Tối ưu thời gian – chi phí xem xét trách nhiệm môi trường trong các dự án xây dựng đường giao thông

Bài viết Tối ưu thời gian – chi phí xem xét trách nhiệm môi trường trong các dự án xây dựng đường giao thông trình bày mô hình toán tối ưu thời gian – chi phí có xem xét đến trách nhiệm môi trường và xây dựng quy trình ứng dụng thuật toán di truyền để giải quyết bài toán tối ưu.

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 95 TỐI ƯU THỜI GIAN – CHI PHÍ XEM XÉT TRÁCH NHIỆM MÔI TRƯỜNG TRONG CÁC DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG TIME – COST OPTIMIZATION PROBLEM CONSIDERING ENVIRONMENTAL RESPONSIBILITIES IN ROAD CONSTRUCTION PROJECTS Huỳnh Thị Minh Trúc, Phạm Anh Đức Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; htmtruc@dut.udn.vn, paduc@dut.udn.vn Tóm tắt - Mối quan hệ thời gian chi phí xây dựng định quản lý dự án quan trọng Trong xu phát triển bền vững, dự án xây dựng khuyến khích xem xét chi phí mơi trường bên cạnh chi phí truyền thống Nghiên cứu trình bày mơ hình tốn tối ưu thời gian – chi phí có xem xét đến trách nhiệm mơi trường xây dựng quy trình ứng dụng thuật tốn di truyền để giải tốn tối ưu Thơng qua ví dụ dự án Quốc lộ 20 qua địa phận tỉnh Lâm Đồng, mơ hình nghiên cứu minh họa kiểm tra độ nhạy, độ tin cậy nhằm đảm bảo tính ổn định mơ hình Kết nghiên cứu hỗ trợ cho nhà thầu lựa chọn giải pháp thi công thỏa mãn mục tiêu tiến độ chi phí dự án thực nghĩa vụ môi trường Abstract - The relationship between time and cost in construction is one of important project management decisions In the trend of sustainable development, construction projects are encouraged to consider environmental costs in addition to conventional construction costs This study presents the time-cost optimization model considering environmental responsibilities, and develops a procedure of applying genetic algorithms to solving the optimal problem Through the case of Highway No.20 project across Lam Dong province, the proposed research model has demonstrated and tested the sensitivity, confidence level ensuring the validation of the model The study results support contractors in selecting effective construction solutions optimizing the project schedule and costs while still fulfilling the environmental obligations Từ khóa - thuật tốn di truyền; thời gian; chi phí; mơi trường; đường giao thông Key words - genetic algorithms; time; cost; environment; road Đặt vấn đề 50 hộ gia đình năm Vào năm 2008, Hoa Kỳ có khoảng 8,5 triệu dặm đường bê tông nhựa khoảng 600.000 cầu, tiêu tốn 25% tổng lượng tiêu thụ toàn Hoa Kỳ năm 2005 (Muench, 2011) Ngành công nghiệp xây dựng chịu trách nhiệm lớn cho lượng phát thải khí GHGs tồn cầu, ví dụ giao thông, phụ thuộc vào việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch để chuyển thành lượng vận hành thiết bị thi công Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch tạo khí CO2 khơng khí – thành phần có hại khí nhà kính Việc gây khí nhà kính từ thiết bị xây dựng lớn nhiều tỷ lệ phát thải trung bình so với phương tiện giao thông vận tải, khác loại nhiên liệu, kỹ thuật động