Tổng quan về thành phố thông minh (Phần 1)
TS. Nguyễn Thị Thu Hà
Phòng Quản lý công nghệ và Thị trường công nghệ
I. Khái niệm
Trong thành phố thông minh, công nghệ kỹ thuật số mang lại những dịch vụ công cộng tốt hơn cho người dân, các nguồn tài nguyên được sử dụng hiệu quả hơn trong khi giảm thiểu tác động đến môi trường. Thành phố thông minh được định nghĩa như sau: “thành phố thông minh là sự kết nối của cơ sở hạ tầng vật lý, cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, cơ sở hạ tầng xã hội và cơ sở hạ tầng kinh tế để thúc đẩy các giải pháp giúp khai thác các nguồn dữ liệu hiệu quả nhằm đưa ra các đề nghị và dự đoán cho thành phố”.
Một định nghĩa khác là “thành phố thông minh bền vững là một thành phố sáng tạo sử dụng công nghệ thông tin, công nghệ truyền thông (ICTs) và các phương tiện khác để nâng cao chất lượng cuộc sống, hiệu quả trong hoạt động và dịch vụ đô thị, nâng cao khả năng cạnh tranh đồng thời đảm bảo rằng nó đáp ứng được nhu cầu của các thế hệ hiện tại và tương lai về mặt kinh tế, xã hội và môi trường”.
Nói một cách đơn giản, thành phố thông minh là nơi mà những mạng lưới và dịch vụ truyền thống trở nên linh hoạt hơn, hiệu quả hơn, bền vững hơn thông qua kỹ thuật số, công nghệ thông tin và truyền thông nhằm cải thiện hoạt động của thành phố phục vụ lợi ích của người dân.
Thành phố thông minh là xanh hơn, an toàn hơn, nhanh hơn và thân thiện hơn. Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) là chìa khóa cho việc chuyển đổi các thành phố truyền thống thành các thành phố thông minh. Hai công nghệ cốt lõi để giúp thành phố thông minh đáp ứng nhanh và hoạt động hiệu quả là internet of thing (IOT) và big data analysis (BDA).
II. Thành phần và đặc điểm của thành phố thông minh
Thành phố thông minh bao gồm 4 yếu tố sau: Thành phần (components), thuộc tính (attributes), chủ đề (themes) và cơ sở hạ tầng (infrastructure).
Thành phần của một thành phố thông minh bao gồm cơ sở hạ tầng thông minh, các tòa nhà thông minh, hệ thống giao thông thông minh, hệ thống năng lượng thông minh, hệ thống chăm sóc sức khỏe thông minh, hệ thống giáo dục thông minh, quản trị thông minh, người dân thông minh và công nghệ thông minh. Sự khác nhau của các thành phố thông minh thể hiện ở mức độ thông minh của các thành phần cấu tạo nên nó.
Hình 1: Thành phần và đặc tính của thành phố thông minh
Các thuộc tính của thành phố thông minh bao gồm sự bền vững, chất lượng cuộc sống, đô thị hóa và sự thông minh.
Sự bền vững của thành phố liên quan đến cơ sở hạ tầng và khả năng quản trị của thành phố, năng lượng và biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và các vấn đề về xã hội, kinh tế, sức khỏe.
Chất lượng cuộc sống có thể đo được thông qua các yếu tố cảm xúc và tài chính của công dân.
Sự đô thị hóa của thành phố bao gồm rất nhiều khía cạnh và thước đo của nó gồm có công nghệ, cơ sở hạ tầng, quản trị và kinh tế.
Sự thông minh thể hiện ở tham vọng cải thiện các tiêu chuẩn kinh tế, xã hội và môi trường của thành phố và cư dân của nó. Các khía cạnh thường được trích dẫn về sự thông minh của thành phố bao gồm nền kinh tế thông minh, con người thông minh, quản trị thông minh, phương tiện di chuyển thông minh và môi trường sống thông minh.
Có bốn chủ đề chính cho một thành phố thông minh bao gồm: xã hội, nền kinh tế, môi trường và quản trị.
