Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu lựa chọn hợp lý các thông số kỹ thuật cơ bản của tuyến đường sắt cao tốc và áp dụng cho tuyến đường sắt Hà Nội – Vinh

1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn hợp lý thông số kỹ thuật tuyến đường sắ cao tốc áp dụng cho tuyến đường sắt Hà Nội – Vinh” -Mỗi tổ hợp TSKTCB tuyến ĐSCT tương ứng với sơ đồ lực vận chuyển hiệu kinh tế - xã hội định -Bài tốn lựa chọn tổ hợp thơng số tuyến đường sắt cao tốc toán phức tạp, phụ thuộc nhiều yếu tố Nếu sử dụng phương pháp truyền thống cần nhiều thời gian kinh phí để khảo sát số liệu, tính tốn, so sánh cho độ hợp lý, tối ưu với thông số, việc hợp lý cho tổ hợp gặp nhiều khó khăn Mục đích nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu, đề xuất phương pháp nhanh lựa chọn hợp lý TSKTCB ĐSCT điều kiện Việt Nam chưa có ĐSCT Đối tượng: Các thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc phương pháp tìm chúng Phạm vi nghiên cứu: Xác định TSKTCB hình học đảm bảo lực chuyên chở tuyến ĐSCT Phương pháp nghiên cứu: Phân tích cách có hệ thống yếu tố ảnh hưởng đến trình lựa chọn TSKTCB sử dụng lý thuyết xác suất thống kê, phương pháp phương pháp chuyên gia tối ưu định để xác định tổ hợp TSKTCB hợp lý So sánh với tập hợp dùng nghiên ứu khả thi ĐSCT Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Góp phần làm sáng tỏ sở lý luận thông số đường sắt cao tốc, ảnh hưởng thông số đến kinh tế, xã hội, môi trường yêu cầu kỹ thuật khai thác đường sắt cao tốc - Cách lựa chọn nhanh thông số kỹ thuật hợp lý đường sắt cao tốc điều kiện Việt Nam chưa có đường sắt cao tốc để xem xét chủ trương xây dựng, lập nhiệm vụ nghiên cứu khả thi dự án xây dựng tuyến đường sắt cao tốc Việt Nam Kết cấu luận án: Mở đầu: Trình bày lý cần nghiên cứu chọn TSKTCB Chương1 Tổng quan lựa chọn thông số kĩ thuật tuyến đường sắt cao tốc Chương2: Phương pháp phân tích đa tiêu lựa chọn thông số kĩ thuật tuyến đường sắt cao tốc 2 Chương3: Lựa chọn Thơng só kĩ thuật tuyến đường sắt cao tốc Hà Nội – Vinh Kết luận: Trình bầy kết luận kết nghiên cứu kiến nghị hướng nghiên cứu CHƯƠNG Tổng quan lựa chọn thong số kỹ thuật đường sắt cao tốc 1.1 Thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc 1.1.1 Giới thiệu TSKTCB đường săt cao tốc nước 1.1.2 Đối với Việt Nam Tiêu chuẩn ngành 22TCN362-07 đề cập: - Tốc độ thiết kế: Vmax ≤ 350km/h;Bán kính đường cong nằm; Điều kiện bình thường: Rmin ≥ 5000m; Điều kiện khó khăn: cho phép điều chỉnh theo tốc độ; Độ dốc dọc tối đa; Điều kiện bình thường: Imax ≤ 25‰; Điều kiện khó khăn: Imax ≤ 30‰; Kích thước đường; Khoảng cách tim đường: D ≤ 5m 1.1.3 TSKTCB tuyến ĐSCT Tốc độ thiết kế (Vtk): Có dải tốc độ 200km/h - 250km/h; 250km/h -300km/h 300km/h - 350km/h Số đường tuyến (n): Cần thiết kế đường đơi chiều ĐSCT có mật độ chạy tầu lớn, cự ly chạy tầu dài, khả điều chỉnh vận tải lớn Vậy n ≥ Khoảng cách tối thiểu tim tuyến (D): Là khoảng cách ngắn tim tuyến chiều tim tuyến chiều khu gian Nó quy định theo vân tốc thiết kế: Tốc độ thiết kế (km/h) 200 250 300 350 Dmin (m) 4,4 4,6 4,8 5,0 Bán kính đường cong tròn tối thiểu (Rmin): Đây TSKTCB chủ yếu tuyến đường sắt Nó liên quan với phương thức tổ chức chạy tầu, với tốc độ thiế kế, với độ thích nghi hành khách, với độ ổn định chạy tầu Độ dốc tối đa (12-25%o): Độ dốc tối đa tuyến khu gian phụ thuộc loại cơng nghệ đồn tầu tình hình địa hình cao thấp kiểm tốn sức kéo đồn tầu chạy vượt dốc tối đa Đường sắt chuyên chạy tầu khách sử dụng nhóm toa nhẹ, động lại có cơng suất lớn, tính kéo hãm tốt nên thích ứng với việc vận hành độ dốc lớn 3 Chiều dài sử dụng đường đón gửi tầu ga không nhỏ 480m Các nghiên cứu Đức, pháp, Nhật chiều dài sử dụng đường đón gửi ngồi việc phù hợp chiều dài đồn tầu phải xét tới chiều dài an tồn Thơng thường số toa xe nhiều đoàn tầu 16, chiều dài đồn tầu lấy tròn 420m, lượng dự trữ dừng tầu phía 30m, chiều dài dừng tầu có hiệu đường đón gửi 480m 1.2 Sự cần thiết phải lựa chọn hợp lý thông số kỹ thuật tuyến ĐSCT - Mỗi TSKTCB có miền giá trị giới hạn cận cận xác định theo quy định, tiêu chuẩn kỹ thuật kết nghiên cứu từ thực nghiệm tuyến ĐSCT - Giá trị hợp lý TSKTCB giá trị nằm miền xác định thỏa mãn tốt mục tiêu lực khai thác hiệu kinh tế - xã hội, môi trường tuyến đường 1.3 Lựa chọn thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc 1.3.1 Phương pháp lựa chọn riêng biệt thông số kỹ thuật Bằng cách tìm nhân tố ảnh hưởng đến TSKTCB từ đề miền xác định thơng số cách xây dựng công thức định lượng để xác định giá trị hợp lý miền xác định 1.3.1.1 Chọn tốc độ mục tiêu Nó phụ thuộc nhân tố tầm quan trọng tuyến đường, quan hệ tốc độ giá thành, quan hệ tốc độ tiêu hao lượng, ảnh hưởng tốc độ đến lực cạnh tranh với phương tiện giao thông khác, ảnh hưởng tốc độ đến môi trường 1.3.1.2 Chọn bán kính đường cong tròn tối thiểu (Rmin) Bán kính đường cong tròn phụ thuộc yếu tố là: an tồn chuyển động đồn tầu, tính kinh tế độ thích nghi hành khách tầu 1.3.1.3 Chọn độ dốc tối đa tuyến 1.3.1.4 Chọn khoảng cách hai tim tuyến 1.3.2 Phân tích đánh giá phương pháp truyền thống lựa chọn tổ hợp thông số kỹ thuật yếu tố tuyến đường Mỗi tổ hợp thông số kỹ thuật tương ứng với sơ đồ lực vân chuyển hiệu kinh tế tuyến Bài toán lựa chọn tập hợp TSKTCB tuyến đường sắt theo phương pháp truyền thống giải với điều kiện đáp ứng yêu cầu chi phí dẫn xuất nhỏ đông thời thỏa mãn ràng buộc kỹ thuật 1.3.3 Phân tích cơng trinh nghiên cứu nước liên quan đến chọn thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc Việt Nam đến nghiên cứu khả thi Hàn Quốc: ĐSCT Hà Nội - Vinh, Thành phố HCM - Nha Trang báo cáo Nhật: Hà Nội – Thành phố Hồ chí Minh có nghiên cứu số phương án thiết kế, có xác định TSKTCB 1.3.4 Những tồn việc tìm thông số kỹ thuật theo phương