Nghiên cứu đánh giá đa chỉ tiêu các giải pháp thiết kế và thi công công trình cầu bê tông đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Mã số: CTB 2014 – 04 -10 THUỘC CHƢƠNG TRÌNH THIẾT KẾ, THI CƠNG VÀ SỬA CHỮA CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Bùi Trọng Cầu Cơ quan chủ trì: Trƣờng Đại học Giao thơng Vận tải Hà Nội, 05/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Mã số: CTB 2014 – 04 -10 THUỘC CHƢƠNG TRÌNH THIẾT KẾ, THI CƠNG VÀ SỬA CHỮA CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Xác nhận tổ chức chủ trì Chủ nhiệm đề tài PGS TS Bùi Trọng Cầu Hà Nội, 05/2017 DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên PGS.TS.Bùi Trọng Cầu Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Trường Đại Nội dung nghiên cứu cụ thể Chữ ký đƣợc giao học Chủ nhiệm đề tài GTVT Xây dựng mơ hình tốn học, Kỹ thuật Hạ tầng Đơ phân tích đặc điểm yêu cầu đánh giá toàn thị, diện giải pháp thiết kế Kinh tế Tổ chức thi cơng cho cơng trình Xây dựng giao thơng Xây dựng phương pháp đánh giá tồn diện giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tông Viết báo cáo tổng kết ThS.Nguyễn Thị Hồng Trường Đại học Thư ký đề tài GTVT Tham gia nghiên cứu phần: Kỹ thuật Hạ tầng Đô đánh giá toàn diện giải pháp thiết kế cho cơng thị trình cầu bê tơng Thực phần thí dụ áp dụng ThS.Nguyễn Thu Hằng Trường Đại GTVT Cầu Đường ThS.Đặng Hoài Nam Trường Đại GTVT Cầu Đường Kiến trúc sư ThS.Đặng Thu Thảo Trường GTVT Đại học Tham gia nghiên cứu phần: Đánh giá tồn diện giải pháp thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng Thực phần thí dụ áp dụng học Tham gia nghiên cứu phần: Đánh giá toàn diện giải pháp thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng Thực phần thí dụ áp dụng học Tham gia nghiên cứu phần: đánh giá toàn diện giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tông Thực TT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể Chữ ký đƣợc giao Thiết kế Đô thị phần thí dụ áp dụng Kiến trúc sư DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI VÀ CƠ QUAN PHỐI HỢP 1- DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI PGS Bùi Trọng Cầu: Chủ nhiệm đề tài Ths Nguyễn Thị Hồng Thư ký đề tài TS Trần Bảo Việt: Thành viên ThS Nguyễn Thị Thu Hằng: Thành viên ThS Đặng Hoài Nam: Thành viên ThS Đặng Thu Thảo: Thành viên 2- DANH SÁCH CÁC CƠ QUAN PHỐI HỢP Viện kinh tế Xây dựng, Bộ Xây dựng, Việt nam Đại học Tokyo, Nhật Đại học Công nghệ Kochi, Nhật MỤC LỤC CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tầm quan trọng việc đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tơng đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững 1.2 Tính cấp thiết việc nghiên cứu đánh giá giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tơng đáp ứng u cầu phát triển bền vững 1.3 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi VÀ phương pháp nghiên cứu CHƢƠNG MƠ HÌNH TỐN HỌC, CÁC ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC YÊU CẦU CỦA ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 2.1 Mơ hình tốn học đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng 2.2 Các đặc điểm việc đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tơng đáp ứng u cầu phát triển bền vững CHƢƠNG XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG U CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 17 3.1 Xác lập tiêu