Thành phố Thông Minh

Mô hình hoạt động cảm biến phản hồi

Trong thành phổ thông minh, công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc hiển thị các dữ liệu về hoạt động đồ thị được cập nhật liên tục, nhờ sự can thiệp của một thiết kế. Công nghệ thông tin còn cung cấp các giao diện mới, thông qua đó, các công dân có thể tham gia đóng góp cho thành phố của mình. Nó gồm dịch vụ điện thoại di động và các trang web, màn hình đô thị, các thiết bị được lắp đặt trong kiến trúc và cơ sở hạ tầng, nó được trải rộng từ những bảng điều khiển nhỏ cho tới nơi công cộng.

Ví dụ, các chu kỳ phản hồi về sự tiêu thụ năng lượng hoặc chất lượng môi trường, thông tin, hình ảnh của giao thông được cập nhật liên tục, rồi các hoạt động mạng hay việc cung cấp thực phẩm… được hiển thị.

Tuy nhiên, không phải tất cả các dịch vụ trên đều do chính quyền thành phố quản lý và vận hành, thực tế, chỉ cần có một cơ quan nhà nước quản lý là được. Đây là phương thức rõ ràng nhất đối với công dân, vì thông qua công nghệ thông tin, các hoạt động được thực hiện và phối hợp có thể cho phép làm thay đổi hành vi. Thông tin đô thị chính là giao diện công cộng trong thành phố thông minh.

Trường hợp nghiên cứu thành phố thông minh

Các trường hợp nghiên cứu sau đây chỉ ra phạm vi nhiệm vụ của thành phố thông minh đang được Arup tiến hành trên toàn cầu và nêu bật nhũng tiềm năng của phương pháp tiếp cận thành phố thông minh.

Low2No, Jatkasaari, Helsinki

Dự án phát triển đô thị ở Jatkasaari, Helsinki, đề cao các chiến lược và dịch vụ công nghệ thông tin rộng khắp, nhằm giảm đáng kểlượng khí thảicarboncủa cộng đồng. Chiến lược và dịch vụ này hiện đang được phát triển bởi Arup và Experientia, bao gồm màn hình hiển thị trên đường phố các thông báo được cập nhật liên tục về hoạt động của cá nhân và cộng đồng, khái niệm đồng hồ thông minh thế hệ tiếp theo dành cho các căn hộ, màn hình hiển thị và các dịch vụ hỗ trợ mô hình sản xuất - bao gồm đô thị nông nghiệp và loại hình công việc trí thức để thúc đẩy quá trình đổi mới trong khu vực. Dự án Low2No được thiết kế nhằm trở thành một hình mẫu về phát triển đô thị trungtính carbon,bao gồm các giải pháp cho thành phố thông minh.

EcoMap,AmsterdamvàSan Francisco

Biểu đồ sinh thái đô thị Urban EcoMap là một dịch vụwebtương tác hiển thị yếu tố tác động môi trường lênAmsterdamvàSan Francisco(bao gồm phát thải CO ², chất thải và hoạt động giao thông vận tải, phân theo mã bưu điện). Thiết kế bởi Cisco và những người khác, EcoMap thể hiện nỗ lực nhằm nâng cao nhận thức và xây dựng hoạt động cộng đồng với mục đích giảm phát khí thải gây hiệu ứng nhà kính.

Barangaroo, Sydney

Dự án Barangaroo ở Sydney là một dự án phát triển đô thị lớn trên bãi cảng. Arup đang hợp tác với Rogers Stirk Harbour + Partners và Bovis Lend Lease phát triển chiến lược thông tin cho trangwebbao gồm các kỹ thuật quản lý nhu cầu thông minh thông qua giao diện công hấp dẫn của cơ sở hạ tầng bền vững hiện đại nhất, được phát triển cho dự án. Dịch vụ thông tin sẽ giải quyết vấn để sử đụng nước, sử dụng năng lượng và tài nguyên khác. Tuy nhiên, sự phát triển cũng sẽ được tăng cường nhờ cách tiếp cận phổ biến với công nghệthông tin và truyền thông ICT, cho phép tạo ra không gian làm việc thông minh, trong không gian văn phòng, không gian hợp tác làm việc và trên phạm vi công cộng. Giao diện công phản hồi nhanh sẽ hiển thị các mô hình cơ sở hạ tầng bền vững, thông tin quá cảnh và thông tin cộng đồng được cập nhật liên tục, cũng như cho phép thực hiện chiến lược xây dựng các công trình kiến trúc công cộng.