pháp truyền thống - Do phương pháp truyền thống xét đến tiêu kinh tế, khơng xét cách tồn diện tiêu xã hội, môi trường không định lượng ảnh hưởng tiêu đến tuyến ĐSCT - Phải thiết kế tuyến để có khối lượng tính tốn lớn - Thời gian tính tốn nhiều cần nhiều thơng tin rõ ràng tính tốn hàm số Kdx Mà thực tế phải qua nhiều bước thiết kế biết - Số lượng phương án đưa vào tính tốn so sánh bị hạn chế, khơng phản án đầy đủ quan hệ phụ thuộc tiêu định lượng tiêu không định lượng - Riêng Việt Nam chưa có nghiên cứu về TSKTCB tuyến ĐSCT 1.4 Mục tiêu luận án - Phân tích, xác định TSKTCB tuyến ĐSCT xây dựng mơ hình toán lựa chọn TSKTCB TĐSCT thỏa mãn điều kiện kỹ thuật, kinh tế, xã hội, môi trường với liệu mờ - Tìm phương pháp chọn nhanh tổ hợp TSKTC tuyến ĐSCT có xét đến tiêu định lượng tiêu chưa định lượng được, tiêu không đơn vị đo giảm thiểu thời gian khối lượng tính toán để xác định sơ phương án trước thực việc nghiên cứu khả thi tuyến ĐSCT - Áp dụng lý thuyết cho tuyến ĐSCT Hà Nội – Vinh CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA CHỈ TIÊU ĐỂ LỰA CHỌN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC 2.1 Giới thiệu phương pháp phân tích đa tiêu 2.1.1 Phân tích đa tiêu Phương pháp phân tích đa tiêu ( MCA) phép phân tích tổ hợp tiêu khác kết cuối Các ứng dụng MCA chủ yếu đánh giá tác động trình MCA áp dụng cho trường hợp có nhiều tiêu có mức độ quan trọng khác cần lựa chọn để thỏa mãn đồng thời u cầu Các mơ hình hay phương pháp tốn học đóng vai trò cốt lõi q trình đánh giá Chúng cơng cụ để quy đổi tiêu đánh giá nhằm biến tiêu trở thành “đồng nhất”, so sánh với 2.1.3 Các mơ hình tốn học hỗ trợ phương pháp phân tích đa tiêu: Hiện có phương pháp tóan học hỗ trợ MCA Để lựa chọn phương án phù hợp tốt giải tóan dùng phương pháp AHP Cojunctive 2.1.3.1 Phương pháp AHP * Cơ sở toán học phương pháp AHP: Để giải toán RQQĐ đa thuộc tính mờ lựa chọn phương án, người định phải đưa tỷ số aij cho so sánh cặp tầm quan trọng tiêu mơ tả thuộc tính qj, j = 1,2,…,m tỷ số rij cho so sánh cặp độ lớn tương đối tiêu qj ứng với giải pháp thiết kế A1, A2, …, An theo tiêu mô tả thuộc tính Thực so sánh cặp tiêu qj, j = 1, 2, …, m ta có ma trận A (m x m): A = q1 q2 … qn q1 a 11 a 12 … a 1m q2 a 21 a 22 … a 2m … qn (2-2) … a m1 a m2 … a mm Trong đó: aij tầm quan trọng tương đối tiêu q i so với tiêu qj (i j = 1,2,…, m) Các giá trị aij lấy từ tập thang điểm số thực thể mức độ quan trọng khác Gọi tầm quan trọng tiêu qi qj wi wj, ta có aij = wi/wj hay: A = a 11 a 12 … a 1m = w1/w1 w1/w2 … w1/wm (2- a 21 a 22 … a 2m w2/w1 w2/w2 … a m1 a m2 … … w2/wm 3) … a mm wm/w1 wm/w2 … wm/wm w = (w1, w2, …, wj, …wm) Thực so sánh cặp tương đối tiêu qj độ lớn ứng với phương án A1, A2,…., An Ta có rikj độ lớn tương đối tiêu qj ứng với phương án Ai qij so với (tức tiêu qj) ứng với phương án Ak qkj Rj = qj A1 A2 … An A1 r 11j r 12j … r 1nj