2. 4 Thiết lập thứ tự ưu tiờn trong bảo dưỡng đường ụ tụ
2.5Giới thiệu về chương trỡnh HDM
Quỏ trỡnh hỡnh thành và phỏt triển của chương trỡnh HDM
Bước phỏt triển đầu tiờn của mụ hỡnh đỏnh giỏ đầu tư đường bộ được khởi xướng năm 1968 với sự tham gia của Ngõn hàng Thế giới với cỏc điều khoản tham chiếu để lập chương trỡnh được lập bởi Viện Nghiờn cứu Thớ nghiệm Đường bộ Anh (TRRL) và Laboratoire Central des Ponts et Chauss. Ngõn hàng Thế giới sau đú đặt hàng với Viện cụng nghệ Massachusetts (MIT) tiến hành nghiờn cứu xõy dựng mụ hỡnh, và phiờn bản đầu tiờn được xõy dựng cho Mụ hỡnh chi phớ đường bộ - HCM
(Moavenzadeh 1971, 1972). Mụ hỡnh này là tạo bước tiến bộ đỏng kể so với cỏc mụ hỡnh được xõy
dựng vào thời điểm đú để xỏc định quan hệ tương hỗ giữa cỏc chi phớ cho bảo dưỡng đường và chi phớ khai thỏc phương tiện.
Sau đú, Viện Nghiờn cứu Thớ nghiệm Đường bộ Anh tiếp tục cộng tỏc với Ngõn hàng Thế giới để thực hiện nghiờn cứu hiện trường với qui mụ lớn ở Kenya để khảo sỏt mức độ hư hỏng của đường và cỏc nhõn tố ảnh hưởng đến chi phớ khai thỏc phương tiện và đưa ra phiờn bản gốc của Mụ hỡnh đầu tư giao thụng đường bộ cho cỏc quốc gia đang phỏt triển (Abaynayka, 1977). Đến năm 1976, Ngõn hàng Thế giới tiếp tục tài trợ để phỏt triển một mụ hỡnh khỏc dưới dạng phiờn bản mới lấy tờn là Hướng dẫn Thiết kế Bảo dưỡng Đường bộ (HDM) (Harral, 1979).
Nghiờn cứu này tiếp tục được phỏt triờn hoàn thiện hơn, đem lại mụ hỡnh HDM-III (Watanatada et
al, 1987) chạy trờn mỏy tớnh cỡ lớn. Sau đú, nhờ sự tiến bộ của cụng nghệ thụng tin, Đại học
Birmingham (Kerali et al, 1985) đó đưa ra phiờn bản RTIM2 cho mỏy tớnh cỏ nhõn, và một thời gian sau nữa, Ngõn hàng Thế giới cho ra đời HDM-PC, là phiờn bản chạy bằng mỏy tớnh cỏ nhõn sử dụng chương trỡnh HDM-III (Archondo-Callao và Purohit, 1989).
Vẫn theo hai hướng phỏt triển này, TRRL cho ra đời RTIM3 với phần mềm mới theo dạng bản tớnh rất dễ sử dụng, sau đú vào năm 1994, Ngõn hàng Thế giới phỏt triờn thờm hai mụ hỡnh nữa của HDM là HDM-Manager dựng cho quản lý và đưa vào cỏc ảnh hưởng của ỏch tắc giao thụng. Dựa trờn cơ sở đú, mụ hỡnh HDM-4 được xõy dựng.
Chương trỡnh HDM-4 xột đến một số chức năng quản lý đường bộ, bao gồm:
Kế hoạch
Lập ch-ơng trình
Các chức năng trên đ-ợc thực hiện lần l-ợt giống nh- thứ tự các hoạt động và trong chu trình quản lý mạng l-ới đ-ờng.
