Những thách thức trong quản lý KCHT đường bộ • Đánh giá mức độ xuống cấp của đường thông qua số liệu điều tra 1.. -© PASCO CORPORATION 1953-2010• Thể chế Các cơ quan trực thuộc chính phủ
Trang 1© PASCO CORPORATION 1953-2010 1
-Hội thảo quốc tế về Triển khai Hỗ trợ kỹ thuật
cho ngành Quản lý đường bộ Việt Nam
Những thử nghiệm hiện tại về Quản lý
CSHT đường bộ tại Nhật Bản Kinh nghiệm từ Nhật Bản
Ngày 31,tháng, 2010
Tiến sĩ: Kazuya AOKI
Tập đoàn PASCO, Nhật Bản
Trang 2© PASCO CORPORATION 1953-2010
Nội dung báo cáo
1 Thực trạng quản lý hạ tầng đường bộ ở Nhật Bản
2 Quá trình xuống cấp của đường
3 Những thách thức trong quản lý KCHT đường bộ
• Đánh giá mức độ xuống cấp của đường thông qua số liệu điều tra
1 Vai trò của hệ thống quản lý đường (PMS)
• Cơ sở dữ liệu (CSDL) đường bộ
• Các vấn đề về lập trình và cài đặt H.thống CSDL
• Hệ thống quản lý đường dựa trên công nghệ mạng (Web-based)
• Hệ thống quản lý đường dựa trên GIS
2
Trang 3-© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Thể chế (Các cơ quan trực thuộc chính phủ)
Thực trạng công tác quản lý CSHT ở Nhật
Bản
1) Tổng quan
- Đang phát triển và hoàn thiện các mô hình dự cáo xuống cấp, các mô hình về phân tích đánh giá giá chi phí vòng đời (LCC), mô hình bảo trì tối ưu; và triển khai công tác điều tra, thu thập để hoàn chỉnh CSDL làm cơ sở lập kế hoạch ngân sách và chiến lược sửa chữa, tối thiểu hóa LCC nhờ chiến lược bảo trì dự phòng , đồng thời xác định mức độ phục vụ tương ứng.
- Bắt đầu triển khai việc lập kế hoạch cho quản lý kết cấu hạ tầng đường bộ (mặt đường, cầu, hầm, và hệ thống thoát nước)
3
-• Các Mô hình dự báo xuống cấp
• Các Mô hình phân tích LCC: mô hình tối ưu công tác bảo trì
Nghiên
cứu, Phát
triển
• Nhận thức về tầm quan trọng của công tác bảo trì đường bộ
• Thu thập số liệu, ngày càng hoàn thiện CSDL (số liệu điều tra)
Với cấp
Lãnh đạo
Môi
trường
Hiện thực hóa trong áp dụng quản lý đường bộ (Phân tích LCC , xây dựng kế hoạch bảo trì dài hạn,
… )
Kế hoạch Quản lý KCHT đường bộ với mục tiêu tăng tuổi thọ công trình, giảm chi phí nhờ tăng cường công tác bảo trì dự phòng
Trang 4© PASCO CORPORATION 1953-2010
0 5 10 15 20 25 30 35
Elapsed time (year)
Quá trình xuống cấp đường
• Tính “không chắc chắn” của quá trình xuống cấp mặt đường
– Đường xuống cấp là do nhiều nguyên nhân
– Dự đoán HOÀN TOÀN CHÍNH XÁC quá trình xuống cấp là gần như không thể.
4
-Số liệu điều tra tình trạng đường cao tốc ở Nhật Bản
mm
Thời gian khai thác (năm)
Trang 5© PASCO CORPORATION 1953-2010
Elapsed Time (year)
Những thách thức trong công tác quản lý đường
• Không đơn giản để xác định đúng cơ chế xuống cấp của đường từ số liệu điều tra.
Sự khác nhau về tốc độ xuống cấp của các tuyến đường cao tốc tại Nhật Bản (mức độ phân tán cao)
- 5 - Thời gian khai thác (năm)
Trang 6© PASCO CORPORATION 1953-2010
Những thách thức trong công tác quản lý đường
• Không đơn giản để xác định đúng cơ chế xuống cấp của đường từ số liệu điều tra.