Chủ đề xã hội của một thành phố thông minh nghĩa là thành phố dành cho người dân hoặc công dân.
Chủ đề nền kinh tế nghĩa là thành phố có thể phát triển mạnh với sự tăng trưởng việc làm và tăng trưởng kinh tế liên tục.
Chủ đề môi trường chỉ ra rằng thành phố có thể duy trì các chức năng và vẫn đảm bảo hoạt động cho các thế hệ hiện tại và tương lai.
Chủ đề quản trị cho thấy thành phố có khả năng quản lý chính sách bền vững và kết hợp tốt các yếu tố khác nhau.
Cơ sở hạ tầng của thành phố thông minh bao gồm các khía cạnh về kết cấu hạ tầng (hoặc là cơ sở hạ tầng vật chất - physical infrastructure), công nghệ thông tin, truyền thông (ICT) và dịch vụ. Kết cấu hạ tầng là các thực thể thực sự hoặc cấu trúc của thành phố thông minh, bao gồm các tòa nhà, đường xá, đường ray, đường dây cung cấp điện và hệ thống cấp nước. Kết cấu hạ tầng thường là thành phần không thông minh, trong khi đó cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông là thành phần thông minh cốt lõi của thành phố, nó kết hợp tất cả các thành phần với nhau và hoạt động như một trung ương thần kinh. Cơ sở hạ tầng dịch vụ dựa trên kết cấu hạ tầng vật chất và có thể có một số thành phần của ICT.
III. Các thành phần cơ bản trong thành phố thông minh
1. Hệ thống cơ sở hạ tầng thông minh
Theo nghĩa cổ điển, cơ sở hạ tầng của một thành phố là bất kỳ thành phần vật chất nào của nó chẳng hạn như đường xá, tòa nhà, cầu cống… giúp cho thành phố và cư dân hoạt động. Tuy nhiên, trong thành phố thông minh, bất cứ thứ gì thuộc về vật chất, điện, kỹ thuật số - là xương sống của thành phố thông minh - đều được coi là cơ sở hạ tầng của nó. Có rất nhiều ví dụ, bao gồm hệ thống vận chuyển nhanh, hệ thống quản lý chất thải, mạng lưới đường bộ, mạng lưới đường sắt, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống đèn giao thông, hệ thống đèn đường, không gian văn phòng, hệ thống cấp nước, hệ thống cung cấp khí, hệ thống cấp điện, hệ thống chữa cháy, bệnh viện, cầu, căn hộ, khách sạn, thư viện số và hệ thống kinh tế. Nền tảng của cơ sở hạ tầng thông minh là cơ sở hạ tầng ICT - yếu tố giúp cho các cơ sở hạ tầng truyền thống trở nên "thông minh". ICT bao gồm các cơ sở hạ tầng truyền thông như cáp quang, mạng Wi-Fi, các điểm truy cập không dây cũng như các hệ thống thông tin định hướng dịch vụ. Cơ sở hạ tầng thông minh hiệu quả hơn, an toàn, bảo mật và chống chịu lỗi tốt hơn so với các cơ sở hạ tầng cổ điển. Thành phần tổng thể của cơ sở hạ tầng thông minh có thể bao gồm cơ sở hạ tầng vật chất, cảm biến, firmware, phần mềm và các phần mềm trung gian (middleware).
