Hệ thống thông minh - Nền tảng cốt lõi cho đô thị thông minh

Trong phần 1 của bài viết “Đi tìm một định nghĩa có cấu trúc cho đô thị thông minh” đăng trên ấn phẩm TGVT tháng 4/2015 - www.pcworld.com.vn/T1251454, chúng ta đã nêu khái niệm Đô thị hiện đại (ĐTHĐ) và nói rằng Đô thị thông minh (ĐTTM) phải có gì đó rất khác mà ĐTHĐ có thể chưa có (và ngược lại, một ĐTTM có thể chưa thật hiện đại!).

Và ở cuối bài có kết luận rằng: Tiêu chí hàng đầu để một TP có thể coi là ĐTTM là nó phải có nhiều, rất nhiều các Hệ thống thông minh (HTTM).

Để thí dụ, chúng ta đã mô tả một dịch vụ y tế gọi là Hệ Thống Y Tế Cận Lâm Sàng với 2 trạng thái, trạng thái thông thường hiện nay và trạng thái Thông Minh (chưa tồn tại trong thực tế ở Việt Nam). 

Trong kỳ 2 của chuỗi bài viết này, để đi đến định nghĩa có cấu trúc đối với một ĐTTM, chúng ta sẽ cũng nhau làm rõ 2 việc sau, cụ thể là:

1.  Làm rõ thêm cấu trúc của các HTTM.

2.  Làm rõ rằng một TP có nhiều (có thể là rất nhiều) các HTTM thì mới chỉ nên xem đó là điều kiện cần để được coi là ĐTTM. Vậy điều kiện cần và đủ để một TP được coi là ĐTTM là gì?

Chúng ta hiểu hệ thống nói đến ở đây là một hoạt động xã hội. Chẳng hạn hệ thống dịch vụ y tế, hệ thống cung cấp điện cho TP, hệ thống các trường mầm non của TP, hệ thống đường giao thông của TP, hệ thống công trình ngầm của TP...

Bảng sau mô tả sự vận hành của hệ thống Y Tế Cận Lâm Sàng thông thường và HTYTCLS thông minh. 

Qua bảng trên, ta thấy HTYTCLS bình thường hiện nay khác với HTYTCLS TM ở 2 điểm chính sau:

1. HTYTCLS TM có thêm một hệ thống máy tính – viễn thông lưu trữ và truyền đưa các kết quả xét nghiệm, chiếu chụp của mọi bệnh nhân từ mọi bệnh viện và mọi thời gian.

2. Khi cần, BS và cả bệnh nhân có thể xem bất kỳ kết quả CLS cần thiết nào đó.

Hệ quả là chi phí (tiền bạc, thời gian, nhân lực và trang thiết bị y tế…) của toàn xã hội, đặc biệt là với bệnh nhân sẽ giảm đang kể. 

Vậy một HTTM khác cơ bản một hệ thống thông thường là có một kho thông tin rất lớn được tạo lập. Kho thông tin này phản ánh hoạt động của hệ thống theo “Thời Gian Thực – Real Time” theo nghĩa cứ có hành động thì có thông tin và thông tin được ghi nhận vào hệ thống tức thì, chuyể đưa tức thì tới đối tượng cần sử dụng.  

HTYTCLS thông thườngHTYTCLS thông minh

1. Bệnh nhân yêu cầu khám bệnh

2. Bác sỹ (BS) cho làm các xét nghiệm, chiếu chụp cho bệnh nhân.

3. Các phòng xét nghiệm và chiếu chụp của bệnh viện thực thi y lệnh, chuyển kết quả về cho BS.

4. BS (và bệnh nhân nếu cần) xem các kết quả CLS.

5. BS kết luận.

6. BS giao kết quả cho bệnh nhân

1. Bệnh nhân yêu cầu khám bệnh

2. BS xem tất cả xét nghiệm, chiếu chụp cần thiết của bệnh nhân từng làm ở bất kỳ bệnh viện nào và bất kỳ thời gian nào trước đó.