Lập kế hoạch
Lập kế hoạch liên quan đến việc phân tích toàn bộ hệ thống đ-ờng, công việc này th-ờng đòi hỏi dự tính kế hoạch từ trung hạn dến dài hạn hoặc chiến l-ợc về chi phí cho công tác bảo trì và phát triển đ-ờng bộ phù hợp những bối cảnh kinh tế và nguồn ngân sách khác nhau. Các kế hoạch có thể dựa trên tình trạng mạng l-ới đ-ờng đ-ợc thể hiện thông qua các chỉ tiêu đánh giá và căn cứ theo những mức độ khác nhau của nguồn vốn. Tình trạng mạng l-ới đ-ờng hiện có đ-ợc điều tra để đ-a vào b-ớc lập kế hoạch bao gồm các chỉ tiêu sau:
Đặc tính của mạng l-ới đ-ờng
- Cấp/ loại đ-ờng
- L-u l-ợng/ khả năng thông qua/ tình trạng tắc nghẽn giao thông - Loại kết cấu mặt
- Tình trạng mặt đ-ờng
Chiều dài của đ-ờng theo từng loại Đặc điểm điều kiện giao thông
Lên ch-ơng trình
Lên ch-ơng trình là chuẩn bị các công việc theo một ngân sách đã đ-ợc xác định. Các công việc quản lý khai thác và bảo trì đ-ờng trong một giai đoạn và các dự kiến chi phí của các đoạn trong một mạng l-ới đ-ợc phân tích để lựa chọn trong giai đoạn này.
Đây chính là cấu phần bài toán kinh tế của mô hình. Nghĩa là, phân tích lợi ích và chi phí sẽ đ-ợc tiến hành trong giai đoạn này để xác định tính khả thi kinh tế của từng công việc. Đặc tính của mạng l-ới đ-ờng ở giai đoạn lập kế hoạch đ-ợc xác định trên cơ sở từng tuyến đ-ờng, ở mỗi tuyến đ-ờng có các đoạn đ-ờng có kết cấu mặt đ-ờng đồng nhất với nhau mà có thể xác định bởi đặc tính vật lý của đ-ờng. Công tác lập ch-ơng trình dự tính về chi tiêu theo những danh mục ngân sách trong từng năm, cho từng loại công việc và cho từng đoạn đ-ờng. Số liệu chi tiết hơn cho đ-ờng và giao thông của mỗi đoạn sẽ đ-ợc yêu cầu trong giai đoạn này để sắp xếp thứ tự -u tiên cho các hạng mục. Đây chính là giai đoạn chạy các mô hình -u tiên của ch-ơng trình HDM-4
Công tác chuẩn bị
Tại giai đoạn này, công tác thiết kế đ-ợc thực hiện cùng với biểu khối l-ợng và dự toán chi tiết, tài liệu hợp đồng và tiêu chuẩn kỹ thuật cho các hoạt động có thể là bảo d-ỡng th-ờng xuyên và bảo d-ỡng định kỳ
Láng lại mặt đ-ờng
Rải tăng c-ờng mặt đ-ờng
Cải tạo đ-ờng
Nâng cấp, mở rộng, nắn chỉnh tuyến, xây dựng lại kế cấu mặt đ-ờng,...