công suất máy (UW, 1997) Đối với dự án xây dựng hạ tầng giao thơng việc vận hành thiết bị xây dựng công trường tạo phần lớn lượng phát thải khí nhà kính dự án Chủng loại, tuổi thọ công suất thiết bị loại nhiêu liệu sử dụng để vận hành máy ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ phát thải tạo (Avetisyan, 2010) Vì tính phức tạp đặc thù kỹ thuật cơng tác, việc lựa chọn máy móc thiết bị cần xem xét cẩn thận nhằm giảm thiểu khí thải từ dự án Trong nghiên cứu này, tác giả đề xuất xem xét chi phí mơi trường bên cạnh chi phí xây dựng truyền thống tổng chi phí dự án Nghiên cứu tính tốn chi phí mơi trường dựa mức thuế mơi trường mà doanh nghiệp phải đóng cho phủ quốc gia việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch vào trình sản xuất Bên cạnh việc xác định thời gian chi phí xây dựng truyền thống, nghiên cứu phát triển mơ hình tính tốn lượng khí nhà kính tạo từ q trình sử dụng lượng hóa thạch q trình thi cơng dự án xây dựng Từ đó, chi phí thuế mơi trường tính tốn dựa lượng khí thải vừa xác định Nghiên cứu đề xuất áp dụng thuật toán di truyền Trong kinh tế thị trường, việc rút ngắn thời gian chi phí dự án nhu cầu tất yếu ngày phổ biến Mối quan hệ tiến độ chi phí dự án xây dựng định đánh đổi quan trọng quản lý dự án xây dựng Trong toán đánh đổi thời gian – chi phí dự án xây dựng truyền thống, tổng chi phí dự án bao gồm chi phí trực tiếp chi phí gián tiếp Chi phí trực tiếp cho dự án bao gồm chi phí vật liệu, nhân cơng, thiết bị, chi phí cho nhà thầu phụ Chi phí gián tiếp chi phí phục vụ chung cho tồn dự án Nếu hoạt động lập tiến độ khoảng thời gian mà chi phí trực tiếp tối thiểu, theo cách này, thời gian để hoàn thành toàn dự án bị kéo dài Do đó, nhà lập kế hoạch cần phân tích đánh đổi thời gian – chi phí để rút ngắn thời gian dự án Ngày nay, ngành cơng nghiệp, có ngành xây dựng, ngày có nhiều nỗ lực việc xem xét yếu tố môi trường tất hoạt động sản xuất quản lý Trong nằm gần đây, cộng đồng quốc tế có tiến việc giảm thiểu hoạt động gây biến đổi khí hậu tồn cầu, nhiều giới hạn nghiêm ngặt áp dụng để giảm lượng cacbon Trái Đất (IPCC, 2007) Ngành xây dựng bắt đầu xem xét đánh giá lượng phát thải khí nhà kính để đánh giá tính khả thi ưu tiên dự án cách bền vững (Holton, Glass, Price, 2010) Tuy nhiên, lĩnh vực ngành xây dựng đa số nghiên cứu nỗ lực quốc gia tập trung vào đánh giá lượng phát thải khí nhà kính từ tịa nhà Theo báo cáo Đại học Washington tiêu chí “Greenroads” năm 2011 tiêu chuẩn ghi nhận cơng trình xanh đường giao thông, Hoa Kỳ, lượng tiêu thụ cho dặm đường mức tiêu thụ Huỳnh Thị Minh Trúc, Phạm Anh Đức 96 để lựa chọn phương án thi công vừa đáp ứng yêu cầu tiến độ vừa tối thiểu chi phí dự án Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng trường hợp Quốc lộ 20 qua địa phận tỉnh Lâm Đồng làm ví dụ minh họa Kết nghiên cứu 2.1 Khái quát nội dung liên quan 2.1.1 Tổng quan vấn đề đánh đổi thời gian – chi phí xây dựng Đã có nhiều phương pháp đề xuất để giải vấn đề đánh đổi thời gian – chi phí xây dựng Nhìn chung, phương pháp phân thành 03 nhóm: nhóm phương pháp tốn học, nhóm phương pháp tìm kiếm (heuristic) nhóm meta-heuristic Phương pháp lập trình tốn học chuyển đổi vấn đề đánh đổi thời gian – chi phí (Time – Cost Trade-off Problem – TCTP) thành mô hình tốn học Do đó, phương pháp tốn nhiều thời gian khó khăn cho nhà lập kế hoạch tiến độ xây dựng áp dụng thực tế, người khơng có vốn kiến thức tốn học chuyên sâu Theo phương pháp tìm kiếm (heuristic), tất cơng tác dự án nhóm theo kết hợp lên tiến độ cho tất cơng tác nhóm chọn để tối thiểu thời gian dự án Giới hạn phương pháp heuristic tùy thuộc vào loại vấn đề, dẫn đến việc khó áp dụng vào dự án tương tự Những phương pháp meta-heuristic khác nghiên cứu để giải TCTP Những phương pháp bao gồm: thuật toán di truyền (GA), thuật tốn bầy đàn, thuật tốn tiến hóa vi phân, … Trong đó, thuật tốn di truyền (genetic algorithm – GA) áp dụng phổ biến Nhìn chung, GA dựa chế tìm kiếm ngẫu nhiên, giải nhiều vấn đề tối ưu khác cách tìm kiếm khơng gian giải pháp lớn 2.1.2 Tổng quan tác động môi trường phương án thi công đường giao thông Vấn đề phân tích yếu tố ảnh hưởng đến lượng khí thải máy móc – thiết bị xây dựng nhiều tác giả nghiên cứu Rasdorf cộng (2012) đánh giá việc sử dụng nhiên liệu cơng trường khí thải gây từ dự án thương mại Trong số 28 công tác xem xét nghiên cứu này, có cơng tác đào đất sử dụng máy ủi máy đào thủy lực xác định nguyên nhân gây khí thải nhiều (Rasdorf, Lewis, Marshall, Arocho, & Frey, 2012) Việc đánh giá dự án xây dựng cao tốc Hàn Quốc rằng, máy đào đất tạo lượng khí thải lớn suốt q trình xây dựng (>90%), tiếp đến ô tô tự đổ, máy ủi máy xúc (Kim, Lee, Park, & Kim, 2012a, 2012b) Carmichael cộng (2012) nghiên cứu việc sử dụng lượng, khí thải cacbon chi phí xây dựng cơng tác đào đất phục vụ xây dựng bãi đỗ xe ngầm Nghiên cứu cho khí thải tạo từ cơng tác đất cao gấp 10 lần so với công tác bê tông Nghiên cứu việc sử dụng máy đào ô tô chở đất loại giảm 20% 6% khí thải (Carmichael, 2012) Marshall cộng (2012) phát triển phương pháp liên kết công tác xây dựng với khí thải ghi nhận ảnh hưởng loại động cơ, việc phân loại thiết bị, loại thiết bị suất đến khí thải gây việc sử dụng thiết bị Nghiên cứu cho việc đào đất với khối lượng lớn gây tỷ lệ khí thải lớn so với cơng tác xây dựng lại (Marshall, Rasdorf, Lewis, & Frey, 2012) 2.2 Phát triển mơ hình Mục tiêu nghiên cứu phát triển mơ hình giúp nhà thầu lựa chọn phương án thi công tối ưu tiến độ chi phí dự án, có xem xét trách nhiệm mơi trường thơng qua phần chi phí thuế mơi trường phải trả dựa lượng khí thải tạo từ hoạt động thi cơng Vì thế, tốn tối ưu có hai hàm mục tiêu là: thời gian hồn thành tổng chi phí dự án Các hàm số toán học mục tiêu, biến định ràng buộc biến mô tả sau: 2.2.1 Các biến định Trong dự án xây dựng có mức độ giới hóa cao dự án xây dựng cơng trình giao thơng, thời gian thực cơng tác phụ thuộc vào loại máy, số lượng mức độ sử dụng thời gian hiệu máy móc thiết bị thi công (Peurifoy, 2002) Nghiên cứu xem xét loại máy số lượng máy yếu tố định đến mục tiêu nghiên cứu Vì độ phức tạp tính tốn thu thập, phân tích liệu mức độ sử dụng thời gian hiệu công trường, nghiên cứu chưa phân tích yếu tố biến ảnh hưởng đến thời