A2 r 21j r 22j … r 2nj rn1j rn2j … rnnj (2-4) … An rj = (r1j, r 2j, …., rij, …., rnj) Tương tự trên, ta có rikj = rij/rkj với rij độ lớn tương đối tiêu qij ứng với phương án Ai, rkj độ lớn tương đối tiêu qj ứng với phương án Ak Ta có ma trận độ lớn tương đối tiêu sau: R = q1 q2 … qn A1 r 11 r 12 … r 1m A2 r 21 r 22 … r 2m … An (2-5) … r n1 r n2 … r nm Theo phương pháp véc-tơ riêng Saaty, trị số so sánh cặp số thực Mỗi ma trận so sánh cặp giải cách xác định véc-tơ riêng trị số tầm quan trọng độ lớn tương đối tiêu theo phương án số thực Ma trận so sánh cặp xác định tầm quan trọng tiêu A, ma trận thuận nghịc dương A a 11 a 12 … a 1m a 21 a 22 … a 2m = (2-6) … a m1 a m2 … Với a ij ≥ & a ij = 1/a ij; i, j (2-7) a ij = a ik / a jk (2-8) a ij = wi / wj Với aii = w  ( w1 , w2 , , wm )T ta có: Aw a mm (2-9) ln w1/w1 w1/w2 … w1/wm w2/w1 w2/w2 … w2/wm = Nhân w2 … wm/w2 Hay (A – mI) w = … trận A với w1 = x wm/w1 ma … wm/wm Mw (210) wm (2-11) Như vậy, véc-tơ w = (w1, w2,…,wm) véc-tơ riêng ma trận A Gọi A’ ma trận có từ đánh giá người định, ta xác định véc-tơ w' ứng với ma trận A’ cách giải phương trình sau đây: A'w' = λ max w' (2-12) λmax giá trị riêng lớn ma trận A’ Vectơ w' vectơ riêng ứng với giá trị riêng lớn (λmax) ma trận A’ Các vectơ rj = {r1j, r2j, …., rnj}, j = 1,m xác định tương tự xác định véc tơ w 8 Theo nguyên lý ma trận, quán đánh giá người định coi bảo đảm (nghĩa thỏa mãn Tiền đề 1) λmax = m Trái lại, λmax ≠ m, người định buộc phải xem xét lại điều chỉnh đánh giá để ma trận so sánh cặp bảo đảm tính quán cho phép Saaty đề xuất phương pháp sử dụng tỷ số quán CR để đánh giá tính quán cá ước lượng ma trận so sánh cặp sau: CI  m ; CI  max (2-13) CR  RI m 1 RI số quán xác định từ ma trận tùy ý với phần tử chọn ngẫu nhiên Bằng phương pháp mô phỏng, Saaty xác định bảng giá trị RI cho ma trận có cỡ khác nhau: Bảng 2-1 Bảng giá trị số quán RI S 10 RI 0,00 0,00 0,58 0,90 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45 1,49 Theo kinh nghiệm, CR nên nhỏ 0,05 với ma trận cỡ x3; nên nhỏ 0,09 với ma trận cỡ 4x4; nên nhỏ 0,1 với ma trận cỡ lớn Về thang điểm áp dụng cho việc so sánh cặp, Saaty đề xuất thang điểm từ – Việc so sánh cặp độ lớn tương đối tiêu theo giải pháp thiết kế thực theo thang điểm 2.1.4 Lựa chọn người tham gia vào trình đánh giá đa tiêu 2.1.4.1 Những người tham gia vào trình đánh giá định Số lượng cấu nghê nghiệp chuyên môn NNRQĐ MCA phụ thuộc vào nội dung phương án, vấn đề RQĐ 2.1.4.2 Lãnh đạo trình đánh giá Người lãnh đạo trình đánh giá phải đáp ứng yêu cầu chung NNRQĐ Ngồi ra, cần có khả tổ chức đạo, khả quản lý thủ tục tiến trình đánh giá phương án 2.1.4.3 Nhóm chun gia phân tích Nhóm chun gia phân tích có nhiệm vụ lập mơ hình tốn học, đề xuất phương pháp RQĐ nhóm, thực tính tốn phân tích số liệu nhằm cung cấp thơng tin cho NNRQĐ Nhóm chuyên gia có nhiệm vụ thu thập, xử lý