Luận văn Nghiên cứu ứng dụng bài toán phân tích đa mục tiêu (mca) cho việc so sánh và luận chứng phương án bảo trì mặt đường ô tô tại Việt Nam

2.778,77 Tổng cộng: 21.853,39 - Phương án 4 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 5m/km) NO SO2 CO2 P.Par Pb TT Năm Ekisj Ekisj Ekisj Ekisj Ekisj AQI 1 2011 6,51 0,20 515,65 0,09 61,09 274,77 2 2012 6,92 0,21 548,55 0,09 65,59 309,35 3 2013 7,35 0,23 583,78 0,10 70,46 348,62 4 2014 7,81 0,24 621,43 0,10 75,70 393,20 5 2015 8,31 0,25 661,68 0,11 81,37 443,84 6 2016 8,64 0,26 690,39 0,11 85,75 492,43 7 2017 9,18 0,28 735,00 0,12 92,17 556,32 8 2018 9,76 0,30 782,72 0,13 99,10 629,00 9 2019 10,38 0,32 833,70 0,14 106,59 711,66 10 2020 11,04 0,34 888,20 0,15 114,67 805,75 11 2021 11,74 0,36 946,46 0,16 123,41 912,87 12 2022 12,48 0,38 1.008,73 0,17 132,85 1.034,89 89 13 2023 12,98 0,39 1.053,08 0,17 140,20 1.151,70 14 2024 13,81 0,42 1.122,39 0,18 150,94 1.306,70 15 2025 14,69 0,44 1.196,56 0,19 162,56 1.483,51 16 2026 15,63 0,47 1.275,85 0,21 175,11 1.685,21 17 2027 16,63 0,50 1.360,60 0,22 188,67 1.915,34 18 2028 17,69 0,53 1.451,17 0,23 203,33 2.177,97 19 2029 18,40 0,55 1.516,65 0,24 214,96 2.430,61 20 2030 19,57 0,59 1.617,43 0,26 231,68 2.765,38 Tổng cộng: 21.829,14 - Phương án 5 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 6m/km) NO SO2 CO2 P.Par Pb TT Năm Ekisj Ekisj Ekisj Ekisj Ekisj AQI 1 2011 6,51 0,20 515,65 0,09 61,09 274,77 2 2012 6,92 0,21 548,55 0,09 65,59 309,35 3 2013 7,35 0,23 583,78 0,10 70,46 348,62 4 2014 7,81 0,24 621,43 0,10 75,70 393,20 5 2015 8,31 0,25 661,68 0,11 81,37 443,84 6 2016 8,83 0,27 704,70 0,12 87,49 501,38 7 2017 9,39 0,29 750,63 0,12 94,10 566,77 8 2018 9,71 0,30 779,22 0,13 98,68 626,50 9 2019 10,33 0,31 829,84 0,14 106,11 708,71 10 2020 10,98 0,33 884,00 0,15 114,15 802,30 11 2021 11,68 0,35 941,90 0,15 122,84 908,87 12 2022 12,42 0,38 1.003,81 0,16 132,22 1.030,29 13 2023 13,21 0,40 1.070,00 0,17 142,35 1.168,65 14 2024 14,05 0,43 1.140,79 0,19 153,31 1.326,42 15 2025 14,95 0,45 1.216,46 0,20 165,16 1.506,34 16 2026 15,47 0,47 1.264,09 0,21 173,57 1.670,78 17 2027 16,45 0,50 1.347,70 0,22 186,97 1.898,38 18 2028 17,50 0,53 1.437,14 0,23 201,46 2.158,23 90 19 2029 18,62 0,56 1.532,68 0,25 217,11 2.454,79 20 2030 19,80 0,59 1.634,76 0,26 234,03 2.793,34 Tổng cộng: 21.891,53 b. Chỉ tiêu về an toàn - Phương án gốc: SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,50 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 5 2015 0,50 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,50 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,50 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,50 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,50 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,50 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,50 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 12 2022 0,50 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,50 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,50 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,50 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,50 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,50 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,50 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 19 2029 0,50 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,50 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 91 - Phương án 1 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 3m/km) SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,50 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,50 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 5 2015 0,50 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,50 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,50 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,50 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,50 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,50 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,50 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 12 2022 0,50 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,50 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,50 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,50 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,50 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,50 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,50 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 19 2029 0,50 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,50 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 - Phương án 2 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 4m/km) SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,51 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 92 5 2015 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,51 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 12 2022 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,51 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,51 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,51 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 19 2029 0,51 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,51 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 - Phương án 3 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 5m/km) SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,51 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 5 2015 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,51 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 93 12 2022 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,51 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,51 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,51 