Middleware là một loại phần mềm cụ thể đóng vai trò rất quan trọng trong tự động hóa và phản ứng nhanh của cơ sở hạ tầng thông minh. Middleware tích lũy dữ liệu và kết hợp chúng thành một nền tảng chung để phân tích và báo cáo. Phần mềm trung gian này có thể thực hiện các bảng điều khiển dựa trên web để hiển thị hình ảnh của cơ sở hạ tầng. Middleware cung cấp cho các giám đốc điều hành phụ trách hoặc nhân viên vận hành các thông tin về quản lý tác động đến môi trường (carbon footprint), quản lý bền vững cũng như bức tranh toàn cảnh về cơ sở hạ tầng thành phố, cho dù có bao nhiêu kết cấu hạ tầng, tòa nhà, hoặc địa điểm địa lý cùng tham gia. Thông tin về cơ sở hạ tầng thông minh thông qua các middleware và ICT được cung cấp nhanh chóng và có thể được truy cập ở bất cứ đâu bởi nhân viên điều hành và quản lý để có được những quyết định tốt hơn, có ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động trong thành phố. Một ví dụ cụ thể về cơ sở hạ tầng thông minh là một mạng lưới điện thông minh bao gồm các nguồn năng lượng (tái tạo hoặc thông thường), đồng hồ thông minh, cơ chế kiểm soát hoạt động, cơ chế cân bằng tải, và các cơ chế chịu lỗi để phân phối nguồn điện hiệu quả và đáng tin cậy cho người dùng từ các nguồn năng lượng khác nhau.
Các tòa nhà thông minh có thể được coi là một phần của cơ sở hạ tầng thông minh hoặc là các thành phần độc lập trong các thành phố thông minh. Một tòa nhà thông minh có thể có phần cứng, phần mềm, cảm biến và các thiết bị thông minh khác phục vụ các mục đích hoạt động tự động khác nhau, bao gồm mạng dữ liệu, điện thoại voice IP, phân phối video, giám sát bằng video, điều khiển truy cập, quản lý năng lượng và điều khiển ánh sáng. Các tòa nhà thông minh khác với các tòa nhà xanh. Các công trình xanh là những công trình bền vững với hiệu quả sử dụng năng lượng cao, hiệu quả về nước và kiểm soát môi trường trong nhà với mục tiêu giảm lượng khí thải carbon và cung cấp năng lượng tối ưu. Các tòa nhà thông minh là một khái niệm lớn hơn nhiều vì chúng có thể dễ dàng kết nối với các tòa nhà khác, với con người và công nghệ, môi trường toàn cầu, và lưới điện thông minh. Các tòa nhà thông minh sử dụng một cách hiệu quả dữ liệu sẵn có bên ngoài các bức tường và cửa sổ của chúng. Ví dụ, tòa nhà thông minh sử dụng lưới điện thông minh để dễ dàng thích ứng nhu cầu năng lượng cũng như điện lưới của mình nhằm sử dụng năng lượng hiệu quả với chi phí thấp. Thêm vào đó, các tòa nhà này có thể sử dụng cách tính giá điện linh động, giá điện được tính cao hơn vào giờ cao điểm và thấp hơn vào giờ thấp điểm thay vì tính phí trung bình theo thời gian dài (một tháng). Việc sử dụng IoT cung cấp các giải pháp tích hợp để có thể xử lý và phân tích số lượng lớn dữ liệu nhằm tối đa hoá hiệu quả hoạt động và hiệu suất năng lượng của các tòa nhà. Lợi thế của các tòa nhà thông minh là quyết định dựa vào dữ liệu để cho hiệu quả cao cũng như hoạt động với chi phí thấp, sử dụng tài nguyên tốt, giảm vốn và chi phí hoạt động, có thể xác định và quản lý rủi ro cũng như tính bền vững.
