Từ thập niên 60 của thế kỷ trước, Văn phòng Phân tích Cộng đồng Hoa Kỳ bắt đầu sử dụng cơ sở dữ liệu, chụp ảnh từ trên không và phân tích cụm để thu thập dữ liệu, định hướng nguồn lực và phát hành báo cáo nhằm định hướng các dịch vụ, giảm nhẹ thiên tai và giảm nghèo. Điều này dẫn đến sự ra đời của thế hệ thành phố thông minh đầu tiên.

Thế hệ thành phố thông minh đầu tiên được các nhà cung cấp công nghệ chuyển giao để hiểu được tác động của công nghệ đối với cuộc sống hàng ngày, dẫn đến thế hệ thành phố thông minh thứ hai. Thế hệ thành phố thông minh thứ hai xem xét cách các công nghệ thông minh và các đổi mới khác có thể tạo ra các giải pháp đô thị liên kết.

Thế hệ thứ ba của thành phố thông minh đã không còn quyền kiểm soát của các nhà cung cấp công nghệ và các nhà lãnh đạo thành phố, thay vào đó, tạo ra một mô hình có sự tham gia của công chúng và cho phép hòa nhập xã hội, cũng như sự tham gia của cộng đồng. Mô hình thế hệ thứ ba này đã được áp dụng ở Vienna (Áo), sau đó là ở Vancouver (Canada).

Có nhiều yếu tố tạo nên một thành phố thông minh và ở mỗi quốc gia, mỗi thành phố lại vận dụng, sử dụng các yếu tố khác nhau, phù hợp với đặc điểm, tình hình của địa phương để xây dựng thành phố thông minh. Tuy nhiên, sự thông minh của thành phố thường được xác định bằng cách sử dụng một loạt đặc điểm chính, bao gồm: (i) Cơ sở hạ tầng dựa trên công nghệ; (ii) Sáng kiến môi trường; (iii) Giao thông công cộng hiệu quả và chức năng cao; (iv) Kế hoạch thành phố tự tin và tiến bộ; và (v) Mọi người có thể sống và làm việc trong thành phố, sử dụng các nguồn lực của thành phố…

Kinh nghiệm từ các nước

Hàn Quốc

Tại Hàn Quốc, thành phố thông minh được chỉ định và phát triển với các dịch vụ và công nghệ thành phố thông minh, được ghép vào không gian đô thị để quản lý thành phố thông minh và thúc đẩy các ngành công nghiệp đổi mới.

Các thành phố thông minh tại Hàn Quốc bắt đầu với tên gọi U-CITY (Ubiquitous City - Thành phố phổ biến). Dự án U-CITY bắt đầu với các sáng kiến công, tập trung vào các thành phố mới như Hwaseong Dongtan, Paju Unjeong, Daejeon Doan, Songdo và Incheon. Hiện nay, khái niệm thành phố thông minh không còn là một dự án phát triển thành phố mới, mà trở thành một phương tiện quan trọng để quản lý, cải thiện hiệu quả cả các thành phố mới và các thành phố hiện tại. Công chúng đang ủng hộ các chính sách khác nhau để khu vực tư nhân tiếp tục phát triển thành phố thông minh.

Hệ thống thông tin Smart City của Hàn Quốc là một nền tảng trực tuyến thu thập và cung cấp các dịch vụ thông tin khác nhau, được tạo ra trong quá trình thúc đẩy các chính sách về thành phố thông minh tại một nơi. Hệ thống này cũng sẽ xây dựng mối quan hệ tin cậy sâu sắc giữa nhà nước, khu vực tư nhân và công chúng đối với chính sách quốc gia, bằng cách chia sẻ kiến thức và thông tin về thành phố thông minh với không chỉ các chuyên gia trong lĩnh vực liên quan đến thành phố thông minh, mà còn với công chúng. Hệ thống cũng nhằm mục đích trở thành một kho lưu trữ các chính sách trong quá khứ, hiện tại và tương lai ngoài các dịch vụ thông tin chính sách đơn giản.