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 19 2029 0,51 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,51 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 - Phương án 4 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 5m/km) SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,51 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 5 2015 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,51 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 12 2022 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,51 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,51 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,51 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 94 19 2029 0,51 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,51 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 - Phương án 5 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 6m/km) SFC AR0 SFC1 TT Năm K.sát K.sát từ HDM-4 AR(SFC0) ARJ(SFC1) R1J AADTJ ANJ 1 2011 0,51 7,00 0,50 8,40 8,40 7,00 9.145 1,17 2 2012 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 9.773 1,34 3 2013 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 10.445 1,43 4 2014 0,51 7,00 0,49 8,40 9,00 7,50 11.165 1,53 5 2015 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 11.935 1,72 6 2016 0,51 7,00 0,48 8,40 9,50 7,92 12.761 1,84 7 2017 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 13.645 2,08 8 2018 0,51 7,00 0,47 8,40 10,00 8,33 14.593 2,22 9 2019 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 15.608 2,56 10 2020 0,51 7,00 0,46 8,40 10,80 9,00 16.695 2,74 11 2021 0,51 7,00 0,45 8,40 11,00 9,17 17.861 2,99 12 2022 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 19.110 3,20 13 2023 0,51 7,00 0,44 8,40 11,00 9,17 20.449 3,42 14 2024 0,51 7,00 0,43 8,40 11,00 9,17 21.885 3,66 15 2025 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 23.424 3,92 16 2026 0,51 7,00 0,42 8,40 11,00 9,17 25.074 4,19 17 2027 0,51 7,00 0,41 8,40 11,00 9,17 26.843 4,49 18 2028 0,51 7,00 0,40 8,40 11,00 9,17 28.741 4,81 19 2029 0,51 7,00 0,39 8,40 11,00 9,17 30.777 5,15 20 2030 0,51 7,00 0,38 8,40 11,00 9,17 32.960 5,51 Tổng cộng: 59,97 95 c. Chỉ tiêu về độ tiên nghi - Phương án gốc: Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 4,39 2,09 2 2012 4,51 2,06 3 2013 4,50 2,06 4 2014 4,49 2,06 5 2015 4,46 2,07 6 2016 4,42 2,08 7 2017 4,35 2,10 8 2018 4,42 2,08 9 2019 4,35 2,10 10 2020 4,42 2,08 11 2021 4,35 2,10 12 2022 4,41 2,08 13 2023 4,35 2,10 14 2024 4,41 2,08 15 2025 4,34 2,10 16 2026 4,41 2,08 17 2027 4,34 2,10 18 2028 4,40 2,09 19 2029 4,33 2,10 20 2030 4,38 2,09 Tổng cộng 41,70 RN = 2,085 96 - Phương án 1 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 3m/km) Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 2,09 2,94 2 2012 2,42 2,77 3 2013 2,78 2,61 4 2014 3,16 2,46 5 2015 3,56 2,33 6 2016 2,11 2,92 7 2017 2,53 2,72 8 2018 2,98 2,53 9 2019 3,45 2,36 10 2020 3,94 2,21 11 2021 2,16 2,90 12 2022 2,65 2,66 13 2023 3,17 2,46 14 2024 3,70 2,28 15 2025 4,25 2,13 16 2026 2,19 2,88 17 2027 2,67 2,66 18 2028 3,15 2,47 19 2029 3,65 2,30 20 2030 4,20 2,14 Tổng cộng 50,73 RN = 2,536 97 - Phương án 2 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 4m/km) Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 3,78 2,26 2 2012 2,12 2,92 3 2013 2,47 2,75 4 2014 2,84 2,59 5 2015 3,24 2,44 6 2016 3,65 2,30 7 2017 2,12 2,92 8 2018 2,56 2,70 9 2019 3,02 2,52 10 2020 3,50 2,35 11 2021 4,01 2,19 12 2022 2,16 2,90 13 2023 2,67 2,66 14 2024 3,19 2,45 15 2025 3,73 2,27 16 2026 4,27 2,12 17 2027 2,19 2,88 18 2028 2,65 2,66 19 2029 3,15 2,47 20 2030 3,69 2,29 Tổng cộng 50,62 RN = 2,531 98 - Phương án 3 (Lớp thảm BTN 50mm với IRI ≥ 5m/km) Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 3,78 2,26 2 2012 4,15 2,15 3 2013 4,54 2,05 4 2014 4,97 1,95 5 2015 2,26 2,85 6 2016 2,66 2,66 7 2017 3,07 2,50 8 2018 3,51 2,34 9 2019 3,98 2,20 10 2020 4,47 2,07 11 2021 4,99 1,94 12 2022 2,32 2,82 13 2023 2,82 2,59 14 2024 3,35 2,40 15 2025 3,89 2,23 16 2026 4,45 2,07 17 2027 2,21 2,87 18 2028 2,71 2,64 19 2029 3,20 2,45 20 2030 3,70 2,28 Tổng cộng 47,31 RN = 2,366 99 - Phương án 4 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 5m/km) Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 3,78 2,26 2 2012 4,15 2,15 3 2013 4,54 2,05 4 2014 4,97 1,95 5 2015 1,93 3,03 6 2016 2,32 2,82 7 2017 2,74 2,63 8 2018 3,18 2,46 9 2019 3,65 2,30 10 2020 4,14 2,16 11 2021 4,65 2,02 12 2022 1,91 3,04 13 2023 2,40 2,78 14 2024 2,92 2,55 15 2025 3,45 2,36 16 2026 3,99 2,20 17 2027 4,55 2,05 18 2028 1,90 3,04 19 2029 2,38 2,79 20 2030 2,91 2,56 Tổng cộng 49,18 RN = 2,459 100 - Phương án 5 (Lớp thảm BTN 70mm với IRI ≥ 5m/km) Độ gồ ghề TT Năm IRI Giá trị 1 2011 3,78 2,26 2 2012 4,15 2,15 3 2013 4,54 2,05 4 2014 4,97 1,95 5 2015 5,45 1,84 6 2016 5,96 1,74 7 2017 2,04 2,96 8 2018 2,46 2,75 9 2019 2,91 2,56 10 2020 3,38 2,39 11 2021 3,88 2,23 12 2022 4,41 2,08 13 2023 4,95 1,95 14 2024 5,53 1,82 15 2025 2,00 2,99 16 2026 2,51 2,73 17 2027 3,02 2,52 18 2028 3,55 2,33 19 2029 4,07 2,17 20 2030 4,59 2,04 Tổng cộng 45,50 RN = 2,275 101 Phụ lục 2: Giới thiệu chương trình HDM-4 trong hệ thống quản lý và bảo trì mặt đường bộ Mô hình Quản lý và Phát triển Đường bộ (Highway Development and Management System HDM-4) được xây dựng và phát triển bởi N gân hàng Thế giới và một số tổ chức Quốc tế nhằm kết hợp giữa yếu tố kỹ thuật, kinh tế và môi trường trong phân tích đánh giá hiệu quả dự án đầu tư, phân tích chiến lược quản lý và phát triển bền vững mạng lưới đường bộ. HDM- 4 được phát triển dựa trên cơ sở của Mô hình Tiêu chuNn Bảo dưỡng và Thiết kế đường bộ (Highway Design and Maintenance Standard Model HDM-III) với bước tiến là đưa thêm việc đánh giá ảnh hưởng của yếu tố môi trường và xã hội khi thực hiện dự án và tạo lập được giao diện dễ sử dụng và linh hoạt hơn khi kết nối dữ liệu. 