• trao bang tot nghiep kd11-00
  • bao ve tot nghiep kd11
  • thuc te kd12
  • cong truong 2016
  • hoi thao lutron
  • do an -000
  • toan khoa nam 2016- v2
  • bo mon giao thong nam 2016
  • bo mon dien nam 2016
  • giang vien nu nam 2016

HẠ TẦNG ĐÔ THỊ THÔNG MINH – XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ NHU CẦU VỀ NGUỒN NHÂN LỰC

Ngày đăng: 28/10/2016 | TS. Lê Ngọc Thiên, Khoa Kỹ thuật Đô Thị, Đại học Kiến Trúc Tp. Hồ Chí Minh. (Ngoc Thien Le, PhD, Dep

I. GIỚI THIỆU

Trong bối cảnh kinh tế và công nghệ do toàn cầu hóa và quá trình hội nhập mang lại, các đô thị đang phải đối mặt với những thách thức của việc kết hợp khả năng quản lý và phát triển đô thị một cách bền vững. Cụ thể, những thách thức thường trực này có thể có tác động trực tiếp đến các vấn đề về chất lượng đô thị như nhà ở, dân số, kinh tế, an sinh xã hội và môi trường sống. Do đó, giải quyết bài toán phát triển đô thị bền vững về bản chất là giải quyết bài toán vận hành đô thị một cách hài hòa và thông minh theo các tiêu chí đề ra.

Cùng với sự phát triển của mạng internet hiện nay, một xu hướng mạng kết nối mới ra đời cho phép không chỉ máy tính, con người liên kết với nhau mà còn cho phép nhiều đối tượng khác như ô tô, lưới điện, mạng lưới cấp nước, hệ thống giao thông có thể trao đổi thông tin lẫn nhau. Ý tưởng đầu tiên về kết nối vạn vật (Internet of Things - IoT) được nêu lên bởi Kevin Ashton, trung tâm Auto-ID Center đại học Massachusetts Institute of Technology (MIT) năm 1999. Hiện nay, IoT là cơ sở không thể thiếu cho các thành phố thông minh (Smart City). IoT được ví như là hệ thống thần kinh cho các thành phố vận hành thông minh và mở ra rất nhiều ứng dụng đầy tiềm năng.

Tham luận này giới thiệu cái nhìn khái quát về mạng hạ tầng của đô thị thông minh, một vài ứng dụng nền tảng của IoT cho đô thị thông minh và dự báo về nhu cầu nhân lực quản lý và vận hành đô thị thông minh hiệu quả trong tương lai.

II. HẠ TẦNG ĐÔ THỊ THÔNG MINH

Hình 1 trình bày mô hình các thành phần của một đô thị thông minh. Hạ tầng đô thị gồm các mạng lưới như mạng lưới giao thông, cấp – thoát nước, mạng điện – thông tin liên lạc, cây xanh đều phải được kết nối với nhau dựa vào các ứng dụng của IoTs cho từng loại hình cụ thể. Nếu như trước đây, dữ liệu từ những hệ thống trên được truyền về và xử lý trong những mạng riêng biệt thì với mô hình đô thị thông minh, các hệ thống đó phải có nhiệm vụ trao đổi thông tin lẫn nhau trong quá trình xử lý [1-3]. Và do đó, mức độ thông minh của một đô thị cũng phụ thuộc vào mức độ tương tác giữa các thành phần mạng lưới hạ tầng độ thị với nhau.

Hình 1. Khái quát về Hệ thống quản lý và vận hành của đô thị thông minh. Các ứng dụng quản lý ở thượng tầng trao đổi thông tin cho nhau.

Về cơ bản, mỗi mạng lưới là một tập các phần tử hoặc các bộ phận tương tác với nhau để đạt được một mục tiêu cụ thể. Riêng đô thị thông minh có thể xem là hệ thống phức tạp, hoặc là hệ thống của các hệ thống, nơi mà tất cả các mạng lưới quan hệ với nhau ở những mức độ khác nhau. Do đó, để tối ưu hóa một tập hợp các quy trình cho một thành phố, đòi hỏi phải sử dụng các phải pháp tối ưu hoạt động cho hệ thống để cho đô thị được vận hành theo xu hướng xanh và bền vững [4].

Mạng IoT hiện nay được xem là giải pháp tất yếu cho kết nối của đô thị thông minh. Nó cơ bản gồm thiết bị cảm biến và thiết bị chấp hành, cùng với môi trường truyền dữ liệu dựa vào giao thức internet. Một hệ thống điều hành đô thị sẽ kết hợp các quá trình xử lý dữ liệu với nhau để đưa ra các kịnh bản vận hành hoạt động đô thị được tốt nhất. Tuy nhiên IoT cho đô thị cũng vướng phải các khó khăn, chẳng hạn như mạng thông tin liên lạc, tính an toàn thông tin, băng thông mạng, tiêu chuẩn hóa các kết nối [5].

III. ỨNG DỤNG CỦA ĐÔ THỊ THÔNG MINH

Quản lý hạ tầng (Infrastructure management)

Giám sát và vận hành hoạt động của các cơ sở hạ tầng đô thị đường xá, cầu cống, đường sắt, cây xanh. Sử dụng các thiết thị IoT (camera, cảm biến trong xây dựng, cầu và đường) dùng để giám sát và vận hành cơ sở hạ tầng còn giúp nâng cao quản lý, ứng phó với các nguy cơ tai nạn, thiên tai sảy ra cho đô thị, giúp giảm chi phí vận hành của các hệ thống hạ tầng liên quan.