2. Hệ thống giao thông thông minh
Các hệ thống giao thông truyền thống hoặc các phương tiện giao thông, chẳng hạn như mạng lưới đường sắt, vận tải đường bộ, vận chuyển hàng không, và vận tải đường thủy, đã tồn tại trong một thời gian dài. Trong vận tải truyền thống, từng phương tiện hoạt động độc lập ngay cả trong một loại hình cụ thể của hệ thống giao thông, làm cho việc sử dụng toàn cầu khó khăn. Vận chuyển thông minh, còn được gọi là ITS (Intelligent transportation systems), bao gồm nhiều loại hệ thống liên lạc và điều hướng trong xe hoặc giữa các xe (ví dụ: xe hơi với xe hơi) và giữa xe với vị trí cố định (ví dụ: xe và cơ sở hạ tầng, bến xe). ITS cũng bao gồm các hệ thống đường bộ, đường thủy, vận chuyển hàng không và sự tương tác giữa chúng. Hệ thống giao thông thông minh đã tạo ra khả năng xây dựng các trung tâm hàng không toàn cầu, các mạng lưới đường sắt liên tỉnh, các mạng lưới đường thông minh, các tuyến đường được bảo vệ, các lối đi bộ được bảo vệ, vận chuyển an toàn, nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và đáng tin cậy. Việc sử dụng ICT và xử lý dữ liệu thời gian thực đã làm cho hệ thống giao thông thông minh trở nên khả thi. Nó có thể tối đa hóa việc sử dụng các phương tiện trong hệ thống, ví dụ như số lượng máy bay do một hãng hàng không sở hữu hoặc số lượng tàu hỏa có trong mạng lưới đường sắt. Ngoài ra, hệ thống giao thông này cũng cho phép hành khách dễ dàng lựa chọn các phương án vận chuyển khác nhau với chi phí thấp nhất, thời gian chạy ngắn nhất hoặc tuyến đường nhanh nhất.
Một số ví dụ cụ thể về công nghệ vận chuyển thông minh như cảm biến tránh va chạm và chống rò rỉ trong xe để tăng độ an toàn của hệ thống. Thu thập số liệu dựa trên nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) là một ví dụ về công nghệ vận chuyển thông minh. Với công nghệ RFID, người lái xe không cần phải dừng lại tại các trạm thu phí, thường mất thời gian, gây tắc nghẽn giao thông, và đòi hỏi nguồn nhân lực để thu phí đường bộ. Kiểm soát hộ chiếu tự động tại sân bay là một công nghệ mới được triển khai trong vận tải thông minh. Trong kiểm soát hộ chiếu tự động, hành khách có thể sử dụng hộ chiếu RFID hoặc hộ chiếu điện tử để nhập cảnh nhanh chóng và đáng tin cậy mà không cần phải kiểm tra hộ chiếu bằng tay. Một ví dụ khác về giao thông thông minh là sử dụng các ứng dụng thông minh trong điện thoại di động để thuê taxi và thậm chí theo dõi vị trí chính xác của xe và thông tin người lái xe (Uber, Grab…).
3. Hệ thống năng lượng thông minh
Năng lượng có thể ở nhiều dạng khác nhau, chẳng hạn như năng lượng thế năng, động năng, năng lượng hóa học, và năng lượng nhiệt. Nguồn năng lượng cũng khá đa dạng, bao gồm năng lượng mặt trời, nhiên liệu hóa thạch, khí, điện, và pin. Năng lượng có thể không được tạo ra cũng không bị phá hủy, nhưng nó có thể được biến đổi từ dạng này sang dạng khác. Trong vài năm gần đây, ngoài các dạng năng lượng truyền thống, nhiều thuật ngữ khác cũng liên quan đến năng lượng, bao gồm năng lượng sạch, năng lượng xanh, năng lượng bền vững, năng lượng tái tạo và năng lượng thông minh. Lo ngại rằng các nguồn năng lượng sẵn có cho tiêu dùng của con người sẽ bị cạn kiệt đã khiến cho chúng ta phải quan tâm đến những nguồn năng lượng mới này.
Năng lượng sạch hoặc năng lượng xanh cho khả năng tiêu thụ năng lượng với tác động tiêu cực đến môi trường rất nhỏ. Ví dụ, năng lượng mặt trời và năng lượng gió là các dạng của nguồn năng lượng xanh. Năng lượng bền vững và năng lượng tái tạo là những nguồn năng lượng không thể tiêu hao trong vòng vài thế hệ và có thể được phục hồi nhanh hơn mức tiêu thụ. Tuy nhiên, có một số khác biệt giữa năng lượng bền vững và năng lượng tái tạo: các nguồn năng lượng bền vững không phải là do con người tạo ra, trong khi con người lại tạo ra nguồn năng lượng tái tạo. Một ví dụ về năng lượng tái tạo là biogas, đòi hỏi nguồn cung cấp, tiêu thụ và thải bỏ các chất hữu cơ cho việc tạo ra nó. Một thuật ngữ khác có liên quan là hệ thống không có năng lượng (hoặc các tòa nhà không có năng lượng), trong đó năng lượng tiêu thụ và năng lượng tạo ra là cùng số lượng và do đó tiêu thụ ròng trong các cấu trúc này có thể được coi bằng không.
