Ước lượng chi phí xây dựng của các công trình trường trung học trên địa bàn tỉnh kiên giang bằng phương pháp sửa đổi mô hình lập luận dựa vào tình huống (cbr) dựa trên hồi quy đa biến(mra)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- DƯƠNG LÝ TRÍ ƯỚC LƯỢNG CHI PHÍ XÂY DỰNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH TRƯỜNG TRUNG HỌC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KIÊN GIANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬA ĐỔI MÔ HÌNH LẬP LUẬN DỰA VÀO T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

DƯƠNG LÝ TRÍ

ƯỚC LƯỢNG CHI PHÍ XÂY DỰNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH TRƯỜNG TRUNG HỌC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KIÊN GIANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬA ĐỔI MÔ HÌNH LẬP LUẬN DỰA VÀO TÌNH HUỐNG (CBR) DỰA TRÊN

HỒI QUY ĐA BIẾN (MRA)

Chuyên ngành: Quản lý xây dựng

Mã số: 60.58.03.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐH Bách Khoa TPHCM 1 Luận Văn Thạc sĩ

Công trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Hoài Long

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS Phạm Hồng Luân

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Hoài Nghĩa

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh ngày 12 tháng 9 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 TS Nguyễn Anh Thư – Chủ tịch

2 PGS TS Phạm Hồng Luân – Phản biện 1

3 TS Nguyễn Hoài Nghĩa – Phản biện 2

4 TS Nguyễn Thanh Phong - Ủy viên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: Ước lượng chi phí xây dựng của các công trình trường Trung học

trên địa bàn tỉnh Kiên Giang bằng phương pháp sửa đổi mô hình lập luận dựa vào tình huống (CBR) dựa trên hồi quy đa biến (MRA)

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương 4: Thu thập và xử lý số liệu

Chương 5: Lập mô hình CBR và so sánh, kiểm chứng với sửa đổi mô hình lập CBR dựa trên hồi quy đa biến (MRA) với công trình trường học thực tế tại tỉnh Kiên Giang

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/02/2020

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2020

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ Lê Hoài Long

Tp HCM, ngày tháng năm 2020

ĐH Bách Khoa TPHCM ii Luận Văn Thạc sĩ

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cám ơn của tôi đến TS Lê Hoài Long, người đã định hướng, đóng góp những ý kiến, những nhận xét thẳng thắn và nghiêm túc với lòng nhiệt tình để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến:

Quý thầy cô trong hội đồng phản biện đề cương đã đóng góp những ý kiến chuẩn mực giúp tôi sửa lại mục tiêu nghiên cứu, cũng như giúp tôi chuẩn bị những mảng kiến thức cần thiết trong nghiên cứu

Tập thể quý thầy cô giảng dạy Khóa học đã mở rộng tư duy, trang bị kiến thức cho tôi đủ tự tin giải quyết những vấn đề về khoa học quản lý với cách thức tiếp cận mới lạ và thú vị

Sở Xây dựng Kiên Giang đã cung cấp các số liệu cần thiết để thực hiện luận văn này

Các đồng nghiệp, bạn bè đã giúp tôi những lúc khó khăn trong quá trình triển khai đề tài

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn đến tất cả người thân trong gia đình tôi đã động viên to và sự giúp đỡ cho tôi thực hiện hoàn thành được nghiên cứu này

TP Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 6 năm 2020

Dương Lý Trí

TÓM TẮT

Nghiên cứu này sử dụng công cụ lập luận dựa vào tình huống và phân tích hồi quy tuyến tính đa biến để xây dựng mô hình dự báo chi phí xây dựng Dữ liệu được thu thập từ 66 dự án đầu tư xây dựng công trình trường học tại tỉnh Kiên Giang từ năm 2010 đến 2019 để làm thông tin cơ sở xây dựng mô hình CBR và hồi quy tuyến tính đa biến

Sử dụng Code GA MATLAB R2019a để huấn luyện tìm ra bộ trọng số tối ưu cho mô hình CBR Sau nhiều lần thử nghiệm với số lượng các tình huống tương tự được truy xuất khác nhau và huấn luyện đã lựa chọn được bộ trọng số tối ưu với 3 trường hợp tương tự được truy xuất Cho kết quả tính toán dự báo trong thực tế có kết quả MAPE là 21,65%

Sử dụng phần mềm SPSS phân tích hồi quy tuyến tính đa biến chỉ xây dựng được mô hình cho biến chi phí xây dựng với ảnh hưởng của 4 biến độc lập có quan

hệ tuyến tính tương đối và tương quan đã được kiểm định Sau khi phân tích hồi quy bằng chương trình SPSS bằng nhiều phương pháp lựa chọn biến, một mô hình hồi quy vượt qua tất cả các điều kiện giả định và kiểm định giả thuyết thống kê ở mức ý nghĩa tương ứng là mô hình dựa trên 3 biến độc lập Kết quả Adjusted R Square 0,905

ĐH Bách Khoa TPHCM iv Luận Văn Thạc sĩ

Abstract

This research is analyzed base on the case-based reasoning model and multiple regression analysis model to build the construction cost prediction model The data had been collected from 66 school construction projects in Kien Giang province from

2010 to 2019 that provided the input information for CBR model and multiple regression analysis

Using GA Code MATLAB R2019a for training to find the optimal weight set for CBR model After many times of tracing the number of different similar situations and trainings, we selected the set of weights with the optimal with 3 similar cases being retrieved for predictive calculations MAPE result is 21.65%

