Các thành phố thông minh cần xây dựng kế hoạch dự phòng cho các hệ thống số

Trong khi nhiều chính quyền địa phương đang đầu tư vào những biện pháp thích ứng, từ cơ sở hạ tầng xanh đến các công trình chắn sóng ven biển và hệ thống thoát nước tiên tiến, các thảm họa đã cho thấy nhu cầu về những biện pháp phòng thủ nhờ công nghệ số.

Hồi tháng 7, 302 người dân ở thành phố Trịnh Châu, tỉnh Hà Nam (Trung Quốc) đã thiệt mạng trong trận lũ lụt lịch sử. Những chiếc điện thoại đã trở thành một "viên gạch phát sáng" vô dụng trong lũ lụt.

Người dân đã phải vật lộn để liên lạc với người thân, cập nhật các cảnh báo. Một số người phải ghi nợ cửa hàng tạp hóa do không còn mang theo thẻ tín dụng và tiền mặt. Khi lũ lụt rút xuống, những người lái xe ôm phải đi tìm nơi nào đó để sạc điện lại cho các phương tiện của mình bởi các phương tiện chạy điện là phổ thông ở Trịnh Châu.

Các thành phố tại các quốc gia khác trên thế giới cũng có thể đạt mức độ số hóa như Trung Quốc, và đại dịch COVID-19 đã khiến các thành phố phải tăng tốc cũng như phát triển dịch vụ số. Vậy kế hoạch dự phòng là gì nếu các hệ thống số bị lỗi?

Lauren Sorkin, Giám đốc điều hành Mạng lưới các thành phố có khả năng phục hồi (R-Cities), cho biết: "Trước COVID, đã có rất nhiều cuộc thảo luận về thành phố thông minh (TPTM) và các lợi ích mà các thành phố này có thể mang lại. Cho đến nay, cơ sở hạ tầng số được coi là cơ sở hạ tầng quan trọng cần thiết để cung cấp các dịch vụ y tế, giáo dục và tài chính. Các thành phố cần chuẩn bị cho những khủng hoảng và căng thẳng về hạ tầng số và xem xét cách thức để phục hồi các thành phố".

Nhiều thành phố cũng đang triển khai các công cụ số như một phần của hệ thống cảnh báo sớm và sẵn sàng cho những tình huống khẩn cấp, như bản đồ rủi ro sóng nhiệt GIS, mô hình 3D, máy bay không người lái và các cảm biến động đất và lũ lụt.

Trong trận lụt ở Trịnh Châu, một số người đã thiệt mạng trong tàu điện ngầm và đường hầm Kinh Quảng. Những câu hỏi đã được đặt ra về việc liệu hệ thống phòng chống lũ lụt theo thời gian thực của thành phố và hệ thống giám sát đường hầm có bị lỗi hay chính quyền không xử lý thông tin. Một cuộc điều tra đang được tiến hành.

Sorkin cho rằng: "Các thành phố cần xây dựng phương án dự phòng. Nhưng điều phải nhấn mạnh là không thể thay thế công nghệ và các công cụ cho năng lực và quy trình trong hệ thống nhân sự của các tổ chức, mọi thứ phải cùng song hành".

Thông tin liên lạc

Đối với Kimberly Walker LaGrue, Giám đốc Thông tin, thành phố New Orleans, khả năng phục hồi số bắt đầu từ thông tin liên lạc (communication). "Kinh nghiệm này được rút ra từ cơn bão Katrina, một cuộc tấn công mạng, COVID-19, và gần đây nhất là cơn bão Ida, cũng như từ kinh nghiệm là một kỹ sư viễn thông trong nhiều năm".

"Tất cả khả năng chống chịu và phục hồi sau thảm họa cần được xây dựng dựa trên việc duy trì khả năng thông tin liên lạc, đặc biệt là với người dân và công chúng, vì vậy đó thực sự là nơi bắt đầu của tất cả các công việc từ lập kế hoạch và xây dựng khả năng phục hồi số của chúng ta", LaGrue chia sẻ.