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển HDM-4 bắt đầu được hình thành vào năm 1968, từ đó đến nay đã phát triển trải qua các mô hình sau: - Mô hình chi phí cho công trình đường và chi phí vận doanh được thực hiện bởi Phòng nghiên cứu đường và giao thông của Anh (Transport and Road Research Laboratory - TRRL), Trung tâm thí nghiệm mặt đường của Pháp (Laboratoire Centrale des Ponts Chaussées - LCPC), và Viện công nghệ Massashusetts (Massashusetts Institute of Technology - MIT) từ năm 1968 đến năm 1972. - Mô hình chi phí cho công việc đường – HCM năm 1971. - Mô hình đầu tư giao thông đường bộ cho Kenya RTIM năm 1977. - Mô hình tiêu chuNn bảo dưỡng và thiết kế đường HDM – Harral năm 1979. 102 - Mô hình tiêu chuNn bảo dưỡng và thiết kế đường HDM-3 năm 1987. - Mô hình tiêu chuNn bảo dưỡng và thiết kế đường có xét đến tắc nghẽn giao thông HDM-Q năm 1987. - Mô hình đầu tư giao thông đường bộ RTIM3 năm 1993. - Mô hình chuNn duy tu và thiết kế đường HDM Manager năm 1994. - Mô hình quản lý và phát triển đường bộ HDM-4 năm 1995 và đến tháng 3 năm 2000 HDM-4 Version 1 được ban hành. Tiếp sau đó là các phiên bản 1.1, 1.2, 1.3 ra đời có giao diện sử dụng dễ dàng hơn. Mô hình HDM-4 ban đầu được xây dựng chủ yếu dựa trên số liệu thu thập từ Kenya, Ấn Độ, Brazil và các nước vùng biển Caribean và đã được sử dụng khá rộng rãi ở hơn 100 nước với mục đích tối ưu hoá lợi ích kinh tế đối với người sử dụng đường trong các điều kiện khác nhau về giao thông, tự nhiên, môi trường, kinh tế và xã hội. Có được điều đó là do: HDM-4 có khả năng thích nghi cao với các điều kiện khác nhau nhờ những chức năng hiệu chỉnh mô hình phù hợp với điều kiện địa phương; kể đến các chi phí nhà quản lý và chi phí người sử dụng đường trong phân tích vòng đời của dự án; và sử dụng như là một công cụ thiết kế thích hợp cho các nước đang phát triển nếu được hiệu chỉnh hợp lý (Tsunokawa, Đinh Văn Hiệp và Riaxz UI-Islam). Hiện nay, HDM-4 đang được từng bước phát triển và hoàn thiện hơn như là phiên bản mới ra 2.0. 1.2 Tính ưu việt của HDM-4 Version 2.0 Dựa trên phân tích từ những phản hồi của người sử dụng các phiên bản trước đây, HDM-4 đã có những cải tiến và phát triển đáng kể trong phiên bản mới 2.0 (Eric Stannard, 2005). Phiên bản này đã đưa ra khá nhiều những ưu việt so với phiên bản 1.3 trước đây, đó là: 103 - Phân tích độ nhạy: Mô hình xét thêm phân tích độ nhạy trong ứng dụng phân tích dự án giúp người sử dụng có thể khảo sát mức độ ảnh hưởng của các tham số chủ yếu (như là, đơn giá, loại xe, mức độ giao thông, mức độ tăng xe, và lợi ích thu được) đến kết quả phân tích bằng việc thay đổi một hoặc nhiều tham số chính này tuỳ theo mục đích của người sử dụng. - Phân tích kịch bản nguồn ngân sách: Trong phiên bản mới, số lượng các kịch bản nguồn ngân sách khác nhau do người sử dụng định ra không còn bị khống chế. Phân tích tối ưu sẽ thực hiện xác lập chương trình xây lắp tương ứng với từng nguồn ngân sách này để người sử dụng có thể so sánh mức độ ảnh hưởng nguồn vốn đầu tư khác nhau đối với mạng lưới đường phân tích - Phân tích đa chỉ tiêu: Trong ứng dụng phân tích dự án, ngoài các chỉ tiêu về kinh tế phiên bản mới còn cung cấp các chỉ tiêu so sánh khác mà không thể định lượng hoá bằng các chi phí hoặc lợi ích. Các chỉ tiêu được xem xét thêm này như là chức năng (tính tiện nghi), an toàn (tai nạn giao thông), môi trường (ô nhiễm không khí), năng lượng (hiệu suất sử dụng năng lượng), xã hội (lợi ích xã hội), và khía cạnh chính trị. - Kết nối và kiểm soát dữ liệu: Phiên bản mới đã cải tiến tính kết nối dữ liệu nhập/xuất theo định dạng truy cập Microsoft Access cho tất cả các trường dữ liệu, đồng thời phần mềm có thể kiểm soát dữ liệu nhập vào nhằm loại trừ các lỗi số học của dữ liệu mạng lưới và dữ liệu đoàn xe. - Mô hình phân tích: Các mô hình phân tích (như là mô hình hư hỏng của mặt đường phủ mặt và không phủ mặt, mô hình tác động đến người sử dụng đường, và mô hình tác động của công tác bảo trì) được cải tiến và cập nhật phù hợp theo các quy định kỹ thuật hiện hành cung cấp bởi PIARC. 104 1.3 Mô hình của HDM-4 Sự phân tích của HDM-4 dựa trên khái niệm phân tích chu kỳ tuổi thọ của mặt đường và được áp dụng để dự báo các thông số trong suốt chu kỳ tuổi thọ của kết cấu mặt đường, như là: - Sự hư hỏng của đường. - Tác động của các công tác bảo trì. - Tác động đến người sử dùng đường. - Tác động đến kinh tế, xã hội và môi trường. Mức độ hư hỏng của đường bị ảnh hưởng trực tiếp bởi các yếu tố: tải trọng xe chạy, tác động của môi trường, hệ thống thoát nước không tương xứng và tiêu chuNn bảo dưỡng được áp dụng để sửa chữa các hư hỏng trên bề mặt đường như: vết nứt, độ bong tróc, ổ gàhoặc để bảo tồn tình trạng hợp nhất về tính kết cấu của kết cấu mặt đường (xử lý bề mặt, rải thêm lớp mặt), qua đó cho phép con đường đáp ứng lưu thông phù hợp với chức năng thiết kế của nó. Tình trạng tổng thể của mặt đường về lâu dài phụ thuộc trực tiếp vào các chỉ tiêu bảo dưỡng hoặc cải tạo nâng cấp được áp dụng cho đường. Kết quả của HDM-4 về dự báo tình trạng mặt đường có mức độ chính xác phụ thuộc chủ yếu vào sự hiệu chỉnh để HDM-4 phù hợp điều kiện địa phương. Tác động của tình trạng đường cũng như tiêu chuNn thiết kế lên người sử dụng đường được đo chi phí bao gồm: - Chi phí vận doanh của xe cộ: tiêu hao nhiên liệu, săm lốp, xăng dầu - Chi phí thời gian đi lại cho cả hành khách và hàng hoá. - Chi phí của nền kinh tế cho tai nạn giao thông. 