Using SPSS software, the multiple regression analysis only built a model for the construction cost variable with the influence of 4 independent variables that have

a linear and correlated linear relationships After used regression analysis by SPSS software by many variable selection methods, a regression model had passed all the hypothetical conditions and tests the statistical hypothesis at the corresponding significance level is the model based on 3 independent variables The result Adjusted

R Square is 0.955 and MAPE = 9.77%

The revised CBR model based on the multiple regression analysis calculate results of forecasting with MAPE is 4.97%

An automatic estimating program is created by using two models programmed

in VBA and Excel spreadsheets to increase the applicability of the model into practice

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Ước lượng chi phí xây dựng

của các công trình trường Trung học trên địa bàn tỉnh Kiên Giang bằng phương

pháp sửa đổi mô hình lập luận dựa vào tình huống (CBR) dựa trên hồi quy đa biến

(MRA)” là công trình nghiên cứu của cá nhân học viên và chưa từng được công bố

trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này Các kết quả nghiên

cứu trong đề tài do học viên tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan

và phù hợp với thực tiễn của của Kiên Giang Các kết quả này chưa từng được công

bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

TP Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 6 năm 2020

Dương Lý Trí

ĐH Bách Khoa TPHCM vi Luận Văn Thạc sĩ

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i

LỜI CÁM ƠN ii

TÓM TẮT iii

LỜI CAM ĐOAN v

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

1.3 Sơ đồ luận văn 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Cơ sở lý thuyết 4

2.1.1 Giới thiệu lý thuyết CBR: 4

2.1.2 Giới thiệu thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA): 5

2.1.3 Phân tích hồi quy đa biến - MRA: 8

2.1.4 Đặc điểm công trình trường trung học: 11

2.2 Các nghiên cứu trước đây về ước lượng chi phí xây dựng 16

2.2.1 Trên thế giới: 16

2.2.2 Việt Nam: 18

2.3 Hướng nghiên cứu mới 19

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Phương pháp nghiên cứu 20

3.2 Xác định các nhân tố ảnh hưởng đến CPXD công trình trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh Kiên Giang 20

3.3 Các bước lập mô hình lập luận theo tình huống (CBR) 24

3.4 Công cụ nghiên cứu 26

CHƯƠNG 4: THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 27

4.1 Các nhân tố ảnh hưởng chính đến CPXD công trình Trường trung học phổ thông tại Kiên Giang 27

4.2 Thu thập dữ liệu từ các công trình thực tế: 27

4.3 Mã hóa dữ liệu và quy đổi CPXD về thời điểm 2019: 34

CHƯƠNG 5: LẬP MÔ HÌNH CBR VÀ SO SÁNH, KIỂM CHỨNG VỚI SỬA ĐỔI MÔ HÌNH CBR DỰA TRÊN HỒI QUY ĐA BIẾN (MRA) VỚI CÔNG TRÌNH TRƯỜNG HỌC THỰC TẾ TẠI TỈNH KIÊN GIANG 40

5.1 Phân nhóm dữ liệu 40

5.2 Xây dựng mô hình CBR để dự đoán CPXD 40

5.2.1 Tối ưu trọng số 40

5.2.2 Lập và kiểm chứng mô hình CBR: 43

5.3 Xử lý số liệu phân tích hồi quy đa biến 44

5.3.1 Phân tích tương quan Pearson 45

5.3.2 Kiểm tra điều kiện đủ thẳng 47

5.3.3 Sử dụng SPSS xây dựng mô hình hồi quy đa biến 49

5.3.4 Đánh giá, sử dụng mô hình MRA 54

5.3.5 Sửa đổi mô hình CBR bằng hồi quy đa biến để dự đoán CPXD 54

5.3.6 Tính toán sai số giữa CPXD ước tính sau khi sửa lỗi và CPXD thực tế 57 5.4 Cơ sở và mục tiêu chương trình tự động hóa tính toán ước lượng: 57

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

6.1 Tóm tắt các kết quả nghiên cứu 61

6.1.1 Mô hình CBR 61

6.1.2 Sửa đổi Mô hình CBR dựa vào hồi quy đa biến 61

ĐH Bách Khoa TPHCM viii Luận Văn Thạc sĩ

6.1.3 So sánh hai mô hình với phương pháp khái toán CPXD theo suất đầu tư

62

6.2 Hạn chế của đề tài 62

6.3 Kiến nghị hướng phát triển 62

Danh mục công trình khoa học 63

Tài liệu tham khảo 65

PHỤ LỤC 67

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Phương pháp lập luận dựa vào tình huống 4

Hình 2.2 Mô hình thuật toán di truyền 6

Hình 2.3 Lai ghép bắt chéo 7

Hình 3.1:Quy trình nghiên cứu 20

Hình 3.2 Mô hình tối ưu trọng số bởi các yếu tố tác động 24

Hình 5.1 Biểu đồ tính toán bộ trọng số thứ I với 3 trường hợp truy suất 41

Hình 5.2 Biểu đồ tính toán 4 trường hợp truy suất GA 42

Hình 5.3 Biểu đồ tính toán bộ trọng số thứ I với 4 trường hợp truy suất 42

Hình 5.4 Biểu đồ tính toán bộ trọng số thứ I với 5 trường hợp truy suất 42

Hình 5.5 Biểu đồ tính toán bộ trọng số thứ II với 5 trường hợp truy xuất 43

Hình 5.6 Biểu đồ phân tán chiphixaydung và dientichXD 47

Hình 5.7 Biểu đồ phân tán chiphixaydung và sotang 48

Hình 5.8 Biểu đồ phân tán chiphixaydung và sophonghoc 48

Hình 5.9 Biểu đồ phân tán chiphixaydung và phongbomon 49

Hình 5.10 Biểu đồ phân tán giữa giá trị dự đoán chuẩn hóa và phần dư chuẩn hóa 51