lựa chọn phương án thiết kế thi công tối ưu mặt lý thuyết 3.2 Đề xuất mơ hình đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững 19 3.3 Thiết lập phần cứng 21 3.3.1 Phương pháp Conjunctive 22 3.3.2 Phương pháp AHP 23 3.4 Thiết lập phần mềm 28 3.4.1 Đề xuất mơ hình chung cho phần mềm 29 3.4.2 Những người định 30 3.4.3 Lãnh đạo trình lựa chọn đánh giá 30 3.4.4 Nhóm chun gia phân tích 31 3.4.5 Ý kiến công chúng 32 3.5 Lựa chọn phương pháp định nhóm để định trung gian cuối 32 3.5.1 Phương pháp bầu cử 34 3.5.2 Phương pháp bỏ phiếu 35 3.5.3 Phương pháp thảo luận trực tiếp 36 3.5.4 Phương pháp Nominal Group 36 3.5.5 Phương pháp Delphi 37 CHƢƠNG TRÌNH TỰ ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 39 4.1 Bước 1: Lựa chọn người tham gia vào trình định 39 4.2 Bước 2: Thiết lập cấu trúc phân tích loại bỏ phương án chấp nhận 40 4.2.1 Thiết lập cấu trúc phân tích 40 4.2.2 Nhận biết loại bỏ phương án chấp nhận 42 4.3 Bước 3: Xác định giá trị hữu ích thiết kế cho cơng trình phương án 50 4.3.1 Xác định tầm quan trọng tương đối tiêu 50 4.3.2 Xác định độ lớn tương đối tiêu ứng với phương án 53 4.3.3 Xác định giá trị hữu ích tương đối cơng trình theo phương án 55 4.3.4 Xác định giá trị hữu ích chi phí ứng với phương án 56 4.3.5 Xác định phương án tốt 57 4.4 Bước 6: Phân tích độ nhạy 58 CHƢƠNG TRÌNH TỰ ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG U CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 60 5.1 Bước 1: Lựa chọn người tham gia vào trình định 60 5.2 Bước 2: Thiết lập cấu trúc phân tích loại bỏ phương án chấp nhận 61 5.2.1 Thiết lập cấu trúc phân tích 61 5.2.2 Nhận biết loại bỏ phương án chấp nhận 64 5.3 Bước 3: Xác định giá trị hữu ích phương án thi công – Xác định phương án thi công tốt 65 5.3.1 Xác định tầm quan trọng tương đối tiêu đánh giá 65 5.4 Xác định độ lớn tương đối tiêu ứng với phương án thi công 66 5.4.1 Xác định độ lớn tương đối tiêu lượng hoá 66 5.4.2 Xác định độ lớn tương đối tiêu khơng lượng hố 67 5.4.3 Xác định giá trị hữu ích tương đối phương án thi công 68 5.5 Bước 4: Phân tích độ nhạy 69 CHƢƠNG THÍ DỤ ÁP DỤNG .70 6.1 Giới thiệu cơng trình 70 6.2 Đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế 71 6.2.1 Tóm tắt giải pháp thiết kế cơng trình 71 6.2.2 Đánh giá giải pháp thiết kế tư vấn thiết kế 74 6.2.3 Đánh giá giải pháp thiết kế đề tài 76 6.2.4 Phân tích so sánh hai phương pháp đánh giá 89 6.3 Đánh giá đa tiêu giải pháp thi công 89 6.3.1 Tóm tắt giải pháp thi cơng 89 6.3.2 Đánh giá giải pháp thi công 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Mức độ ảnh hưởng việc định giai đoạn tới chất lượng chi phí dự án Hình 3-1: Khái niệm hữu ích tối ưu 17 Hình 3-2: Mơ hình đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi công cho cơng trình cầu bê tơng cơng trình giao thơng 20 Hình 3-3: Mơ hình chung đề xuất cho phần mềm 30 Hình 4-1: Cây phân tích tiêu đặc trưng điển hình cho cơng trình cầu 44 Hình 4-2: Xác định tầm quan trọng tương đối tiêu mức y 51 Hình 5-1: Cây phân tích tiêu điển hình cho giải pháp thi cơng cầu 63 Hình 6-1: Các phương án tuyến 71 Hình 6-2: Phương án cầu dầm hộp đúc hẫng cân 72 Hình 6-3: Phương án cầu vịm ống thép nhồi bê tơng 73 Hình 6-4: Phương án cầu treo dây võng 74 Hình 6-5: Cây phân tích tiêu đánh giá giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu Lại Xn 78 Hình 6-6: Nhập cấu trúc