Năng lượng thông minh là gì? Năng lượng thông minh rộng lớn hơn bất kỳ khái niệm nào trước đây. Nó có thể được xem như một mô hình "Internet of Energy". Mô hình này dựa trên một hoặc nhiều nguyên tắc của các thế hệ điện thông minh, lưới điện thông minh, bộ nhớ thông minh, và tiêu thụ thông minh. Về bản chất, bất kỳ năng lượng truyền thống, năng lượng sạch, năng lượng xanh, năng lượng bền vững, và năng lượng tái tạo cùng với công nghệ thông tin truyền thông tạo ra năng lượng thông minh.
Hệ thống năng lượng thông minh bao gồm sự tích hợp thông minh của các nguồn năng lượng phân tán bền vững; phân phối hiệu quả; và tiêu thụ năng lượng tối ưu. Ba nhóm trên được xây dựng độc lập nhưng phải gắn kết và giao tiếp hiệu quả với nhau để tạo thành một hệ thống năng lượng thống nhất. Sản xuất năng lượng cacbon thấp, còn được gọi là năng lượng xanh, quang điện, năng lượng mặt trời, khí sinh học, và năng lượng gió có thể là một phần quan trọng của hệ thống năng lượng thông minh. Sự phân bố hiệu quả trong hệ thống năng lượng thông minh được thực hiện bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng thông minh, lưới điện thông minh, đồng hồ thông minh, cũng như mức độ sử dụng ICT hợp lý. Cốt lõi của hệ thống năng lượng thông minh là cấu trúc có trách nhiệm thu thập thông tin về tiêu thụ năng lượng và chia sẻ thông tin tỷ lệ nhà cung cấp. ICT có thể được sử dụng để kiểm soát các hoạt động với mức tiêu thụ năng lượng thích hợp cho các thiết bị thông minh như máy rửa chén và máy nước nóng. Công nghệ thông tin truyền thông cũng rất hữu ích đối với việc cung cấp năng lượng cho xe điện (PEV), thông gió, sưởi ấm, và điều hòa không khí. ICT cũng có thể được sử dụng hiệu quả để mua năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm hệ thống tấm pin mặt trời và hệ thống tua-bin gió. Việc sử dụng tối ưu hệ thống là thành phần quan trọng thứ ba của hệ thống năng lượng thông minh. Sử dụng hiệu quả, lưu trữ năng lượng hiệu quả, đo lường thông minh và quản lý năng lượng tốt có thể là chìa khóa để tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng trong hệ thống.
Xương sống của một hệ thống năng lượng thông minh là lưới điện thông minh. Mạng lưới thông minh tích hợp hiệu quả tất cả người dùng kết nối, chẳng hạn như người tiêu dùng, nguồn phát điện, và người dùng vừa là người tiêu dùng vừa là nguồn phát điện. Các lưới điện thông minh đảm bảo hệ thống năng lượng hoạt động hiệu quả, kinh tế và bền vững với mức tổn thất thấp, cung cấp chất lượng cao, an toàn cho hệ thống và người sử dụng, đảm bảo an ninh cung cấp và khả năng chịu lỗi của hệ thống. Một lưới điện thông minh giúp tích hợp nhiều nguồn năng lượng khác nhau, từ năng lượng nhiệt với nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng quang điện xanh và năng lượng gió. Các lưới điện thông minh trong tương lai sẽ phức tạp hơn nhiều so với thế hệ hiện tại. Ví dụ, trong một ngày không xa khi mọi người dùng cũng tạo ra năng lượng từ mặt trời, nhiên liệu sinh học, và thậm chí cả gió. Một lưới điện hiệu quả sẽ đồng bộ hóa những năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau này và cung cấp điện ở điện áp và tần số xác định mà không có bất kỳ sự dao động nào. Việc sử dụng ICT đóng vai trò quan trọng trong một mạng lưới thông minh: 1) Hỗ trợ quản lý nhu cầu sử dụng năng lượng, 2) Chuyển điện từ các tấm pin mặt trời và tuabin gió, 3) Cung cấp năng lượng cho các xe điện (PEVs), và 4) Tăng cường các mối quan hệ người tiêu dùng.