Hình 5.11 Biểu đồ tần suất của phần dư 52

Hình 5.12 Giao diện chính của chương trình 58

Hình 5.13 Kết quả chương trình tính toán dự án thứ 30 59

Hình 5.14 Kết quả chương trình tính toán dự án thứ 52 59

ĐH Bách Khoa TPHCM x Luận Văn Thạc sĩ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Diện tích phòng học và phòng học bộ môn 11

Bảng 2.2 Quy định về cách tính khối phục vụ học tập 12

Bảng 2.3 Diện tích, kích thước nhà đa năng 13

Bảng 2.4 Quy định cách tính diện tích khối hành chính quản trị 14

Bảng 2.5 Khu vệ sinh và khu để xe 14

Bảng 2.6 Quy định diện tích khối phục vụ sinh hoạt 15

Bảng 3.1 Tóm tắt các nghiên cứu trước đây về các nhân tố ảnh hưởng đến chi phí xây dựng 23

Bảng 4.1 Thông số các biến trong mô hình 27

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp dữ liệu công trình các trường THPT tại Kiên Giang 29

Bảng 4.3 Quy ước mã hóa các biến định tính 35

Bảng 4.4 Bảng dữ liệu đã mã hóa và cập nhật 36

Bảng 5.1 Trọng số tối ưu 8 biến đầu vào của các trường hợp truy xuất 41

Bảng 5.2 Trọng số tối ưu 6 biến đầu vào của các trường hợp truy xuất 43

Bảng 5.3 So sánh số trường hợp truy xuất của hai bộ trọng số 44

Bảng 5.4 Kết quả kiểm tra MAPE của các mô hình CBR 44

Bảng 5.5 Tương quan giữa chi phí xây dựng và các biến 46

Bảng 5.6 Tóm tắt kết quả mô hình hồi quy theo phương pháp forward 49

Bảng 5.7 Bảng ANOVA mô hình hồi quy theo phương pháp forward 50

Bảng 5.8 Hệ số cho mô hình hồi quy theo phương pháp forward 50

Bảng 5.9 Tóm tắt các mô hình MRA 53

Bảng 5.10 Kết quả kiểm tra MAPE của các mô hình MRA 54

Bảng 5.11 Tóm tắt cách sửa đổi lỗi 3 trường hợp truy xuất 55

Bảng 5.12 Tóm tắt cách sửa đổi lỗi 4 trường hợp truy xuất 56

Bảng 5.13 So sánh sai số 2 mô hình sau khi sửa đổi 57

Bảng 5.14 So sánh kết quả chương trình tính toán với giá trị thực tế 60

Bảng 6.1 Kết quả so sánh các mô hình với phương pháp suất đầu tư 62

KÝ HIỆU KÝ HIỆU VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Ký hiệu

ĐH Bách Khoa TPHCM 1 Luận Văn Thạc sĩ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Lý do chọn đề tài

Từ những thực tiễn trong công tác quản lý dự án, thực tế công tác quản lý đòi hỏi việc dự trù chi phí là nhiệm vụ quan trọng, độ chính xác của việc dự trù này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng công tác quản lý dự án Nhà nước ta đã ban hành các quy định hướng dẫn công việc dự trù chi phí đầu tư xây dựng, nhưng hiện nay việc

dự trù chi phí phần lớn phụ thuộc vào kinh nghiệm và năng lực của nhà quản lý, của

tư vấn lập dự án… nên mang rất nhiều yếu tố chủ quan học viên nghiên cứu phát

triển đề tài “Ước lượng chi phí xây dựng của các công trình trường Trung học trên địa bàn tỉnh Kiên Giang bằng phương pháp sửa đổi mô hình lập luận dựa vào tình huống (CBR) dựa trên hồi quy đa biến (MRA)”

Kiên Giang là một tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long, tổng diện tích

tự nhiên 6.349 km2 Tổng số học sinh tính đến hết năm học 2018 2019 trong toàn tỉnh Kiên Giang: khối giáo dục mầm non 48.165 học sinh, tiểu học 164.639 học sinh, trung học cơ sở 97.315 học sinh, trung học phổ thông 36.972 học sinh

Việc ước lượng chi phí xây dựng nhờ đó có thể giúp ích trong khâu lập báo cáo

đề xuất chủ trương đầu tư dự án Tránh sai sót trong việc lập TMĐT tạo điều kiện cho những người điều hành kiểm soát thời gian và chi phí hiệu quả hơn trong các dự

án xây dựng

Trong thời đại công nghệ phát triển hiện nay, Quá trình dự báo CPXD dựa trên các số liệu khách quan không chỉ để tăng hiệu quả tính toán mà còn để loại trừ các yếu tố do chủ quan Cho nên việc phát triển đề tài này là thực sự cần thiết

Trong việc ước lượng CPXD có nhiều công cụ như: mạng Neural; phân tích hồi quy đa biến; lập luận dựa vào tình huống (case-based reasoning); mạng Neuron nhân tạo (ANN)… Trong quá trình ra quyết định, mô hình CBR đã khá thành công trong việc giải thích các phương pháp để có được chi phí của một dự án mới bởi vì nó có thể lấy các chi phí và mô tả của một dự án tương tự từ cơ sở tình huống [1]

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là CPXD các công trình trường Trung học

trên địa bàn tỉnh Kiên Giang trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư

CPXD trong TMĐT của dự án gồm CPXD các công trình, hạng mục công trình xây dựng của dự án; công trình, hạng mục công trình xây dựng tạm, phụ trợ phục vụ thi công; chi phí phá dỡ các công trình xây dựng không thuộc phạm vi của công tác phá dỡ giải phóng mặt bằng đã được xác định trong chi phí bồi thường, hỗ trợ và tái định cư Cơ cấu CPXD gồm: chi phí trực tiếp, chi phí gián tiếp, thu nhập chịu thuế

tính trước, thuế giá trị gia tăng (nguồn: Nghị định 68/2019/NĐ-CP ngày 14 tháng 8

năm 2019)

Thông tư 09/2020/TT-BXD ngày 26 tháng 12 năm 2019 của Bộ Xây dựng hướng dẫn xác định và quản lý chi phí đầu tư xây dựng Nghị định 68/2019/NĐ-CP ngày 14 tháng 8 năm 2019

TMĐT của dự án đầu tư xây dựng của dự án:

-GQLDA: chi phí quản lý dự án;

-GTV: chi phí tư vấn đầu tư xây dựng;

ĐH Bách Khoa TPHCM 3 Luận Văn Thạc sĩ

Trong đó:

- GXDCT I: CPXD của các công trình, hạng mục công trình thứ i thuộc dự án (i=1÷n);

- n: số công trình, hạng mục công trình thuộc dự án

- QXDj: khối lượng công tác xây dựng, đơn vị kết cấu hoặc bộ phận kết cấu thứ

j của công trình, hạng mục công trình thứ i thuộc dự án (j=1÷m) và được đo bóc phù hợp với Zj;

- Zj: giá xây dựng tổng hợp đầy đủ hoặc giá xây dựng tổng hợp bộ phận kết cấu công trình tương ứng với công tác xây dựng, đơn vị kết cấu hoặc bộ phận kết cấu thứ j của công trình

Tóm lại, khi xác định chi phí xây dựng công trình trường học trên địa bàn tỉnh Kiên Giang còn nhiều bất cập Đơn vị tư vấn sử dụng suất vốn đầu tư hoặc khái toán đơn giá trên đơn vị diện tích theo kinh nghiệm chủ quan Đa số các công trình trường trung học trên địa bàn tỉnh Kiên Giang đến khi thực hiện đều phải điều chỉnh dự án Làm mất nhiều thời gian và công trình không đạt tiến độ thực hiện dự án

Phạm vi nghiên cứu trong đề tài Dữ liệu được thu thập từ các công trình

trường học trung học đã và đang thực hiện tại địa bàn tỉnh Kiên Giang

1.3 Sơ đồ luận văn

Để làm rõ những mục tiêu nêu ra phía trên, luận văn được tổ chức như sau:

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương 4: Thu thập và xử lý số liệu

Chương 5: Lập mô hình CBR và so sánh, kiểm chứng với sửa đổi mô hình lập

CBR dựa trên hồi quy đa biến (MRA) với công trình trường học thực tế tại tỉnh Kiên Giang

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Giới thiệu lý thuyết CBR:

Lập luận theo tình huống (CBR) là một phương pháp để phát triển các hệ thống dựa trên tri thức trong đó vấn đề trung tâm là các tình huống hoặc kinh nghiệm trong quá khứ CBR có nghĩa là giải quyết các vấn đề dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ, ghi nhớ các tình huống trước để hướng dẫn giải pháp cho các vấn đề hiện tại và điều chỉnh các giải pháp trong quá khứ cho các vấn đề mới

CBR là một phương pháp để phát triển các hệ thống dựa trên tri thức trong đó vấn đề trung tâm là các tình huống hoặc kinh nghiệm trong quá khứ Lập luận theo tình huống có nghĩa là giải quyết các vấn đề dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ, ghi nhớ các tình huống trước để hướng dẫn giải pháp cho các vấn đề hiện tại và điều chỉnh các giải pháp trong quá khứ cho các vấn đề mới Phương pháp CBR kết hợp bốn giai đoạn chính, theo Aamodt và Plaza [2], người cung cấp nền tảng của hình thức phát triển hệ thống dựa trên tri thức này Chúng xác định quá trình giải quyết vấn đề mới hoặc trường hợp truy vấn thông qua bốn giai đoạn như (Hình 2.1) sau:

• Truy xuất (Retrieve) Các tình huống tương tự nhất với vấn đề hiện tại từ cơ sở

dữ liệu tình huống được xác định Truy xuất có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc lưu trữ dữ liệu, chọn thuộc tính và tính trọng số thuộc tính

ĐH Bách Khoa TPHCM 5 Luận Văn Thạc sĩ

• Tái Sử dụng (Reuse) Các giải pháp của các tình huống được truy xuất tốt nhất (hoặc tập hợp các tình huống tốt nhất) được sử dụng để xây dựng giải pháp cho tình huống mới

• Điều chỉnh (Revise) Sự khác biệt giữa tình huống đã truy xuất và vấn đề mới được phân tích nếu tình huống được truy xuất không phù hợp với vấn đề mới sẽ được sửa đổi (nếu cần)

• Giữ lại (Retain) Các vấn đề mới được giải quyết trong các bước 1-3 được lưu trong cơ sở dữ liệu tình huống để được sử dụng cho các giải pháp vấn đề trong tương lai

Tóm lại, quy trình CBR như sau: Một tình huống mới được giải quyết bằng cách truy xuất một hoặc nhiều tình huống đã có kinh nghiệm trước đó, sử dụng lại tình huống này bằng cách này hay cách khác, sửa đổi giải pháp dựa trên việc sử dụng lại tình huống trước đó và giữ lại trải nghiệm mới bằng cách kết hợp nó vào cơ sở tri thức hiện có (tình huống cơ sở)

2.1.2 Giới thiệu thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA):

Thuật toán di truyền thường được sử dụng để tạo ra các giải pháp chất lượng để tối ưu hóa và tìm kiếm các vấn đề bằng cách dựa vào các toán tử lấy cảm hứng từ sinh học như đột biến, lai ghép chéo và chọn lọc John Holland đã giới thiệu các thuật toán di truyền vào năm 1960 dựa trên khái niệm về tiến hóa của Darwin, và Goldberg [3] đã tiếp tục mở rộng GA vào năm 1989

Trọng tâm của GA, là tìm kiếm giải pháp tối ưu bằng cách lặp lại quá trình tính toán chéo, đột biến và lựa chọn thông qua chuỗi ký tự giữ lại cấu trúc tương tự như nhiễm sắc thể, bắt chước quá trình di truyền của tự nhiên Tức là, GA hiển thị các giải pháp tiềm năng được mã hóa trên máy tính và tạo thành một tập hợp bằng cách thu thập một số mã hóa Sau đó nó đi qua thông tin di truyền hoặc tạo ra thông tin di truyền mới qua nhiều thế hệ Thông qua một quá trình bắt chước sự tồn tại tiến hóa,

GA hoạt động như một mô hình tính toán tìm kiếm giải pháp tối ưu cho vấn đề đã cho [3-5] GA đã được sử dụng để tối ưu hóa trọng số thuộc tính của các mô hình CBR [6]

GA tìm kiếm trong một tập các lời giải, gọi là một quần thể (population) Trong

GA, việc tìm kiếm lời giải thích hợp được bắt đầu với một quần thể, hay một tập hợp

có chọn lọc ban đầu của các giả thuyết Các cá thể trong quần thể hiện tại là nguồn cho quần thể thế hệ kế tiếp bằng các hoạt động lai ghép và đột biến ngẫu nhiên – được lấy mẫu sau các quá trình tiến hóa sinh học Ở mỗi bước, các giả thuyết trong quần thể hiện tại được so sánh với đại lượng thích nghi, với các giả thuyết phù hợp nhất được chọn theo xác suất là các hạt giống cho việc sản sinh thế hệ kế tiếp, gọi là cá thể (individual) Cá thể nào phát triển hơn, thích ứng hơn với môi trường sẽ tồn tại

và ngược lại sẽ bị đào thải GA có thể dò tìm thế hệ mới có độ thích nghi tốt hơn GA giải quyết các bài toán quy hoạch toán học thông qua các quá trình cơ bản: lai tạo (crossover), đột biến (mutation) và chọn lọc (selection) cho các cá thể trong quần thể Dùng GA đòi hỏi phải xác định được: khởi tạo quần thể ban đầu, hàm đánh giá các lời giải theo mức độ thích nghi – hàm mục tiêu, các toán tử di truyền tạo hàm sinh sản

Hình 2.2 Mô hình thuật toán di truyền

ĐH Bách Khoa TPHCM 7 Luận Văn Thạc sĩ

Khởi tạo quần thể: Mỗi cá thể mang một gen (thông tin di truyền) bao gồm

các phần tử NST tương ứng với các thông tin di truyền khác nhau Số lượng NST tương ứng với số lượng trọng số cần tối ưu trong hàm mục tiêu Ở bước này cần xác định miền giá trị cho từng NST, số lượng cá thể, không gian nghiệm của bài toán Trong các bài toán cụ thể các trọng số này có ràng buộc với nhau, cần tuân thủ nguyên tắc ràng buộc trong quá trình tạo quần thể ban đầu nhằm loại trừ bớt các bộ gen không thuộc vùng nghiệm

Hàm mục tiêu: Nhận đối số đầu vào là các bộ NST ứng với mỗi bộ NST khác

nhau sẽ cho ra các kết quả khác nhau Việc tìm giá trị cực đại hoặc cực tiểu của hàm này chính là việc tìm kiếm bộ NST tốt nhất để tối ưu hàm mục tiêu Trong hàm mục tiêu cần lưu ý đến các nguyên tắc vùng nghiệm có hệ số phạt để loại trừ các trường hợp vi phạm nguyên tắc

Chọn lọc tự nhiên: Trong hệ sinh thái tự nhiên các cá thể trong cùng một quần

thể dưới sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh từ môi trường bên ngoài Những cá thể khỏe mạnh nhất, tốt nhất, phù hợp với môi trường tự nhiên nhất sẽ tiếp tục tham gia trong quá trình tiến hóa di truyền thông tin Các cá thể yếu nhất sẽ bị đào thải không tiếp tục được di truyền Nguyên tắc chọn lọc tự nhiên phù hợp với mục tiêu khách quan trong quá trình phát triển loài Hàm mục tiêu đóng vai trò như một thước

đo để đánh giá sự phù hợp nhằm tìm ra các cá thể tốt nhất để tiếp tục đưa vào quá trình tiến hóa

Lai ghép bắt chéo:

Hình 2.3 Lai ghép bắt chéo

Với hai cá thể bố mẹ ban đầu bằng việc bắt cặp ngẫu nhiên và thay thế bổ sung ngẫu nhiên sẽ tạo ra các cá thể mới mang các đặc tính thông tin di truyền của cha và

mẹ Ở bước này việc bắt chéo này cũng cần tuân thủ đúng nguyên tắc để bộ NST mới được tạo ra là một cá thể phù hợp với yêu cầu