xác định tiêu đánh giá vào máy 81 Hình 6-7:Thí dụ so sánh cặp xác định tầm quan trọng tiêu (mức 1) 81 Hình 6-8: Thí dụ kết xác định tầm quan trọng tiêu (mức 1) 82 Hình 6-9: Xác định độ lớn tương đối tiêu lượng hóa 83 Hình 6-10: Xác định độ lớn tương đối tiêu khơng lượng hóa 84 Hình 6-11: Giá trị hữu ích tương đối cơng trình theo phương án 84 Hình 6-12: Giá trị hữu ích chi phí ứng với phương án 86 Hình 6-13: Các hình thức phân tích độ nhạy khác 87 Hình 6-14: Phân tích độ nhạy xét hai tiêu quan trọng 87 Hình 6-15: Phân tích độ nhạy thay đổi tầm quan trọng tiêu 88 Hình 6-16: Phân tích độ nhạy trường hợp xảy rủi ro 88 Hình 6-17: Thi công mố cầu 90 Hình 6-18: Thi cơng trụ cầu 91 Hình 6-19: Thi cơng nhịp cầu 92 Hình 6-20: Phương án thi công kết cấu nhịp 93 Hình 6-21: Cây phân tích tiêu đánh giá giải pháp thi công cầu Lại Xuân 94 vấn đề quan trọng nói trên, nhà thầu quan tâm tới tiêu khác nhƣ mức độ an tồn thi cơng, mơi trƣờng làm việc, tác động tiêu cực mơi trƣờng vv Vì vậy, việc đánh giá đa tiêu giải pháp thi cơng cơng trình cầu nói chung cầu bê tơng nói riêng vấn đề quan trọng Cùng với việc ô nhiễm môi trƣờng ngày tăng khí hậu biến đổi ngày nhanh, khó tiên liệu, việc đầu tƣ xây dựng cơng trình nói chung cơng trình cầu bê tơng nói riêng đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững vấn đề quan trọng Vì vậy, đánh giá giải pháp thiết kế thi công cơng trình cầu, cần đặc biệt quan tâm tới yếu tố liên quan tới phát triển bền vững 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Mặc dù việc đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tơng có tầm quan trọng lớn nhƣ trình bày trên, chƣa có phƣơng pháp cụ thể qui trình thoả đáng đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng Đã có nhiều hƣớng nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp khác nhằm giải vấn đề đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cho cơng trình xây dựng Tuy nhiên, hầu hết phƣơng pháp có nhƣợc điểm riêng sở lý thuyết, khả ứng dụng phƣơng pháp này, thiên định hƣớng thuật toán, thiên định hƣớng trình định, khơng có cấu trúc (nonstructured), có cấu trúc nhƣng rối rắm hầu nhƣ tất phƣơng pháp không xây dựng đƣợc tiêu lựa chọn đắn chứng minh đƣợc tốn học Vì vậy, việc nghiên cứu chun sâu đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi công nhằm lựa chọn giải pháp tốt cho cơng trình cầu bê tơng đáp ứng u cầu phát triển bền vững yêu cầu cần thiết cấp bách CHƢƠNG MÔ HÌNH TỐN HỌC, CÁC ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC U CẦU CỦA ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 2.1 MÔ HÌNH TỐN HỌC CỦA ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG Ta có tập n phƣơng án thiết kế thi công: A  A1, A2, , Ai , , An (2-1) ngƣời thiết kế đề xuất cho cơng trình cầu bê tơng Mỗi phƣơng án Ai đƣợc đặc trƣng tập tiêu Qi chi phí Ci để đạt đƣợc tập tiêu Qi Nhƣ tập phƣơng án thiết kế A đƣợc mơ tả dƣói dạng: A= (Q1, C1), (Q2, C2), , (Qi, Ci), , (Qn, Cn) (2-2) Gọi tập m tiêu đặc trƣng cho phƣơng án là: q = (q1, q2,…qj,…qm) (2-3) qij tiêu qj tƣơng ứng với phƣơng án Ai, ta có ma trận tiêu Q đặc trƣng cho n phƣơng án: Q  q11 q21 qi1 qn1 q12 q22 qi qn q1 j q2 j qij qnj q1m q2m qim qnm (2-4) Vấn đề đặt làm để nhận biết loại bỏ phƣơng án thiết kế thi công chấp nhận đƣợc lựa chọn phƣơng án thiết kế thi công tốt số phƣơng án chấp nhận sở đánh giá ma trận tiêu Q mối quan hệ với véc tơ chi phí: C={ C1,C2, ,Ci, Cn} (2-15) 2.