Thực hiện
Thực hiện các hoạt động bảo trì không đ-ợc thể hiện trong HDM4. Tuy nhiên, kết quả thực hiện đ-ợc đánh giá và nhập vào hệ thống dữ liệu về đ-ờng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ch-ơng trình HDM-4 với các chức năng quản lý khai thác bảo trì đ-ờng đ-ợc thể hiện trong bảng sau đây:
Bảng 2.2. Các chức năng quản lý và các ứng dụng HDM-4 t-ơng ứng
Chức năng quản lý Cỏc mụ hỡnh yờu cầu Ứng dụng HDM-4 Lập kế hoạch Mụ hỡnh phõn tớch chiến lược
Mụ hỡnh kế hoạch mạng lưới Mụ hỡnh quản lý kết cấu mặt đường
HDM-4 - Phõn tớch Chiến lược
Lập chương trỡnh
Mụ hỡnh phõn tớch chương trỡnh Mụ hỡnh quản lý kết cấu mặt đường Mụ hỡnh lập ngõn sỏch
Mụ hỡnh phõn tớch dự ỏn Mụ hỡnh quản lý cầu
Mụ hỡnh thiết kế kết cấu mặt đường
HDM-4 - Phõn tớch Chương trỡnh
Soạn thảo
Mô hình quản lý dự án
Mô hình quản lý công tác bảo d-ỡng Mô hình quản lý thiết bị
Mô hình kế toán và quản lý tài chính
HDM-4 - Phân tích Dự án
Điều hành (HDM-4 không đề cập đến)
Các mô hình phân tích chính của HDM-4
HDM-4 chủ yếu dựa trên khái niệm phân tích chu kì tuổi thọ của mặt đ-ờng. Phân tích chu kỳ tuổi thọ đ-ợc áp dụng để dự báo một số chỉ tiêu trong suốt chu kì tuổi thọ của kết cấu mặt đ-ờng, thông th-ờng từ 15 đến 40 năm:
Xuống cấp của đ-ờng.
Các ảnh h-ởng của hoạt động bảo d-ỡng
Các ảnh h-ởng của ng-ời sử dụng đ-ờng
Tác động Kinh tế -Xã hội và Môi tr-ờng
Sau khi đ-a vào sử dụng, công trình đ-ờng sẽ bị xuống cấp do
Tải trọng giao thông
Khí hậu môi tr-ờng
ảnh h-ởng của thiết kế công trình không thích hợp
Mức độ h- hỏng mặt đ-ờng bị ảnh h-ởng trực tiếp bởi tiêu chuẩn bảo d-ỡng đ-ợc áp dụng để sửa chữa các h- hỏng trên bề mặt đ-ờng nh- vết nứt, độ bong tróc, ổ gà, v. v..., hoặc để bảo trì tình trạng kết cấu của mặt đ-ờng (ví dụ việc xử lí bề mặt, rải thêm lớp mặt v. v...), qua đó cho phép đáp ứng phù hợp với chức năng thiết kế của nó. Tình trạng tổng thể của mặt đ-ờng về lâu dài phụ thuộc trực tiếp vào các hoạt động bảo d-ỡng hoặc cải tạo nâng cấp thực hiện. Hình 3-1 minh hoạ xu h-ớng dự báo về tình trạng mặt đ-ờng đ-ợc đặc tr-ng bởi độ êm thuận mặt đ-ờng mà th-ờng đo bằng trị số ghồ ghề quốc tế (IRI). Khi một hình thức bảo d-ỡng đ-ợc xác định, mô hình sẽ xác định giới hạn về mức độ h- hỏng mà kết cấu mặt đ-ờng cho phép đạt đến. Nh- vậy, cùng với chi phí xây dựng ban đầu, tổng chi phí phụ thuộc vào hoạt động bảo d-ỡng, cải tạo nâng cấp đ-ợc áp dụng cho mạng l-ới đ-ờng.
Ch-ơng trình HDM-4 ngoài việc dự báo tình trạng mặt đ-ờng theo mô hình lập sẵn trong ch-ơng trình, còn cho phép điều chỉnh để đảm bảo dự báo thích nghi với điều kiện địa ph-ơng.
Tiêu chuẩn bảo d-ỡng
Khôi phục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đ-ờng cong tình trạng mặt đ-ờng
Thời gian (năm) hoặc tải trọng giao thông
Tốt Xấu Đ ộ g ồ g h ề
Hình 2-5 - Khái niệm về phân tích chu kì tuổi thọ trong ch-ơng trình HDM.4
Tác động của tình trạng đ-ờng, của các hoạt động bảo trì, các tiêu chuẩn áp dụng, các vấn đề xã hội, môi tr-ờng ảnh h-ởng đến chi phí của ng-ời sử dụng đ-ờng. Chi phí của ng-ời sử dụng bao gồm:
Chi phí vận doanh của xe cộ (tiêu hao nhiên liệu, săm lốp, xăng dầu, phụ tùng, khấu hao xe và sử dụng v. v...)