Thành phố New Songdo, Incheon

“Thành phố sinh thái”này được xây dựng trên vùng đầm lầy gần Incheon, Hàn Quốc, do tổ chức tư nhân Gale International phát triển, được hỗ trợ bởi “cơ sở hạ tầng cứng” tântiến do Incheon cung cấp. Thành phố này được

Thiết kế bởi một nhóm chuyên gia, trong đó có Kohn PedersenFoxvàArup.Tuy nhiên. cơsởhạ tầng “mềm" cóđượclà do sự trợ giúp của Cisco,dự tính phương thức dịch vụ đôthị hỗ trợcư dân và công nhân trong thànhphốbao gồm cả phương thức tiếp cận trực tiếp đến dịch vụ chăm sóc sức khỏe, giáodục, dịch vụ thành phốtrực thuộc Trung ương tạiđịaphương, hội nghị truyền hình, thông tin và các phương tiện giải trí, trong số các hoạt động thường ngày khác của đôthị. Những dịch vụ này được phân phối qua mạng tốc độ cao, vào tới tùng hộ gia đinh và văn phòng.Với sự phát triển này, Cisco cho thấy, việc đưa “ tầng dịch vụ đô thị’ này vào thành phố có thể tạo ra lợi nhuận bổ sung đáng kể cho các nhà phát triển, thông thường từ 3 USD/m ²(mức cơ bản) đến 8USD/m ²(mức cao), 13 USD/m ²(mức chuyển hóa) ,trong đó dịchvụ thành phố thông minh được tích hợp ngay từ bước đầu của dự án.

Cloud, London

Cloud được đề xuất cho “chiếc đồng hồ thông minh quy mô đô thị” tại London, kết nối với Thế vận hội Olympic 2012. Với cấu trúc quan trắc khổng lồ, cloud được cấu tạo từ các bong bóng ETFE, gắn với hàng ngàn bóng đèn LED tiết kiệm năng lượng. Chúng có thể được đưa vào để tạo các kiểu mẫu ảnh điểm, có độ phân giải cao khi nhìn từ xa. Theo cách này, video hiển thị cấu trúc – chẳng hạn như các trò chơi – hoặc được sử dụng như màn hình hiển thị trực quan dữ liệu lớn; nói cách khác, mô hình lưu lượng truy cập internet của London (đánh giá “hiện trạng” của thành phố, cũng như khả năng kết nối toàn cầu), hoạt động giao thông công cộng, tiêu thụ năng lượng…

Theo kinh nghiệm quan sát của những người trong Cloud, nhìn xuống Luân Đôn, tạo ra một hình ảnh thực tế, trong đó những hình ảnh tạo ra có thể che phủ thành phố phía dưới.

Legible London, vương quốc Anh

Legible London là chương trình tân tiến nhằm phát triển hệ thống bản đồ và thông tin tìm đường, được thiết kế đặc biệt nhằm đáp ứng nhu cầu của người đi bộ. Arup đã cung cấp tư vấn chiến lược, chương trình quản lý vá hỗ trợ kỹ thuật với Giao thông vận tải London (TfL) cho chương trình sáng tạo với cấu trúc phức tạp này. Thông tin sẽ được trình bày thống nhất thông qua một hệ thống biển báo trên đường phố ở London, và tích hợp với các quận địa phương hiện có vào thông tin khách hàng TfL (bao gồm cả bên trong trạm điện ngầm và các trạm đường sắt London, nhà chờ xe buýt và thông qua công nghệ mới).

Chương trình được tích hợp vào kinh doanh của TfL, là quá trình thông thường qua các phòng ban của TfL, trong đó quyền sở hữu, vai trò, và trách nhiệm được xác định rõ ràng. Arup vẫn giữ vai trò cố vấn cho chương trình, hướng dẫn cho người quản lý chương trình theo yêu cầu.