liệu phối hợp hoạt động trình RQĐ 2.1.5 Các phương pháp định q trình đánh giá MCA Có nhiều PPRQĐ nhóm phương pháp bỏ phiếu, bầu cử, phương pháp thảo luận trực tiếp, Nominal Group, Delphi, v.v… 2.2 Quy trình đánh giá đa tiêu Quy trình bao gồm bước sau: Bước 1: Lựa chọn người tham gia vào trình RQĐ Bước 2: Xác định tiêu đánh giá thành lập phân tích - Loại bỏ giải pháp khơng thể chấp nhận Bước 3: Xác định tầm quan trọng tương đối tiêu Bước 4: Xác định độ lớn tiêu Bước 5: Xác định phương án tốt 2.2.1.Lựa chọn người tham gia vào trình định Việc lựa chọn số lượng, cấu chuyên môn người định cần nghiên cứu cẩn thận để giảm thời gian thảo luận 2.2.2 Xác định tiêu đánh giá thiết lập sơ đồ phân tích 2.2.2.1 Xác định tiêu đánh giá thiết lập sơ đồ phân tích Đây cơng việc khó khăn, phức tạp quan trọng để lựa chọn phương án phù hợp Khi đánh giá phương án công nghệ, kinh tế, xã hội, môi trường (tiêu chuẩn) Tiêu chuẩn lại phân liên tiếp thành nhiều tiêu chí Trong MCA, sơ đồ phân tích xây dựng phương pháp định nhóm Sau xây dựng xong sơ đồ phân tích tiêu, xác định véc tơ tiêu đánh giá phương án: q= (2-14) q1, q2, … qj,… qm Đó tiêu ứng với phần tử cuối nhánh sơ đồ phân tích Bước xác định giá trị tiêu cho phương án: Q = q11 q12 … q1j q21 q22 … q2j … … … … q1m q2m … … (2-15) 10 qi1 qi2 … qij … qim qn1 qn2 … qnj …… qnm Phương pháp xác định tiêu qij phụ thuộc vào đặc điểm điều kiện cụ thể vấn đề cần đánh giá Đối với tiêu lượng hóa ta xác định phương pháp truyền thống sẵn có Đối với tiêu khơng lượng hóa được, xác định cách mô tả lời dựa thang điểm thông qua PPRQĐ nhóm cần tài liệu mơ tả chúng để cung cấp cho NNRQĐ 2.2.2.2 Thiết lập phương án loại bỏ phương án chấp nhận Phương án khơng thể chấp nhận phương án có tiêu chấp nhận vi phạm quy chuẩn, tiêu chuẩn, quy định hành nhà nước không đáp ứng yêu cầu tiên đặt toán v.v… 2.2.3 Xác định tầm quan trọng tương đối tiêu Khi sơ đồ phân tích có nhiều hai mức, tầm quan trọng tương đối tiêu tham chiếu tới (respect to) mục tiêu chung xác định theo nguyên tắc sau: Xác định tầm quan trọng tương đối tham chiếu tới mục tiêu chung cho tất tiêu sơ đồ phân tích theo thứ tự từ xuống, tầm quan trọng tiêu gốc sơ đồ phân tích Nói cách khác, gọi gốc sơ đồ phân tích mức thứ nhất, việc tính toán thực cho tiêu từ mức thứ hai tới mức cuối Tầm quan trọng tương đối tiêu tham chiếu tới tiêu mẹ chúng xác định cách tổng hợp đánh giá chủ quan người định thông qua so sánh cặp tiêu Các tiêu mức y tiêu phân tách từ mức (y1) Trên hình 2-4, tiêu q(y-1), … q(y-j)… q(y-s)… mức y phân tách từ tiêu mẹ q(y – 1) – k)) mức (y-1) Vì thế, tầm quan trọng tương đối tiêu q(y-j) tham chiếu tới mục tiêu chung, ký hiệu w(y-j), xác định theo công thức: 11 w*(y – j) W(y-j) = x w ((y-1)-k); j = 1- s (2-16) Trong đó: w(y-j) tầm quan trọng tương đối tiêu q(y-j) tham chiếu tới tiêu mẹ q((y-1)-k); w((y-1)-k) tầm quan trọng