105 - Tác động xã hội, môi trường: khí xả của xe, tiếng ồn, tiêu hao năng lượng, phúc lợi xã hội Trong đó, tác động xã hội, môi trường rất khó để tính thành tiền song chúng có thể được đánh giá kết hợp trong việc phân tích kinh tế của HDM-4 nếu xác định được số lượng các tác động đó bằng cách ngoại suy. HDM-4 được thiết kế để thực hiện những ước tính chi phí có tính chất so sánh và phân tích kinh tế các phương án đầu tư khác nhau. N ó đưa ra dự toán chi phí theo nhiều phương án từng năm cho một giai đoạn phân tích đã xác định người sử dụng. Để lập các so sánh này, ta cần các thông số chi tiết của chương trình đầu tư, tiêu chuNn thiết kế và các phương án bảo dưỡng cùng với chi phí đơn vị, khối lượng giao thông của dự án và các điều kiện môi trường. Mô hình của HDM-4 được xây dựng và không ngừng cải thiện để phù hợp như là: đưa vào các tiêu chí can thiệp, đưa và mô hình các dạng hư hỏng và biện pháp bảo trì Công tác cải thiện mô hình trong HDM-4 với các tiêu chí can thiệp được thể hiện trong Bảng 1. Các dạng hư hỏng và biện pháp bảo trì trong mô hình HDM-4 được thể hiện trong Bảng 2. Bảng 1. Công tác cải thiện trong mô hình HDM – 4 Loại mặt đường Công tác cải thiện Tiêu chí can thiệp Mặt đường đất 1. N âng cấp mặt đường bằng đá dăm Maccadam hoặc đất gia cố vôi Khi lưu lượng giao thông bằng 80% lưu lượng xe thiết kế 1. Mở rộng mặt đường cục bộ, thêm làn xe cơ giới. 2. Cải tạo cục bộ trắc dọc, trắc ngang của đường. - Khi lưu lượng giao thông bằng 90% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm) - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy - Khi lưu lượng giao bằng 90% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm) Mặt đường cấp phối 3. N âng cấp mặt đường thành mặt đường bê tông nhựa. - Lượng trục xe tiêu chuNn quy đổi. - Tốc độ của xe cơ giới. 106 - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy. 4. N âng cấp mặt đường thành mặt đường đá dăm láng nhựa, đá dăm thấm nhập nhựa. - Lượng trục xe tiêu chuNn quy đổi. - Tốc độ của xe cơ giới. - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy. 1. Mở rộng mặt cục bộ, thêm làn xe - Khi lưu lượng giao thông bằng 90% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm) - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy 2. Cải tạo các yếu tố hình học của đường, cải tạo các vị trí giao cắt. - Khi lưu lượng giao thông bằng 90% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm) 3. Thêm làn xe thô sơ - Tỷ lệ năng lực thông qua của dòng xe giờ cao điểm. 4. Tăng cường lớp bê tông nhựa - Số ổ gà. - % bong tróc. - Chiều sâu vệt lún bánh xe - Độ bằng phẳng mặt đường (IRI). Mặt đường nhựa 5. Xây dựng lại mặt đường. - Lượng trục xe tiêu chuNn quy đổi. - Tốc độ của xe cơ giới. - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy - Độ bằng phẳng mặt đường (IRI). - Chiều sâu và tổng diện tích vệt lún. - Tỷ lệ % bong tróc và số ổ gà. 1. Tăng cường lớp BTXM lên mặt đường cũ. - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy. - Lượng trục xe tiêu chuNn quy đổi. 2- Mở thêm làn xe cơ giới. - Khi lưu lượng giao thông bằng 95% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm) - Khi lượng giao thông đổi hướng. - ADDT (tổng xe ngày đêm) của hai chiều xe chạy. - Tốc độ của xe cơ giới. Mặt đường bê tông xi măng 3- Xây dựng mới đường BTXM. - Khi lưu lượng giao thông bằng 95% lưu lượng xe thiết kế (xe/ngày.đêm theo giờ cao điểm đối với đường khu đông dân cư thuộc vào cấp đường hiện tại). - Khi lượng giao thông đổi hướng. - Lượng trục xe tiêu chuNn quy đổi. - Tốc độ của xe cơ giới. 107 Bảng 2. Các kiểu hư hỏng và biện pháp bảo trì trong mô hình HDM– 4 Kết cấu mặt đường Dạng hư hỏng Công tác bảo trì Tiêu chí can thiệp Bịt vết nứt - Diện tích vết nứt ngang do nhiệt(%) - Diện tích vết nứt kết cấu rộng(%) Phun 1 lớp nhựa mỏng - Diện tích bong tróc (%) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) Láng nhựa 1 lớp - Diện tích bong tróc (%) - Chiều sâu độ nhám (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng Láng nhựa 2 lớp - Diện tích bong tróc (%) - Chiều sâu độ nhám (mm) - Độ chống trơn trượt - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Thảm phủ bê tông nhựa - Ổ gà (cái/km) - Diện tích vết nứt (%) - Độ gồ ghề (m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu TB vệt lún bánh xe (mm) - Chiều sâu độ nhám (mm) - Độ chống trơn trượt - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) N ứt Vá - Ổ gà (cái/km) - Diện tích bong tróc (%) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Mặt đường nhựa Láng một lớp có bù vênh - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề (IRI m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Chiều sâu độ nhám (mm) - Độ chống trơn trượt - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) 108 Láng 2 lớp có bù vênh. - Diện tích bong tróc (%). - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Chiều sâu độ nhám (mm) - Độ chống trơn trượt - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%). Bong tróc Cào bóc và thay thế - Diện tích bong tróc (%). - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Tổng diện tích hư hỏng (%). Vá ổ gà - Ổ gà (cái/km). - Diện tích hư hỏng nặng (%) Ổ gà Láng 1 lớp có bù vênh - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Tổng diện tích hư hỏng (%). Láng 2 lớp có bù vênh - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Tổng diện tích hư hỏng (%). Ổ gà Cào bóc và thay thế - Ổ gà (cái/km). - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Tổng diện tích hư hỏng (%). Vỡ mép, cóc gặm Sửa vỡ mép cóc gặm bằng bê tông nhựa hoặc đá dăm nhựa - Diện tích vỡ mép (m2/km) Bù vệt lún - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) Láng nhựa 1 lớp có bù vênh - Độ gồ ghề - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) Láng nhựa 2 lớp có bù vênh - Độ gồ ghề(IRI m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) Thảm phủ bê tông nhựa có bù vênh - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) Vệt lún bánh xe Cào bóc và thay thế - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) 109 Láng nhựa một lớp có bù vênh - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Láng nhựa hai lớp có bù vênh - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Thảm phủ bê tông nhựa có bù vênh (30 – 50mm) - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Cào bóc và thay thế - ổ gà (cái/km) - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Độ gồ ghề Xây dựng lại - ổ gà (cái/km) - Diện tích bong tróc (%) - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Độ lệch của chiều sâu trung bình vệt lún bánh xe (mm) - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) - Tổng diện tích hư hỏng (%) Láng 1 lớp - Chiều sâu độ nhám. Chiều sâu độ nhám và chống trơn trượt Láng 2 lớp - Chiều sâu độ nhám. - Chống trơn trượt. Thay mới/ đắp lại các tấm - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%) Sửa chữa các khe nối - Định kỳ. Bê tông Vết nứt, vỡ vụn khe. Sửa một phần bề dày tấm - Diện tích vỡ khe (%). 110 Sửa hết bề dày tấm - Diện tích vết nứt (%). - Chỗ hư hỏng (cái/km). - Diện tích vỡ khe (%). Thay mới tấm - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%). Thêm thanh truyền lực - Định kỳ Đứt gãy Tạo lại độ nhám bề mặt - Độ gồ ghề IRI (m/km) - Đứt gãy (mm) Sửa xói dọc mép tấm - Định kỳ Sụt lở Sửa lề - Định kỳ Thay tấm mới - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%). Thêm thanh truyền lực - Định kỳ Sửa khe nối - Định kỳ Độ gồ ghề Thêm lớp bê tông mới trên lớp mặt cũ. - Diện tích vết nứt (%). - Chỗ hư hỏng (cái/km). - Độ gồ ghề. - Tổng diện tích vết nứt của làn xe chạy (%). Sửa lề - Định kỳ Sửa lề Làm lề bằng bê tông xi măng có cốt thép mới. - Định kỳ Làn xe thô sơ. Sửa chữa làn xe thô sơ. - Định kỳ xi măng Sửa rãnh Xây rãnh dọc bảo vệ lề đường - Định kỳ Vá cục bộ đá dăm cấp phối - Độ dày lớp cấp phối (mm). Mất đá dăm cấp phối San tạo phẳng có bù vật liệu - Độ dày lớp cấp phối (mm). - Độ gồ ghề IRI (m/km). Cấp phối Độ gồ ghề San tạo phẳng - Độ gồ ghề IRI (m/km). 1.4 Chu trình phân tích HDM-4 Chu trình phân tích sử dung HDM-4 được thể hiện ở Sơ đồ 2. Trong đó mô hình phân tích kinh tế được dựa trên một số các chỉ tiêu kinh tế như là N PV, IRR, B/C, TTC (tổng chi phí giao thông). • Cơ sở phân tích kinh tế: 111 Phân tích kinh tế dòng thời gian của chi phí và lợi nhuận để so sánh với hiệu quả kinh tế của các phương án lựa chọn khác nhau và cung cấp các tiêu chuNn cần thiết khi đưa ra quyết định kinh tế. Quyết định đưa ra lựa chọn kki nào cần thực hiện và khi nào là thời gian thích hợp để thực hiện. Phân tích kinh tế cũng có thể dùng để điều tra các tiêu chuNn kỹ thuật và các chiến lược sẽ được thực hiện tiếp theo bằng một quyết định đầu tư cụ thể. Phân tích kinh tế và lựa chọn phương án tối ưu đứng trên quan điểm: - Tối đa hoá gía trị hiện tại ròng (NPV): Lựa chọn này áp dụng khi bài toán là lựa chọn một tập hợp đầu tư áp dụng trên một vài đoạn đường để tối đa hoá N PV. - Tối đa hoá cải tạo hiện trạng mạng lưới đường: N PV bằng tích của số gia (giảm) độ ghồ ghề trên từng đoạn đường nhân với chiều dài đoạn đường (ΔIRI * Chiều dài). Tóm lại quá trình tính toán cũng giống như quá trình tối đa hoá giá trị hiện tại ròng. - Tối đa hoá chi phí công tác đường bộ để đạt được một mục đích là hiện đường bộ tốt: Quá trình tối ưu sẽ đưa ra một sự lựa chọn đơn giản cho công tác đường trong đó IRI trung bình bằng hoặc thấp hơn IRI mục tiêu và có tổng chi phí tài chính nhỏ nhất. 112 KiÓu xe, l−u l−îng, hÖ sè t¨ng tr−ëng, t¶i träng, c¸c th«ng sè vËt lý, ®Þa h×nh, l−îng m−a, yÕu tè h×nh häc ®−êng, ®Æc ®iÓm mÆt ®−êng, ®¬n gi¸. B¾t ®Çu vßng lÆp ph©n tÝch KiÓu mÆt ®−êng, c−êng ®é, tuæi thä, ®iÒu kiÖn, vµ ESAL. H− háng ®−êng Nøt, l−în sãng, æ gµ, vÖt lón b¸nh xe, chiÒu dµy líp sái cuéi, ®é gå ghÒ §é gå ghÒ vµ yÕu tè h×nh häc ®−êng, tèc ®é xe, th«ng sè t¾c nghÏn, ®¬n gi¸ ¶nh h−ëng ®Õn ng−êi sö dông ®−êng L−îng x¨ng dÇu, lèp, duy tu, chi phÝ cè ®Þnh, tèc ®é, thêi gian hµnh tr×nh, chi phÝ cña ng−êi sö dông ®−êng. ChiÕn l−îc vµ c¸c tiªu chuÈn cña c«ng tr×nh ®−êng. ¶nh h−ëng c«ng tr×nh ®−êng S÷a ch÷a c¸c vÕt nøt, l−în sãng, æ gµ, vÖt lón b¸nh xe (cã phñ mÆt), ®é gå ghÒ, chiÒu dµy líp sái cuéi (kh«ng phñ mÆt), sè l−îng c«ng viÖc, chi phÝ cña nhµ BÒ mÆt kÕt cÊu mÆt ®−êng, ®Æc tÝnh xe cé. S÷a ch÷a c¸c vÕt nøt, l−în sãng, æ gµ, vÖt lón b¸nh xe (cã phñ mÆt), ®é gå ghÒ, chiÒu dµy líp sái cuéi (kh«ng phñ mÆt), sè l−îng c«ng viÖc, chi phÝ cña nhµ ¶ lý ¶nh h−ëng m«i tr−êng vµ x· héi Sè liÖu ®Çu vµo M« h×nh Sè liÖu ®Çu ra Sù ph¸t triÓn, tai n¹n, m«i tr−êng, vµ c¸c lîi Ých chi phÝ kh¸c. Chi phÝ vµ lîi Ých, bao gåm c¸c lîi Ých kh¸c. Ph©n tÝch kinh tÕ Tæng chi phÝ c¸c thµnh phÇn, NPV, IRR cña tõng ®o¹n. Trë l¹i vßng lÆp ph©n tÝch S¬ ®å chu tr×nh ph©n tÝch HDM - 4 113 • Phương pháp luận chung trong phân tích kinh tế: Đơn vị cơ sở phân tích trong HDM 4: là đoạn đường đồng nhất. Hai hoặc nhiều lựa chọn bao gồm các công việc cải tạo và bảo dưỡng đường được xác định cho từng đoạn đường ứng với một lựa chọn như là trường hợp cơ bản hoặc trường hợp tối thiểu (thường là bảo dưỡng thường xuyên tối thiểu). Lợi nhuận thu được từ thực hiện các lựa chọn khác nhau mà các lựa chọn này được tính toán trong một thời gian phân tích được xác định bằng các so sánh dòng chi phí kinh tế đã được dự đoán trong từng năm. Sự chênh lệch do tổng chi phí kinh tế bị chiết khấu được xác định như giá trị hiện tại ròng (N PV). Còn chất lượng đi lại của chu kỳ tuổi thọ trung bình thể hiện qua chỉ số độ ghồ ghề quốc tế (IRI) cũng tính cho từng lựa chọn. • Các tiêu chí xác định kinh tế: Các chỉ số kinh tế sau được tính từ dòng thời gian lợi nhuận hoặc chi phí theo tỷ lệ chiết khấu do người sử dụng xác định: - Giá trị hiện tại ròng - N PV - Tỷ lệ hoàn vốn nội bộ - IRR - Tỷ lệ Chi phí/ Lợi nhuận - BCR - Lợi nhuận năm đầu tiên – FYB - Tổng chi phí giao thông - TTC • So sánh kinh tế giữa các phương án lựa chọn khác nhau, bao gồm: - Giảm chi phí và lợi nhuận hàng năm so với một năm cơ sở được chọn. - So sánh dòng thời gian chi phí đối với từng cặp phương án lựa chọn. 114 - Tính các chỉ số kinh tế như giá trị hiện tại ròng, tỷ lệ hoàn vốn nội bộ, tỷ lệ chi phí - lợi nhuận + lợi nhuận năm đầu tiên đặc biệt là tổng chi phí giao thông. 