3. BS cho làm các xét nghiệm, chiếu chụp bổ xung cần thiết

4. Các phòng xét nghiệm và chiếu chụp của bệnh viện thực thi y lệnh, kết quả được ghi (có thể là tự động) lên hệ thống máy tính (là thành phần mới mà chỉ HTYTCLS TM mới có) 

5. BS (và bệnh nhân nếu cần) xem các kết quả CLS (qua mạng) 

6. BS kết luận

Như vậy, ta có định nghĩa một HTTM như sau:

HTTM là một hệ thống thực thi một hoạt động xã hội, với sự bổ sung một thành phần không thể thiếu là một kho thông tin “thời gian thực” cùng với đường truyền kết nối mọi thành phần của hệ thống, có khả năng ghi nhận mọi hoạt động của hệ thống và cung cấp tức thời mọi thông tin cần thiết theo yêu cầu cho các thành phần của hệ thống. 

Tính thông minh của hệ thống là ở khả năng ghi nhận, lưu trữ, truyền tải và trích xuất mọi thông tin cần thiết từ kho thông tin khổng lồ và rất đa dạng được tạo lập, cập nhật liên tục khi hệ thống hoạt động. Nhờ đó, hiệu quả toàn diện của hệ thống được tăng lên đáng kể, hệ thống thay đổi về chất, trở nên “thông minh” hơn hẳn hệ thống cũ. 

Trở lại thủ đô Canberra của Úc với 5 dự án chính đầu tiên cho giai đoạn 2016 – 2020 bao gồm:

CBRfree public WiFi: cung cấp Wi-Fi miễn phí cho toàn thể cư dân Canberra với lượng truy nhập hàng ngày tới 250 megabytes.

Smart parking: là một nỗ lực giúp người dùng tiết giảm thời gian lưu thông khi tìm chỗ đỗ xe.

Smart street lights: hệ thống chiếu sáng đường phố tiết kiệm nhờ quan sát môi trường 

Renewable energy by 2020: tới 2020, Canberra sẽ sử dụng 100% nguồn năng lượng tái tạo để cấp điện.

The digital backpack: cung cấp cổng thông tin đảm bảo việc học trực tuyến cho sinh viên Canberra.

Đó có phải các HTTM? 

Trong 5 dự án này, thì với các dự án (1), (2) và (5), bạn đọc dễ dàng thấy đó là các HTTM theo định nghĩa HTTM vừa nêu. Còn dự án (3) và nhất là dự án (4) thì có vẻ như tính thông minh là ở chỗ nào chưa được rõ lắm! 

Ngày nay, các hệ thống phát dẫn và cung cấp điện ngay ở Việt Nam cũng đang được làm cho “thông minh” hơn. Đó là rất gần tới đây sẽ không còn việc các nhân viên của công ty điện lực, chi nhánh điện đi đọc chỉ số đồng hồ điện, đưa hóa đơn và thu tiền tại từng hộ gia đình/nhà nữa. Thay vào đó, loại công việc này sẽ được thực hiện qua mạng.

Theo đó, ta thấy dường như hệ thống cung cấp điện thì đã thông minh, còn phát dẫn thì vẫn là truyền thống. Tuy nhiên, với hệ thống sử dụng hoàn toàn các nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời, gió, thủy triều,…) thì phát dẫn điện cũng phải là hệ thống rất thông minh. Các sensor luôn phải kết nối chặt chẽ với môi trường tự nhiên để nhận dạng được trạng thái của môi trường tự nhiên, xác định tức thời chế độ hoạt động của hệ thống tiếp thu các nguồn năng lượng thay đổi liên tục của mặt trời, gió, thủy triều,…. Từ đó sẽ có các tham số điều khiển để vận hành hệ thống thiết bị phát dẫn điện phù hợp theo thời gian thực với trạng thái của nguồn “nguyên liệu” rất biến động đó (mặt trời, gió, thủy triều,….).  Một hệ thống như vậy không cực kỳ thông minh thì không thể vận hành được.

Nhằm tăng cường lượng thông tin về chủ đề Thành phố thông minh theoyêu cầu từ đông đảo độc giả là các chuyên gia CNTT và nhà khoa học, phần nội dung bài viết phân tích cặn kỹ 5 hệ thống thông minh của thủ đô Canberra  - Úc sẽ được đăng tải trên trang chủ www.pcworld.com.vn, thay vì ấn phẩm TGTVT số tháng 5 như thông báo trước đây. Mời quý độc giả đón theo dõi từ ngày 24/5/2017.

Ngoài ra, quý độc giả cũng có thể tham gia diễn đàn “Đi tìm một định nghĩa có cấu trúc cho đô thị thông minh” bằng cách gửi bài viết cộng tác cho Ban Biên Tập tạp chí theo địa chỉ thegioivitinh@pcworld.com.vn.