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA VIỆC ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Có thể rút đặc điểm việc đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi công cơng trình cầu bê tơng nhƣ sau: 1) Đây tốn định đa thuộc tính mờ 2) Có chứa thơng tin khơng lƣợng hố đƣợc 3) Ý nghĩa mờ, không rõ ràng 4) Các đơn vị đo thuộc tính khơng đồng 5) Các thuộc tính khơng thể so sánh đƣợc với 6) Các thơng tin khơng đầy đủ khơng hồn tồn xác 7) Có thể có thơng tin khơng thể thu thập đƣợc 8) Có mâu thuẫn thuộc tính 9) Phải nhận biết loại bỏ lựa chọn hay phƣơng án chấp nhận đƣợc 10) Là kiểu đánh giá loại trừ lẫn (Mutually Exclusive Appraisal) 11) Sự tham gia công chúng can thiệp nhà trị 12) Việc định đƣợc thực nhóm ngƣời khơng phải cá nhân 2.3 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 1) Phải thiết lập đƣợc tiêu đắn để lựa chọn phƣơng án thiết kế tốt 2) Có khả xử lý tiêu mờ cách rõ ràng thoả đáng 3) Phải dựa định hƣớng thuật toán 4) Phải dựa định hƣớng q trình định 5) Phải có khả xử lý ý kiến, đánh giá ngƣời định cách rõ ràng hợp lý 6) Phải có khả xử lý mâu thuẫn ngƣời định 7) Phải bảo đảm tham gia công chúng CHƢƠNG XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 3.1 XÁC LẬP CHỈ TIÊU LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỐI ƢU VỀ MẶT LÝ THUYẾT Giả thiết rằng, hữu ích cơng trình hay phƣơng án thi cơng đo đƣợc tiền, gọi chung giá trị hữu ích Gọi hàm mơ tả quan hệ chi phí hữu ích C= G(Q) hàm mô tả quan hệ giá trị hữu ích hữu ích Vq= H(Q) Về mặt tốn học, ta có hữu ích tối ƣu giải phƣơng trình sau: [G(Q)]'  [ H (Q)]' (3-1) Phƣơng án thiết kế thi công tối ƣu hiển nhiên phƣơng án mang lại hữu ích tối ƣu hay nói cách khác hữu ích tối ƣu tiêu lựa chọn phƣơng án thiết kế thi công tối ƣu 3.2 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG CHO CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Từ tất phân tích trên, đề tài đề xuất mơ hình để đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi công cơng trình cầu bê tong Trong mơ hình đƣợc đề xuất, phƣơng pháp tốn học đóng vai trị xƣơng sống cho trình định Chúng cơng cụ để lƣợng hố qui đổi thuộc tính nhằm biến thuộc tính trở thành “đồng nhất”, so sánh với đƣợc Có thể thấy rằng, mơ hình đánh giá lựa chọn đƣợc đề xuất bao gồm hai phần: phần “cứng” phƣơng pháp toán học lƣợng hoá qui đổi thuộc tính giải pháp thiết kế thi cơng phần “mềm” bao gồm ngƣời định, cơng chúng nhóm chun gia xây dựng mơ hình tốn học, thu thập, xử lý, phân tích số liệu định trung gian nhƣ định cuối (nếu cần) Phần cứng không thay đổi cịn phần mềm thay đổi phụ thuộc vào cơng trình 3.3 THIẾT LẬP PHẦN CỨNG Phần cứng phƣơng pháp toán học lƣợng hoá qui đổi tiêu phục vụ cho việc đánh giá lựa chọn phƣơng án thiết kế thi cơng tốt Qua nghiên cứu phân tích phƣơng pháp sở lý luận trình bày trên, đề tài lựa chọn sử dụng phối hợp phƣơng pháp Conjunctive phƣơng pháp trình cấu trúc phân tích (AHP) để đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi cơng cho cơng trình cầu bê tơng 3.3.1 Phƣơng pháp Conjunctive Phƣơng pháp Conjunctive không cho phép lựa chọn đƣợc phƣơng án thiết kế thi công tốt nhƣng cho phép nhận biết loại bỏ phƣơng án không chấp nhận đƣợc, đáp ứng đòi hỏi bắt buộc việc đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế thi công cho cơng trình cầu bê tơng 3.3.2 Phƣơng pháp AHP Để giải toán định đa thuộc tính mờ đánh giá lựa chọn giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình cầu bê tơng nhƣ nói trên, ngƣời định phải đƣa tỷ số a ij cho so sánh cặp tầm quan trọng tiêu mơ tả thuộc tính q j , j  1,2, , m tỷ số rikj cho so sánh cặp giá trị hữu ích tƣơng đối phƣơng án thiết kế A1, A2,…,An theo tiêu mô tả thuộc tính Vì vậy, dễ dàng thấy rằng, ta có (m+1) ma trận so sánh cặp (là ma trận dƣơng) với m số lƣợng tiêu Thực so sánh cặp tiêu q j , j  1,2, , m ta có ma trận A: A  a ij (3-2) a ij tầm quan trọng tƣơng đối tiêu qi so với tiêu qj (i & j  1,2, , m) ngƣời định đánh giá Các giá trị a ij đƣợc lấy từ tập thang điểm số thực thể mức độ quan trọng khác Gọi tầm quan trọng tiêu i j wi wj, ta có aij =wi/wj hay: A  a ij w wi wi  (3-3) w1 , w2 , , wm  Gọi giá trị hữu ích tổng hợp phƣơng án Ai U i , i =1,n, ta có Ui đƣợc xác định công thức sau: m Ui  w r j ij j 1 (-3-4) m w j j 1 Hiện có phƣơng pháp xác định vector w ma trận R phƣơng pháp Saaty (còn gọi phƣơng pháp Vector giá trị riêng) đựơc sử dụng nhiều Phƣơng pháp Vector riêng Theo cách tiếp cận Saaty, trị số so sánh cặp số thực Mỗi ma trận so sánh cặp đƣợc giải cách xác định Vector riêng nhƣ trị số tầm quan trọng độ lớn tƣơng đối tiêu theo phƣơng án số thực Nhân ma trận A với w  w1 , w2 , , wm  T Aw  \ hay Ta thấy vector w  wi  wT wj ta có:  mw A  mI w  w1 , w2 , , wm  (3-5) (3-6) vector riêng ma trận A Gọi A’ ma trận có đƣợc từ đánh giá ngƣời định, ta có vector w' ứng với A’ A' w'  max w' (3-7) max is giá trị riêng lớn ma trận A’ Ta dễ dàng có đƣợc vector w' cách giải phƣơng trình (3-13) Sự quán đánh giá ngƣời định đƣợc coi bảo đảm (nghĩa thoả mãn Tiền đề 1) max  m Trái lại, max ≠ m, ngƣời định buộc phải xem xét lại điều chỉnh đánh giá để ma trận so sánh cặp bảo đảm tính quán cho phép Về thang điểm áp dụng cho việc so sánh cặp, Saaty đề xuất thang điểm từ – cho giá trị aij Việc so sánh cặp giá trị hữu ích phƣơng án theo tiêu đƣợc thực theo thang điểm 3.4 THIẾT LẬP PHẦN MỀM Phần mềm phƣơng pháp bao gồm ngƣời tham gia vào trình định phƣơng pháp định nhóm để đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng Đề tài giải vấn đề sau: 1) Đề xuất mơ hình chung cho phần mềm 2) Đề xuất ngƣời định 3) Đề xuất lãnh đạo trình lựa chọn đánh giá 3.5 LỰA CHỌN CÁC PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH NHÓM ĐỂ RA CÁC QUYẾT ĐỊNH TRUNG GIAN VÀ CUỐI CÙNG Trên sở đặc điểm vấn đề cần định nhóm đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng , đề tài kiến nghị sử dụng phƣơng pháp dƣới để định trung gian cuối cho trình đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tông tuỳ theo tầm quan trọng, mức độ phức tạp qui mơ cơng trình: Phƣơng pháp bầu cử Phƣơng pháp bỏ phiếu Phƣơng pháp thảo luận trực tiếp (Interacting Group Method) Phƣơng pháp Nominal Group Phƣơng pháp Delphi 10 CHƢƠNG TRÌNH TỰ ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG U CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế đƣợc thực chủ đầu tƣ giai đoạn nghiên cứu khả thi nhằm loại bỏ phƣơng án thiết kế chấp nhận lựa chọn phƣơng án tốt số phƣơng án chấp nhận Chƣơng trình bày trình tƣ đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng Trình tự đánh giá đƣợc trình bày cách ngắn với dẫn phƣơng pháp tính toán chi tiết theo bƣớc Mặc dù phần