gian thực dự án (1) Loại tổ máy: bao gồm loại thiết bị - máy móc khác (năng suất làm việc, đơn giá, định mức tiêu hao nhiên liệu khác nhau) với tỷ lệ số lượng máy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, ví dụ tỷ lệ số lượng tơ tự đổ tương ứng với 01 máy đào nhằm đảm bảo thời gian chờ phù hợp với đặc điểm kỹ thuật máy Vì suất máy ảnh hưởng đến thời gian thực công tác, nên suất tổ máy trở thành biến định mơ hình nghiên cứu (2) Số lượng tổ máy để thực cơng tác phụ thuộc vào số lượng máy móc thiết bị sẵn có nhà thầu Sự kết hợp hai biến định tạo phương án để thực công tác dự án 2.2.2 Các hàm mục tiêu Mục tiêu 1: Tối thiểu thời gian hoàn thành dự án T p  T  max( F i )  max( S i  D i) với i  1, Q p (1) Trong đó: Q số lượng cơng tác dự án; Si thời điểm bắt đầu công tác i; Fi thời điểm kết thúc công tác i; D (ngày) thời gian hồn thành cơng tác i: i D  d w i i (2) i Với wi khối lượng công tác i, d (ngày/đơn vị khối i lượng công tác) thời gian cần thiết để thực đơn vị khối lượng công tác i - Nếu thời gian thực công tác i phụ thuộc vào việc vận hành máy thi cơng k, d  d , với d xác định i k k i i qua công thức sau: d k i  P N k i k i (3) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN Trong đó, k k i i P ,N suất số lượng tổ máy k thực công tác i - Nếu cơng tác i khơng có mức độ giới hóa cao, thời gian thực cơng tác i phụ thuộc vào hiệu suất làm việc nhân công Nói cách khác, quan hệ di hai biến định quan hệ rời rạc Mục tiêu 2: Tối thiểu tổng chi phí dự án C p  tạo lượng (Coxhead, Wattanakuljarus, & Nguyen, 2013) Theo nghiên cứu này, tác giả tính tốn tổng hợp chi phí cacbon đánh vào kg CO2e cho loại nhiên liệu Bảng Bảng Chi phí thuế mơi trường cho 1kg CO2e Việt Nam (Coxhead cộng sự, 2013) Loại nhiên liệu Than Diesel USD/tấn-CO2e 0,71 20 Q C p  C D  C I  Taxenvi Trong đó, C p (4) tổng chi phí để hồn thành dự án, chi phí trực tiếp, C D C chi phí gián tiếp, Tax thuế mơi I envi trường việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sản xuất Q C với C M i ,  D i 1 C L E i i C ,C M i Ci Ci L E  (5) i với M i i i chi phí vật liệu để thực đơn vị khối lượng công tác i; M i không phụ thuộc vào thời gian thực cơng tác i, hay nói cách khác quan hệ M i d rời rạc k i C  w L L i với (7) i i L chi phí nhân cơng để thực đơn vị khối i lượng công tác i - Nếu thời gian thực công tác i phụ thuộc vào hoạt động máy thi cơng k L i khơng phụ thuộc vào thời gian thực cơng tác i Nói cách khác, quan hệ L i d i quan hệ rời rạc - Nếu việc thực công tác i phụ thuộc vào hoạt động nhân cơng L  f (d ) i i k C E i  w i.d i R i  w i k k P R N i k k (8) i i với R k i GHG I với C 0  b.T p chi phí chuẩn bị ban đầu để triển khai thi cơng dự án; b chi phí chung trung bình cho ngày làm việc nhà thầu (10) Tax envi  c.GHG p Trong đó, c đơn thuế mơi trường đơn vị CO2e tạo trình sản xuất Tại số quốc gia, người ta cịn gọi chi phí cacbon (carbon price) thuế cacbon (carbon tax) Mức thuế suất khác quốc gia Tại Việt Nam, Conxhead vaf cộng (2013) nghiên cứu thuế cacbon Việt Nam dựa sách thuế mơi trường việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch để k k i 1 để thực công tác i ngày làm việc, xác định qua công thức sau: GHG k i   F  u u EFu   k (12) i với u số loại nhiên liệu mà tổ máy k sử dụng để thực công tác i; F u mức tiêu hao nhiên liệu loại u để thực công tác i ngày làm việc tổ máy k Dữ liệu F u tra cứu catalogue kỹ thuật loại thiết bị thi cơng EF u hệ số chuyển đổi khí thải theo loại nhiên liệu sử dụng để vận hành máy (Bảng 2) Bảng Hệ số chuyển đổi khí thải từ lượng (EPA, 2011) Loại lượng Đơn vị Lit kWh Diesel Điện Kg-CO2e/l, kWh 2,663 0,7 Như vậy, công thức (10) trở thành: Tax envi  c. wi.P i   Fu i 1 u Q k EFu   k (13) i 2.2.3 Các ràng buộc Bài tốn nghiên cứu có ràng buộc sau đây: (1) Ràng buộc giới hạn biến suất tổ máy P  k  Pi  k P  k max i với i  1, Q (2) Ràng buộc giới hạn số lượng tổ máy 1 N i  k (9) (11)   wi.P i GHG i k chọn để thực công tác i (đơn vị VNĐ/ngày) C C 47 i i chi phí cho ngày làm việc tổ máy k P Gasoline Trong đó, GHG P tổng lượng khí thải từ dự án (đơn vị kg CO2e), GHG khí thải tạo từ việc sử dụng tổ máy k chi phí phí vật liệu, chi phí nhân cơng, chi phí máy thi cơng để thực công tác i; xác định theo công thức (6), (7), (8) sau: M (6) C  w M 97 N  k max i P k i (14) N k i : với i  1, Q (15) (3) Ràng buộc thời gian bắt đầu công việc đầu tiên: Để đơn giản, nghiên cứu giả định thời điểm bắt đầu công việc bắt đầu từ mốc 0: (16) S 0 (4) Ràng buộc quan hệ trước sau công tác: Nếu quan hệ kết thúc – bắt đầu (Finish to Start): (17)   lag  ; t  P S d t t t ,i S i Nếu quan hệ bắt đầu – bắt đầu (Start to Start): S  lag t t ,i  S i; t P (18) Huỳnh Thị Minh Trúc, Phạm Anh Đức 98 Trong {P} tập hợp cơng tác liền trước công tác i; lagt,i (đơn vị: ngày) thời gian khởi muộn công tác i công tác t (5) Điều kiện biên: k P i N i k  P  N k i 0; (19) 0 (20) k i 2.2.4 Ứng dụng thuật toán di truyền để giải tốn nghiên cứu Mơ hình tối ưu hóa đề xuất nghiên cứu thực thông qua giai đoạn sau: (1) Giai đoạn khởi tạo nhằm tạo tập hợp phương án ban đầu; (2) Tính tốn giá trị hàm mục tiêu tiến độ tổng chi phí dự án; (3) Thực kỹ thuật tối ưu hóa thuật tốn di truyền (lựa chọn, bắt chéo, đột biến để tạo “quần thể cái” so sánh, lựa chọn phương án tối ưu) Ba giai đoạn mơ tả thơng qua Hình giải thích sau: Giai đoạn 1: Khởi tạo Mục tiêu giai đoạn khởi động quy trình tối ưu hóa theo mơ hình nghiên cứu, với nhiệm vụ cụ thể: Đọc liệu dự án cần thiết cho q trình tối ưu Các thơng số dự án bao gồm: (1) Số công tác dự án; (2) Khối lượng công tác; (3) Quan hệ trước sau công tác; (4) Thời gian khởi muộn công tác; (4) Số loại tổ máy khác cho công tác; (5) Các thông số kinh tế - kỹ thuật theo loại tổ máy: suất, định mức tiêu hao nhiên liệu, chi phí vận hành tổ máy ngày làm việc; (6) Các thông số kinh tế dự án: chi phí vật liệu cho đơn vị khối lượng công tác, chi phí nhân cơng cho đơn vị khối lượng công tác; (7) Các thông số yêu cầu để khởi tạo quần thể ban đầu: kích cỡ chuỗi (số cơng tác), số hệ, kích thước quần thể, tỷ lệ bắt chéo, tỷ lệ đột biến Tạo ngẫu nhiên giải pháp s=1 cho quần thể (P=1) hệ (g=1) Giai đoạn 2: Tính toán hàm mục tiêu Xuất phát từ giải pháp s=1, quy trình thực thao tác: Tính