Một ví dụ tiêu biểu là việc các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) của Tập đoàn Samsung C&T E&C sẽ được lắp đặt tại một “ngôi làng thông minh” ở Busan (EDC). EDC là dự án phát triển thành phố thông minh trên khu đất rộng 11,77 km2 ở quận Gangseo của Busan. Khi hoàn thành, dự án EDC sẽ có tổng số 30.000 ngôi nhà trên diện tích 11,77 km2 với tổng mức đầu tư khoảng 5,6 tỷ USD. Trong ngôi làng thông minh này, các công nghệ nhà thông minh sẽ được sử dụng để tạo ra một môi trường dân cư tùy chỉnh.

Gương thông minh trong các ngôi nhà ở EDC (Hàn Quốc)

Theo đó, các thiết bị công nghệ thông tin khác nhau trong các ngôi nhà sẽ được liên kết với nền tảng Raemian A.IoT. Dữ liệu dân cư sẽ được liên kết với các dịch vụ bên ngoài như chăm sóc sức khỏe, an ninh và tiết kiệm năng lượng. Các hệ thống giám sát video thông minh, kiểm soát bãi đậu xe thông minh và lối đi thông minh sẽ được lắp đặt tại các không gian công cộng ngoài trời. Ngoài ra, các giải pháp thành phố khác nhau sẽ được áp dụng, bao gồm cả việc sử dụng công nghệ thân thiện với môi trường, các giải pháp tự động hóa AI để cung cấp các dịch vụ siêu tùy chỉnh.

Trong giai đoạn đầu, 54 gia đình tình nguyện chia sẻ dữ liệu về mọi thứ, từ thói quen ngủ đến khối lượng rác để giúp các nhà phát triển tạo nên một thành phố từ đầu ở Busan. Gương thông minh là một trong những thiết bị được trang bị trong ngôi nhà mới ở EDC, nơi thu thập dữ liệu về cư dân và gia đình. Chiếc gương cao 91,44 cm này và một chiếc máy tính bảng Samsung gắn trên tường gần đó là trung tâm thần kinh của ngôi nhà ở EDC. Một khi kích hoạt chiếc gương, nó sẽ trở thành một màn hình cảm ứng, nơi cư dân có thể theo dõi hầu hết mọi khía cạnh sức khỏe của mình, từ nhịp tim đến mức độ ngủ của họ vào đêm hôm trước; chọn gợi ý về thức ăn và tập thể dục trong ngày; kiểm tra thời tiết và tin tức trong ngày.

Trong khi đó, chiếc máy tính bảng Samsung thứ hai là cửa sổ của cư dân vào mọi ngóc ngách ảo của ngôi nhà thông minh, nó sẽ cho biết thiết bị nào đang chạy, gia đình đang tiêu thụ bao nhiêu năng lượng, nếu có bưu kiện trong hộp thư, ngay cả khi một số thực phẩm trong tủ lạnh sẽ hết hạn sử dụng…

Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất (UAE)

UAE hiện đang thực hiện kế hoạch Dubai 2021 với mục tiêu trong 7 năm là biến Dubai thành thành phố thông minh của tương lai và hiện đại nhất thế giới. Theo đó, Chính phủ UAE đã khởi động ít nhất 100 dự án và sẽ hoàn thành vào năm 2028.

Trong kế hoạch Dubai 2021, AI sẽ được sử dụng để liên tục theo dõi mức độ mệt mỏi và căng thẳng của các tài xế xe buýt, giúp giảm đáng kể số vụ tai nạn. Bằng cách loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng giấy tờ trong các giao dịch hành chính công, UAE tin rằng, họ có thể tiết kiệm 245 triệu USD mỗi năm, cùng với việc bảo vệ môi trường.

Với tư cách là thành phố thông minh, thành phố Dubai của tương lai hướng tới việc cắt giảm lượng khí thải và sẽ góp phần giảm đáng kể tình trạng tắc nghẽn đô thị. Dự án hàng đầu là Dubai-Abu Dhabi Hyperloop - tuyến tàu siêu tốc hoạt động trên nguyên lý đệm từ cực nhanh dài 151 km, có tổng mức đầu tư lên tới 6 tỷ USD. Cải thiện cơ sở hạ tầng giao thông, hiện đại hóa và bền vững hơn vừa là một công cụ chiến lược để nâng cao chất lượng cuộc sống vừa là một động lực kích thích kinh tế của Dubai nói riêng và UAE nói chung.