Điều này đã được đưa vào thử nghiệm trong trận bão Ida gần đây khi xảy ra hỏa hoạn tại trung tâm dữ liệu Tòa thị chính New Orleans, khiến email của thành phố và một số trang web ngoại tuyến trong một thời gian, bao gồm cả trung tâm NOLA Ready về thông tin cứu trợ thiên tai. Tuy nhiên, điều quan trọng là hệ thống cảnh báo tin nhắn văn bản NOLA Ready không bị ảnh hưởng và thành phố vẫn có thể cung cấp thông tin cho người dân.

LaGrue cho biết sự việc này cho thấy cần đa dạng hóa cách các thành phố thông tin liên lạc và giao tiếp với người dân.

Đối mặt với những thách thức từ tình hình thời tiết cho đến tình trạng một tòa nhà cũ kỹ, New Orleans hiện đang theo xu hướng của các thành phố là "lên mây". "Chúng tôi cần chuyển các nền tảng số lên một không gian linh hoạt hơn, vì vậy, chúng tôi sẽ chuyển sang trung tâm dữ liệu dựa trên đám mây và xây dựng khả năng dự phòng".

Hơn nữa, khi thành phố xem xét đầu tư nhiều hơn nữa cho các hệ thống kết nối và IoT trong các lĩnh vực như an toàn công cộng và giao thông, nhóm của LaGrue đề ra một loạt những yêu cầu mua sắm tập trung, bao gồm an ninh mạng cũng như khả năng phục hồi số rộng rãi hơn để giúp đảm bảo tính liên tục của thông tin liên lạc và dịch vụ.

Thành phố Rotterdam (Hà Lan) cũng đang tập trung cho hạ tầng số. Ngoài một vị trí giám đốc phụ trách khả năng chống chịu mà Rotterdam đã bổ nhiệm năm 2014, thành phố cũng bổ nhiệm một vị trí chuyên trách về khả năng phục hồi không gian mạng. Cả hai đang  phối hợp chặt chẽ để có được thông tin tổng quan về các rủi ro mạng và lập bản đồ tất cả các hệ thống dễ bị tổn thương và quan trọng.

Gần đây, công việc của họ còn bao gồm việc đánh giá khả năng phục hồi trên mạng đối với cơ sở hạ tầng liên quan đến tình hình nước của thành phố, như các trạm bơm. Các hệ thống của TPTM cũng sẽ được đưa vào chiến lược chống chịu mới sắp tới của Rotterdam đến năm 2026.

Arnoud Molenaar, Giám đốc phụ trách khả năng phục hồi, thành phố Rotterdam, cho biết: "Khả năng phục hồi số là một trong những chủ đề mà chương trình TPTM và chương trình khả năng phục hồi phối hợp. Chúng tôi đang xác định cách chúng tôi có thể sử dụng các giải pháp thông minh để trở nên linh hoạt hơn, nhưng ngược lại: các ứng dụng thông minh phải có khả năng phục hồi".

Các mạng lưới

Sao lưu các hệ thống số cũng có nghĩa là phải tư duy lại về quy hoạch đô thị. Ông Piero Pelizzaro, Giám đốc khả năng phục hồi của thành phố Milan (Italia), cho biết nhu cầu di chuyển một số cơ sở hạ tầng ngầm như phân phối năng lượng và thiết bị viễn thông lên trên mặt đất hoặc thực hiện các bước để cô lập thành phố hiệu quả hơn  khỏi lũ lụt ngày càng tăng.

Nhiều doanh nghiệp đã phải đóng cửa nguồn nước đã qua sử dụng trong quá trình sản xuất khiến nước ngầm dâng cao và gây áp lực.

Cơ sở hạ tầng số của Milan cũng gặp các nguy cơ gia tăng do các cơn gió nhưng vấn đề lớn nhất lại là năng lượng, Pelizzaro nói.

Điều này đang trở thành mối quan tâm ngày càng tăng đối với nhiều thành phố - những cơn bão mùa đông đầu năm nay đã khiến cơ sở hạ tầng ở Texas (Mỹ) điêu đứng trong gần một tuần, thúc đẩy sự tập trung và tranh luận mới về trách nhiệm và quản lý lưới điện của bang.

Pelizzaro cho biết: "Chúng tôi đã thấy sự gia tăng mất điện trong mùa hè, ngay cả khi đầu tư vào khả năng phục hồi tăng lên trong việc phân phối năng lượng" khi ông lưu ý tác động của việc làm việc từ xa và việc tăng cường sử dụng điện. "Tất cả các hệ thống số khác có thể bị sốc vì điều này. Cơ sở hạ tầng quan trọng chính là cơ sở hạ tầng năng lượng".