Hệ thống thông tin đô thị (Metropolitan scale deployments)

Cung cấp thông tin về các dịch vụ công cộng trong đô thị như giám sát và cảnh báo về chất lượng nước, không khí, tiếng ồn trong đô thị, dịch vụ giám sát tình trạng giao thông, báo cáo kẹt xe, thông tin tìm kiếm thông qua hệ thống các cảm biến môi trường trong đô thị.

Hệ thống y tế và chăm sóc sức khỏe (Medical and healthcare)

Các thiết bị IoT được cá nhân hóa mở ra các dịch vụ về chẩn đoán và chăm sóc sức khỏe từ xa. Các bệnh viện có thêm các công cụ để quản lý và hồ sơ bệnh lý bệnh nhân từ xa, vừa giúp giảm tải cho các bệnh viện, vừa nâng cao được chất lượng phục vụ bệnh nhân.

Quản lý năng lượng tòa nhà (Energy Building management)

Công trình tòa nhà là đối tượng tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trong đô thị, do vậy đây là đối tượng được quan tâm nhiều nhất trong quản lý và vận hành đô thị thông minh. Bằng cách thích hợp các hệ thống cảm biến và chấp hành, liên kết qua giao thức Internet, năng lượng của các tòa nhà sẽ được giám sát và tối ưu theo thời gian thực dự trên các ứng dụng dạng web như CitySim [8]. Ngoài ra, cùng với sự phát triển của lưới điện thông minh, các tòa nhà thậm chí còn được kết nội mạng lưới với nhau để sử dụng cho các ứng dụng cân bằng tải tiêu thụ và nguồn cung cấp từ mạng lưới điện. Qua đó giúp xây dựng mạng năng lượng cho đô thị hoạt động tin cậy, an toàn và hiệu quả hơn.

IV. NHU CẦU NHÂN LỰC

Hình 2. Kỹ sư quản lý và vận hành đô thị.

Qua sự phát triển của đô thị thông minh với nhiều ứng dụng phong phú như đã trình bày ở phần trên, có thể thấy yêu cầu về nhân lực trong lãnh vực này là rất lớn trong tương lai. Các kỹ sư quản lý và vận hành đô thị làm việc lại cơ quan quản lý đô thị, các trung tâm nghiên cứu về phát triển đô thị bền vững. Hình 2 trình bày các khối kiến thức cần thiết cho kỹ sư quản lý và vận hành đô thị như sau:

- Khối kiến thức về quy hoạch và thiết kế đô thị: Am hiểu về quy hoạch và thiết kế và vận hành đô thị, đặc biệt là đô thị xanh, đô thị bền vững.

- Khối kiến thức về hạ tầng: Nắm vững nguyên lý hoạt động và sự tương tác giữa các hệ thống IoTs của mạng hạ tầng đô thị như hệ thống giao thông, cấp thoát nước, năng lượng thông tin, hệ thống cây xanh.

- Khối kiến thức về quản lý tối ưu: Có kiến thức về các quá trình vận hành tốt ưu, bài toán tối ưu vận hành mạng lưới hạ tầng dựa theo các tiêu chí phát triển xanh và bền vững của đô thị.

Với yêu cầu về nhân lực có kiến thức về quản lý và vận hành đô thị thông minh, trường Đại học Kiến Trúc Tp.HCM có lợi thế với các chương trình đào tạo sẵn có về kiến thức quy hoạch và quản lý đô thị, hạ tầng kỹ thuật đô thị, xây dựng công trình, cùng với đội ngũ giảng viên nhiều kinh ngiệm sẽ là một địa chỉ đào tạo tin cậy.

V. KẾT LUẬN

Tham luận này trình bày về mạng lưới hạ tầng đô thị thông mình với một số ứng dụng tiêu biểu. Có thể thấy rằng đây là một lĩnh vực mới không chỉ liên quan đến ngành hạ tầng đô thị mà còn cả thiết kế đô thị, cùng với nhu cầu về nhân lực lớn trong tương lai. Với lợi thế kinh nghiệm về đào tạo kỹ sư hạ tầng đô thị, quy hoạch và thiết kế đô thị, Đại học Kiến Trúc Tp.HCM sẽ là một trong những địa chỉ tin cậy để phát triển chương trình đào tạo về kỹ sư quản lý và vận hành đô thị trong tương lai.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. http://www.worldsmartcity.org/

[2]. http://smartcities.ieee.org/articles-publications/ieee-xplore-readings-on-smart-cities.html

[3]. http://www.smart-cities.eu/

[4]. https://amsterdamsmartcity.com/projects

[5]. http://www.ibm.com/internet-of-things/

[6]. M.I.E. Olga B. Mora and Dr. Victor M. Larios, Urban Operating Systems for Sensor Network Management in Smart Cities, IEEE - GDL CCD SMART CITIES WHITE PAPER, 2015.

[7]. Loibl, Wolfgang, et al. "ICT-Based Solutions Supporting Energy Systems for Smart Cities." Handbook of Research on Social, Economic, and Environmental Sustainability in the Development of Smart Cities. IGI Global, 2015. 136-164. Web. 10 Oct. 2016. doi:10.4018/978-1-4666-8282-5.ch008.

[8]. CitySim Software, http://citysim.epfl.ch/

TS. Lê Ngọc Thiên, Khoa Kỹ thuật Đô Thị, Đại học Kiến Trúc Tp. Hồ Chí Minh. (Ngoc Thien Le, PhD, Dep)

:
Bài viết liên quan
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2016 - Bộ môn NĂNG LƯỢNG - THÔNG TIN LIÊN LẠC
Nhằm đẩy mạnh phong trào nghiên cứu khoa học cho sinh viên ngành Kỹ thuật cơ sở hạ tầng, trong năm học này, các giảng viên thuộc bộ môn Năng lượng - Thông tin liên...
Ngày đăng: 11/10/2016
Đơn vị tài trợ
 Back on top