“Thành phố thông minh” nghĩa là sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông để cải thiện quá trình điều hành thành phố và chất lượng cuộc sống của người dân. Một số thành phố đang tích cực xây dựng hình ảnh một đô thị đáng sống hơn, trong đó có Barcelona và Singapore. 2 thành phố này cũng được công nhận là những thành phố kết nối, sáng tạo nhất thế giới. 

Dự án Superblocks (Bacerlona)

Sự phát triển hạ tầng công nghệ ở Barcelona kéo dài khoảng 30 năm, và hiện nay có khoảng 40 chương trình. Một trong những chuyển đổi lớn nhất có thể kể đến là "superblock" - sáng kiến đang được áp dụng trong các khu dân cư hiện có để đối phó với tình trạng đường phố ngày càng tắc nghẽn, cùng với đó là tiếng ồn và mức độ ô nhiễm. "Siêu khối" (superblocks) là kiểu quy hoạch độc đáo đã được áp dụng thành công, giúp giảm tình trạng kẹt xe tối đa tại thành phố này. 

Không khí tại thành phố Barcelona đã bị ô nhiễm nghiêm trọng vào năm 2014. Cùng với 35 thành phố lân cận, chất lượng không khí tại đây liên tục nằm dưới mức tiêu chuẩn theo quy định của EU. Lưu lượng xe cộ đi lại trong thành phố quá nhiều không chỉ gây ra tiếng ồn nghiêm trọng mà còn khiến bầu không khí bị ảnh hưởng nặng nề. Từ thực tế này, chính quyền Barcelona đã phát triển giải pháp quy hoạch giao thông đô thị với tên gọi Superblocks, với hi vọng sẽ giảm thiểu 21% lưu lượng xe cộ trong thành phố. Ý tưởng rất đơn giản: các nhà quy hoạch chỉ cần nhóm 9 khối nhà để hình thành superblock. Thay vì việc cho toàn bộ phương tiện được di chuyển trên các con đường bên trong superblock, những phương tiện lớn như xe hơi, xe chở hàng hay xe buýt sẽ phải đi ở rìa ngoài của superblock để tới được các khu vực khác. Những đường bên trong siêu khối chỉ dành cho các phương tiện của cư dân trên địa bàn, và ở tốc độ thấp, dưới 16km/h. Định hướng lại các tuyến phố thành những vòng lặp của đường một chiều, sẽ không một con đường nào cắt các đường di chuyển chính cả. Bên trong các siêu khối, thành phố lên kế hoạch giải phóng hơn 70% diện tích các chỗ đỗ xe nhằm giảm bớt tiếng ồn, cải thiện chất lượng không khí, thiết lập các không gian công cộng. “Superblock” lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1987, nhưng việc thiếu các dự báo đáng tin cậy về tác động giao thông đã cản trở triển khai dự án này. Giờ đây, với các công nghệ cảm biến và mô phỏng hiện đại, thành phố có thể sử dụng dữ liệu để vận động, lập kế hoạch và xác minh. Ví dụ, thiết bị giám sát ngày càng hiện đại hơn cho phép tạo ra mạng lưới các cảm biến cố định - cảm biến di chuyển kết nối với công nghệ thông tin và điện toán đám mây. Điều này giúp đánh giá các thông số về chất lượng không khí (hạt, nitơ điôxít và các chất ô nhiễm khác), giúp tính toán chính xác liều lượng mà cư dân và người đi làm hít phải hàng ngày trong thời gian thực. Tương tự, lưu lượng giao thông được đo bằng các cảm biến (chủ yếu là camera) được đặt ở các giao lộ, đường tiếp cận với siêu khối.

Quy hoạch “siêu khối” của Barcelona  

Kế hoạch này sẽ được chia thành 2 phần để thực hiện. Giai đoạn đầu (hiện đã được áp dụng thí điểm tại một số nơi), nhịp độ di chuyển của phương tiện trên đường được giới hạn dưới 20km/h. Giai đoạn này có thể áp dụng một cách đơn giản với chi phí thấp, chủ yếu việc điều hành giao thông sẽ dựa vào các đèn giao thông đang có. Giai đoạn hai tham vọng hơn - đưa thành phố lên tầm cao mới, thay đổi cuộc sống đô thị và cách người dân sử dụng những không gian công cộng. Theo đó, việc đỗ xe sát vỉa hè sẽ được loại bỏ hoàn toàn (bằng cách xây những bãi đỗ xe ngầm); tốc độ tối đa của phương tiện trong thành phố sẽ chỉ 6km/h, nhờ đó người dân có thể sử dụng đường phố cho các hoạt động ngoài trời, tổ chức các tụ điểm giải trí... Cho đến nay, có 5 siêu khối đã được thực hiện. 