tương đối tiêu mẹ q((y-1)-k) tham chiếu tới mục tiêu chung Vì việc tính tốn thực từ xuống dưới, nghĩa từ mức thứ hai tới mức cuối cùng, nên w((y-1) – k) đương nhiên xác định bước tính tốn trước w*(y-1) xác định thơng qua việc so sánh cặp đôi tiêu tham chiếu tới tiêu mẹ q((y-1)-k)) sở thang đánh giá điểm Saaty sau: Gọi aij tầm quan trọng tương đối tiêu q(y-i) so với tiêu q(y-j) tham chiếu tới tiêu mẹ q((y-1)-k), aij nhận giá trị bằng: * hai tiêu cho quan trọng nhau, * tiêu q(y-i) coi quan trọng tiêu q(y-j), * tiêu q(y-i) coi quan trọng tiêu q(y-j), *7 tiêu q(y-i) coi cự kỳ quan trọng tiêu q(y-j), * tiêu q(y-i) coi tuyệt đối quan trọng tiêu q(y-j), * Các giá trị 2,4,6 mang ý nghĩ trung gian hai giá trị tương ứng Khi so sánh cặp đối tiêu, người ta quan tâm so sánh hai tiêu tham chiếu tới tiêu mẹ chúng mà không cần quan tâm tới tiêu khác Như vậy, ta có ma trân so sánh cặp, Ak, ma trận vuông cỡ s x s: Ak = q((y – 1) – 1) q(y – 1) q(y – 2) …… q(y – s) q(y – 1) a 11 a 21 … a s1 q(y – 2) a 12 a 22 … a s2 … … … … … q(y – s) a 1s a 2s … a ss (2-17) Như trình bày, véc-tơ riêng ứng với giá trị riêng lớn ma trận A chuẩn hóa, ký hiệu w*, véc-tơ thể tầm quan trọng tương đối tiêu q(y-j); j=1-s tham chiếu tới tiêu mẹ chúng: w* = w* (y – 1), w* (y – 2), … w* (y – j), … w* (y – s) (2-18) Vì so sánh cặp đôi tiêu người ta quan tâm so sánh hai tiêu mà khơng cần quan tâm tới tiêu khác nên cần thiết phải kiểm tra xử lý tính quán (consistency) ước lượng ma trận A thông qua việc xác định tỷ số quán CR trình bày 12 2.2.4 Xác định độ lớn tương đối tiêu 2.2.4.1 Xác định độ lớn tương đối tiêu lượng hóa Đối với tiêu lượng hóa được, dễ dàng xác định độ lớn tương đối chúng cho phương án cách chuẩn hóa (normalize) độ lớn tuyệt đối chúng Gọi số lượng tiêu lượng hóa b, dễ dàng xác định véc-tơ thể độ lớn tương đối tiêu cho phương án: rj = r1j, r2j, …., rij,… Rnj , j = – b : rij  qij (2-19) n q ij i 1 2.2.4.2 Xác định độ lớn tương đối tiêu khơng lượng hóa Đối với tiêu khơng lượng hóa được, độ lớn tương đối chúng xác định thơng qua q trình so sánh cặp cho tất giải pháp theo tiêu Gọi số lượng tiêu không lượng hóa f, ta có ma trận so sánh cặp Rj, j = – f: Rj = qj A1 A2 … An A1 r 11j r 21j A2 r 12j r 22j … … … An r 1nj r 2nj r n1j r n2j … r nnj (2-20) Rj, ma trận so sánh cặp giải pháp theo tiêu khơng lượng hóa qj, j = – f Phần tử rikj độ lớn tương đối tiêu qj ứng với giải pháp Ai (là qij) so với ứng với giải pháp Ak (là qkj) Việc so sánh cặp thực nhóm người định trị số rikj xác định phương pháp định nhóm dựa thang điểm từ - Cuối cùng, ta xác định chuẩn hóa giá trị véc-tơ riêng ứng với giá trị riêng lớn ma trận R j ; j = – f Đó véc-tơ riêng rj thể độ lớn tương đối tiêu khơng lượng hóa rj = r1j, r2j, …., rij,… Rnj , j = – f Tính quán ước lượng ma trận Rj phải kiểm tra xử lý qua việc xác định tỷ số quán CR 2.2.4.3 Thu thập ý kiến chuyên