Công nghệ bản sao số, tương lai của đô thị thông minh

Đã có rất nhiều tranh luận giữa các chuyên gia đô thị, giao thông, nhà khoa học về chuyện nên hay không nên bỏ vòng xoay ở đây cũng như những tranh cãi khi có trụ đèn giao thông nhưng ùn tắc hay xảy ra. Nhưng, nếu TPHCM có bản sao số (Digital Twin) trong quản lý đô thị, những tranh cãi trên khó có thể xảy ra.

Từ mô hình ảo đến công cụ điều hành

Bản sao số (Digital Twin), tạm gọi mô hình ảo 3D mô phỏng đô thị theo thời gian thực, đang trở thành xu hướng toàn cầu trong quản lý và quy hoạch đô thị. Kết hợp dữ liệu từ IoT (mạng lưới các thiết bị, máy móc, cảm biến… có khả năng kết nối Internet để thu thập, truyền và nhận dữ liệu mà không cần con người thao tác trực tiếp), trí tuệ nhân tạo (AI) và hệ thống thông tin địa lý (GIS), Digital Twin cho phép chính quyền mô phỏng kịch bản “nếu - thì”, dự báo rủi ro, tối ưu hạ tầng và quản lý vận hành thành phố.

Những bản đồ số thể hiện các tiện ích của đô thị trong tương lai sẽ tích hợp vào các dự án liên quan đến bản sao số (Digital Twin) cho đô thị thông minh.

Singapore là ví dụ điển hình. Dự án Virtual Singapore giúp nước này giảm 20-30% thời gian ùn tắc giao thông nhờ mô phỏng AI và tối ưu hóa luồng xe. Không chỉ giao thông, Digital Twin còn hỗ trợ dự báo lũ lụt, quản lý năng lượng, giám sát xây dựng trái phép và điều phối ứng phó khẩn cấp.

Tại Việt Nam, TPHCM đã bắt đầu thí điểm Digital Twin cho khu vực trung tâm. Theo tính toán, công nghệ này có thể rút ngắn thời gian triển khai dự án từ 18-24 tháng xuống 3-6 tháng, tiết kiệm tới 75% chi phí. Tuy nhiên, hành trình để biến công cụ này thành nền tảng quản lý đô thị thông minh không hề bằng phẳng.

Ba “điểm nghẽn” lớn nhất được các nhà khoa học cho là TPHCM phải đối mặt, đó là dữ liệu phân mảnh, hạ tầng số thiếu đồng bộ và nhân lực khan hiếm.

Ba điểm nghẽn phải tháo gỡ

Digital Twin “sống” nhờ dữ liệu thời gian thực. Nhưng ở Việt Nam, dữ liệu đô thị bị chia cắt giữa các sở, ngành, thiếu chuẩn kết nối. Riêng TPHCM hiện có 45 cơ sở dữ liệu công, định dạng khác nhau, chưa liên thông. Điều này khiến mô phỏng không đủ chính xác và khó khai thác tối đa giá trị.

Giải pháp là xây dựng “hồ dữ liệu” (Data Lake) dùng chung, chuẩn hóa định dạng và khuyến khích chia sẻ. Singapore đã tích hợp hơn 100 nguồn dữ liệu công và tư, giúp Virtual Singapore trở thành nền tảng phân tích đa lĩnh vực.

Digital Twin cần mạng 5G, cảm biến IoT và trung tâm dữ liệu. Trong khi đó, quy hoạch đô thị ở Việt Nam chưa đưa các yếu tố này vào bản vẽ 1/500, dẫn đến tình trạng phải “gắn ghép” sau, tốn kém và kém hiệu quả. Hàn Quốc đã khắc phục bằng cách tích hợp hạ tầng ICT ngay từ khâu quy hoạch. Với TPHCM, có thể chọn khu đô thị sáng tạo phía Đông làm điểm khởi đầu, bổ sung lớp “hạ tầng số” ngay trong thiết kế.

Vận hành Digital Twin đòi hỏi đội ngũ am hiểu AI, GIS và phân tích dữ liệu. Việt Nam đang thiếu hụt nghiêm trọng nhân sự cho các lĩnh vực này. Nhiều hệ thống thông minh được lắp đặt nhưng không khai thác hết công suất vì thiếu người vận hành. Giải pháp lâu dài là thành phố cần lập trung tâm đào tạo liên ngành, kết nối nhà nước – đại học – doanh nghiệp, gắn đào tạo với dự án thực tế để tạo nguồn nhân lực bền vững.

Từ thí điểm đến dẫn đầu

“Đô thị thông minh – Khung pháp lý và lộ trình triển khai” là một tọa đàm khoa học do Đại học Quốc gia TPHCM phối hợp Bộ Xây dựng và UBND TPHCM tổ chức mới đây, các chuyên gia đã đề xuất một lộ trình ba giai đoạn cho TPHCM.

Hai năm 2025-2027 sẽ là xây nền tảng. Thí điểm Digital Twin cho khu trung tâm với ngân sách 50-100 triệu đô la. Phát triển hệ thống giao thông thông minh với 200 trạm IoT và vé điện tử toàn thành phố (100-150 triệu đô la) trong mục tiêu giảm 80% thời gian phê duyệt quy hoạch, nâng tỷ lệ sử dụng giao thông công cộng từ 4% lên 15%.

Giai đoạn 2027-2030 mổ rộng Digital Twin cho toàn bộ 168 đơn vị hành chính của thành phố với ngân sách 350-500 triệu đô la, mà mục tiêu là lọt top 3 đô thị thông minh ASEAN.

Sau 2030, Digital Twin sẽ đưa TPHCM đầu khu vực, trở thành trung tâm đổi mới sáng tạo, vào nhóm 20 đô thị thông minh toàn cầu, vốn đầu tư 2-3 tỉ đô la, trong đó 60-70% là hợp tác công - tư (PPP).

Hành trình phía trước

TPHCM có lợi thế để đi tiên phong trong ứng dụng Digital Twin tại Việt Nam nhờ quy mô kinh tế lớn, dân số đông và nhiều khu vực mới quy hoạch. Với ngân sách khởi động 50-100 triệu đô la, thành phố có thể biến khu trung tâm thành mô hình ứng dụng thực tế, từ đó mở rộng ra toàn địa bàn vào năm 2030.

Nhưng công nghệ chỉ là một phần. Thành công của Digital Twin phụ thuộc vào khung pháp lý minh bạch, chính sách khuyến khích hợp tác công - tư, và mô hình dữ liệu mở. Doanh nghiệp viễn thông lớn có thể cung cấp hạ tầng 5G; doanh nghiệp công nghệ trong nước có thể phát triển phần mềm tùy biến; cộng đồng dân cư, đội ngũ nhà khoa học đông đảo đóng vai trò phản biện, góp ý để công nghệ này đi vào cuộc sống.

Digital Twin không chỉ là công cụ quản lý đô thị, mà còn là cách tư duy mới cho các nhà quản lý khi đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu và mô phỏng, thay vì chỉ dựa vào báo cáo giấy hay họp bàn, thảo luận. Nói nôm na, nếu có Digital Twin, sẽ không có những tranh cãi liên quan tới việc chuyển vòng xoay Quách Thị Trang sang nút giao có đèn tín hiệu như ở phần đầu bài viết.

Nếu vượt qua rào cản dữ liệu, hạ tầng và nhân lực, Việt Nam có thể biến các thành phố lớn thành hệ sinh thái thông minh – nơi mọi quyết định được kiểm chứng trước khi triển khai ngoài đời thực.

Hồng Ngọc