B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HC GIAO THÔNG VN TI
LÊ ĐỨC ANH
NHN DẠNG, ĐÁNH GIÁ VÀ QUN LÝ RI RO
CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG CAO TC
TRONG VN HÀNH KHAI THÁC
NGÀNH: K thut Xây dựng Công trình Đặc bit
MÃ S : 958.02.06
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ
NGƯỜI HƯNG DN KHOA HC
1. PGS.TS. ĐÀO DUY LÂM
2. TS. NGUYN TRNG ĐNG
Hà Ni, 05-2024
Công trình được hoàn thành ti:
TRƯỜNG ĐẠI HC GIAO THÔNG VN TI
Người hưng dn khoa hc:
1. PGS.TS. Đào Duy Lâm
Trường Đại hc Giao thông vn ti
2. TS. Nguyn Trọng Đồng
Tổng công ty Đầu tư phát triển đường cao tc Vit Nam
Phn bin 1: PGS.TS. Khúc Đăng Tùng
Phn bin 2: TS. Phùng Bá Thng
Phn bin 3: TS. Nguyn Vit Khoa
Luận án đưc bo v trước Hội đồng chm lun án cấp Trường
hp tại Trường Đại hc Giao thông vn ti
vào hi gi ngày tháng năm 2024
Có th tìm hiu lun án tại thư viện:
1. Thư viện Quc Gia Vit Nam
2. Thư viện Trường Đại hc Giao thông vn ti
1
PHN M ĐẦU
1. Tính cp thiết của đề tài
Việt Nam đang chuyển mình mnh m trên con đường công nghip hóa - hiện đại hóa
đất nước. Trong đó, phát triển h tầng giao thông nói chung giao thông đưng b nói
riêng, đặc bit là h thng mạng đường ô tô cao tc là mt trong nhng nhân t hàng đầu để
thúc đẩy phát trin của đất nước. Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số
1454/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021-2030, tầm
nhìn đến năm 2050, trong đó đến năm 2030 khoảng 5.004 km đưng ô cao tc, đến
năm 2050 mạng lưới đưng ô cao tc bản hoàn thin vi 41 tuyến, tng chiu i
khong 9.014 km.
Công trình giao thông nói chung đặc bit đường ô cao tc nói riêng luôn
các điểm cơ bản như tính chất bt ổn định, tính chi tiết phc tạp, chi phí đầu lớn
thi gian dài, chu ảnh hưởng điều kin t nhiên, đòi hỏi s hp tác ca nhiu bên liên quan,
đòi hỏi công ngh k thut cao phc tạp; đồng thi không th tránh khi các tác động và chi
phi ca i trưng kinh tế - hi - lut pháp - văn hóa m xut hin ri ro. Trong
h thng h tầng đường ô cao tc, cầu được xem thành phn d th xy ra s c
nht. Cu chu nhiu ri ro khác nhau trong suốt vòng đời công trình, cn nhn dng, phân
tích, đánh giá và do các ri ro.
Đã nhiều thiệt hại vkinh tế hội xảy ra với cầu trên đường ô cao tốc ở thế
giới đặc biệt trong giai đoạn khai thác với yêu cầu an toàn cao, công tác đánh giá, dự báo
cần nghiên cứu để đề phòng sự cố, hỗ trợ tối ưu hóa bảo trì, chính vì vậy nghiên cứu sinh đã
lựa chọn đề tài “Nhận dạng, đánh giá và quản lý rủi ro công trình cầu trên đường cao tốc
trong vận hành khai thác.
2. Mục đích nghiên cu
- Nghiên cu tng quát v ri ro k thut và qun ri ro k thut công trình cu trên
đường ô tô cao tc.
- Nghiên cứu đề xuất phương pháp nhận dng các yếu t ri ro k thut công trình cu
đường ô tô cao tc trong suốt vòng đời công trình trong đó tập trung vào giai đoạn vn hành
khai thác. Rủi ro trong giai đoạn thi công ng được phân tích như tiền đ cho vic nhn
dạng, đánh giá rủi ro trong giai đoạn vn hành khai thác.