Elapsed Year
1 Hình So sánh đường cong xuống cấp
của các tuyến đường có CÙNG ĐẶC
chuyển, và kết cấu).
- 6 - Thời gian khai thác (năm)
Trang 7© PASCO CORPORATION 1953-2010
Đánh giá mức độ xuống cấp thông qua số liệu điều tra tình trạng đường.
• Tính “không chắc chắn” chính trong quản lý đường bộ:
– Diễn biến Quá trình xuống cấp
• Mô hình dự báo xuống cấp đường:
– Không thể dự đoán CHÍNH XÁC quá trình xuống cấp
KHỨ thông qua các số liệu điều tra tình trạng đường.
– Có thể hạn chế rủi ro (tính không chắc chắn) nhờ việc DỰ
BÁO DỰA TRÊN CÁC KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH XUỐNG
• Không dự báo, mà là đánh giá
• Việc thu thập số liệu và có nguồn CSDL TỐT là rất quan trọng, đó chính là các số liệu phản ánh QUÁ TRÌNH XUỐNG CẤP THẬT CỦA ĐƯỜNG
• Có thể mô hình được diễn biến xuống cấp THẬT của đường thông qua việc đánh giá, phân tích các số liệu điều tra tình trạng đường
• Chính các mô hình thống kê dự báo xuống cấp này lại có thể cho ta biết diễn biến quá trình xuống cấp của TỪNG CON ĐƯỜNG
7
Trang 8-© PASCO CORPORATION 1953-2010
Vai trò của hệ thống quản lý mặt đường (PMS)
8
-Kế hoạch
Thực hiện Theo dõi
Liệt kê các dữ liệu danh mục
Tổng hợp và chỉ thị Nhập số liệu tuần đường
Nhập thông tin sửa chữa
Khảo sát chi tiết các đoạn đường cầnsửa chữa
Giám sát hàng ngày, sửa chữa Kiểm tra kết quả công
tác sửa chữa
Mức Hàng năm
Thực hiện
Theo
dõi Thực hiện kiểm tra theo k.hoạch
Cập nhật dữ liệu vào hệ thống
Kế
hoạch Lựa chọn các đoạn đường cần sửa, phương án sửa, mức ưu
tiên, phân bổ vốn…
Liệt kê danh sách đoạn đường sửa chữa
Mức Trung hạn
Quản lý số liệu Quản lý chiến lược
Kế
hoạch
Lập kế hoạch AM (Vốn, tiêu chuẩn sửa chữa, phương pháp sửa chữa, mức độ phục vụ, khoảng thời gian điều tra, …)
Thực hiện
Kiểm tra Kiểm travà theo dõi công
tác bảo trì, các công việc
đã tiến hành
Hành
động Rà soát lại kế hoạch, điều chỉnh/cập nhật mô hình dự báo
Mô phỏng chi phí
Đánh giá, ước lượng mô hình dự báo
Tổng hợp và chỉ thị ( dựa vào GIS )
Hệ thống cơ
sở dữ liệu MĐ
Phân tích LCC
Đánh giá việc thực hiện
Trang 9© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Quản lý số liệu (Các chức năng chính)
– Quản lý và sử dụng lượng thông tin lớn thu thập được từ việc bảo trì hàng ngày
• Bảo trì và cập nhật số liệu mặt đường
• Cập nhật số liệu điều tra đường theo kỳ
• Tập hợp thông tin về sửa chữa đường
• Tra cứu thông tin trong hệ thống cơ sở dữ liệu (DL danh mục MĐ)
• Quản lý chiến lược (các chức năng tăng cường, tùy chọn)
– Lập kế hoạch quản lý đường bộ, đánh giá chất lượng đường và cập nhật
kế hoạch dựa trên cơ sở dữ liệu mới thu thập được
– Các gói phụ trợ có thể là không thật cần thiết (vì ít sử dụng)
– Các công nghệ quản lý đường bộ sẽ được phát triển trong tương lai
9
-Vai trò của hệ thống quản lý mặt đường (PMS)
Trang 10© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Vai trò chính của PMS là thu thập số liệu
– Số liệu điều tra
• Đánh giá theo thời gian quá trình xuống cấp
– Số liệu sửa chữ a (bao gồm cả số liệu các thí nghiệm xây dựng)