Đột Biến: Trong quá trình phát triển tự nhiên do tác động của các yếu tố ngoại

cảnh việc các cá thể mới tạo ra trong quá trình tiến hóa chịu sự chi phối bởi 1 xác suất đột biến nhất định Việc đột biến là không kiểm soát được kết quả của quá trình đột biến có thể tạo ra những bộ NST ngoài vùng nghiệm Các cá thể này bộ nghiệm này sẽ không được tồn tại để tiếp tục trong quá trình tiến hóa

Quá trình phát triển tự nhiên: Việc di truyền qua nhiều thế hệ tuân theo các

bước trên sẽ tìm ra được bộ NST tốt nhất, khi quá trình này đi vào sự ổn định thì đó

là kết quả của bài toán

2.1.3 Phân tích hồi quy đa biến - MRA:

Hồi quy đa biến là sự mở rộng của mô hình hồi quy đơn biến bằng cách thêm vào một số biến độc lập để giải thích tốt hơn cho biến phụ thuộc Hồi quy đa biến cho phép đánh giá tác động riêng phần của một biến độc lập lên biến phụ thuộc khi biến độc lập khác trong mô hình không đổi Ngoài ra việc đưa thêm biến số thích hợp vào

mô hình đồng nghĩa với việc sử dụng thêm thông tin trong việc giải thích sự thay đổi của biến phụ thuộc, do đó góp phần cải thiện chất lượng dự báo của mô hình

Mô hình hồi quy k biến độc lập có dạng như sau:

𝑌𝑖 = 𝛽0+ 𝛽1𝑋1𝑖 + 𝛽2𝑋2𝑖 + 𝛽3𝑋3𝑖 + ⋯ + 𝛽𝑘𝑋𝑘𝑖+ 𝜀𝑖 ( 2.1)

Trong đó:

β0: là hệ số tung độ gốc

β1: là hệ số độ dốc của Y theo biến X1 giữ các biến X2, X3, …Xk không đổi

β2: là hệ số độ dốc của Y theo biến X2 giữ các biến X1, X3, …Xk không đổi

β3: là hệ số độ dốc của Y theo biến X3 giữ các biến X1, X2, …Xk không đổi

…

βk: là hệ số độ dốc của Y theo biến Xk giữ các biến X1, X2, …Xk-1 không đổi

ĐH Bách Khoa TPHCM 9 Luận Văn Thạc sĩ

εi : Phần dư (Residual) hay sai số thực, “ là chênh lệch giữa giá trị thực Yi quan sát được và giá trị dự báo 𝑌̂” [7] 𝑖

Các giả định của hồi quy đa biến:

Giả định tuyến tính: Để đó là loại mô hình phù hợp, chúng ta cần một mối quan

hệ tuyến tính Để kiểm tra giả định này có hợp lý hay không, cần kiểm tra Điều kiện

đủ thẳng (Straight Enough Condition)[8] thông qua biểu đồ phân tán (Scatterplot) cho từng dự đoán

Giả định độc lập: Các giá trị Y độc lập thống kê với nhau, tức là quan sát này

không bi ảnh hưởng bởi các quan sát khác

Giả định phân phối chuẩn và phương sai bằng nhau:

Các biến độc lập được đưa vào với bất kỳ giá trị nào thì phân phối của biến phụ thuộc cũng đều là phân phối chuẩn Cần kiểm tra biểu đồ tần suất của phần dư phải thỏa mãn điều kiện gần chuẩn

Biểu đồ phân tán phần dư đối với mỗi biến dự đoán, hoặc đối với giá trị ước lượng 𝑌̂ Nếu đồ thị phân tán của phần dư không theo một quy luật nào, dữ liệu là độc lập, đồ thị không phân bố dày đặc thì khả năng mô hình đáng tin cậy

Các thông số trong phân tích hồi quy:

Hệ số tương quan (Coeffficient of correlation): là hệ số thể hiện mức độ chặt

chẽ của mối liên hệ giữa hai biến định lượng

Hệ số xác định R 2 (Coefficientof determination): Dùng để đo mức độ phù hợp

của phương trình hồi quy với các số liệu quan sát được

𝑅2 = 1 −∑ (𝑌𝑖−𝑌̂)

2 𝑁

𝑖=1

∑𝑁𝑖=1(𝑌𝑖−𝑌̅)2(2.3)

R2 nhận giá trị [0,1] hệ số này càng gần 1 thì phương trình hồi quy càng phù hợp với tập dữ liệu

Hệ số xác định điều chỉnh 𝑹𝒂𝒅𝒋𝟐 (Adjusted R squared): Dùng để phản ánh sát

hơn mức độ phù hợp của mô hình hồi quy đa biến Hệ số trên không nhất thiết tăng lên khi nhiều biến được thêm vào phương trình hồi quy, vì nó không phụ thuộc vào

độ lệch phóng đại của R2

Hệ số hồi quy riêng phần 𝜷𝒌: Hệ số này cho biết ảnh hưởng của các thay đổi

một đơn vị trong Xk đối với giá trị trung bình của biến phụ thuộc Y khi loại trừ ảnh hưởng của các biến độc lập khác [7]

Hệ số beta: Độ lớn của các hệ số phụ thuộc vào đơn vị đo lường của các biến, để

so sánh các hệ số của các biến độc lập với cần phải quy đổi các biến độc lập về cùng đơn vị Một cách khác có thể làm cho các hệ số so sánh được với nhau là tính trọng

số beta, đó là hệ số của biến độc lập (X) khi tất cả dữ liệu trên các biến được biểu diễn bằng đơn vị đo lường độ lệch chuẩn