Chi phí thời gian đi lại - cho cả hành khách và hàng hoá
Chi phí cho tai nạn đ-ờng (đó là thiệt hại về ng-ời, ng-ời bị th-ơng, thiệt hại về xe cộ và các h- hỏng thiết bị khu vực lân cận đ-ờng).
Tác động xã hội và môi tr-ờng bao gồm ô nhiễm khí thải và tiếng ồn đối với môi tr-ờng xã hội. Các tác động xã hội và môi tr-ờng th-ờng rất khó để tính thành tiền, trong HDM - 4 chi phí này đ-ợc tính bằng ph-ơng pháp ngoại suy theo tỉ lệ đối với chi phí tiêu hao nhiên liệu.
Chi phí của ng-ời sử dụng đ-ờng đ-ợc tính riêng rẽ cho các loại ph-ơng tiện khác nhau (xe mô tô, xe con, xe tải v. v...) và vận tải thô sơ (xe đạp, xích lô, xe súc vật kéo v. v...).
Hình 2.6 minh họa ảnh h-ởng của tình trạng mặt đ-ờng (đặc tr-ng bởi hệ số IRI) lên chi phí của ng-ời sử dụng đ-ờng cho các loại ph-ơng tiện khác nhau.
Tình trạng đ-ờng (IRI) Xấu Tốt Xe buýt Xe tải nặng Xe chở hàng Xe con Xích lô C hi ph í c ủa N g- ời sử dụn g đ- ờng ( $/ xe -km )
Chi phí của ng-ời sử dụng đ-ờng trong HDM - 4 đ-ợc tính theo -ớc tính đơn giá chi phí cho các loại ph-ơng tiên và nhân với số l-ợng giao thông dự tính theo số liệu. Các chỉ tiêu kinh tế đ-ợc tính toán trong HDM-4 cho các ph-ơng án khác nhau, trên cơ sở tính chi phí toàn bộ tuổi thọ của đ-ờng trong giai đoạn phân tích. Các dữ liệu chi tiết của ch-ơng trình đầu t-, tiêu chuẩn thiết kế và các ph-ơng án bảo d-ỡng cùng với đơn giá chi phí, khối l-ợng của dự án và các điều kiện môi tr-ờng cần phải đ-ợc cung cấp để mô hình thực hiện tính toán.
Các ứng dụng chính của HDM-4
Phân tích chiến l-ợc
Phân tích chiến l-ợc khai thác bảo trì đ-ờng yêu cầu cơ quan quản lý xem xét nhu cầu toàn bộ mạng l-ới đ-ờng chịu trách nhiệm quản lý.
Để dự báo các yêu cầu trung và dài hạn của toàn bộ một mạng l-ới đ-ờng, HDM - 4 áp dụng khái niệm ma trận mạng l-ới đ-ờng bao gồm: các hạng của mạng l-ới đ-ờng đã xác định th eo các đặc tr-ng chủ yếu và chi phí của ng-ời sử dụng đ-ờng. Ma trận mạng l-ới đ-ờng có thể đ-ợc xác định bởi ng-ời sử dụng để thể hiện các yếu tố quan trọng nhất ảnh h-ởng đến chi phí vận doanh. Một ma trận mạng l-ới đ-ờng tiêu biểu có thể đ-ợc phân hạng theo :
L-u l-ợng giao thông và tải trọng giao thông
Loại mặt đ-ờng
Tình trạng mặt đ-ờng
Vùng môi tr-ờng hoặc khí hậu
Phân cấp chức năng
Ví dụ, một ma trận mạng l-ới đ-ờng có thể đ-ợc mô hình hóa bằng cách sử dụng: 3 mức giao thông (cao, trung bình, thấp), 2 loại mặt đ-ờng (bê tông atphan, xử lí bề mặt), và 3 mức độ về tình trạng mặt đ-ờng (tốt, trung bình, xấu). Với điều kiện môi tr-ờng và chức năng của đ-ờng, giả sử môi tr-ờng trong toàn khu vực nghiên cứu là giống nhau và cơ quan quản lý đ-ờng ch ịu trách nhiệm về một cấp đ-ờng. Kết quả ma trận mạng l-ới đ-ờng cho loại đ-ờng này sẽ bao gồm : (3 x 2 x 3 =) 18 đoạn mặt đ-ờng đặc tr-ng. Không có giới hạn về số đoạn mặt đ-ờng đặc tr-ng có thể đ-ợc sử dụng trong việc phân tích chiến l-ợc.