Sorkin cũng cho biết: "Có một ưu tiên rất lớn là giải quyết mối liên hệ giữa xây dựng khả năng phục hồi của thành phố và chương trình khử carbon. Khi chúng ta tiến tới điện khí hóa và đưa nhiều dịch vụ lên mạng hơn, chúng ta cần xem xét sức mạnh dự phòng, bởi vì nó rất quan trọng đối với cách chúng ta điều hành thành phố và các dịch vụ y tế của chúng ta cũng như cách chúng ta cung cấp các dịch vụ cơ bản cho người dân".

Giám đốc Sorkin cũng cho rằng nhiều thành phố đang phối hợp với nhau để thúc đẩy chính quyền địa phương và quốc gia về khả năng phục hồi của cả mạng lưới năng lượng và thông tin liên lạc.

Sự thích ứng

Là thành viên của nhóm xem xét kế hoạch thích ứng với khí hậu quốc gia, Pelizzaro cho biết đã có các "cuộc đối thoại liên tục" giữa các công ty năng lượng và phân phối ở Milan để tăng khả năng phục hồi. Hơn nữa, các yêu cầu để tích hợp lưới điện với hệ thống dự phòng là một phần của kế hoạch hành động khí hậu và kế hoạch tổng thể của thành phố Milan.

Rotterdam cũng đang nghiên cứu Khung khả năng phục hồi năng lượng, bao gồm việc phát triển "tầm nhìn hệ thống năng lượng", tập trung đặc biệt vào cách làm cho hệ thống năng lượng có khả năng phục hồi và cách hệ thống năng lượng sẽ đóng góp vào một thành phố có khả năng phục hồi nói chung.

Nhiều thành phố đang thiết lập liên hệ thường xuyên với các nhà mạng về việc tăng cường hệ thống cho các trường hợp khẩn cấp, nhưng họ thường thiếu quyền lực để yêu cầu nhà mạng phải hành động và nói rằng có rất ít động lực thương mại cho các công ty tập trung vào lợi nhuận.

Trong một cuộc khảo sát gần đây của Morning Consult, 32% người Mỹ trưởng thành được hỏi cho biết các chính quyền địa phương và tiểu bang nên làm nhiều hơn nữa để đảm bảo dịch vụ điện thoại và Internet không bị gián đoạn trong các đợt thiên tai.

Vấn đề này đang trở thành ưu tiên cao hơn sau các cơn bão năm nay. Tháng trước, Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ (FCC) đã bỏ phiếu để tham khảo ý kiến về các đề xuất mới nhằm đảm bảo rằng các dịch vụ thông tin liên lạc vẫn hoạt động khi thảm họa xảy ra. Điều này có thể bao gồm các nhà cung cấp dịch vụ hợp tác chặt chẽ hơn trong việc chuyển vùng và hỗ trợ lẫn nhau trong các trường hợp khẩn cấp và đầu tư nhiều hơn vào các nguồn điện dự phòng.

Các trung tâm phục hồi cộng đồng cũng là một xu hướng đang phát triển, bao gồm các cơ sở vật chất để cung cấp những thứ cần thiết trong thời gian xảy ra thiên tai, như sạc điện thoại, điện và nước dự phòng, nhưng chúng cũng tập trung vào việc thúc đẩy mạng lưới cư dân, doanh nghiệp địa phương và tổ chức phi lợi nhuận để hỗ trợ hàng xóm của họ trong trường hợp thời tiết khắc nghiệt.

Ví dụ, để đối phó với những cơn bão đầu năm nay và sử dụng 3 triệu USD tài trợ của Đạo luật Kế hoạch Cứu hộ Hoa Kỳ (ARPA), Austin có kế hoạch khởi động hai dự án thử nghiệm Resilience Hub ban đầu trong vòng 18-24 tháng tới.

Trọng tâm hội nghị thượng đỉnh về khí hậu COP26 vừa diễn ra là giảm lượng khí thải càng nhiều càng tốt. Nhưng điều không thể quên là biến đổi khí hậu và các tác động của biến đổi khí hậu là hiện hữu.

Thích ứng cũng là chìa khóa - và các hệ thống số phải là một phần của điều đó./.