Ngoài ra, Dubai cũng đã xây dựng các tòa nhà bằng công nghệ in 3D, giúp giảm 50% nhân lực và tạo ra ít hơn 60% rác thải so với nhà truyền thống. Chi phí xây dựng do đó cũng giảm xuống 60%. Trong đó, tòa nhà hai tầng, cao 9,5 m, diện tích 640 m2 tại khu vực Al Warsan được Tổ chức Kỷ lục Guinness Thế giới công nhận là tòa nhà in 3D lớn nhất thế giới theo thể tích.

Chỉ số quan trọng nhất đang được tính toán hiện nay ở Dubai để đo lường tác động của những cải cách đang được tiến hành không phải là GDP, mà là chỉ số “hạnh phúc”, hay chính là sự hài lòng trong cuộc sống của cư dân. Theo một phân tích của Chính phủ UAE, 100 dự án được triển khai trong những tháng gần đây đã ghi nhận mức độ hạnh phúc của cư dân tăng lên 3%. Đây là một dấu hiệu cho thấy, dự án Smart Dubai đang đi đúng hướng.

Đức

Các công ty khởi nghiệp sáng tạo và giao thông bền vững đang là tương lai của Thủ đô Berlin (Đức) - thành phố thông minh của châu Âu. Trong 14 tòa nhà mới, bao gồm 90 căn hộ được xây dựng giữa Groß-Berliner Damm và Konrad-Zuse-Strasse ở Berlin được kết nối với nhau, được trang bị TV thông minh, thang máy không nút bấm và hệ thống tự động hóa gia đình, cũng như không gian xanh, đường dành cho xe đạp và giao thông công cộng dễ dàng.

Berlin của tương lai sẽ phát triển các khu dân cư mới như thế, đồng thời thiết lập các tiêu chuẩn đô thị mới thông qua các dự án nhỏ đã được hình thành, thiết kế và đo lường cẩn thận để phù hợp với các thông số của một thành phố thông minh.

Thành phố đang thay đổi từ giao thông đến các tòa nhà, biến thủ đô của Đức thành một thỏi nam châm thu hút các nhà đổi mới trên toàn thế giới. Trong vài năm qua, hơn 3.000 công ty đổi mới đã được thành lập tại đây và Berlin được coi là một trong những “Thung lũng Silicon mới”.

Hệ sinh thái công nghệ này cũng đang phát triển mạnh nhờ cam kết ổn định từ cả các nhà đầu tư tư nhân và chính phủ. Vào năm 2019, quỹ công được sử dụng để mở phòng thí nghiệm CityLAB Berlin, nơi tập hợp các công ty và doanh nhân tập trung vào các ý tưởng mới, công nghệ mới.

Vào năm 2019, thành phố Berlin đã đưa ra một kế hoạch đến năm 2035 (chia làm 2 giai đoạn) đầy tham vọng nhằm phát triển tính di chuyển bền vững với tổng kinh phí dự kiến 28 - 32 tỷ USD. Theo đó, Chính phủ và chính quyền Thành phố sẽ đầu tư trung bình 2 tỷ USD mỗi năm để phát triển mạng lưới giao thông công cộng chạy bằng điện. Mục tiêu đến năm 2035, mở rộng mạng lưới giao thông bề mặt bền vững thêm 28%, từ 194 lên 267 km. Tương tự, số lượng xe điện dự kiến sẽ tăng 38%. Bên cạnh xe điện, kế hoạch này còn yêu cầu mở rộng S-Bahn, tuyến đường sắt trên mặt đất. Các tuyến mới sẽ tập trung chủ yếu ở phía Bắc Thành phố.