gia để so sánh xác định độ lớn tiêu Những người định gửi phiếu xin ý kiến chuyên gia 13 2.2.4.4 Xử lý số liệu thu thập từ ý kiến chuyên gia Gồm công việc sau: - Xử lý loại bỏ số liệu cá biệt thơng qua việc tính tốn phương sai độ lệch chuẩn tiêu chí (lý thuyết xác xuất) - Thiết lập ma trận mức độ ưu tiên, tính tốn số quán 2.2.5 Xác định phương án tốt 2.2.5.1 Xác định độ lớn tương đối tiêu phương án Tập hợp tất vec-tơ rj xác định mục 2.2.4, ta có ma trận độ lớn tương đối tất tiêu phương án cần đánh giá R = r 11 r 12 … r 1m r 21 r 22 … r 2m (2-21) … r n1 r n2 … r nm 2.3 Các đặc điểm ứng dụng phân tích đa tiêu 2.3.1 Đặc điểm phân tích đa tiêu:  Ưu điểm: tận dụng thơng tin sẵn có; Chỉ dùng tiêu cho việc lựa chọn so sánh (Chỉ tiêu tổng hợp).; Có thể đưa nhiều tiêu vào so sánh, giúp cho việc so sánh có tính tổng hợp phản ánh tồn diện nội hàm phương án, đặc biệt tiêu mờ (Chỉ tiêu chưa rõ ràng).; Bằng phương pháp chuyên gia cho điểm tính cho tiêu khơng thể lượng hóa  Những hạn chế: Dễ mang tính chủ quan Vì phải hỏi ý kiến chun gia bước cho điểm mức độ quan trọng tiêu; Sẽ che lấp tiêu chủ yếu đưa nhiều tiêu vào so sánh 2.4 Ứng dụng MCA để lựa chọn TSKTCB ĐSCT 2.4.1 Cơ sở đề xuất ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu để lựa chọn thông số kỹ thuật đường sắt cao tốc: Nghiên cứu phương pháp phù hợp để khắc phục hạn chế phương pháp truyền thống phù hợp với điều kiện Việt Nam Qua nghiên cứu tài liệu nước, cho thấy: MCA phương pháp tối ưu để định lựa chọn vấn đề mà vấn đề phụ thuộc nhiều yếu tố khơng đồng 14 đơn vị đo, không định lượng cách cụ thể Bởi phương pháp khắc phục nhược điểm phương pháp truyền thống Các tiêu khơng lượng hố (xã hội, mơi trường) thể thành tiêu định tính, đánh giá tổng hợp qua tiêu tổng hợp, cuối cách làm đồng hướng tiêu làm đơn vị đo, đánh giá mức độ quan trọng (theo phương pháp chuyên gia) tính gộp laị tiêu phép bình qn gia quyền có trọng số theo mức độ quan trọng đánh giá MCA có ưu điểm đưa nhiều tiêu vào so sánh, giúp việc so sánh có tính tổng hợp phản ánh tất mặt, khía cạnh vấn đề cần lựa chọn Với ưu điểm trên, MCA ứng dụng nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội, có lĩnh vực xây dựng Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu đề xuất ứng dụng cho việc lựa chọn TSKTCB tuyến ĐSCT Việt Nam Vì vậy, đề xuất ứng dụng MCA (Còn gọi phương pháp tối ưu định) để thực việc lựa chọn tổ hợp TSKTCB tuyến ĐSCT thỏa mãn tốt đồng thời mục tiêu kỹ thuật, kinh tế, môi trường xã hội phù hợp đảm bảo độ tin cậy 2.4.2 Các bước thực MCA để lựa chọn TSKTCB ĐSCT 2.4.2.1 Xây dựng tốn thiết lập sơ đồ phân tích Trên sở nguyên lý, bước thực phương pháp MCA để giải toán nêu Các tiêu để phân tích đánh giá là: - Nhóm tiêu chuẩn gồm: tiêu kỹ thuật - công nghệ, kinh tế, xã hội, môi trường tiêu liệu mờ - Nhóm tiêu chí bao gồm: * Nhóm tiêu kỹ thuật cơng nghệ gồm tiêu