Dongtan, Trung Quốc

Arup là nhà thiết kế và hoạch định chính sách cho Dongtan, thành phố được mệnh danh là thành phố sinh thái đầu tiên của thế giới. Dongtan là khu đất rộng 8.600 ha nằm trên hòn đảo lớn thứ ba của Trung Quốc tại cửa sông Dương Tử. Mục tiêu là tạo sự phát triển cho Dongtan, với mức tiêu thụ năng lượng thấp (xấp xỉ mức carbon trung tính nhất có thể). Điển hình là việc thí điểm ở ba ngôi làng, với khoảng 10.000 người, hoàn thành vào năm 2010, Dongtan sẽ là một thành phố sôi động, tạo ra nhiều cơ hội việc làm mới.

Arup phát triển một chiến lược công nghệ thông tin hỗ trợ mục tiêu phát triển bền vững tổng thể cho khu vực này. Chúng tôi đề xuất một dịch vụ thông tin kiến trúc đô thị và hệ thống cơ sở hạ tầng. Điều này sẽ hỗ trợ cho chiến lược đô thị và cung cấp thông tin về tiềm năng nguồn lực cho các cư dân, doanh nghiệp, du khách và các nhà quản lý thành phố ở Dongtan. Chẳng hạn như việc liên tục cập nhật các thông tin giao thông công cộng tại khu vực, thông tin năng lượng ở quy mô khác nhau để hỗ trợ người tiêu dùng, các huyện và công ty quản lý và thông tin về chất thải.

Các thông tin này sẽ được gửiqua một loạt các phương tiện như điện thoạidi động, internet, màn hình hiển thị đô thị.

Các ví dụ về thông tin đô thị

Arup cung cấp một loạt các ví dụ hư cấu về các dịch vụ thông tin tiềm năng cho hội thảo Cuộc sống Đô thị -C40 - ở Melbourne trong tháng 3/2010.

Tài Nguyên

Thiết bị đo thông minh

Một dịch vụ trên quy mô thành phố cho phép đăng tải các dữ liệu về tài nguyên (năng lượng, nước…) trên các đường phố và con phố lớn có nhiều người đi bộ, cho đến dịch vụ thành phố Melbourne, dịch vụ này sẽ đối chiếu và xác minh các dữ liệu, sau đó sẽ phát dữ liệu đến các màn hình công cộng.

Mỗi tòa nhà, khu phố hoặc con phố lớn với lượng người đi bộ đông đúc sẽ có một “thiết bị theo dõi điện tử”truyền tải các dữ liệu chi tiết hơn về hiệu năng và các mục tiêu của tòa nhà, thành phố… khi các hệ thống đo lường thông minh trở nên phổ biến, các tuyến phố đông người có thể chuyển tải các dữ liệu của mình đến khối tập kết tại thành phố Melbourne. Các màn hình được thiết kế để chuyển các dữ liệu chi tiết ở khoảng cách gần và cũng cấp các thông tin “có thể nhìn lướt qua” từ một khoảng cách xa.

Các tòa nhà Thành phố “xuyên thấu”

Tất cả các tòa nhà củathành phố Melbournesẽ truyền tải thông tin về việc sử dụng nguồn tài nguyên được cập nhật liên tục (chủ yếu là điện, ga và nước), thông qua các màn hình kết nối thông minh được gắn bên ngoài tòa nhà. Mỗi tòa nhà sẽ có một trang web tương ứng (cũng có thể tiếp cận được thông qua mã QR) được hiển thị trên màn hình). Các màn hình được gắn phía ngoài tất cả các tòa nhà. Các màn hình được thiết kế để chuyển các dữ liệu chi tiết ở khoảng cách gần và cung cấp các thông tin “có thể nhìn lướt qua” từ một khoảng cách xa.