1.5 Các ứng dụng của HDM-4 HDM-4 được ứng dụng ở 3 mức độ khác nhau: • Phân tích chiến lược: Phân tích một mạng lưới đường tổng thể chuNn bị cho việc chuNn bị kế hoạch dài hạn thông qua ước tính chi phí cần thiết cho việc phát triển và bảo trì đường trong các điều kiện phân bổ nguồn vốn ngân sách khác nhau. Mạng lưới đường được đặc thù bởi các đoạn đường có các đặc tính khác nhau như: cấp hạng đường, loại mặt đường, điều kiện mặt đường và dòng xe. Phân tích chiến lược thường kéo dài từ 5 đến 40 năm tuỳ theo yêu cầu cụ thể của phân tích. Trong phân tích chiến lược, HDM-4 áp dụng khái niệm ma trận mạng lưới đường bao gồm: các hạng mục của đường đã xác định theo các thuộc tính (đặc trưng) chủ yếu có ảnh hưởng đến hoạt động của đường và chi phai của người sử dụng đường. Mặc dù ta có thể mô hình hoá các đoạn đường riêng rẽ trong việc ứng dụng phân tích chiến lược nhưng nếu làm điều đó sẽ là quá cồng kềnh cho cơ quan quản lý đường bởi họ thường phải quản lý đến vài nghìn km đường. Một ma trận mạng lưới đường tiêu biểu có thể phân hạng theo: - Khối lượng giao thông hoặc tải trọng. - Loại mặt đường. - Tình trạng mặt đường. - Vùng môi trường hoặc khí hậu. - Phân cấp chức năng. 115 Phân tích chiến lược có thể được dùng phân tích một mạng lưới đã chọn như là tổng thể để chuNn bị dự toán kế hoạch trong một khoảng từ trung bình đến dài của các nhu cầu chi tiêu cho việc phát triển và bảo trì đường trong các tình huống ngân sách khác nhau. Các ứng dụng tiêu biểu của việc phân tích chiến lược quản lý đường sẽ bao gồm: - Dự báo trung và dài hạn về các yêu cầu quỹ cho các tiêu chuNn bảo dưỡng đường với các mục tiêu đã xác định rõ (chẳng hạn độ gồ ghề bình quân IRI). - Dự báo lâu dài về tình trạng của mạng lưới đường với các mức quỹ tài trợ thay đổi. - Phân bổ tối ưu các quỹ theo danh mục ngân sách đã xác định: bảo dưỡng thường xuyên, bảo dưỡng định kỳ và ngân sách phát triển. - N ghiên cứu chính sách như tác động của việc thay đổi giới hạn tải trọng trục, tiêu chuNn bảo dưỡng mặt đường, phân tích cân đối năng lượng, cung cấp các tiện ích cho giao thông không cơ giới, quy mô mạng lưới đường có thể duy trì được, đánh giá tiêu chuNn thiết kế mặt đường • Phân tích chương trình: ChuNn bị kế hoạch duy tu và phát triển mạng lưới đường ở từng đoạn với các lựa chọn đầu tư cho nguồn vốn hạn chế cho các năm liên tục. Các công việc đường và chi phí cần thiết được dự đoán trước cho mỗi đoạn tại mỗi năm cho thời kỳ bỏ vốn. Phần này liên quan đầu tiên đến việc tối ưu hoá một danh sách dài các dự án đường đề xuất đã xác định trong một chương trình làm việc 1 năm hoặc nhiều năm với các điều kiện hạn hẹp của ngân sách đã xác định. Chú ý quan trọng ở đây là chúng ta đang giải quyết một danh sách dài các dự án đường đề xuất đã lựa chọn như là các phân đoạn riêng rẽ của một mạng 116 lưới đường. Tiêu chuNn lựa chọn thường phụ thuộc vào các tiêu chuNn bảo dưỡng, cải tạo, nâng cấp hoặc xây dựng mà cơ quan quản lý đường có thể xác định. Các tiêu chuNn lựa chọn được áp dụng cho các dự án đề xuất có thể bao gồm: - N gưỡng bảo dưỡng định kỳ. - N gưỡng cải tạo, nâng cấp. - Tiêu chuNn xây dựng. Khi tất cả các dự án đề xuất đã được xác định thì việc áp dụng phân tích chương trình HDM-4 có thể được dùng để so sánh chi phí chu kỳ tuổi thọ được dự đoán theo các quy chế hiện hành về việc quản lý mặt đường (đó là trường hợp không có dự án); với dự án chi phí chu kỳ tuổi thọ công trình được dự đoán cho việc bảo dưỡng định kỳ, cải tạo, nâng cấp đường hoặc phương án xây dựng (đó là trường hợp có dự án). Đây cũng chính là cơ sở để dự toán các lợi ích kinh tế có thể thu được bằng cách gộp từng dự án đề xuất lại trong khuôn khổ thời gian của ngân sách. Điều khác nhau cơ bản của phân tích chiến lược và phân tích chương trình là cách trong đó các liên kết đường và các đoạn đường được xác định về mặt vật chất. Trong phân tích chiến lược hệ thống đường mất các liên kết riêng lẻ, các đặc trưng có được do đã tập hợp tất cả các phân đoạn đường có đặc tính giống nhau vào các hạng ma trận mạng lưới đường. Còn phân tích chương trình liên quan đến cả các liên kết và các đoạn riêng lẻ. Kết hợp hai phân tích này vấn đề có thể được đặt ra là kết hợp các phương án xử lý ở một số đoạn trong mạng lưới để tối ưu hoá chức năng, mục đích dưới sự hạn hẹp của ngân sách. 117 • Phân tích dự án: Sử dụng để đánh giá tính khả thi về kinh tế, kỹ thuật của các phương án thuộc dự án đường bằng việc so sánh với phương án gốc (không có dự án). Phân tích dự án có liên quan đến các vấn đề đánh giá một hay nhiều dự án đường bộ hoặc những lựa chọn đầu tư. Ứng dụng này phân tích một đoạn đường hay tuyến đường gắn liền với những cách xử lý do người sử dụng chọn có kết hợp với các chi phí lợi ích gắn liền nhau, công việc này được dự kiến hàng năm và kéo dài trong suốt kỳ phân tích. Các chỉ tiêu đánh giá kinh tế được xác định đối với những lựa chọn đầu tư khác nhau. Sự phân tích dự án để có thể ước tính khả năng kỹ thuật và kinh tế của các dự án đầu tư đường bộ qua xem xét các vấn đề sau đây: - Quá trình hình thành tình trạng cấu trúc của các lớp mặt đường. - Dự đoán chu kỳ tuổi thọ về độ hư hỏng của đường, chi phí và ảnh hưởng của các công việc về đường bộ. - Lợi ích và chi phí của người sử dụng đường. - Các so sánh về mặt kinh tế của việc lựa chọn dự án. Các dự án đánh giá điển hình sẽ bao gồm cả việc bảo dưỡng và khôi