tốn thời gian hồn thành dự án; Tính tốn tổng chi phí dự án Giai đoạn 3: Tối ưu hóa mục tiêu để tìm phương án tối ưu Hàm mục tiêu đánh giá cho giải pháp s Kể từ s=2 trở đi, kết hàm mục tiêu so sánh tương nhau, thực giải pháp cuối để tìm xếp hạng Pareto Tập Pareto tập hợp giải pháp mà đảm bảo khơng có giải pháp trội Thực tạo “quần thể cái” kỹ thuật: lựa chọn, bắt chéo, đột biến Đánh giá, so sánh giải pháp “thế hệ cái” theo tiêu chí hàm mục tiêu bước giai đoạn tất chuỗi quần thể giống (hoặc đến điều kiện dừng thỏa mãn) Hình Mơ hình áp dụng GA vào tối ưu hóa thời gian – chi phí dự án Nghiên cứu tình 3.1 Tổng quan tình nghiên cứu Bài báo sử dụng liệu gói thầu xây dựng 02km đường Quốc lộ 20 qua địa phận tỉnh Lâm Đồng (km 189+00 đến km 191+00) để làm ví dụ minh họa cho mơ hình nghiên cứu Dữ liệu nghiên cứu tổng hợp Bảng Tình nghiên cứu có 12 công tác cần thực hiện, kết hợp với số phương án máy trung bình 4,3 phương án, tạo 4,312 (khoảng 30 triệu giải pháp) Bảng thể nội dung mối quan hệ cơng tác Bảng Dữ liệu tình Cơng tác (i) Năng suất máy k 1 2 4 0,375 0,336 0,130 0,630 0,502 0,441 0,630 0,420 0,335 0,294 P i Số lượng Khối lượng N k i 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 w i 46,30 46,30 46,30 26,22 26,22 26,22 31,20 18,21 18,21 18,21 Chi phí vật liệu đơn vị Mi 0 0 0 0 0 Chi phí vật liệu đơn vị L i 1.106.336 1.106.336 1.106.336 2.285.956 2.285.956 2.285.956 289.108 289.108 289.108 289.108 Chi phí máy/ngày Khí thải /ngày R k i 4.456.234 5.577.445 6.607.887 3.603.065 3.732.139 4.066.677 3.150.239 1.256.047 1.385.121 1.719.659 GHG k i 343,527 423,417 489,992 231,681 242,333 287,604 223,692 90,542 101,194 146,465 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 5 7 9 10 11 11 12 0,665 0,558 0,515 1,725 0,665 0,558 0,515 1,500 0,196 0,132 0,245 0,196 0,132 0,229 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 1-3 22,38 22,38 22,38 15,76 16,11 16,11 16,11 11,35 63,04 63,04 63,22 63,04 63,04 63,04 0 47.438.934 0 51.030.512 1.646.837 1.646.837 14.859.924 709.965 709.965 11.545.386 0 823.847 0 902.308 64.008 64.008 561.000 64.008 64.008 407.000 9.710.103 13.668.646 15.644.456 9.050.701 9.710.103 13.668.646 15.644.456 9.030.726 4.285.321 4.581.578 7.973.808 4.285.321 4.581.578 7.973.808 99 860,149 1.081,178 1.240,958 625,805 860,149 1.081,178 1.240,958 479,340 258,311 252,985 359,505 258,311 252,985 359,505 Bảng Quan hệ công tác T T 10 11 12 Nội dung công việc Đào đường máy Đắp đất đường K95 Đắp đất K98 Lu lèn K95 Xúc, vận chuyển CPĐD từ bãi trữ để rải lớp dưới, 2km Làm móng CPĐD loại lớp dày 25 cm Xúc, vận chuyển CPĐD từ bãi trữ để rải lớp trên, 2km Làm móng cấp phối đá dăm loại lớp dày 18 cm Tưới lớp dính bám 1,0 kg/m3 Rải thảm mặt đường BT nhựa hạt trung, chiều dày mặt đường lèn ép cm Tưới lớp dính bám 0,5 kg/m2 Rải thảm mặt đường BT nhựa hạt mịn, chiều dày mặt đường lèn ép cm Công tác liền trước 1FS 2FS 3FS 4SS Lagt,i (ngày) 0 4FS, 5FS 6SS 6FS, 7FS 8FS 9FS 0 10FS 11FS 0 3.2 Kết bàn luận Ứng với thông số thuật toán GA (P=400, Convergence=0.0001, Crossover rate=0.9, Mutation rate=0.075), nghiên cứu thực 30 lần