Màn hình biểu thị các mục tiêu năng lượng (phía trên) và nước (phía dưới) và thông báo “liên tục” từng giờ, được cung cấp bởi hệ thống quản lý của các tòa nhà. Mỗi tòa nhà có một màn hình với mã QR đưa các thông tin chi tiết của tòa nhà đó. Màn hình có thể đọc được từ khoảng cách xa (màu đỏ có nghĩa là hiện tại tòa nhà đã vượt quá các mục tiêu của mình) cũng như khi ở khoảng cách gần.

Môi trường

Thiết kế nguồn nước

Một hệ thống lắp đặt trên Sông Yarra, sử dụng nước từ chính con sông này, để truyền tải chất lượng nước của con sông và các khu chứa rác nằm rải rác trên các bờ sông. Hệ thống lắp đặt này có thể xác định được tại các thời điểm khác nhau dọc theo con sông Yarra. Tuy nhiên, khi không được kích hoạt nó sẽ không tác dộng đến cảnh quan của con sông cũng như các hoạt động trên sông. Các máy bơm nước có thể được cung cấp năng lượng bởi thủy triều và sử dụng nguồn nước của con sông này như một màn hiển thị. Thỉnh thoảng , các tia nước trào ra cho biết các mức độ chất lượng nước tại khu chứa rác (gần tia nước ) và trên dòng sông (xa tia nước). Các tia nước có thể được chiếu sáng để biểu thị chất lượng nước (màu đỏ = chất lượng xấu ). Các tia nước ngừng lại/chuyển động “vẽ” các con chữ và con số trên nước nhằm giải thích sự thay đổi.

Sức khỏe

Sân vận động như một bức tranh sơn dầu thị giác

Các tòa nhà hiện đại có thể được sử dụng như một bức tranh sơn dầu nhằm hiển thị mọi thông tin như các dữ liệu thị giác. Ở đây, khi chưa có hoạt động nào diễn ra, sân vận động AAMI Park của Mebourne được sử dụng để truyền tải dữ liệu được cập nhật liên tục về việc sử dụng xe đạp so với xe hơi trong phạm vi thành phố.

Các tấm Pa-ne của sân vận động được chiếu sáng (thông qua màn hình LED được gắn vào mái nhà sân vận động ) để biểu thị tỷ lệ xe đạp so với tỷ lệ phương tiện cá nhân. Dữ liệu cập nhật liên tục về việc sử dụng xe đạp được tạo ra nhờ các thiết bị cảm ứng nằm rải rác xung quanh thành phố. Các màn hình LED thường được bố trí trong phạm vi các tòa nhà như sân vận động. Có thể tái sử dụng các tòa nhà này dưới dạng các màn hình hiển thị. Các mốc quan trọng, như sân vận động AAMI Park, có thể đóng vai trò là” các thiết bị đo lường thông minh đô thị”, truyền tải các dữ liệu có thể nhìn thấy được trong phạm vi đô thị.

Ga –Ra xe đạp thông minh.

Một hạ tầng xe đạp được kết nối và phân bổ, mang đặc điểm của các ga ra xe đạp “robot” (tín hiệu giao thông tự động), liên tục cập nhật về tình trạng xe (sử dụng, lượng phát thải hạn chế bằng cách sử dụng xe đạp…) các điểm xuất phát thông minh & các màn hình xung quanh thành phố cũng như qua điện thoại/trang web được cập nhật liên tục. Mặt tiền của tòa nhà biểu thị lượng xe đang được sử dụng thông qua thiết bị màn hình LED và hình xa đạp bằng đèn nê ông chuyển động dọc theo mái nhà. Hệ thống/tòa nhà theo dõi sự hiện diện của những người đi xe đạp trong khu vực và kiểm soát các hệ thống tòa nhà một cách phù hợp.

Hệ thống thuê xe đạp sử dụng thẻ thông minh tạo ra các dữ liệu chi tiết hoạt động trong thời gian thực. Vào ban đêm, chỉ số xe đạp được chiếu sáng(bởi đèn LED) và màn hình chức năng trở thành nét trang trí của đô thị. Hệ thống “Veslo” phân bổ dữ liệu đến các màn hình và các điểm xuất phát thông minh xung quanh thành phố cũng như qua điện thoại/ trang web.

Sự lưu thông

Giao hàng thông minh đến tận nhà.