Tới đây, chúng ta vẫn chưa trả lời được câu hỏi: vậy thì ĐTTM là gì? 

Hiển nhiên rằng chỉ khi hiểu sâu sắc ĐTTM là gì, thì một thành phố mới thấy con đường trở thành ĐTTM dù nó hiện đại hay chưa thật hiện đại. Như đã nói trong bài trước, điều đầu tiên mà ĐTTM phải có là nó phải có nhiều và ngày càng nhiều HTTM kiểu như HTYTCLS thông minh, hệ thống phát dẫn và cung cấp điện thông minh sử dụng toàn các loại năng lượng tái tạo và nhiều hệ thống thông minh khác nữa như ta vừa điểm qua. 

Nhưng như vậy vẫn là chưa đủ. Thành phố vẫn chưa thể xem là là ĐTTM cho dù nó có hàng chục, nhiều chục HTTM. 

Để hiểu rõ đều này, chúng ta hãy lùi lại khoảng 100 năm và quan sát hệ thống cấp điện của các TP lớn. Mỗi khu vực khi đó có thể có một số trạm phát điện bởi các nhà cung cấp khác nhau. Chúng riêng rẽ cho từng vùng, với các thông số kỹ thuật khác nhau (50 hay 60 cycles, 120 hay 220, hay 370 volt), …, và chúng được xây dựng để  đáp ứng những mục tiêu sử dụng khác nhau, như cấp điện cho nhà dân, cho đèn đường, cho các nhà máy sản xuất lớn, cho hệ thống xe điện,…

Nếu các hệ thống cấp điện rời rạc như trăm năm trước thì chắc rằng chúng ta chưa thể coi thành phố đó là một Đô Thị Hiện Đại!

Ngày nay, hệ thống điện cho một thành phố là thống nhất, thậm chí cho cả nước. Để tạo nên một hệ thống cấp điện hiện đại thì rất nhiều việc phải làm, thậm chí phải phá bỏ rất nhiều các hệ thống cũ, rời rạc, kể cả các nơi phát ra điện, kể cả đầu cuối là nơi sử dụng!

Tương tự, nếu các hệ thống kỹ thuật – dịch vụ là các HTTM nhưng rời rạc thì đô thị chưa thể xem là ĐTTM. Nó y hệt thành phố với hàng trăm hệ thống điện rời rạc của trăm năm trước. Đó là kỷ nguyên mà thành phố đã biết dùng điện rất phổ biến, nhưng thành phố thì không là hiện đại.

Ngày nay, khó mà tìm đâu ra một thành phố “lạc hậu” đến vậy! Còn nói về các HTTM thì nếu  các HTTM xuất hiện tràn lan, mỗi hoạt động xã hội có một vài hệ thống thông minh thì dăm chục năm tới người ta cũng sẽ khó tìm ra các thành phố “thiếu thông minh” đến vậy!

Như vậy, ta thấy dù thành phố có rất nhiều các HTTM thì nó vẫn có thể là rất “thiếu thông minh” hay nói nặng hơn thì là “ngu xuẩn”! Thành phố có vẻ đầy rẫy trí tuệ, nhưng trong một bộ óc lảng bảng, không đâu vào đâu!

Vấn đề cốt tử là các HTTM phải được kết nối với nhau, tuân thủ một quy hoạch chặt chẽ như khi xây dựng hệ thống điện, nước, đường giao thông,… cho các Đô Thị Hiện Đại.

Vậy:

Các HTTM kết nối với nhau là gì? 

Vì sao phải kết nối? 

Kết nối theo nguyên tắc nào và bằng cách nào?

..... 

Thêm nữa, khi TP có một hệ thống các HTTM được kết nối thì cũng mới là tiêu chí hàng đầu.

Còn tiêu chí nào nữa để làm nên một ĐTTM? 

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ trả lời các câu hỏi vừa nêu để đi tới một định nghĩa có cấu trúc cho một đô thị thông minh. Từ đó khả dĩ nhìn rõ con đường xây dựng một thành phố (có thể chưa thật hiện đại) thành smartcity (thành phố thông minh), song song tiến trình hiện đại hóa nó.

PC World VN 05/2017

Từ khóa: đô thị thông minh, Nguyễn Trọng, smart city, thành phố thông minh