chi tiết là: Lực kéo, công nghệ đầu tàu, phương thức chạy tàu, tốc độ mục tiêu, tiêu hao lượng, lực vận chuyển, địa hình, địa chất, thủy văn * Nhóm tiêu kinh tế gồm: Chi phí xây dựng, chi phí khai thác doanh thu vận tải * Nhóm tiêu xã hội gồm: Chiếm dụng đất, thoải mái hành khách tàu, hội phát triển vùng đất dọc tuyến, tác động đến việc đảm bảo an ninh quốc phòng 15 * Nhóm tiêu mơi trường gồm: Ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh * Nhóm tiêu liệu mờ gồm: Đơn giá, địa chất, thủy văn, công nghệ thi công (Các tiêu chưa xác định cụ thể chưa thực việc khảo sát, thiết kế chi tiết) * Cơ sở xác định tiêu so sánh là: - Căn quy định Luật Đầu tư, Luật Xây dựng, Luật Môi trường quy định pháp luật có liên quan hoạt động đầu tư, sản xuất, kinh doanh - Các quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng khai thác ĐSCT - Các phương pháp truyền thống việc tính tốn, so sánh phương án thiết kế xây dựng nói chung, đường sắt nói riêng đến thực so sánh tiêu kỹ thuật - công nghệ, kinh tế, xã hội, môi trường, vị trí xây dựng liên quan đến yếu tố địa chất, thủy văn - Nguyên lý phương pháp so sánh thứ bậc (AHP) MCA Trong số TSKTCB, thơng số vận tốc vừa TSKTCB cần tìm, đồng thời yếu tố ảnh hưởng đến thơng số khác Giải điều xây dựng phổ phương án tốc độ 2.4.2.2 Lựa chọn chuyên gia tham gia vào trình RQĐ Việc xây dựng tuyến ĐSCT cơng trình quốc gia, có ảnh hưởng nhiều mặt đến phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh, quốc phòng Vì vậy, lựa chọn chuyên gia tham gia trình đánh giá cần đảm bảo số lượng cấu chuyên mơn 2.4.2.3 Phân tích tiêu đánh giá a Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định thông số kỹ thuật Vmax, I max, Rmin, Dmin, n, Lsd) a.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ mục tiêu: Tầm quan trọng vị trí địa lý tuyến; Ảnh hưởng tiêu thụ điện đến tốc độ; Ảnh hưởng lực cạnh tranh đến tốc độ mục tiêu; Ảnh hưởng tiếng ồn (môi trường) đến tốc độ mục tiêu; Ảnh hưởng giá thành xây dựng đến tốc độ mục tiêu; a.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến số đường tuyến: Lượng vận chuyển hành khách lớn số đường cần lớn; Số đường lớn khả điều chỉnh vận tải lớn không ảnh hưởng đến hành trình Thơng thường với ĐSCT số đường đường 16 a.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách hai tim đường: Tuyến có bố trí cột điện cột tín hiệu khoảng cách phải tăng lên ( 0,41m); Khoảng cách tim đường phụ thuộc chiều rộng thân tầu (B) tính toa xe ( sóng áp lực, độ kín cửa toa ) Trị số sóng áp lực phụ thuộc vào tốc độ đoàn tầu đường bên cạnh Mối quan hệ biểu diễn công thức: D= Y+ (B1+B2)/2 Khoảng cách tim đường lớn giá thành xây dựng cao a.4 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến bán kính đường cong tối thiểu - Chỉ tiêu an tồn ảnh hưởng đến bán kính đường cong tối thiểu Chỉ tiêu đánh giá thông qua: + Hệ số trật bánh đầu máy: Q/P