mềm Expert Choice thực tính tốn cách tự động nhƣng đề tài trình bày phƣơng pháp tính tốn chi tiết để áp dụng phƣơng pháp cách xác mềm dẻo Trình tự đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng đáp ứng u cầu phát triển bền vững đƣợc thực qua bƣớc sau đây: 4.1 BƢỚC 1: LỰA CHỌN NHỮNG NGƢỜI THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH RA QUYẾT ĐỊNH Lựa chọn ngƣời tham gia vào trình định bƣớc bƣớc quan trọng đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng Việc lựa chọn bao gồm: 1) Số lƣợng 2) Phẩm chất 3) Cơ cấu chuyên môn 4.2 BƢỚC 2: THIẾT LẬP CÂY CẤU TRÚC PHÂN TÍCH VÀ LOẠI BỎ CÁC PHƢƠNG ÁN KHƠNG THỂ CHẤP NHẬN Thiết lập phân tích nhằm xác định ma trận tiêu đánh giá: ‖ ‖ (4-1) 11 Gọi ngƣỡng chấp nhận đƣợc tiêu nhóm một, nhóm hai chi phí lần lƣợt [qjI], [qjII], [C] Áp dụng phƣơng pháp Conjunctive cải tiến ta có phƣơng án Ai phƣơng án chấp nhận đƣợc thoả mãn điều kiện sau:      qijI  q Ij  II II qij  q j  C  C   i (4-2) Các giá trị [qjI], [qjII], [C] đƣợc xác định ngƣời định nhóm chuyên gia vào luật lệ, quy định, quy phạm hành Nhà nƣớc điều kiện cụ thể công trình Đối với tiêu liên quan tới mục đích xây dựng cơng trình ngƣỡng chấp nhận đƣợc đƣợc xác định phƣơng pháp định nhóm Nếu tất phƣơng án khơng thể chấp nhận đƣợc việc phải thiết kế lại cơng trình bắt buộc 4.3 BƢỚC 3: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ HỮU ÍCH THIẾT KẾ CHO CƠNG TRÌNH CỦA MỖI PHƢƠNG ÁN Giá trị hữu ích tƣơng đối cơng trình theo phƣơng án đƣợc xác định cách nhân ma trận độ lớn tƣơng đối tiêu theo phƣơng án, R, với véctơ chuyển vị véctơ tầm quan trọng tƣơng đối tiêu, WT Gọi véctơ giá trị hữu ích cơng trình theo phƣơng án UQ, ta có:  U Q  R.W T  U1Q , U 2Q , , U iQ , , U nQ  (4-3) m U   rij w j Q i 11 i=1-n 4.4 BƢỚC 4: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ HỮU ÍCH CỦA CHI PHÍ ỨNG VỚI MỖI PHƢƠNG ÁN Do giá trị thời gian tiền tệ, thời gian xây dựng khai thác cơng trình dài, chi phí lại đƣợc bỏ khác theo thời gian nên cần phải quy đổi chi phí phƣơng án thời điểm cho chúng so sánh đƣợc với Về nguyên tắc qui đổi chuỗi tiền tệ phƣơng án thời điểm để so sánh nhƣng ngƣời ta thƣờng dùng thời điểm làm mốc để quy đổi Sau 12 quy đổi chi phí phƣơng án thời điểm tại, ta dễ dàng xác định đƣợc véctơ giá trị hữu ích tƣơng đối chúng, Uc, nhƣ sau: Uc = { U1C , U C2 , , U iC , U Cn } U iC  (4-4) Ci N C t 1 i 4.5 BƢỚC 5: XÁC ĐỊNH PHƢƠNG ÁN TỐT NHẤT Phƣơng án tốt đƣợc xác định thơng qua việc phân tích [Gia số gía trị hữu ích cơng trình ] / [Gia số giá trị hữu ích chi phí] cho phƣơng án Khi có hai hay nhiều hai phƣơng án tốt ngang nhau, nghĩa [Gia số giá trị hữu ích cơng trình] / [Gia số giá trị hữu ích chi phí] chúng xấp xỉ 1, ta phân tích độ nhạy phƣơng án để xác định phƣơng án tốt 4.6 BƢỚC 6: PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY Việc phân tích độ nhạy nhằm xác định phƣơng án tốt có hai hay nhiều hai phƣơng án tốt ngang nhau, nghĩa [Gia số giá trị hữu ích cơng trình] / [Gia số giá trị hữu ích chi phí] chúng xấp xỉ Ngồi ra, ngƣời ta phân tích độ nhạy để xem phƣơng án tốt “phản ứng” nhƣ trƣớc thay đổi để “làm tốt hơn” phƣơng án đƣợc lựa chọn Các kịch thƣờng đƣợc sử dụng để phân tích độ nhạy đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tông bao gồm: - Thay đổi tầm quan trọng tiêu - Đánh giá xét tiêu quan trọng - Đánh giá trƣờng hợp rủi ro, bất