dụng ít nguồn lực hơn. Hành khách cũng có thể tiết kiệm chi phí khi phương tiện công cộng đủ hiệu quả để cạnh tranh với việc sở hữu phương tiện cá nhân.
Giao thông thông minh cung cấp thông tin chuyên sâu nhanh chóng: Các trung tâm quản lý giao thông thành phố (TMC) có thể nhận được thông báo và khả năng hiển thị nhanh chóng về các điểm sự cố hoặc các vấn đề trong phạm vi toàn thành phố ảnh hưởng đến tình trạng tắc nghẽn trên đường, an toàn công cộng và hệ thống ứng phó khẩn cấp, để hành động hoặc liên lạc kết nối hiệu quả hơn với các cơ quan khác và những người ứng cứu khẩn cấp.
Mô tả sự vận hành của hệ thống giao thông đô thị thông minh
Phát triển thành phố thông minh và giao thông thông minh tại Việt Nam
Tại Việt Nam, nhận thức về TPTM cũng được hiểu theo định hướng của các tổ chức quốc tế, hiểu một cách trực quan nhất, là cố gắng đạt được mục tiêu biến thành phố trở thành: Thành phố đáng sống (Hướng tới phục vụ con người, nâng cao chất lượng cuộc sống mọi mặt cho con người); Thành phố thích ứng (Có khả năng chống chịu với những tác động từ bên ngoài như biến đổi khí hậu, hội nhập…); Thành phố năng động (Giải quyết triệt để những vấn đề nóng bỏng, bức xúc đặt ra trong các lĩnh vực như: giao thông, môi trường, giáo dục, y tế…); Thành phố kết nối (Có cơ sở hạ tầng thông tin mạnh, được chia sẻ, kết nối, đảm bảo thuận lợi cho công tác điều hành, quản lý đô thị; tạo điều kiện cho phát triển các ứng dụng thông minh, tiện lợi cho cộng đồng sử dụng); Thành phố cạnh tranh (có năng lực cạnh tranh cao, thu hút được nhiều nguồn lực, vốn đầu tư, doanh nghiệp) [6,7].
Hiện có khoảng 30 tỉnh thành trong cả nước đã phê duyệt và triển khai các dự án, đề án phát triển TPTM. Các tỉnh thành có những quan điểm về xây dựng TPTM không giống nhau [8]. Có tỉnh “phát triển”, có tỉnh “xây dựng”, có tỉnh “triển khai”, có tỉnh “triển khai mô hình Đô thị thông minh (ĐTTM)”, có tỉnh “xây dựng mô hình ĐTTM”, có tỉnh “phát triển dịch vụ ĐTTM”. Về giai đoạn, tầm nhìn, cũng không giống nhau hoàn toàn. Có lẽ ở Việt Nam, hiện nay chưa có thành phố nào xây dựng xong mô hình TPTM một cách hoàn chỉnh. Thành phố Huế được kỳ vọng sẽ là thành phố đầu tiên trở thành TPTM vào năm 2025. Mỗi thành phố có những điểm nhấn (vấn đề nóng) khác nhau. Đề án của TP Hồ Chí Minh nhấn mạnh vào kinh tế, ùn tắc giao thông, ngập nước, triều cường. Đề án của Đà Nẵng, Đà Lạt, Huế nhấn mạnh vào du lịch. Đề án của Quảng Ninh, Lào Cai chọn cả kinh tế (giao thương) và du lịch (homestay). Nhìn chung, trong các đề án phát triển luôn đề cập tới vấn đề ùn tắc giao thông hay đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân tuy nhiên chưa có sự mô tả cụ thể về giao thông đô thị thông minh [9].
Đề xuất giải pháp phát triển giao thông vận tải đô thị thông minh ở Việt Nam
Tại Việt Nam, để phát triển hệ thống giao thông vận tải đô thị thông minh cần tạo ra tính đồng bộ liên thông thể hiện như hình dưới đây. Nền tảng các thành phố cần áp dụng là hệ thống trung tâm thông minh hoạt động dựa trên phân tích dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo (Big Data và Artifical Intelligence). Các dữ liệu này cần bao gồm đầy đủ thông tin về người lái, tình trạng kỹ thuật phương tiện trên đường, giám sát giao thông trên đường, đánh giá hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp vận tải cũng như phân tích hành vi đi lại của người dân/hành khách.