Cho phép người dân đi mua sắm mà không cần phải sử dụng ô tô hay xe đạp; thay vào đó, thông qua điện thoại, các xe tải điện sẽ giao sản phẩm từ các siêu thị hoặc các nhà kho hàng hóa ở ngoại thành vào bất cứ lúc nào và đến mọi địa điểm.

Chỉ số hạn chế khí thải Co ²bằng cách sử dụng phương thức vận chuyển này (được đưa ra nhằm so sánh với việc lái xe đến/ từ cùng một điểm đến). Khi các cửa hàng bán lẻ không phải vận chuyển vượt quá lượng hàng dự trữ, phương thức này có thể tập trung đến kinh nghiệm bán lẻ và đáng ứng các không gian nhỏ.

Trong khi xe đạp được sử dung ở các khu chợ và các đường phố có mật độ người tham gia giao thông cao, các xe tải điện sẽ vận chuyển từ các nhà kho xung quanh khu vực ngoại thành, trong thời gian ngoài giờ cao điểm. Những chiếc xe đạp chờ đến khi chúng có thể được sử dụng, mặc dù không còn được khách hàng mong muốn sử dụng nữa.

Sự cơ động trong phân bố.

Dữ liệu hiện trạng biểu thị vị trí, tốc độ, việc sử dụng …được tạo ra trực tiếp từ các xe điện, xe buýt và tàu điện. Dữ liệu này được hiện thị thành “các bản đồ sống” có tính tương tác trong hoạt động vận chuyển của thành phố (được kết hợp với thông tin tìm đường của người sử dụng xe đạp và người đi bộ)

Màn hình hiển thị thông tin về xe điện, xe buýt và tàu điện ởMelbourneđược cập nhật liên tục. Màn hình này hiển thị các điểm chuyển tiếp &tạm dừng, được tạo ra trực tiếp từ các phương tiện giao thông này. Các điểm dừng xe điện, xe buýt và bến tàu là các không gian “có lượng thông tin dồi dào” được gắn kết với dữ liệu được truyền tải và các yếu tố tìm đường được cập nhật liên tục. Sự phân bố tỏa khắp (điện thoại di động, trang web, đường phố) nhằm nâng cao sự tiện dụng và chất lượng dịch vụ liên quan đến người đi bộ, người đi xe đạp và vận chuyển công cộng.

Các biển báo dự kiến không chỉ chứa các thông tin được cập nhật liên tục cũng như thông tin chỉ dẫn đường mà còn chỉ rõ khả năng liên kết giữa các phương thức này.

Không gian giao thông công cộng.

Các phương tiện giao thông như xe điện, xe buýt và tàu điện được coi là không gian công cộng chất lượng cao, cung cấp các tiện ích như Wi-fi miễn phí cũng như thông tin dựa trên định vị được cập nhật từng phút, từng giây. Những dịch vụ này cung cấp cho người dùng dịch vụ tuyệt vời, đồng thời tạo ra các dữ liệu được cập nhật liên tục về các mô hình có tính lưu động, tỷ lệ sử dụng, tương tác…

Tất cả các xe điện, xe buýt, và tàu điện cũng cấp miễn phí wi-fi công cộng ngay trên tàu, xe với mức độ mà các xe hơi không thể nào sánh kịp. Các phương tiện giao thông bên trong và bên ngoài, cũng có thể cung cấp các thông tin để di chuyển vị trí, mức độ sử dụng, điểm đến… của mình.

Tiện ích thông tin

Các điểm dừng xe điện, xe buýt và bến tàu là các không gian “có lượng thông tin dồi dào” được gắn kết với dữ liệu truyền tải và các yêu tố tìm đường được cập nhật liên tục. Các phương tiện giao thông như xe điện và xe buýt được trang bị wi-fi miễn phí cho hành khách và xác định vị trí của mình trong thời gian được cập nhật liên tục, tạo ra dữ liệu trên tất cả các phương tiện công cộng lưu động.