𝑏ⅇ𝑡𝑎𝑘 = 𝛽𝑘(𝑠𝑘

𝑠 𝑦)( 2.5)

Sk là độ lệch chuẩn của biến độc lập thứ k [7]

Hệ số tương quan từng phần (part correlation coefficients): là hệ số tương

quan giữa (Y) và (Xk) khi ảnh hưởng tuyến tính của các biến độc lập khác đối với biến độc lập Xk bị loại bỏ [7]

Độ chấp nhận của biến (Tolerance): Được sử dụng đo lường hiện tượng đa

cộng tuyến và được định nghĩa bằng 1 - R k

2, trong đó R k

2là hệ số tương quan bội khi biến độc lập Xk được dự đoán từ các biến độc lập còn lại Nếu độ chấp nhận của một biến nhỏ, thì nó gần như là một kết hợp tuyến tính của các biến độc lập, đó là dấu

ĐH Bách Khoa TPHCM 11 Luận Văn Thạc sĩ

Hệ số phóng đại phương sai VIF (variance inflation factor): là nghịch đảo của

độ chấp nhận của biến và hiện tượng đa cộng tuyến xảy ra khi VIF >10

2.1.4 Đặc điểm công trình trường trung học:

Đặc điểm thiết kế công trình trung học theo TCVN 8794-2011: Trường Trung học - yêu cầu thiết kế: Trường phổ thông trung học được thiết kế không quá 45 lớp với số lượng học sinh không lớn hơn 45 học sinh trong 1 lớp

Trường trung học bao gồm các khu chức năng sau: khối phục vụ học tập; khối hành chính quản trị; khu sân chơi, bãi tập; khu vệ sinh và khu để xe; khối phục vụ sinh hoạt (nếu có);

Trường trung học không nên thiết kế, xây dựng lớn hơn 4 tầng Trường hợp thiết kế trên 4 tầng phải bảo đảm an toàn, thuận tiện cho thoát nạn khi có sự cố và phải được sự chấp thuận của cơ quan có thẩm quyền

- Số phòng học xây dựng tương ứng với số lớp học (2 buổi/ngày)

- Các phòng học trên phải được thiết kế có 2 cửa ra vào, một cửa bố trí ở đầu lớp, một cửa bố trí ở cuối lớp, cửa thiết kế 2 cánh, chiều rộng cửa >= 1.2m mở ra phía hành lang

- Chiều rộng các phòng không nhỏ hơn 7.2m (theo tính toán phòng học: 2 nhịp 4.5m x 7.6m; phòng bộ môn: 3 nhịp 4.5m x 7.6m)

- Phòng học bộ môn phải có phòng chuẩn bị với diện tích từ 12 – 27 m2/phòng được bố trí liền kề, có cửa liên thông với phòng học bộ môn

- Trường có bố trí phòng thực hành, lao động cần đảm bảo diện tích 1.5 - 2

m2/học sinh

- Riêng các xưởng thực hành kỹ thuật chuyên dụng (xưởng may, xưởng mộc, xưởng cơ khí, xưởng điện) cần đảm bảo diện tích 3 - 6 m2/học sinh

Khối phục vụ học tập: (nhà đa năng, thư viện, phòng truyền thống, phòng hoạt

động Đoàn đội, phòng hỗ trợ giáo dục cho học sinh khuyết tật hòa nhập, phòng đồ dùng chuẩn bị giảng dạy, tiền sảnh)

Thư viện

- Thư viện gồm: kho sách (đóng, mở), khu quản lý (nơi làm việc của thủ thư), phòng đọc sách cho giáo viên và phòng đọc sách cho học sinh

- Quy mô thư viện được tính từ 30% - 50% tổng số học sinh toàn trường, có diện tích tối thiểu 0.6 m2/học sinh và không được nhỏ hơn 60 m2

- Các trường đạt chuẩn quốc gia, các trường thuộc địa bàn thị xã, thành phố, phải có phòng đọc cho giáo viên tối thiểu

20 chỗ ngồi, phòng đọc cho học sinh tối thiểu 45 chỗ ngồi

và đảm bảo diện tích 2.4 m2/chỗ, nơi làm việc của cán bộ làm công tác thư viện tối thiểu 6 m2/người; những trường

có điều kiên cần nối mạng internet để khai thác dữ liệu

Phòng truyền thống Diện tích tối thiểu 48 m2

Đoàn – Đội

Diện tích 0.03 m2/học sinh Có thể kết hợp với phòng

2

ĐH Bách Khoa TPHCM 13 Luận Văn Thạc sĩ

Bảng 2.3 Diện tích, kích thước nhà đa năng

Khối hành chính quản trị: (phòng hiệu trưởng, phòng phó hiệu trưởng, văn

phòng, phòng hội đồng giáo viên, phòng hoạt động Công đoàn, phòng nghỉ giáo viên, phòng y tế học đường, nhà kho, phòng thường trực bảo vệ)

Bảng 2.4 Quy định cách tính diện tích khối hành chính quản trị

2 Phòng khách được bố trí liền kề diện tích tối thiểu 18m2/phòng

Phòng phó hiệu trưởng Diện tích 10 – 12m2

Văn phòng, phòng hoạt

động Công đoàn

Diện tích tối thiểu 6m2/người Kho hành chính được thiết

kế gần văn phòng với diện tích tối thiểu 9 m2

Phòng hội đồng giáo

viên

Diện tích 1.2 m2/giáo viên Số giáo viên được tính là tổng

số giáo viên trực tiếp giảng dạy của trường

Phòng nghỉ giáo viên Diện tích tối thiểu 12m

2/phòng (Bố trí theo tầng ở khối lớp học)