Dựa trên hệ thống đó, các giải pháp cơ bản được đề xuất bao gồm hệ thống quản lý gara, hệ thống điều hành và lập kế hoạch, biểu đồ chạy xe. Song song với nó là hệ thống quản lý phương tiện và hệ thống thông tin cho hành khách cũng như hệ thống thanh toán thông qua vé tự động và phân bổ vé. Hệ thống theo dõi và giảm thiểu tai nạn cũng là một yếu tố không thể thiếu. Xuyên suốt trong quá trình thông minh hóa hệ thống giao thông là sự thiết lập, kết hợp và chuyển đổi giữa các loại vé và thanh toán điện tử. Qua đó tạo ra sự thuận lợi cho hành khách cũng như nhanh chóng và kịp thời trong thống kê cho các doanh nghiệp. Các công cụ đa phương tiện cá nhân cũng phải được thiết lập và sử dụng rộng rãi là các màn hình lớn, có thể có chức năng cảm ứng, các loại thẻ gắn chip, các loại mã vạch và các ứng dụng (app) được thiết kế cho điện thoại di động.
Hình 4. Các cấu phần của hệ thống giao thông thông minh
Trong hệ thống giao thông thông minh được thiết lập, bên cạnh các phương thức vận tải như đường sắt, xe buýt, taxi còn cần sự tham gia của hệ thống các điểm công cộng cũng như các cửa hàng bán lẻ và đặc biệt là hệ thống ngân hàng.
Toàn bộ dữ liệu về hệ thống giao thông vận tải thông minh phải được mã hóa, sao lưu và bảo mật. Ngoài ra cũng có một bộ phận chuyên nhận diện và xử lý các sự cố.
Tài liệu tham khảo
[1] B.N. Silva, M. Khan, K. Han, Towards sustainable smart cities: A review of trends, architectures, components, and open challenges in smart cities, Sustainable Cities and Society. 38 (2018) 697–713. https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.01.053.
[2] S. McClellan, J. Jimenez, G. Koutitas, eds., Smart cities: applications, technologies, standards, and driving factors, Springer, Cham, Switzerland, 2018.
[3] S.B. Kelley, B.W. Lane, B.W. Stanley, K. Kane, E. Nielsen, S. Strachan, Smart Transportation for All? A Typology of Recent U.S. Smart Transportation Projects in Midsized Cities, Annals of the American Association of Geographers. 110 (2020) 547–558. https://doi.org/10.1080/24694452.2019.1643702.
[4] B. Jan, H. Farman, M. Khan, M. Talha, I.U. Din, Designing a Smart Transportation System: An Internet of Things and Big Data Approach, IEEE Wireless Communications. 26 (2019) 73–79. https://doi.org/10.1109/MWC.2019.1800512.
[5] C. Zhao, K. Wang, X. Dong, K. Dong, Is smart transportation associated with reduced carbon emissions? The case of China, Energy Economics. 105 (2022) 105715. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2021.105715.
[6] T.M. Ha, V.H. Duong, Using System Dynamics Modelling and Communication Strategies for a Resilient and Smart City in Vietnam, ESSD. 3 (2018) 10–16. https://doi.org/10.21625/essd.v3iss1.280.
[7] N.V. Lam, B.H. Khoi, A Smart City Analytical Framework: Evidence from Vietnam, in: Smart Cities, CRC Press, 2022.
[8] K. Vu, K. Hartley, Promoting smart cities in developing countries: Policy insights from Vietnam, Telecommunications Policy. 42 (2018) 845–859. https://doi.org/10.1016/j.telpol.2017.10.005.
[9] N.T. Ngan, B.H. Khoi, Smart City—Development Trend in the World and Vietnam, in: P.K. Singh, M. Paprzycki, M. Essaaidi, S. Rahimi (Eds.), Sustainable Smart Cities: Theoretical Foundations and Practical Considerations, Springer International Publishing, Cham, 2023: pp. 13–22. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08815-5_2.