Các bảng điện tử nổi bật được chú trọng đến việc tạo ra các thông tin quan trọng có thể nhìn thấy và đọc được từ khoảng cách xa. Wi-fi công cộng miễn phí có sẵn tại điểm dừng xe điện, xe buýt và trạm tàu điện cũng như trên xe điện, xe buýt và tàu điện.

Chế độ hỗ trợ đa ngôn ngữ cho du khách và các phương thức khác được thiết lập trên tất cả các biển hiệu.

Màn hình đa điểm chạm bằng đầu ngón tay cho phép chỉ đường và tìm đường thông qua các dữ liệu cập nhật liên tục được kết nối khi quá cảnh quaMelbourne.

“Mạng lưới”: hệ thống lắp đặt dữ liệu công cộng

Một mạng lưới các đèn LED nhiều tầng treo trên một “con đường nhỏ” ở quảng trường Liên Bang, hiển thị các dữ liệu đô thị được cập nhật liên tục. Các dữ liệu này bắt nguồn từ các mô hình sử dụng liên quan đến năng lượng và các nguồn tài nguyên khác, cũng như các hoạt động đô thị khác và hiển thị dưới dạng hệ thống lắp đặt công cộng vô cùng tuyệt vời.

“Mạng lưới” có thể được chiêm ngưỡng từ xa, như một sự can thiệp huyền ảo vào không gian thành phố, cũng như được tương tác trực tiếp thông qua các thiết bị điện thoại.

Giám sát hoạt động đô thị

Người dân để lại ‘các dấu hiệu “số về hoạt động của mình thông qua các thiết bị điện thoại (đặc biệt là điện thoại thông minh )và máy tính xách tay cỡ nhỏ/máy tính bảng. Những thiết bị này được cảm ứng trong thời gian thực, cung cấp mức độ chi tiết vô song (bao gồm các mô hình hoạt động cá nhân, các chuyến đi được lặp lại nhiều lần…) Dữ liệu này có thể được sử dụng cho mục đích nhìn thấu thiết kế/chiến lược hoặc để vận hành các dịch vụ được cập nhật liên tục.

Một người dân có thể bị phát hiện thông qua ID điện thoại duy nhất (được ẩn danh) để có thể nhận biết các chuyến đi được lặp lại. Các mô hình hoạt động tập trung cung cấp nhận thức vận hành của thành phố trong thời gian liên tục. Các yếu tố của dữ liệu này – một khi được ẩn danh và tập trung nhằm đảm bảo tính bảo mật và an toàn – có thể được hiển thị ngay tại chỗ.

Hoạt động đô thị - Như lượng dân cự tại một địa điểm, được tạo ra từ số lượng hoạt động của điện thoại di động – có thể được hình dung về thành phố.

Hiệu suất

Bảng đồng hồ” đây là Thành phố của bạn”

Bảng đồng hồ tùy biến dành cho nhân viênthành phố Melbourneđược đặt “ở vị trí cao” trong các hệ thống đang hiện hành và hiển thị các thông tin cập nhật liên tục có liên quan đến họ. Sự phân bổ rộng khắp có nghĩa rằng các nhân viên sẽ làm quan với việc “sống cùng dữ liệu” được tùy biến cho từng nhân viên và bởi từng nhân viên, cho phép từng nhân viên có thể định hình những thứ họ quan tâm.

Dữ liệu “thời gian thực hay cập nhật liên tục” trong việc cập nhật tin tức/ người tìm kiếm nhanh chóng được tạo ra từ các hệ thống kinh doanh, các trang web từ bên ngoài các tòa nhà, và các thiết bị cảm biến… Chức năng chỉ đường dựa trên bản đồ được lập trình sẵn trong các bộ dữ liệu với các thông tin về địa điểm.

Các mô – đun bảng đồng hồ hoàn toàn tùy biến đối với người dùng, được tạo ra từ một bộ tự động cập nhật quản lý bởi các chức năng CIO. Các hệ thống tập trung hiện hành ( chẳng hạn, các lệnh yêu cầu dịch vụ CoM hay gọi cách khác là “SRs” và tương đương ) trong kế hoạch tổng thể. Các dữ liệu “di chuyển chậm hơn” được hiển thị ở phía dưới màn hình.