lợi nhƣ có động đất, bão lớn vv 13 CHƢƠNG TRÌNH TỰ ĐÁNH GIÁ ĐA CHỈ TIÊU CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU BÊ TƠNG ĐÁP ỨNG U CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Đánh giá đa tiêu giải pháp thi công đƣợc thực nhà thầu giai đoạn thi công xây dựng nhằm đánh giá tính khả thi phƣơng án thi cơng lựa chọn phƣơng án tốt số phƣơng án khả thi Chƣơng trình bày trình tự đánh giá đa tiêu giải pháp thi công cho cơng trình cầu bê tơng đáp ứng u cầu phát triển bền vững Tƣơng tự nhƣ “Trình tự đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế”, trình tự đánh giá đa tiêu giải pháp thi công đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững đƣợc trình bày cách ngắn với dẫn phƣơng pháp tính tốn chi tiết theo bƣớc Equation Chapter (Next) Section 5.1 BƢỚC 1: LỰA CHỌN NHỮNG NGƢỜI THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH RA QUYẾT ĐỊNH Lựa chọn ngƣời tham gia vào trình định bƣớc bƣớc quan trọng đánh giá đa tiêu giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tông Việc lựa chọn bao gồm: 1) Số lƣợng 2) Phẩm chất 3) Cơ cấu chuyên môn 5.2 BƢỚC 2: THIẾT LẬP CÂY CẤU TRÚC PHÂN TÍCH VÀ LOẠI BỎ CÁC PHƢƠNG ÁN KHÔNG THỂ CHẤP NHẬN Thiết lập phân tích nhằm xác định ma trận tiêu đánh giá: ‖ ‖ (5-1) Gọi ngƣỡng chấp nhận đƣợc tiêu nhóm một, nhóm hai nhóm ba lần lƣợt [qjI], [qjII] Gọi [qjIII] giá trị tối ƣu tiêu nhóm thứ ba, δ khoảng xe dịch cho phép tiêu nhóm thứ Ta có, phƣơng án Ai phƣơng án chấp nhận đƣợc thoả mãn điều kiện sau: 14      qijI  q Ij  qijII  q IIj  q III  ( q III   )  ( q III   ) j j  ij  (5-2)  Các giá trị [qjI], [qjII], [qjIII] δ đƣợc xác định ngƣời định vào luật lệ, quy định, quy phạm hành Nhà nƣớc, hồ sơ mời thầu, hợp đồng xây dựng điều kiện cụ thể cơng trình Nếu tất phƣơng án khơng thể chấp nhận đƣợc việc phải thiết kế lại giải pháp thi cơng lại cơng trình bắt buộc 5.3 BƢỚC 3: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ HỮU ÍCH CỦA CÁC PHƢƠNG ÁN THI CÔNG – XÁC ĐỊNH PHƢƠNG ÁN THI CƠNG TỐT NHẤT Giá trị hữu ích tƣơng đối phƣơng án đƣợc xác định cách nhân ma trận độ lớn tƣơng đối tiêu theo phƣơng án, R, với véctơ chuyển vị véctơ tầm quan trọng tƣơng đối tiêu, WT Gọi véctơ giá trị hữu ích phƣơng án UQ, ta có:  U Q  R.W T  U1Q , U 2Q , , U iQ , , U nQ  (5-3) m U   rij w j Q i 11 i=1-n Phƣơng án thi cơng tốt phƣơng án có giá trị hữu ích UQ lớn 5.4 BƢỚC 4: PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY Các kịch thƣờng đƣợc sử dụng để phân tích độ nhạy đánh giá đa tiêu giải pháp thi cơng cho cơng trình cầu bê tông bao gồm: - Thay đổi tầm quan trọng tiêu - Đánh giá xét tiêu quan trọng - Đánh giá trƣờng hợp rủi ro, bất lợi nhƣ có động đất, bão lớn vv 15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài xây dựng phƣơng pháp luận đánh giá toàn diện giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng Phƣơng pháp đánh giá lựa chọn tổ hợp phƣơng pháp lƣợng hoá phƣơng pháp định nhóm phƣơng pháp lƣợng hố giữ vai trị xƣơng sống cho q trình đánh giá bảo đảm cho phƣơng pháp có cấu trúc hay có thủ tục đánh gía rõ ràng Các phƣơng pháp định nhóm đƣợc sử dụng để định trung gian tiêu mờ định cuối việc phân tích độ nhạy cần thiết Có thể thấy rõ rằng, phƣơng pháp vừa có tính định hƣớng thuật tốn, vừa có tính định hƣớng q trình định Nó giúp cho ngƣời định hiểu vấn đề tốt để định tốt thông qua giúp họ tổ chức suy nghĩ cách hệ thống, lƣợng hoá tiêu mờ tổng hợp tiêu khác thành tiêu so sánh đƣợc với chi phí Phƣơng pháp đƣợc xây dựng sở toán học chặt chẽ phƣơng pháp định nhóm tiên tiến Nó bảo đảm vừa có cấu trúc (nghĩa có thủ tục đánh giá rõ ràng), vừa mềm dẻo để áp dụng cho cơng trình nơi Đề tài kiến nghị áp dụng rộng rãi phƣơng pháp đánh giá lựa chọn giải pháp thiết kế cho cơng trình cầu bê tơng tiếp tục xây dựng qui trình áp dụng phƣơng pháp luận xây dựng để đánh giá lựa chọn giải pháp thiết kế cho loại hình cơng trình khác./ 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Trọng Cầu (2003) - Đánh giá lựa chon giải pháp thiết ké cho cơng trình cầu bê tơng Tạp chí Cầu Đường Việt nam số 1+ – 2003 [2] Bùi Trọng Cầu (2003) - Đánh giá lựa chon giải pháp thiết kế tốt cho cầu Mê – kông Cămpuchia Tạp chí Cầu Đường Việt nam số – 2003 [3] Bùi Trọng Cầu, Masahiko Kunishima (2007) – Đánh giá giải pháp thiết kế xây dựng NXB Xây dựng [4] Cau B.T., Ozawa K., Kunishima M., - A Decision – Making Method on Design Alternatives for Construction Projects Proceedings of JSCE’s Conference, Vol 8, Tokyo 2000 [5] Cau B.T (1997) – Scheduling for Construction Projects under Uncertainty Gesellschaft für Mathematik, Ökonomie und Operations Research (GMÖOR), Symposium on Operations Research, Sep ’97, Jena, Germany [6] Cau B.T (1997) – An Application of Fuzzy Set Theory to Comprehensive Appraisal of New Technologies ALT-Conference of Learning Technology, Sep.’97, Telford, Shhropshire, U.K [7] Hendrickson C., Au T (1989) – Project Management for Construction: Fundamental Concepts for Owners, Engineers, Architects, and Builders Prentice Hall, Inc New Jersey [8] Juran J.M (1988) – Juran’s Quality Control Handbook, 4th ed., McGraw- Hill, Inc., N.Y [9] Macedo M.C, Dobrow P.V., O’Rourke J.J (1978) – Value Management for Construction John Wiley & Sons, Inc., N.Y [10] Spagon P.D (1981) – Group Decision-Making in the Public Sector: A Process Approach to Conflict Resolution Ph.D Dissertation, Stanford University [11] Zimmermann H.J (1985) – Fuzzy Set Theory and Its Applications Kluwer, Nijhoff Publishing, Boston [12] Negi D.S (1989) – Fuzzy Analysis and Optimization Ph.D Thesis, Department of Industrial Engineering, Kansas State University 17 [13] Bellman R., Zadeh L.A (1970) – Decision Making in a Fuzzy Environment Management Science, Vol 17B, No.4 [14] Yager R.R (1987) – Fuzzy Decision Making Including Unequal Objectives Fuzzy Sets and Systems No Jan 1987 [15] Hwang C.L., Chen S.J (1992) – Fuzzy Multiple Attribute Decision- Making Spinger-Verlag, Berlin [16] Saaty T.L (1999) – Decision Making for Leaders, 3rd ed., RWS Publications, University of Pittsburgh [17] Saaty T.L., (1990) – Multi-criteria Decision Making: The Analytic Hierarchy Process, 2nd ed., RWS Publications, University of Pittsburgh [18] Saaty T.L., Vargas L.G (1987) – Uncertainty and Rank Order in the Analytic Hierarchy Process, European Journal of Operational Research Vol 32 [19] Saaty T.L (1987) – Risk: Its Priority and Probability, The Analytic Hierarchy Process Risk Analysis, Vol 7, No [20] Thrierauf R.J (1989) – Group Decision Support Systems for Effective Decision Making Quorum Books, N.Y., Westport, London [21] Tung X Bui (1987) – Co-oP, A Group Decision Support System for Cooperative Multiple Criteria Group Decision Making Spinger-Verlag, Berlin 18