chạy để kiểm tra độ nhạy độ tin cậy thuật toán Đối với ví dụ này, từ kết áp dụng tác giả nhận thấy rằng, có chênh lệch kết mục tiêu, đường găng dự án khơng đổi, cụ thể {1-2-3-5-6-8-9-10-11-12} Hình thể phân bố mục tiêu thời gian tổng chi phí phương án tối ưu cho lần chạy Qua Hình 2, nhận thấy cách tổng quát phân bố thời gian chi phí dự án cho 30 lần chạy mẫu phân phối gần uniform Bảng thể số trị thống kê mô tả thời gian chi phí dự án qua 30 lần chạy mẫu thuật tốn Hình Phân bố kết mục tiêu thời gian chi phí 30 lần chạy thuật toán Từ Bảng nhận thấy đại lượng số trung bình, số trung vị số mode gần Điều thể liệu kết có tính tập trung Ngồi ra, kết thống kê lần chạy mẫu cho thấy 95% khoảng tin cậy thời gian dao động phạm vị ±0,111 ngày ±2.357.408 VNĐ so với trị số trung bình Bên cạnh đó, nghiên cứu thực kiểm tra độ nhạy thuật toán thông qua hai số thống kê Sai số bình phương dạng tuyệt đối (Root Mean Square Error – RMSE) dạng tương đối (Mean Absolute Percentage Error – MAPE) theo công thức (21) (22) RMSE  Bảng Các đại lượng thống kê mô tả kết mục tiêu tình nghiên cứu Đại lượng Mean Standard Error Median Mode Standard Deviation Confidence Level (95%) Thời gian 51,0 0,1 51,0 51,0 0,3 0,111 Chi phí 4.358.308.745 1.152.637 4.356.483.159 4.355.219.090 6.313.254 2.357.408 MAPE   n  xi  xi n i 1 n xi  xi  n i 1 xi  (21) (22) Đối với ví dụ này, hệ số RMSE thời gian chi phí 0,29 ngày 6.207.142 VNĐ; đó, hệ số MAPE cho thời gian dự án 0,29% 0,09% chi phí Như vậy, sai số tuyệt đối tương đối giá trị thời gian chi phí cho 30 lần chạy mẫu chênh lệch nhỏ so với trị trung bình hai mục tiêu Huỳnh Thị Minh Trúc, Phạm Anh Đức 100 Kết luận kiến nghị Một mơ hình tối ưu hóa thời gian – chi phí có xem xét đến trách nhiệm mơi trường dự án cơng trình giao thơng xây dựng Mơ hình phát triển theo giai đoạn chính: (1) Giai đoạn thiết lập thơng số đầu vào mơ hình; (2) Giai đoạn tính tốn giá trị hàm mục tiêu thời gian dự án, chi phí dự án lượng khí thải từ dự án cho giải pháp với nhau; (3) Giai đoạn áp dụng kỹ thuật thuật tốn di truyền để tìm kiếm giải pháp tối ưu ba mục tiêu Ngoài ra, ví dụ áp dụng thực với liệu từ gói thầu xây dựng 02 km Quốc lộ 20 qua địa phân tỉnh Lâm Đồng Vì thời gian thu thập liệu xử lý thuật toán giới hạn, nghiên cứu xem xét phương án thi cơng dự án hồn tồn giới hóa cao Điều dẫn đến quan hệ thời gian chi phí gần tuyến tính Trong tương lai, tác giả mở rộng nghiên cứu ví dụ dự án có cơng tác giới hóa hồn tồn cơng tác cịn phụ thuộc vào nhân cơng trực tiếp, dự án nhà máy công nghiệp dự án nhà khung thép lắp ghép v.v… Ngoài ra, nghiên cứu cần thể so sánh tính xác độ ổn định với số thuật toán khác thuật toán bầy đàn thuật tốn tiến hóa vi phân đa mục tiêu Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, mã số B2016DDN02-09 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Avetisyan, E M H S M H., Tools to Support GHG Emissions Reduction: A Regional Effort, Part - Carbon Footprint Estimation and Decision Support, Maryland State Highway Administration, 2010 [2] Burns, S A., Liu, L., & Feng, C.