Sự phổ biến của các superblock đang nâng cao mối quan tâm của cộng đồng về chỉnh trang đô thị. Theo Kế hoạch giao thông đô thị bền vững ở Barcelona 2013 – 2018, sẽ có khoảng 503 superblocks trên toàn thành phố. 

Dự án Virtual Singapore

Singapore là thành phố - quốc đảo nhỏ, rất ít không gian để thử nghiệm các kế hoạch sáng tạo. Chính phủ Singapore đang xây dựng một bản sao kỹ thuật số của thành phố trong mô hình 3D cho các nhà thiết kế, lập kế hoạch và hoạch định chính sách, lên kế hoạch cho các kịch bản trong tương lai. Tất cả mọi thứ, từ các điểm dừng xe buýt đến các tòa nhà cao tầng, Virtual Singapore thực sự là một bản sao kỹ thuật số sống động, giàu dữ liệu với chi phí lên tới 54 triệu $ được chia thành nhiều giai đoạn triển khai, bắt đầu từ năm 2019, sẽ cung cấp một nền tảng kỹ thuật số duy nhất cho Chính phủ và người sử dụng thuộc khu vực tư nhân, cũng như các nhà nghiên cứu và cộng đồng để hiểu rõ hơn về thành phố, và đưa ra nhiều cách để cải thiện các vấn đề thành phố. Dự án này giúp các quan chức đưa ra quyết định quy hoạch đô thị tốt nhất và giao tiếp với công dân bằng cách chia sẻ thông tin một cách trực quan. Người dùng sẽ có thể kiểm tra khái niệm và dịch vụ bao gồm từ sản xuất năng lượng và lương thực đến tính di động, từ các đề xuất phát triển đến quy hoạch sử dụng đất dài hạn. Mô hình 3D cung cấp thông tin về địa hình, hạ tầng giao thông, các công trình (từ cấu hình và các thành phần cho đến sơ đồ mặt bằng và thành phần vật liệu). 

Đối với những nhà thiết kế, nhà quy hoạch, nền tảng cho phép chia sẻ và xem lại tài liệu dự án và tiến hành các cuộc tham vấn cộng đồng. Ví dụ, các nhà quy hoạch có thể mô phỏng ảnh hưởng của các mái nhà xanh đối với nhiệt độ và cường độ ánh sáng ở các khu vực xung quanh, lập bản đồ nhiệt và tiếng ồn, hoặc mô hình hóa ảnh hưởng của một tòa nhà đối với các luồng gió trên đường phố. Các mô hình 3D ảo của thế giới thực cũng giúp các quan chức dễ dàng hơn trong việc giải thích và giao tiếp. Các quan chức sẽ có thể nhìn toàn cảnh thành phố hoặc có thể chọn phóng to các tính năng cụ thể của một khu vực. Ở mức độ rộng nhất, Virtual Singapore sẽ cho thấy địa hình, hình dạng và vị trí của các tòa nhà, thực sự rất hữu ích cho việc phân tích tình hình lũ lụt. Các nhà quy hoạch cũng có thể có cái nhìn chi tiết hơn về các tòa nhà, từ kiến trúc tới kết cấu, giúp ích cho việc lập kế hoạch sử dụng năng lượng (mặt trời...) hoặc bố trí các tuyến sơ tán khẩn cấp. Chỉ cần click vào mô hình tòa nhà sẽ có thể theo dõi lượng điện tiêu thụ hoặc xem xét khả năng tiếp cận của người đi bộ. Mô hình 3D kỹ thuật số của Singapore chứa nhiều dữ liệu như trong cuộc sống thực. Sẽ có dữ liệu tĩnh về vị trí đèn giao thông và điểm dừng xe buýt, cùng với dữ liệu động từ các cảm biến như vị trí xe buýt. Dữ liệu dùng để đánh giá hành vi của người dân, chẳng hạn có bao nhiêu người đang lên xuống xe buýt.

Singapore xây dựng bản sao quốc gia trong thế giới ảo (Virtual Singapore) 

Nền tảng này cũng sẽ được sử dụng để lập kế hoạch và ra quyết định dài hạn hơn. Virtual Singapore có thể giúp lập kế hoạch cho dự án đường sắt cao tốc mới đến Kuala Lumpur. Ga cuối sẽ nằm ở Jurong East – một trong những khu vực đông dân cư nhất của thành phố và sẽ là nơi kinh tế phát triển mạnh trong tương lai. Nền tảng rất có ảnh hưởng đến quy hoạch đô thị, giúp các nhà quy hoạch có những lựa chọn tốt nhất.