Phân tích chiến l-ợc có thể đ-ợc dùng để phân tích một mạng l-ới đã chọn đ-ợc lập cho các nhu cầu chi tiêu đ-ợc lập trong các giai đoạn từ trung đến dài hạn th-ờng là từ 5 - 40 năm. Các ứng dụng tiêu biểu của việc phân tích chiến l-ợc ở một cơ quan quản lý đ-ờng sẽ bao gồm:
Dự báo trung và dài hạn về các yêu cầu ngân sách cho các mức bảo d-ỡng đ-ờng với các mục tiêu đã xác định rõ (xem hình 2.7)
Dự báo dài hạn về tình trạng của mạng l-ới đ-ờng với các mức tài trợ thay đổi (xem hình 2.8)
Phân bổ tối -u ngân sách cho mạng l-ới ; ví dụ theo cấp chức năng đ-ờng (đ-ờng chính, đ-ờng nhánh, và đ-ờng đô thị v.v...) hoặc theo khu vực hành chính (2.9)
Phân bổ tối -u ngân sách theo danh mục đã xác định; ví dụ bảo d-ỡng th-ờng xuyên, bảo d-ỡng định kì và phát triển mạng l-ới (xem hình 2.10)
Chính yếu Thứ yếu Đ-ờng nhánh T riệ u $ US/nă m Đ-ờng chính Ngân sáchhằng năm (Triệu) Chỉ tiêu Độ gồ ghề bì nh qu â n ( IR I) Phân bổ Ngân sách Đ-ờng chính yếu $20 triệu/năm Đ-ờng thứ yếu $35 triệu/năm Đ-ờng nhánh $30 triệu/năm Đ ộ gồ g hề b ình q u â n (I R I)
Hình 2.7: ảnh h-ởng của phân bổ ngân sách tới tình trạng của mạng l-ới đ-ờng chính (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.8: ảnh h-ởng của phân bổ ngân sách tới tình trạng của mạng l-ới đ-ờng
Phát triển Cải thiện Định kỳ Th-ờng xuyên Tr iệ u $ US/ nă m)
Hình 2.9: Phân bổ tối -u ngân sách cho hạng mục công việc
Phân tích ch-ơng trình
Chức năng này của mô hình HDM-4 liên quan đến việc -u tiên hoá một danh sách dài các ứng dự án đ-ờng đề xuất đã xác định trong một ch-ơng trình làm việc một năm hoặc nhiều năm với các điều kiện hạn hẹp của ngân sách đã xác định. Tiêu chuẩn lựa chọn sẽ th-ờng phụ thuộc vào các chỉ tiêu đã đ-ợc thiết lập có thể đã đ-ợc xác định (ví dụ từ các kết quả đầu ra do việc áp dụng phân tích chiến l-ợc đem lại). Ví dụ về tiêu chuẩn lựa chọn nh- sau:
Ng-ỡng bảo d-ỡng định kì, với giải pháp là láng lại mặt đ-ờng khi mặt đ-ờng bị h- hỏng đến 20% diện tích mặt đ-ờng
Ng-ỡng cải tạo nâng cấp, mở rộng đ-ờng khi tỉ lệ giữa l-u l-ợng giao thông và khả năng thông qua của đ-ờng lớn hơn 0.8
Tiêu chuẩn xây dựng mới mặt đ-ờng, nâng cấp đ-ờng cấp phối đá dăm lên thành mặt đ-ờng