• Đánh giá hiệu quả của công tác nâng cấp, sửa chữa
– Vấn đề về chiều dài đoạn đường
• Chỉnh lý, xác định chiều dài đoạn đường tối thiểu (theo tính chất xây dựng) áp dụng cho mức quản lý/bảo trì hàng năm (ở Nhật là
100 m)
• Kết nối số liệu về xây dựng (xây dựng mới, sửa chữa, cải tạo,…)
và số liệu điều tra điều tra (trong quá trình khai thác): có khó khăn
Vai trò của hệ thống quản lý mặt đường (PMS)
Trang 11© PASCO CORPORATION 1953-2010
Cơ sở dữ liệu đường bộ
Điều tra
•Thời điểm điều tra
•Lọai mặt đường
•Phương pháp điều tra
•Tỷ lệ nứt (%)
•Vết hằn bánh xe (trung bình và lớn nhất (mm)
•Độ bằng phẳng (mm)
•Chỉ số tình trạng đường tổng hợp MCI
Quá khứ sửa chữa
•Thời điểm sửa chữa
• Phương pháp sửa chữa
•Loại mặt đường
•Loại vật liệu
•Chi phí sửa chữa
Thông tin đường
•Tên đường
•Đơn vị quản lý
•Loại đường
•Số làn đường/làn đường số
•Chiều dài đoạn
•Lý trình
•Chiều rộng
•Kết cấu đi kèm
•Lưu lượng giao thông
•Tỷ lệ nứt (%)
•Vết hằn bánh xe (trung bình và lớn nhất (mm)
•Độ bằng phẳng (mm)
•Chỉ số tình trạng đường tổng hợp MCI
1 *
1 *
1 *
1
20m~100m
Tình trạng đường hiện tại
Sự xuống cấp
•Mô hình dự báo xuống cấp
• Mức (tốc độ) xuống cấp
•Chỉ số Benchmarking
Trang 12© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Tổng hợp số liệu theo thời gian
– Để phân tích đánh giá được quá trình xuống cấp, thì việc tập hợp số liệu liên quan đến đường trong suốt chu kỳ tuổi thọ mặt đường (10-20 năm) là cần thiết
• Thống nhất (chốt) các vị trí đánh giá
– Đảm bảo vị trí điều tra/khảo sát đúng với vị trí đã thực hiện trong quá khứ (các đoạn
mặ đường điều tra được xem là tập hợp các cấu phần liên tiếp).
– Việc chọn vị trí trùng với quá khứ phụ thuộc vào độ chính xác của thiết bị đo (công-tơ-mét , định vị GPS).
– Ở Nhật Bản, độ chính xác về vị trí được lưu trữ bởi hệ thống bản đồ GIS đi kèm với các hình ảnh và số liệu liên quan.
– Khi điều tra, thông tin (như các mốc giới) được dùng để xác định vị trí của từng đoạn đường
Các vấn đề về cài đặt hệ thống CSDL
đường bộ
12
Thời gian
Số liệu tại cùng một vị trí sẽ luôn được lưu lại
Độ chính xác mang
tính không gian
Trang 13© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Thiết lập chiều dài đoạn đánh giá
– Số liệu thu được (qua điều tra và qua sửa chữa) đối với công tác bảo dưỡng
thường xuyên sẽ được coi là thông tin thứ cấp trong quản lý đường bộ.
– Các thông tin chi tiết (vi mô) này được dùng cho việc phân tích tổng thể (phân tích
ở mức vĩ mô)
– Chiều dài đánh giá tối thiểu sẽ được điều phù hợp với yêu cầu khảo sát hư hỏng cũng như yêu cầu của công tác sửa chữa hư hỏng.
– Ở Nhật Bản, chiều dài cơ bản của đoạn đơn vị là 100 m Nhưng hiện nay, để đánh giá mức độ hư hỏng chi tiết hơn, chiều dài này được rút ngắn còn 20 m hoặc 50m (Phụ thuộc vào khả năng của máy móc thiết bị)
13
-100m ： tỉ lệ nứt gãy = 10%
20m ： Tỉ lệ nứt gãy = 50%
Các vấn đề về cài đặt hệ thống CSDL
đường bộ
Trang 14© PASCO CORPORATION 1953-2010
• Cập nhật số liệu
– Nếu CSDL không được cập nhật, CSDL đó là “lỗi thời” và độ cậy của số liệu chắc chắn giảm đi.
– Chính vì việc cập nhật CSDL là một công việc phức tạp, nên công tác này CÀNG PHẢI ĐƯỢC THỰC HIỆN 1 CÁCH HiỆU QUẢ
– Số liệu điều tra (Được thu thập theo từng đợt)
• Lý tưởng sẽ là: Khi điều tra, số liệu điều tra được nhập cùng với định dạng của hệ thống CSDL Như vậy số liệu sẽ lập tức được cập nhật một cách hệ thống
– Số liệu về sửa chữa đường (Được nhập theo từng trường hợp)
• Lý tưởng sẽ là: Tạo ra một GIAO DIỆN ĐƠN GIẢN để nhập số liệu về sửa chữa đường để thuận tiện cho người dùng ở CẤP ĐƠN VỊ SỬA CHỮA; đồng thời vị trí và hình ảnh của công tác sửa chữa đó sẽ được ghi lại bằng hình ảnh,…
– Ứng dụng mạng (Web-based)
• Nâng cao hiệu quả của công tác nhập và cập nhật số liệu
14
-Các vấn đề về cài đặt hệ thống CSDL
đường bộ
Trang 15© PASCO CORPORATION 1953-2010
Ứng dụng mạng cho PMS
• CSDL được quản lý chung tại Văn phòng trung tâm
• Các chức năng được giới hạn cho từng đối tượng sử dụng:
– Với Cấp lãnh đạo ： Quản lý chiến lược
– Với cấp sửa chữa trực tiếp ： Nhập số liệu, xem lướt
• Việc bảo trì cho hệ thống và dữ liệu là thuận tiện
• Phụ thuộc vào hạ tầng mạng.
15
-LAN Máy chủ
Số liệu sửa chữa
Số liệu tuần đường
Nhập
Số liệu điều tra
Cái đặt
(nhập tự động)
Các chức năng quản lý chiến lược
Các chức năng quản lý dữ liệu
Trang 16© PASCO CORPORATION 1953-2010
Ứng dụng mạng cho PMS
• Cửa sổ giao diện cơ bản
(a) Quản theo ký hiệu và lớp (b) Hiển thị bản đồ và thuộc tính (c) Thanh công cụ chức năng
16
Trang 17-© PASCO CORPORATION 1953-2010
Ứng dụng mạng cho PMS
100m
20m
Đánh giá kết hợp với số liệu theo đoạn 20m
Số liệu hư hỏng chi tiết
• Số liệu điều tra
– Số liệu theo thời gian
• Tình trạng hiện tại của đường (theo đoạn)
– 100m, 20m
• Số liệu về sửa chữa đường (đã có)
• Bản kiểm kê thông tin đường và thông tin
môi trường
– Số liệu lưu lượng giao thông, vv
• Tốc độ/mức xuống cấp
• Kết quả khảo sat kết cấu mặt đường
• Thông tin về đoạn đường sửa chữa
17
Trang 18-© PASCO CORPORATION 1953-2010
Ứng dụng mạng cho PMS
• Hiển thị về kết quả đánh giá so sánh mức độ xuống cấp giữa các đoạn đường với nhau (thể hiện qua màu sắc)
18
Trang 19-© PASCO CORPORATION 1953-2010
Ứng dụng mạng cho PMS
• Tính toán các TIÊU CHUẨN SỬA CHỮA và CHI PHÍ SỬA CHỮA
– Tiêu chuẩn sửa chữa áp dụng cho MỖI TUYẾN ĐƯỜNG
• Phân tích sự ảnh hưởng của TIÊU CHUẨN SỬA CHỮA tới MỨC
ĐỘ PHỤC VỤ của đường.
Các điều kiện mô hỏng
Monte Carlo
Các kết quả mô phỏng
Các mức ngân
sách Kết quả và biểu đồ
Chi phí sửa chữa Chiều dài sửa chữa
Mức phục vụ trung bình Mức phục vụ
Thiết lập điều kiện mô phỏng Ví dụ về kết quả chạy chương trình
19
Trang 20-© PASCO CORPORATION 1953-2010 20