Virtual Singapore còn hỗ trợ việc nghiên cứu và phát triển của thành phố, được sử dụng bởi các viện nghiên cứu và phòng thí nghiệm đại học để thực hiện các mô phỏng quy mô rất lớn, như gió, tiếng ồn, mô phỏng giao thông... Trong tương lai, các công dân và doanh nghiệp cũng sẽ có quyền truy cập vào Virtual Singapore. Dự án chính là minh chứng cho khả năng đổi mới và tái tạo liên tục của Singapore. 

RegenCities (Los Angeles)

Thành phố Los Angeles (L.A) sử dụng Big Data để hiểu những rủi ro và cơ hội của mình. Các dự án Big Data giải quyết 2 ưu tiên nổi bật của thành phố - chương trình chuẩn bị và quản lý thảm họa thiên nhiên có sự hỗ trợ trí tuệ nhân tạo, và sáng kiến phát triển cộng đồng dựa trên lập bản đồ. Theo Cục Điều tra địa chất học Mỹ, một trận động đất mạnh 6,7 độ Richter sẽ tấn công L.A. trong 30 năm tới. Trong nỗ lực để giảm thiểu tác động của thảm họa này, Cơ quan quản lý tình trạng khẩn cấp L.A. (AMD) đang thử nghiệm 1 nền tảng phần mềm kết hợp dữ liệu về các thuộc tính của ba vấn đề chính: môi trường thiên nhiên (các nguồn bản đồ địa hình, kháo sát đất đai, cảm biến động đất); môi trường xây dựng (tiêu chuẩn xây dựng và giấy phép, bản đồ phân khu, hình ảnh vệ tinh); nhân khẩu học. Phần mềm kết hợp các dữ liệu này để chạy mô phỏng hàng nghìn trận động đất có khả năng xảy ra cao nhất, hoặc các trận động đất cụ thể có cường độ, độ sâu và vị trí xác định; áp dụng học máy và phân tích dự báo để dự báo tác động. Trong trường hợp xảy ra thảm họa thực sự, nó sẽ cung cấp thông tin gần thời gian thực về nơi và những loại thiệt hại có thể xảy ra và những chủ thể nào có khả năng bị ảnh hưởng. 

Trong khi EMD nỗ lực chuẩn bị cho khả năng xảy ra điều tồi tệ nhất, thì RegenCities - sáng kiến nghiên cứu giành được giải thưởng của Hiệp hội Quy hoạch Mỹ về các Thành phố thông minh năm 2018 lại hướng tới mục tiêu tốt nhất. RegenCities sử dụng thông tin tham chiếu địa lý để phân tích các dấu hiệu quan trọng của thành phố; thu thập dữ liệu từ các cổng thông tin mã nguồn mở, kết hợp chúng với dữ liệu điều tra dân số. Triển khai một phương pháp dựa trên hệ thống để hiểu các điểm dễ bị tổn thương và cơ hội, phần mềm sẽ phân tích thông tin này theo một số chỉ số, bao gồm những chỉ số về sức khỏe cộng đồng và vị thế kinh tế- xã hội.

Việc quét dữ liệu công khai từ các cổng thông tin mã nguồn mở được kết hợp với dữ liệu điều tra dân số cho một khu vực xác định và được phân loại theo năm lĩnh vực: xây dựng, môi trường, hạ tầng, kinh tế- xã hội, và văn hóa. Dữ liệu sau đó được tổng hợp, lập bản đồ và tham chiếu chéo dựa trên 10 nguyên tắc hoặc đặc điểm của các thành phố tái sinh (như năng lượng, kinh tế và tính di chuyển) để phân biệt các khu vực phong phú hay khan hiếm tài nguyên. Bắt đầu bằng đánh giá địa hình được thực hiện ở Nam L.A, SOM đã hợp tác với doanh nghiệp địa phương, các tổ chức phi lợi nhuận và các lãnh đạo địa phương, Văn phòng Thị trưởng L.A. để thành lập một sáng kiến phát triển cộng đồng có tên RemakeLA. Đối với quyền sở hữu bất động sản, RemakeLA đã xác định và lập bản đồ khoảng 5000 địa điểm dư thừa thuộc sở hữu đô thị (ví dụ: tài sản bị phá bỏ trong quá trình xây dựng đường và để xuống cấp thành các khu đất hoang). Sau đó, RemakeLA đã phát triển một trang web địa lý trực tuyến để mở cuộc trò chuyện công khai về tiềm năng phát triển kinh tế dựa vào cộng đồng, ý tưởng kinh doanh và tái đầu tư tại các khu vực bị bỏ không này. SOM hiện đang hợp tác với  Cao đẳng Kỹ thuật Thương mại Los Angeles, nơi có sinh viên chủ yếu đến từ Nam Los Angeles, để phát triển một chương trình thử nghiệm cho một trong những địa điểm này. 

Tạp chí Architectural Record tháng 6/2019

Biên dịch: Mai Anh