- Nghiên cu thut toán xây dựng chương trình ng dng trí tu nhân to trong
đánh giá và dự báo ri ro k thut công trình cầu trên đường ô tô cao tc.
- ng dng trí tu nhân to học máy (AI/ML) để qun lý ri ro k thut nhằm tăng
ờng năng lực bo trì cho các công trình cầu trên đường cao tc.
3. Đối ng và phm vi nghiên cu
- Đối tượng nghiên cu: Ri ro các công trình cầu trên đường ô tô cao tc.
- Phm vi nghiên cu: Nghiên cu k thut nhn dạng, phân tích và đề xuất hình đánh
g ri ro k thut ng trình cu tn đưng ô tô cao tc trên c trc đường b chính yếu
trong suốt ng đời ng tnh, tập trung o giai đoạn vn nh khai tc. Ri ro trong giai
đoạn thi công cũng được xét đến do tính tương quan là tiền đề, ngun gc ca mt s ri
ro trong giai đon vn hành khai thác.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Nghiên cu tng hp phân tích tài liu: Tham kho nghiên cu các đề tài, báo
cáo nghiên cu ng dng ca nhn dạng, phân tích, đánh giá rủi ro công
trình,…
- Phương pháp kế tha: Kế tha các nghiên cứu trước đây về qun ri ro ng
2
trình giao thông, các phương pháp hiện đại trong qun lý rủi ro,…
- Phương pháp khảo sát thc tế: Kho sát thc tế các công trình cu trên đường ô
cao tc ti Vit Nam.
- Phương pháp khảo sát chuyên gia: Xây dng phiếu kho sát, hi ý kiến các chuyên
gia nhiu kinh nghim trong ngành giao thông vn ti.
- Phương pháp s dng trí thông minh nhân to: Xây dng thuật toán chương
trình s dng hc máy (Machine Learning) trong qun lý ri ro công trình cu.
5. Ý nghĩa khoa học và thc tin của đề tài nghiên cu
* Ý nghĩa khoa học:
- Đề xuất phương pháp hiện đại nhn dng các yếu t ri ro k thut công trình cu
trên đưng ô tô cao tc áp dụng trong giai đon thi công và khai thác.
- Đề xut thuật toán để xây dựng hình chương trình đánh giá, đo ng mức độ
ri ro k thut công trình cầu trên đưng ô tô cao tc s dng Machine Learning.
- Đề xut ng dng thut toán và chương tnh Machine Learning trong đánh giá và dự
o ri ro k thut ng trình cu trên đường ô tô cao tc Vit Nam vi ví d pn tích c th
trong giai đoạn vnnh khai thác.
* Ý nghĩa thực tin:
- Đề xut ng dng thuật toán và chương trình Machine Learning trong đánh giá và dự
báo ri ro k thut trong d án c th công trình cầu trên đường ô cao tc trên các
tuyến đường chính yếu Việt Nam hướng ti s dng trí tu nhân to trong nhn dng,
đánh giá và dự báo ri ro công trình.
- Vic áp dng các công ngh mới như hệ thng cnh báo sm, phng
phng ảo cũng có thể cung cp các công c hu ích để ng phó vi ri ro t đó xây dựng h
thng qun lý, bo trì các công trình cầu trên đường cao tc.
- Các nghiên cu ca Luận án được ng dng thc tế ti Tng ng ty Đầu phát
triển đường cao tc Vit Nam (VEC) và các đơn vị khác trong ngành.