Đo lường thông minh cũng là một thành phần quan trọng khác trong lưới điện thông minh. Đồng hồ đo thông minh ghi lại năng lượng tiêu thụ trong khoảng thời gian nhất định và truyền đạt thông tin đó tới các tiện ích để theo dõi và thanh toán. Điều này cho phép đọc chính xác và tin cậy về việc sử dụng năng lượng mà không cần sự xuất hiện của người đọc hoặc ghi. Pin thông minh cũng có thể được làm từ pin lithiumion hoặc nhiên liệu khác để tăng hiệu quả lưu trữ năng lượng cũng như phân phối trong khi có tuổi thọ dài hơn.
4. Hệ thống chăm sóc sức khỏe thông minh
Do sự tăng trưởng nhanh chóng của dân số, chăm sóc sức khỏe truyền thống đã bị quá tải. Không có đủ bác sĩ để đáp ứng nhu cầu của công dân. Bệnh viện có thể thực hiện sai trong việc xử lý các bệnh truyền nhiễm, và đôi khi, bệnh nhân nhận được thuốc sai. Ở những nơi xa xôi trên hành tinh, nhận được chăm sóc sức khỏe đầy đủ vẫn là một giấc mơ xa vời. Với nguồn lực hạn hẹp và nhu cầu ngày càng tăng, chăm sóc sức khỏe truyền thống cần phải thông minh, hiệu quả và bền vững; Chăm sóc sức khỏe thông minh có thể được khái niệm như là sự kết hợp của các thực thể khác nhau, bao gồm chăm sóc sức khỏe truyền thống, cảm biến sinh học thông minh, thiết bị y tế có thể đeo, công nghệ thông tin truyền thông và các hệ thống cứu thương thông minh.
Các thành phần khác nhau của chăm sóc sức khỏe thông minh bao gồm các cảm biến trên cơ thể, bệnh viện thông minh và phản ứng khẩn cấp thông minh. Trong các bệnh viện thông minh, các cơ chế khác nhau cho hoạt động của nó được sử dụng, bao gồm công nghệ thông tin truyền thông, điện toán đám mây, ứng dụng điện thoại thông minh và các kỹ thuật phân tích dữ liệu tiên tiến. Dữ liệu bệnh nhân có thể được cung cấp theo thời gian thực tại các văn phòng khác nhau trong một bệnh viện hoặc thậm chí giữa các bệnh viện khác nhau. Các kỹ thuật viên y tế, y tá và bác sĩ có thể tiếp cận dữ liệu bệnh nhân mà không mất bất kỳ thời gian nào trong việc chuyển thông tin từ văn phòng này sang phòng khác. Tương tự như vậy, các bác sĩ khác nhau có thể xem thông tin để đưa ra phán đoán về tình trạng bệnh nhân, do đó có những quyết định kịp thời về sức khoẻ bệnh nhân và điều trị thuốc tương ứng.
Telemedicine (khám chữa bệnh từ xa) là một ví dụ khác về chăm sóc sức khỏe thông minh. Telemedicine cũng có thể là một tập hợp con của chăm sóc sức khỏe thông minh. Telemedicine sử dụng công nghệ thông tin truyền thông để cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khoẻ lâm sàng ở một khoảng cách xa hoặc ở những nơi xa xôi. Cách tiếp cận này đặc biệt hữu ích cho những vùng không thể tiếp cận dễ dàng các dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Telemedicine loại bỏ các rào cản về khoảng cách và cải thiện việc tiếp cận với chăm sóc y tế. Telemedicine hỗ trợ cung cấp các dịch vụ chăm sóc đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp và có thể cứu mạng sống trong những tình huống nguy kịch.