Đến năm 2030, theo quy hoạch, tất cả các xe buýt công cộng đều chạy điện, với tần suất chạy giữa xe này và xe khác không quá 10 phút. Điều này một phần là do sự thay đổi về nhân khẩu học cũng như nhu cầu phát triển nội bộ và cơ sở hạ tầng của Thành phố. Đến năm 2030, Berlin sẽ là nơi sinh sống của 4 triệu cư dân, so với 3,63 triệu cư dân hiện nay.

Bài học cho Việt Nam

Theo đánh giá của Liên hợp quốc, đến năm 2050, 2/3 dân số toàn cầu và 64% dân số tại các nước châu Á sẽ sống ở đô thị, 80% GDP toàn cầu sẽ đến từ các đô thị và tiêu thụ đến 60% năng lượng trên toàn thế giới. Tốc độ tăng trưởng của thị trường thành phố thông minh toàn cầu là 22,4%, ước tính đạt tổng giá trị 2.800 tỷ USD vào năm 2027.

Ở Việt Nam, tỷ lệ đô thị hóa toàn quốc tính đến hết năm 2022 đạt 41%, với 883 đô thị. Khu vực đô thị chiếm 70% GDP, mang lại nhiều giá trị sản xuất công nghiệp, xuất nhập khẩu, tiến bộ khoa học - công nghệ, có tác dụng lan tỏa thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội ở các vùng. Năm 2018, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Đề án Phát triển đô thị thông minh bền vững Việt Nam giai đoạn 2018 - 2025 và định hướng đến năm 2030.

Đến nay, trên cả nước có 54/63 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương đã và đang triển khai xây dựng đề án đô thị thông minh; 30 tỉnh, thành phố đã phê duyệt đề án/chương trình/kế hoạch phát triển đô thị thông minh; 15 tỉnh, thành phố đã phê duyệt Kiến trúc ICT phát triển đô thị thông minh; 38 tỉnh, thành phố đã triển khai Trung tâm IOC cấp tỉnh; 21 tỉnh, thành phố đã triển khai Trung tâm IOC cấp đô thị, thành phố thuộc tỉnh; 17/63 tỉnh, thành phố đã triển khai ứng dụng dịch vụ du lịch thông minh; trên 10 tỉnh, thành phố triển khai các ứng dụng về giao thông thông minh, kiểm soát trật tự an toàn đô thị. Ngoài ra, còn một số ứng dụng trong các lĩnh vực khác như giáo dục thông minh, y tế thông minh…

Việt Nam có nhiều cơ hội để phát triển thành phố thông minh, nhưng cũng không ít thách thức. Theo các chuyên gia, khó khăn lớn nhất là hành lang pháp lý chưa rõ ràng, chưa tạo thuận lợi cho hợp tác công - tư, đặc biệt là các thủ tục liên quan đến đầu tư, đấu thầu và thuê dịch vụ công nghệ thông tin. Thêm vào đó, hiện các đô thị chưa chú trọng quy hoạch thông minh, chưa thông minh hóa các hạ tầng cơ bản, thiết yếu.

Hiện nay, các địa phương vẫn chủ yếu tập trung vào việc phát triển và cung cấp những dịch vụ, tiện ích đô thị thông minh, chủ yếu gắn với các dịch vụ của chính quyền điện tử, chính quyền số, mà chưa chú trọng đến công tác quy hoạch và quản lý đô thị thông minh để giải quyết vấn đề căn cơ của đô thị như giao thông, năng lượng, môi trường… Điều này dẫn tới hiệu quả mang lại chưa được như mong muốn, chưa thực sự đi vào chiều sâu, chưa đạt được kết quả cuối cùng là nâng cao chất lượng cuộc sống và mức độ hài lòng của người dân đô thị. Do đó, cần có tư duy về đô thị thông minh ngay từ khâu quy hoạch phát triển, coi đây là nhiệm vụ phải làm từ đầu. Trong đó, cơ quan trung ương tập trung ban hành chính sách tiêu chuẩn kết nối, tiêu chuẩn dữ liệu, còn tổ chức triển khai hiệu quả là trách nhiệm của các địa phương.