-W., “The LP/IP hybrid method for construction time-cost trade-off analysis”, Construction Management and Economics, 14(3), 1996, pp 265-276 [3] Carmichael, D G., Williams, E H., and Kaboli, A S., Minimum Operational Emissions, Earthmoving Construction Research Congress, 2012 [4] Coxhead, I., Wattanakuljarus, A., & Nguyen, C V., “Are Carbon Taxes Good for the Poor?, A General Equilibrium Analysis for Vietnam”, World Development, 51, 2013, pp 119-131 [5] Hegazy, T., Shabeeb, A K., Elbeltagi, E., & Cheema, T., (“Algorithm for Scheduling with Multiskilled Constrained Resources”, Journal of Construction Engineering and Management, 126(6), 2000, pp 414-421 [6] Holton, I., Glass, J., & Price, A D F., “Managing for sustainability: Findings from four company case studies in the UK precast concrete industry”, Journal of Cleaner Production, 18(2), 2010, pp 152-160 [7] IPCC, IPCC Fourth assessment report: Climate change 2007, Intergovernmental Panel on Climate Change In I P o C Change (Ed.), 2007 [8] Kim, B., Lee, H., Park, H., & Kim, H., “Framework for Estimating Greenhouse Gas Emissions Due to Asphalt Pavement Construction”, Journal of Construction Engineering and Management, 138(11), 2012a, pp 1312-1321 [9] Kim, B., Lee, H., Park, H., & Kim, H., “Greenhouse Gas Emissions from Onsite Equipment Usage in Road Construction”, Journal of Construction Engineering and Management, 138(8), 2012b, pp 982-990 [10] Lewis, P., and Hajji, A., Estimating the Economic, Energy, and Environmental Impact of Earthwork Activities, Construction Research Congress, 2012 [11] Li, X., Zhu, Y., & Zhang, Z., “An LCA-based environmental impact assessment model for construction processes”, Building and Environment, 45(3), 2010, pp 766-775 [12] Liu, L., Burns, S A., & Feng, C.-W., “Construction Time-Cost TradeOff Analysis Using LP/IP Hybrid Method”, Journal of Construction Engineering and Management, 121(4), 1995, pp 446-454 [13] Marshall, S K., Rasdorf, W., Lewis, P., & Frey, H C., “Methodology for Estimating Emissions Inventories for Commercial Building Projects”, Journal of Architectural Engineering, 18(3), 2012, pp 251-260 [14] Moselhi, O., & El‐Rayes, K., “Scheduling of Repetitive Projects with Cost Optimization”, Journal of Construction Engineering and Management, 119(4), 1993, pp 681-697 [15] Muench, S T., Anderson, J L., Hetfield, J P., Koester, J R., and Soderlund, M et al., Greenroads Manual v1.5, University of Washington, 2011 (BBT nhận bài: 29/9/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 12/10/2017) ... tổng chi phí dự án Các hàm số toán học mục tiêu, biến định ràng buộc biến mô tả sau: 2.2.1 Các biến định Trong dự án xây dựng có mức độ giới hóa cao dự án xây dựng cơng trình giao thơng, thời gian. .. dung liên quan 2.1.1 Tổng quan vấn đề đánh đổi thời gian – chi phí xây dựng Đã có nhiều phương pháp đề xuất để giải vấn đề đánh đổi thời gian – chi phí xây dựng Nhìn chung, phương pháp phân thành... Phạm Anh Đức 100 Kết luận kiến nghị Một mơ hình tối ưu hóa thời gian – chi phí có xem xét đến trách nhiệm mơi trường dự án cơng trình giao thơng xây dựng Mơ hình phát triển theo giai đoạn chính: