Mục đích của bài viết xây dựng chương trình đánh giá định lượng rủi ro trong quá trình thi công công trình. Đầu tiên xác định các yếu tố rủi ro trong quá trình thi công làm biến số đầu vào, sau đó sử dụng hệ thống suy diễn mờ để xây dựng thuật toán cho chương trình đánh giá rủi ro công trình trên nền phần mềm matlab,...
Trang 1ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐỂ ĐÁNH GIÁ RỦI RO THI CÔNG CÔNG TRÌNH
Nguyễn Kim Cường
Khoa Kỹ thuật H tầng đô thị, tr ng i học X y d ng Miền Trung
Tóm tắt: Mục đích của bài báo x y d ng ch ơng trình đánh giá định l ợng rủi ro trong quá
trình thi công công trình ầu tiên xác định các yếu tố rủi ro trong quá trình thi công làm biến
số đầu vào, sau đó sử dụng hệ thống suy diễn m để x y d ng thuật toán cho ch ơng trình đánh giá rủi ro công trình trên nền phần mềm matlab, cho phép ng i dùng nhập các đánh giá m vào ch ơng trình, giá trị trả về là đồ thị kết quả các biến đầu ra và một giá trị định l ợng sau khi khử m
I Đặt vấn đề:
Trong những năm gần đ y, có rất nhiều công
trình xảy ra các s cố đáng tiếc mà nguyên
nh n của nó là do chúng ta không có s chú
trọng cần thiết đến kế ho ch quản lý rủi ro
dẫn đến hậu quả vô cùng to lớn, nh s sụp
đổ hai nhịp dẫn Cầu Cần Thơ (Hình 1), nứt
đập thủy điện Sông Tranh 2 (Hình 2) hay sập
cầu ở thành phố Minneapolis bắc qua sông
Mississipi ở Mỹ (Hình 3)
Hình 1 Toàn cảnh sập hai nhịp dẫn Cầu Cần Thơ
Hình 2 Sập Cầu bắc qua sông Mississipi
Những s cố công trình này có rất nhiều nguyên nh n, mà phần nhiều do s chủ quan
và thiếu động l c của con ng i trong các
kh u khảo sát đo đ c, tính toán thiết kế, thi công lắp d ng
Hình 3 Vết nứt thủy điện Sông Tranh 2
ã đến lúc chúng ta cần chú trọng nhiều hơn việc ph n tích quản lý các rủi ro trong giai đo n tiền d án, cần s phổ biến rộng rãi và xem kế ho ch quản lý rủi ro là một trong những tiêu chí quan trọng để l a chọn nhà thầu
ể ph n tích quản lý rủi ro, chúng ta tìm hiểu rủi ro là gì qua khái niệm cơ bản sau:
Rủi ro là những s kiện có thể và không thể xảy ra trong t ơng lai, mà nếu xảy
ra thì nó ảnh h ởng đến mục tiêu d án nh
về chi phí, tiến độ, môi tr ng xung quanh,
và cả sức khỏe và tính m ng con ng i
Trang 2Việc đánh giá rủi ro hiện nay chủ yếu mang
tính d đoán định tính thiếu tính định l ợng
cho một giá trị cụ thể, vì thiếu thông tin hoặc
chất l ợng thông tin không đáng tin cậy, hơn
nữa, mỗi công trình có một đặc điểm riêng,
mỗi th i điểm riêng và không gian riêng, do
đó d đoán th ng không chính xác,
Một trong những lý thuyết đang đ ợc ứng
dụng hiện nay để đánh giá những vấn đề mà
nguyên nh n của nó mơ hồ, không rõ ràng,
không chắc chắn là lý thuyết m
II Lý thuyết mờ:[1],[3]
Lý thuyết m là một lý thuyết tập hợp mở
rộng so với lý thuyết tập hợp cổ điển, mỗi
phần tử bất kỳ nào đó không chỉ phụ thuộc
vào tập hợp duy nhất mà có thể phụ thuộc rất
nhiều tập hợp khác nhau Mức độ phụ thuộc
tùy thuộc vào tính chất phần tử và không
gian mẫu chứa nó, đặc tr ng cho mức độ
phụ thuộc là những hàm (gọi là hàm thành
viên) có giá trị trong đo n [0,1], không
giống nh lý thuyết tập hợp cổ điển khi xét
một phần tử hoặc đúng (có xác suất P=1)
hoặc sai (có xác suất P=0)
Biểu diễn lý thuyết này d ới d ng tóan học :
A={(x, (x))|x X, (x) [0,1] }
Trong đó A: Tập m ; x: là phần tử đ i diện
của tập m ; X: không gian mẫu
(x) là hàm thành viên thể hiện mức độ phụ
thuộc phần tử x trong tập X
Hình 4: ồ thị thể hiện khác biệt tập m và tập rõ
Hình d ng hàm (x) có thể có rất nhiều d ng khác nhau, phổ biến là hình d ng sau đ y
D ng tam giác D ng hình thang
D ng chữ S D ng Gauss Hình 5: Các d ng phổ biến đồ thị hàm thành
viên (x)
Trong bài báo này sử dụng d ng hàm tam giác và d ng hình thang vì tính tuyến tính và tính đơn giản của nó
Những nhận xét về yếu tố rủi ro bằng ngôn ngữ của ng i dùng sẽ đ ợc chuyển hóa thành những khoảng m và đ ợc x y d ng thành các hàm thành viên sau
Bảng 1 Định nghĩa các hàm liên thuộc cho các mờ Giá trị ngôn ngữ Giá trị mờ Đồ thị hàm thành viên
Nhận xét ngôn ngữ cho biến xác
suất xảy ra rủi ro RP (%)
Rất thấp (VL) 0-23
Trang 30
1
20 22 38 43 57 59 78 81 100 X
Trung bình(M) 39-63
Rất cao (H) 79-100
Nhận xét ngôn ngữ cho biến mức
độ tác động RI (%)
Rất nhỏ (VS) 0-24
Trung bình(M) 37-63
Rất lớn (H) 76-100
Nhận xét ngôn ngữ cho biến rủi
ro thi công công trình RA (%)
Rất thấp (VL) 0-22
Trung bình(M) 38-59
Rất cao (H) 78-100
III Nhận dạng các yếu tố rủi ro:
Có rất nhiều nguồn để nhận d ng các yếu tố
rủi ro làm biến số đầu vào nh tham khảo ý
kiến của chuyên gia, nguồn dữ liệu lịch sử
Trong số nhiều yếu tố rủi ro [2] trong thi công công trình ng i nghiên cứu chọn các yếu tố và kí hiệu nh bảng sau:
Bảng 2 Đặt tên các biến rủi ro
STT Các yếu tố rủi ro thi công công trình Kí hiệu
(1) Biện pháp thi công không phù hợp CM (2) Kế ho ch phòng ngừa rủi ro kém PN (3) Không xử lý kịp S cố bất th ng của địa chất UNG (4) Chất l ợng vật t nh n công thiết bị QW
(1) Biện pháp thi công không phù hợp
(CM): Khi đấu thầu để được trúng thầu các
nhà thầu lu n đề xuất đầy đủ c ng nghệ hiện
đại, nguồn nhân lực dồi dào, các giải pháp
thi c ng đúng đắn, tuy nhiên khi trúng thầu
thì thực tế triển khai rất khác, biện pháp thi
c ng kh ng phù hợp với cam kết chất lượng
(2) Kế hoạch phòng ngừa rủi ro kém (RP):
không có kế hoạch phòng ngừa rủi ro, không
có qui trình quản lý rủi ro hiệu quả, không kiểm soát được mầm móng rủi ro để giải quyết triệt để, hoặc lúng túng trong khâu xử lý kỹ thuật, có thể xảy ra hậu quả nghiêm trọng
(3) Chất lượng vật liệu, nhân công, trang thiết bị (QW): Các nguồn lực này quyết định
Trang 4chất lượng công trình, việc hư hỏng máy
móc trang thiết bị gây ra trễ tiến độ công
trình, chất lượng vật liệu kém gây ra sự cố
cho c ng trình, đặc biệt là nhân công, nếu
kh ng được đào tạo tốt có thể để lại hậu quả
xấu cho công trình
(4) Không xử lý kịp Sự cố bất thường của
địa chất(UNG): như gặp hiện tượng lún sụp
cục bộ (thi công gặp túi bùn cục bộ), sụt
mực nước ngầm đột ngột phá vỡ kết cấu hiện
trạng của đất nền
(5) Rủi ro do bất khả kháng: hiện tượng
khách quan: động đất, mưa bão, chiến
tranh, dịch họa, cháy nổ
Hình 6 Sơ đồ khối đánh giá rủi ro thi
công công trình
IV Hệ thống suy luận mờ:
Hình 7 Mô hình minh họa suy luận m
V Viết thuật toán chương trình : Bước 1: X y d ng hàm ch ơng trình con
cho các hàm liên thuộc
Bước 2: M i ng i dùng cho đánh giá và
nhập vào các giá trị m của các biến số đầu vào
Bước 3: Lập các mệnh đề logic m thể hiện
mối t ơng tác giữa các biến số
Bước 4: Khử m ( ph ơng pháp trung bình
trọng số)
Bước 5: In kết quả và đồ thị của biến đầu ra
Bảng 3 một số qui luật kết hợp của các biến số đầu vào
4 IF CM M AND PN M AND UNG M OR CM H OR PN H OR UNG H THEN RP H
5 IF CM H AND PN H AND UNG H OR CM VH OR PN VH OR UNG VH THEN RP VH
Bảng 4 người dùng nhập giá trị mờ các biến đầu vào
1 QW Chất l ợng Vật t , Nh n Công, Thiết bị 14 36
2 UNG Không xử lý kịp s cố bất th ng của địa chất 55 72
4 CM Biện pháp thi công không phù hợp 27 34
Trang 50 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
0.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
0.5
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
0.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
0.5
1
Giá trị xác suất xảy ra rủi ro là
RP=51.698 %
Hình 8 Đồ thị thể hiện kết quả chương
trình đánh giá xác suất xảy ra rủi ro
-1
0
0
0.5
1
0
0.5
1
0
0.5
1
-1
0
0
0.5
1
Hình 9 Đồ thị thể hiện kết quả chương
trình đánh giá mức độ tác động
Giá trị mức độ tác động RI= 49.9168%
Hình thể hiện kết quả ch ơng trình đánh giá rủi ro thi công công trình
Gía trị rủi ro RA= 63.0274 %
VI Kết luận
Ch ơng trình đánh giá rủi ro thi công công trình giúp cho ng i dùng một cách nhanh chóng đánh giá định l ợng rủi ro trong quá trình thi công, và giúp cho ban chỉ huy công tr ng có s chú trọng cần thiết vào các yếu tố rủi ro và có biện pháp phòng ngừa thích hợp để giảm thiểu hoặc tránh mọi rủi ro có thể xảy ra trong lúc thi công, nhằm đem l i chất l ợng cho cuộc sống Tuy nhiên
ch ơng trình cũng manh tính chất tham khảo, chứ không thể thay thế con ng i ra quyết định
Lý thuyết m đã ra đ i l u và đ ợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh v c khoa học, kinh tế, điều khiển học, và cũng đơn giản Do đó kiến nghị cần đ a lý thuyết này vào công tác giảng d y phổ biến rộng rãi hơn Chúng tôi kêu gọi các cơ quan quản lý
d án, các nhà đầu t , chú trọng hơn công tác quản lý rủi ro, cần đ a kế ho ch quản lý rủi ro vào hồ sơ m i thầu xem nh là một tiêu chí đánh giá năng l c của nhà thầu
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] George Bojadziev, Maria Bojadziev ,“Fuzzy Logic for Business,Finance, and
Management” ,Edition 2th, World Scientific Publishing Co Pte Ltd Singapore,2007
[2] Shih-Tong Lu, Cheng-Wei Lin, Hsin-Lung Liu, “ Key Risk Factors Assessment for
Metro-politan Underground Project”, proceedings of the 11th
Joint Conference on Information Sciences,Published by Atlantis Press,2008
[3] Nguyễn Nh Phong Sách “Lý thuyết m và ứng dụng”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, năm 2007
[4] Nguyễn Kim C ng, luận văn “ Ứng dụng lý thuyết m đánh giá rủi ro trong Công Trình Ngầm”