5. Các công nghệ thông minh khác
Công nghệ thông minh là chìa khóa cho việc thiết kế, thực hiện và hoạt động của các thành phố thông minh. Sự đa dạng của các thành phần, bao gồm cơ sở hạ tầng, tòa nhà, cấu trúc vật lý, cơ sở hạ tầng điện tử, cơ sở hạ tầng truyền thông, cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và phần mềm biến các thành phố thông minh trở nên khả thi. Tuy nhiên, có một thách thức trong thiết kế và vận hành, đó chính là việc tạo ra một sự kết hợp tốt giữa các công nghệ để thành phố thông minh không bị vượt quá khả năng của mình (quá thông minh), mà là vừa đủ thông minh để có thể bền vững trong nhiều năm. Điều quan trọng là chi phí triển khai công nghệ thông minh như vậy không phải là một chi phí quá lớn cho doanh thu thuế của công dân trong các thành phố. May mắn là khi khoa học và công nghệ tiến bộ, công nghệ thông minh có thể trở nên rẻ hơn, và các thành phố thông minh có thể trở thành một lựa chọn kinh tế khả thi.
Các nguồn năng lượng xanh hoặc tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, là những ví dụ về công nghệ thông minh. Các tòa nhà xanh và các khu phố xanh cũng rất quan trọng đối với các thành phố thông minh. Hệ thống giao thông bền vững là một công nghệ quan trọng khác. Các hệ thống giao thông thông minh và bền vững (ví dụ như các hệ thống vận chuyển hàng loạt) có thể vận chuyển số lượng lớn người từ nơi này đến nơi khác. Điều này có thể làm giảm tắc nghẽn giao thông và rất hữu ích trong việc giảm khí thải nhà kính vốn có ảnh hưởng tiêu cực đến sự nóng lên toàn cầu. Công nghệ thông tin và truyền thông thông minh đóng vai trò rất quan trọng (Wi-Fi toàn thành phố, công nghệ giao tiếp tầm ngắn (NFC) và Bluetooth). Wi-Fi toàn thành phố có thể sử dụng cho các dịch vụ cơ bản, chẳng hạn như gọi taxi dễ dàng hơn. NFC có thể là cuộc cách mạng hóa cách sử dụng thẻ tín dụng; một ngày không xa chúng ta sẽ có một xã hội không có tiền mặt. Các hệ thống điều khiển vật lý (CPS) - tích hợp tính toán, mạng và các thực thể vật lý giống như IoT, là rất cần thiết trong việc biến các cơ sở hạ tầng thông thường trở nên thông minh. Các mạng xã hội và dịch vụ tin nhắn cũng sẽ tạo ra các cơ chế truyền thông hiệu quả và các tiện ích hấp dẫn trong các thành phố thông minh.
Một loạt các công nghệ hiện đại có thể được sử dụng để làm cho thành phố trở nên thông minh. Các công nghệ như Wi-Fi và NFC có thể được coi là một phần của xu hướng này. Tuy nhiên, có rất nhiều hình thức khác của công nghệ thông minh. Một ví dụ cụ thể về công nghệ hiện đại là các máy đo thông minh có thể đo lường và ghi lại mức tiêu thụ của các tiện ích khác nhau, như điện, ga, hoặc nước, và sử dụng thông tin đó để theo dõi và tính toán chi phí sử dụng cho các cơ sở trung tâm. Một công nghệ hiện đại khác nữa là thẻ điện tử hoặc thẻ thông minh có chứa mã nhận dạng được mã hoá duy nhất cho phép chủ sở hữu đăng nhập vào một loạt dịch vụ mà không cần thiết lập nhiều tài khoản. Một mạng lưới các máy ảnh số an toàn có thể là một giải pháp hiệu quả để bảo đảm an ninh, chăm sóc sức khoẻ thông minh và vận chuyển thông minh.