phục những con đường hiện có, các kế hoạch cải thiện về hình học hay mở rộng đường, nâng cấp mặt đường và xây mới. Ở đây, sẽ không có những sự thay đổi cơ bản nào ảnh hưởng tới phương pháp luận của hệ thống, nhưng mối quan hệ vê hư hỏng đường đã được cải thiện, được mở rộng qua một phạm vi rộng lớn hơn của kết cấu mặt đường và quá trình hình thành tình trạng của vật liệu trong vùng khí hậu ôn đới và lạnh. Còn về mối tương quan của người sử dụng đường, bao gồm thêm những tác động tới an toàn đường bộ. 118 Xét về những yêu cầu số liệu, sự khác nhau chính giữa phân tích chiến lược và chương trình với phân tích dự án là mức độ chất lượng thông tin (IQL) do N gân hàng Thế giới đề ra. Số liệu phân tích ở mức độ chiến lược và chương trình có thể được quy định tương đối (tốt, trung bình, xấu) còn ở mức dự án được quy định dưới dạng giá trị cụ thể. Bảng 3. Các ứng dụng của HDM-4. Chức năng quản lý Công việc chính Ứng dụng Quy hoạch - Hệ thống phân tích chiến lược - Hệ thống quy hoạch mạng lưới - Hệ thống quản lý mặt đường HDM-4: Phân tích chiến lược Lập kế hoạch - Hệ thống phân tích kế hoạch - Hệ thống quản lý mặt đường - Hệ thống phân bổ vốn HDM-4: Phân tích kế hoạch ChuNn bị dự án - Hệ thống phân tích dự án - Hệ thống quản lý mặt đường - Hệ thống quản lý cầu - Hệ thống thiết kế tăng cường kết cấu mặt đường HDM-4: Phân tích dự án 1.6 Hiệu chỉnh để ứng dụng HDM-4 tại điều kiện địa phương Việc ứng dụng HDM-4 vào điều kiện địa phương được thể hiện qua 3 mức sau tuỳ từng điều kiện thực tế cụ thể: - Cấp 1- Ứng dụng cơ bản: xác định các số liệu của giá trị đầu vào cơ bản, tuy nhiên cũng phải chấp nhận nhiều số liệu mặc định của HDM-4. Hiệu chỉnh các thông số nhạy cảm nhất bằng các ước đoán hoặc bằng các số liệu khảo sát hiện trường sơ bộ. - Cấp 2 - Hiệu chỉnh: xác định lại các phương trình quan hệ sử dụng trong mô hình sao cho cơ bản phù hợp với điều kiện địa phương. Việc xác 119 định được phương trình quan hệ này dựa trên xác định thông số đầu vào và các khảo sát hiện trường ở mức độ vừa phải. - Cấp 3 - Áp dụng: thông qua kết quả khảo sát hiện trường chi tiết kết hợp với kinh nghiệm để tăng tính phù hợp của các phương trình quan hệ dự đoán hiện có cũng như phát triển các phương trình quan hệ mới mới phù hợp với điều kiện địa phương. Mức độ nhạy cảm của các tham số: kết quả phân tích của HDM-4 chịu ảnh hưởng của các tham số đầu vào. Mức độ ảnh hưởng của chúng phụ thuộc và độ nhạy cảm của các tham số. Mức độ nhạy cảm được chi thành 4 mức như sau: Bảng 4. Bảng phân mức độ nhạy cảm của các tham số trong HDM-4 Mức độ ảnh hưởng Cấp nhạy cảm Độ đàn hồi ảnh hưởng Cao S-I >0.5 Trung bình S-II 0.20-0.50 Thấp S-III 0.05-0.20 Không đáng kể S-IV <0.05 (Độ đàn hồi ảnh hưởng là tỷ số phần trăm giữa độ thay đổi kết quả đạt được trên độ thay đổi của thông số đầu vào) Tương ứng với mỗi mô hình: Mô hình ảnh hưởng đến người sử dụng đường; Mô hình ảnh hưởng của công việc đường và tình trạng hư hỏng đường lại có sự đánh giá mức độ nhạy cảm với từng tham số cụ thể: 120 Bảng 5. Bảng phân mức độ nhạy cảm trong mô hình ảnh hưởng đến người sử dụng đường Mức độ nhạy cảm Độ đàn hồi ảnh hưởng Các tham số và số liệu quan trọng đối với tổng chi phí vân doanh Các tham số và số liệu quan trọng đối với tiết kiệm chi phí vận doanh S-I >0.5 - Thay đổi giá xe - Thay đổi giá xe S-II 0.20-0.50 - Độ gồ ghề IRI - Độ gồ ghề IRI S-III 0.05-0.20 - Mức độ sử dụng hàng năm - Các giá về xăng dầu, công lao động, thời gian vận chuyển hành khách - Tốc độ mong muốn - Lãi suất - Địa hình - Đoàn xe - Mức độ sử dụng hàng năm - Các giá về xăng dầu, công lao động, thời gian vận chuyển hành khách - Tốc độ mong muốn - Lãi suất - Địa hình - Đoàn xe S-IV <0.05 - Các tham số khác - Các tham số khác Bảng 6. Bảng phân mức độ nhạy cảm trong mô hình ảnh hưởng của công việc đường và tình trạng hư hỏng đường. Tác động đến Mức độ nhạy cảm Độ đàn hồi ảnh hưởng Các tham số Sự làm việc của mặt đường Làm hại mặt đường và hư hỏng mặt đường Lợi ích do việc duy tu Chỉ số kết cấu x x x Lưu lượng giao thông x Độ võng x x x S-I >0.5 Độ gồ ghề x x Tải trọng hàng năm x x x Tuổi thọ x x Tổng diện tích vết nứt x x S-II 0.20-0.50 Diện tích các vết nứt rộng x x 121 Hệ số môi trường-độ ghồ ghề x x Hệ số nứt ban đầu x x x Hệ số quá trình nứt x CBR nền đất x Chiều dày lớp mặt x x Lưu lượng trục tiêu chuNn x x x Diện tích ổ gà x x Chiều sâu vệt lún trung bình x Độ lệch tiêu chuNn của chiều sau lún x Hệ số quá trình lún x S-III 0.05-0.20 Hệ số độ gồ ghề tổng x x x Độ võng x Độ đầm chặt đất x x S-IV <0.05 Lượng mưa x 122 Phụ lục 3: Phương pháp AHP (Analytic Hierarchy Process) Phương pháp AHP (Analytic Hierarchy Process) là một công cụ hỗ trợ quyết định được phát triển bởi Thomas L.Saaty năm 1980, dùng để mô hình hòa hóa các bài toán trong khoa học quản lý, kinh tế và xã hội. Phương pháp AHP là quá trình phân tích thứ bậc là một trong các phương pháp ra quyết định đa chỉ tiêu được biết và sử dụng nhiều trên thế giới, khi chúng ta không thể gán một cách chủ quan các đánh giá về trọng số của các chỉ tiêu cũng như đánh giá phương án. Phương pháp này bắt đầu từ việc xây dựng các sơ đồ thứ bậc, bao gồm một số bước so sánh từng cặp chỉ tiêu trong từng bậc, lần lượt từ các tiêu chuNn lớn đến các tiêu chuNn thấp hơn, tiếp tục cho đến mức cuối cùng là các phương án. Kết quả so sánh từng cấp bậc chính là trọng số (mức độ quan trọng, mức độ ưu thích, mức độ có thể). AHP là phương pháp có nhiều ưu điểm và thích hợp cho công việc lượng hóa và quy đổi các chỉ tiêu đánh giá luận chứng lựa chọ phương án. Các ưu điểm và sự thích hợp này có được là nhờ các yếu tố sau đây: 1. Phương pháp AHP cho phép xây dựng một hệ thống chỉ tiêu đánh giá nhiều cấp rất linh hoạt. N hững chi tiêu phức tạp có thể phân tích thành những chỉ tiêu đơn giản hơn theo nhiều cấp, tạo điều kiện thuận lợi hơn việc đánh giá. 2. N gười ra quyết định được quyền linh hoạt hơn trong việc xếp hạng so sánh mức độ quan trọng các chỉ tiêu ở mỗi cấp. 3. Phương pháp AHP dựa trên cơ sở toán học. 123 4. Phương pháp AHP cho phép đánh giá tính nhất quán trong các đánh giá của chuyên gia vì nó tiến hành so sánh từng cặp đôi một để xác định trọng số và có ký thuật tính toán chỉ số đo lường sự nhất quán từ đó giảm thiểu được những hạn chế vốn có của phương pháp chuyên gia đó là tính nhất quán. Phương pháp AHP có thể được mô tả vắn tắt như sau: Để giải bài toán ra quyết định đa mục tiêu, người ra quyết dịnh phải đưa ra các tỷ số aij cho mỗi cặp so sánh về tầm quan trọng giữa các chỉ tiêu qj , j = 1,2,,m và các tỉ số rikj cho mỗi cặp so sánh về độ lớn tương đối của từng chỉ tiêu qj ứng với các phương án cần so sánh A1, A2,, An. Vì vây, ta có (m+1) ma trận so sánh cặp với m là số lượng các chỉ tiêu. Thực hiện so sánh cặp giữa các chỉ tiêu qj, j = 1,2,,m ta có ma trận A(m × m): q1 q2 qm q1 a11 a12 a1m A = q2 a21 a22 a2m qm am1 am2 amm Trong đó : aij là tầm quan trọng tương đối của chỉ tiêu qi so với chỉ tiêu qj (i và j = 1,2,,m) do những người ra quyết định đánh giá. Các giá trị aij được lấy từ một thang điểm là các số thực thể hiện các mức độ quan trọng khác nhau. Gọi tầm quan trọng của chỉ tiêu qi và qj là wi và wj, ta có aij = wi/ wj : 124 a11 a12 a1m w1/w1 w1/w2 w1/wm a21 a22 a2m w2/w1 w2/w2 w2/wm am1 am2 amm wm/w1 wm/w2 wm/wm A = = w = (w1, w2,, wj,wm) Thực hiện so sánh cặp về độ lớn tương đối của từng chỉ tiêu qj ứng với các phương án so sánh A1, A2,, An nhằm xác định giá trị hữu ích của từng phương án so sánh theo từng chỉ tiêu. qj A1 A2 An A1 r11j r12j r1nj Rj = A2 r21j r22j r2nj An rn1j rn2j rnnj rj = (r1j,r2j,,rij,,rnj) rikj = rij/rkj với rij là độ lớn tương đối của chỉ tiêu qj ứng với phương án Ai, rkj là độ lớn tương đối của chỉ tiêu qj ứng với phương án Ak. Ta có ma trận độ lớn tương đối của các chỉ tiêu như sau: q1 q2 qm A1 r11 r12 r1m R = A2 r21 r22 r2m An rn1 rn2 rnm Gọi giá trị hữu ích tổng hợp của phương án Ai là Pi, ∀i = 1, n, ta có Pi được xác định : Pi = ∑ = m j ijj rw 1 , ∀i = 1, n 125 Phương pháp AHP được xây dựng dựa trên các tiền đề sau : 1. Tiền đề 1: So sánh thuận nghịch. Sự so sánh, đánh giá của những người ra quyết định phải đảm bảo tính thuận nghịch: N ếu A quan trọng hơn B là x lần thì B quan trọng hơn A 1/x lần. 2. Tiền đề 2: Tính đồng nhất. Việc đánh giá của những người ra quyết định phải dựa trên một thang đo cố định và có giới hạn. 3. Tiền đề 3: Tính độc lập. Khi những người ra quyết định xem xét một chỉ tiêu nào đó, nó được xem là độc lập so với các chỉ tiêu khác. 4. Tiền đề 4: Cấu trúc của cây phân tích phải trọn vẹn để dể dàng ra quyết định Theo Thomas L.Saaty, các trị số so sánh cặp là các số thực. Mỗi ma trận so sánh cặp sẽ được sẽ được giải quyết bằng cách xác định vectơ riêng và như vậy các trị số mức độ quan trọng và độ lớn tương đối của các chỉ tiêu theo từng phương án cũng sẽ là các số thực. Saaty đã đề xuất phương pháp sử dụng tỷ số nhất quán CR (Consistency Ratio) để đánh giá tính nhất quán của các ước lượng trong ma trận so sánh cặp như sau: RI CI CR = 1m mmaxCI − −= λ Trong đó: RI là chỉ số nhất quán được xác định từ một ma trận hoàn toàn túy ý với các phần tử được chọn ngẫu nhiên. Bằng phương pháp mô phỏng, Saaty đã xác định được bảng các giá trị RI cho các ma trận có cỡ khác nhau như sau: 126 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 RI 0,00 0,00 0,58 0,90 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45 1,49 Kinh nghiệm cho thấy, CR nên nhỏ hơn 0,05 với ma trận cỡ 3x3; nên nhỏ hơn 0,09 với ma trận cỡ 4x4; và nên nhỏ hơn 0,1 với các ma trận cỡ lớn hơn. Về thang điểm áp dụng cho việc so sánh cặp, Saaty đã đề xuất thang điểm từ 1 - 9 như sau: Giá trị aij = 1 Ưu tiên bằng nhau 2 Ưu tiên bằng nhau cho đến vừa phải 3 Ưu tiên vừa phải 4 Ưu tiên vừa phải cho đến ưu tiên hơn 5 Ưu tiên hơn 6 Ưu tiên hơn cho đến rất ưu tiên 7 Rất ưu tiên 8 Rất ưu tiên cho đến vô cùng ưu tiên 9 Vô cùng ưu tiên 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tờ trình số 1849/BKH-QLĐT ngày 23/3/2010 của Bộ Kế hoạch và Đầu tư V/v Quyết định của Thủ tướng Chính phủ ban hành Quy chế thí điểm đầu tư theo hình thức đối tác công – tư 2. N gân hàng Phát triển Châu Á hỗ trợ ngành giao thông tại Việt N am, N ghiên cứu đánh giá, tháng 8/2009. 3. Dự án N ghiên cứu Toàn diện và Phát triển bền vững hệ thống giao thông vận tải tại Việt N am, VITRAN SS2. 4. Trang web Đầu tư phát triển hạ tầng giao thông giai đoạn 2003 – 2008. Thực trạng và giải pháp. 5. TS. Chế Đình Lý, Giáo trình môn học Phân tích hệ thống môi trường, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. 6. Bùi Trọng Cầu – Masahiko Kunishima, Đánh giá giải pháp thiết kế xây dựng, N hà xuất bản xây dựng, năm 2007. 7. TS. Lý Huy Tuấn, Về thành lập quỹ bão trì đường bộ, Viện chiến lược phát triển giao thông vận tải 8. Vũ Đinh N ghiêm Hùng, Bài giảng môn Logistics, Trường Đại Học Bách Khoa Hà N ội, năm 2005. 9. N guyễn N gọc Bình Phương, Bài giảng Analytic Hierarchy Process (AHP), Đại học bách khoa TP.HCM 10. TS. Trần Thị Minh N gọc, Bài giảng Qui trình và phương pháp điều tra xã hội học. 128 11. TS. Vũ Hoài N am, Bài giảng phương pháp ra quyết định, Đại học Xây dựng, năm 2009. 12. HDM-4 manuals, Volume 4 13. Multicriteria Analysis Method for Pavement maintenance management, Savatore Cafiso, Alessandro Di Graziano, Henry R.Kerali, ang J.B.Odoki 14. Tiêu chuNn Việt N am, TCVN 5937:2005, Chất lượng không khí – Tiêu chuNn chất lượng không khí xung quanh. 15. TS.Đinh Văn Hiệp, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, Xây dựng chu trình xác lập kế hoạch công tác bảo trì mạng lưới mặt đường ô tô, Mã số: 22-2010/KHXD, năm 2010