Big Data và IoT: Tương lai của thành phố thông minh bền vững

Về khái niệm thành phố thông minh bền vững, đó là một đô thị dùng sức mạnh công nghệ thông tin để nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân, tăng cường phát triển kinh tế và sử dụng tài nguyên thiên nhiên hiệu quả. Theo số liệu  được công bố bởi Viện Công nghệ New Jersey (NJIT), ngành công nghiệp công nghệ trong thành phố thông minh sẽ tạo ra doanh thu hơn 27,5 tỷ $ vào năm 2023. Đến năm 2025, 88 thành phố trên toàn thế giới phát triển theo mô hình thành phố thông minh bền vững.

Vì sao thành phố thông minh bền vững là xu hướng tất yếu?

Thành phố thông minh bền vững đang trở nên cần thiết vì phần lớn dân số ngày càng tập trung ở các trung tâm đô thị. Dân số thế giới hiện tại là 7,1 tỷ. Đến năm 2025, con số này sẽ là 8 tỷ. Xa hơn nữa, đến năm 2050, số người già sẽ tăng lên hơn 2 tỷ, trong khi hiện tại chỉ là 841 triệu người.

Tại Mỹ, các trung tâm đô thị chiếm tới 82,3% toàn bộ dân số. Việc dân số tập trung chủ yếu ở các trung tâm đô thị dẫn tới một số thách thức. Vấn đề nổi cộm nhất là giao thông, nhất là vào các giờ cao điểm. Tại New York, Chicago và Los Angeles, số lượng hành khách giờ cao điểm sẽ tăng 29%, 28%, và 27% vào năm 2030.

Vấn đề tiếp theo đó là khan hiếm nước. Hiện nay, 89% dân số thế giới phụ thuộc vào một số hình thức cải thiện nguồn nước. Tuy nhiên, mỗi năm cả thế giới mất tới 32 tỷ mét khối nước do sự cố rò rỉ. Và đến năm 2025, 50% dân số thế giới sẽ sống trong vùng thiếu nước.

Năng lượng cũng sẽ là một vấn đề lớn vì nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ tăng 56% vào năm 2040. Mỹ hiện đang là quốc gia tiêu thụ năng lượng cao thứ hai trên toàn cầu.

Lợi ích của thành phố thông minh, Big Data và IoT

Cách tốt nhất để giải quyết tất cả các bài toán ở trên là xây dựng các mô hình thành phố thông minh bền vững. Để bắt đầu, ngay từ hôm nay, chính quyền thành phố nên tập trung vào các bộ cơ sở dữ liệu, lưu trữ và các chương trình xử lý trên quy mô lớn (số liệu lớn). Ngoài ra, điều quan trọng nữa là các cơ quan phụ trách của các trung tâm đô thị lớn nên chú trọng đầu tư công nghệ IoT.

Một ví dụ khá rõ là việc lắp đặt các cảm biến mà các cơ quan liên quan có thể truy cập thông qua Internet để giám sát/ đo mức nước, áp suất, tốc độ, và thành phần hóa học chảy trong thời gian thực. Bằng cách làm như vậy, thành phố sẽ làm giảm chi phí hoạt phí hoạt động, tăng hiệu quả. Đồng thời, cảm biến, hệ thống GPS, và camera giao thông lắp đặt dọc các trục đường chính, nút giao thông, và những bùng binh có thể giúp các thành phố quản lý luồng giao thông hiệu quả hơn.

Tại Mỹ, việc kết hợp giữa phân tích dữ liệu lớn và IoT có thể giúp doanh nghiệp cũng như chủ nhà tiết kiệm việc tiêu thụ năng lượng, trị giá hơn 1,2 nghìn tỷ $. Với lĩnh vực nông nghiệp, công nghệ này cũng giúp nâng cao năng suất cây trồng, quản lý trang trại và tiết kiệm nước.

Nghiên cứu điển hình thành phố thông minh bền vững

Một hệ thống quản lý nước thông minh được đặt ở Dubuque, IA đã giúp các hộ gia đình giảm tiêu thụ nước trung bình 7%. Tại Santander, Tây Ban Nha, việc cài đặt các bộ cảm biến RFID và GPRS giúp giảm chi phí năng lượng 25% và chi phí quản lý chất thải 20%.  San Francisco đã đầu tư một hệ thống hành lang thông minh bao gồm 133 điểm, máy ảnh, và bộ cảm biến để cải thiện lưu lượng giao thông trên đường I-80. Seattle đã phát động một chương trình xây dựng hiệu suất cao nhằm giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách phân tích dữ liệu trong thời gian thực.

Trên toàn cầu, các thành phố lớn có thể tiết kiệm 800 tỷ $ mỗi năm bằng cách cài đặt các hệ thống giao thông thông minh. Phân tích dữ liệu lớn và IoT cũng có thể giúp nhân viên cứu hỏa, cảnh sát, các nhà quy hoạch cơ sở hạ tầng, và các cơ quan phản ứng khẩn cấp cải thiện cung cấp dịch vụ.