6. B cc ca lun án:
Lun án ngoài phn m đầu phn kết lun, phn nội dung đưc chia thành 4
chương:
- Chương 1: Tng quan v ri ro qun ri ro công trình cầu trên đưng ô
cao tc
- Chương 2: s thuyết v nhn dng qun ri ro k thut vn dng cho
công trình cầu trên đưng ô tô cao tc
- Chương 3: Nhn dạng, đánh giá rủi ro k thut công trình cầu trên đường ô
cao tốc trong giai đon thi công và vn hành khai thác
- Chương 4: Xây dng thut toán Machine Learning và ng dụng trong đánh giá, dự
báo ri ro k thut công trình cầu trên đường ô tô cao tc trong vn hành khai thác
TNG QUAN V RI RO VÀ QUN LÝ RI RO CÔNG TRÌNH CU TRÊN
ĐƯNG Ô TÔ CAO TC
1.1. Tng quan v ri ro và qun lý ri ro
Khái nim ri ro lần đầu được đưa ra năm 1901 bi Allan Herbert Willett, ông miêu t
ri ro hiện tượng mang tính không xác đnh không mong mun s xy ra vi hai tính
chất đặc trưng: tính khách quan và tính không xác đnh. Hiện nay, chưa có định nghĩa thống
nht nào v ri ro cho tt c các lĩnh vực [53], quan điểm v ri ro th chia làm nhiu
3
trường phái như truyn thng và trung hòa.
Qun ri ro mt hoạt động xây dng quy trình h thng bài bn, mang tính
khoa hc nhm tìm ra, phòng nga đề xut gii pháp nhm gim thiu tối đa những ri ro
kh năng phát sinh trong quá trình hoạt động.V bản quá trình qun ri ro gm 3
bước: (1) Nhn dng phân loi rủi ro (2) Đo ờng đánh giá rủi ro (3) X ri
ro.
1.2. Qun lý rủi ro đối vi các công trình xây dng cu
Thc tế đã chng minh ngành xây dng tim n nhiu ri ro tăng theo quy
độ phc tp ca công trình. Các công trình cu, đặc bit cầu trên đưng b cao tc luôn
tính cht phc tp v k thut, thi gian xây dng dài, khối lượng công việc cũng như
ngun vốn đầu tư lớn, li chu ảnh hưởng t nhiu yếu t khác như chính trị, kinh tế, xã hi,
con người, t nhiên, pháp lut, công ngh, vt liu. Công trình cu chu nhng ri ro khác
nhau trong suốt vòng đời công trình [6, 12], trong đó các ri ro nguyên nhân liên quan
đến k thut công ngh được đánh giá là tim ẩn nguy cơ lớn, mức độ ảnh ng rng
độ ph biến cao. Ri ro th dn ti các thm ha, gây ra thit hi lớn như sụp đổ cu.
Khi đó chi phí sa cha khôi phục và chi phí gián đoạn giao thông là vô cùng ln [8].
Các s c ca 11 công trình cu trên thế gii Vit Nam được t phân tích
trong bng 1.5 ca lun án: cu xa l liên tiu bang 35W (M), cu Seongsu (Hàn Quc),
Cu Silver (M), cu Hintze Ribeiro (B Đào Nha), cu Quebec (Canada), cu Tacoma
Narrows (M), cu Angers (Pháp), cầu trên dường cao tc Ponte Morandi (Ý), cầu tưởng
niệm Trung Aubrey Cosens VC (Canada), cầu Rào (Việt Nam), nhp dn cu Cần Thơ
(Vit Nam)...
1.3. Các mô hình ng phó và qun lý ri ro hin đi
Sau khi nhn dng phân tích ri ro, cn phi phát trin các gii pháp, đồng thi xác
định hoạt đng hp tp trung vào các rủi ro đáng k nhất, để chuyn dch sao cho li
nht. Quá trình này nhm mục đích xác định các hành động ng phó hiu qu, php vi
c ri ro riêng l và tng th.
Hình 1.1: Quy trình hot đng ca mô hình PRINCE-2
Mô hình PRINCE-2 đưc hoạt động da trên 7 yếu t cơ bản đưc áp dng xuyên sut
qun chất ng công trình, kế hoch, ri ro, s thay đổi. Các yêu cu k thut trong
thi công vn hành khai thác công trình cu trên đường ô cao tc. hình PRINCE-2
th bao quát được toàn b khía cnh th phát sinh vi công trình t đó đưa ra giải
pháp vấn đề phù hp nhm nhanh chóng gii quyết ri ro phát sinh ngu nhiên vi công
trình.