Phòng thường trực bảo

vệ

Diện tích tối thiểu 6 m2/phòng Trường hợp trực đêm có diện tích 9 m2/chỗ trực

Khu sân chơi, bãi tập:

- Có diện tích ít nhất bằng 25% tổng diện tích mặt bằng của trường

- Sân trường phải bằng phẳng, có cây bóng mát và đảm bảo vệ sinh

- Sân thể thao phải bố trí cách cửa sổ phòng học tối thiểu 15m và có ngăn cách bằng dải cây xanh

- Sân thể dục thể thao có diện tích từ 0.35 – 0.4 m2/học sinh nhưng không nhỏ hơn 350 m2

Bảng 2.5 Khu vệ sinh và khu để xe

Khu vệ sinh

1 Vệ sinh cho

- 1 tiểu, 1 xí, 1 chỗ rửa cho

ĐH Bách Khoa TPHCM 15 Luận Văn Thạc sĩ

sinh

+ Bệ xí: 420mm – 550mm

+ Chậu rửa: 750mm

- Trung học phổ thông:

+ Bệ xí: 450mm – 600mm

+ Chậu rửa: 800mm

2 Vệ sinh cho

giáo viên

Nam

- 1 chậu tiểu cho 15 người

- 1 chậu xí cho 20 người

- 1 chậu rửa tay cho 4 chậu

xí (nhưng không ít hơn 1)

Nữ

- 1 chậu xí cho 15 người

- 1 chậu rửa tay cho 2 chậu

xí (nhưng không ít hơn 1)

Khu để xe

- Giáo viên, nhân viên: tính 60% - 90% cán bộ

- Học sinh: tính 50% - 70% số học sinh

- Khách và phụ huynh: tính 50% tổng số học sinh Diện tích: 0.9 m2/xe đạp, 2.5 m2/xe máy, 25 m2/ô tô

Ghi chú:

- Phòng vệ sinh nam, nữ phải được thiết kế riêng biệt

- Khu vệ sinh của học sinh phải có phòng đệm và diện tích tối thiểu 0.06 m2/học sinh

- Phòng vệ sinh giáo viên diện tích tối thiểu 6 m2/phòng

- Lối vào khu vệ sinh không được đối diện trực tiếp với lối vào các phòng học, phòng

bộ môn

Khối phục vụ sinh hoạt: bao gồm nhà ở, nhà ăn và các công trình phục vụ sinh

hoạt khác

Bảng 2.6 Quy định diện tích khối phục vụ sinh hoạt

1 Nhà ở

- Phòng ở của học sinh nội trú cần thiết kế giường 2 tầng, mỗi phòng không quá 8 học sinh

- Diện tích phòng tối thiểu 4 m2/chỗ

- Khu vệ sinh riêng, diện tích tối thiểu 3 m2

- Bố trí phòng quản lý diện tích tối thiểu 9 m2

- Diện tích đất xây dựng khối phục vụ sinh hoạt tối thiểu 8 m2/học sinh

- Căn tin được thiết kế với diện tích tối thiểu 24 m2 (nếu có)

- Các trường có điều kiện cần xây dựng nhà văn hóa trong khu ở với diện tích 0.8m2/học sinh

- Tùy theo yêu cầu và điều kiện cụ thể của từng trường được phép xây dựng nhà ở công vụ cho giáo viên, phù hợp với tiêu chuẩn hiện hành

2.2 Các nghiên cứu trước đây về ước lượng chi phí xây dựng

2.2.1 Trên thế giới:

Hai phương pháp trong mô hình ước lượng CPXD chung cư CBR và mạng

Neuron nhân tạo (ANN) Theo kết quả nghiên cứu [9], mô hình CBR chi phí ước lượng so với thực tế có sai số thấp hơn mô hình ANN Với mức sai số tương ứng của hai mô hình 3,69% và 6,52%

Kim và cộng sự đã đã sử dụng 3 mô hình ước lượng CPXD công trình trường học là hồi qui, mạng Neuron, Máy vectơ hỗ trợ Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng

mô hình mạng Neuron cho kết quả chính xác hơn hai phương pháp còn lại [10]

Một nghiên cứu của Cho và cộng sự đã sử dụng mô hình ước lượng CPXD bằng công cụ hồi quy tuyến tính và mạng Neuron nhân tạo Mô hình ước lượng chi phí có 6 biến đầu vào chính: số tầng hầm, số tầng, số phòng học, diện tích xây dựng, tổng diện tích sàn xây dựng, loại ngân sách Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình ANN có mức sai số (7,99%) thấp hơn mô hình MRA (10,02%) [11]

Doğan và cộng sự so sánh hiệu suất của 3 phương pháp tối ưu, cụ thể là đếm đặc trưng (feature counting), giảm độ dốc (gradient descent), thuật toán di truyền

ĐH Bách Khoa TPHCM 17 Luận Văn Thạc sĩ

(genetic algorithms) trong việc tạo ra trọng số thuộc tính được sử dụng trong mô hình CBR Kết quả chỉ ra rằng sử dụng GA cho kết quả trọng số thuộc tính áp dụng vào

mô hình CBR tốt nhất [6]

Nghiên cứu của Jin và cộng sự [12] nhằm cải thiện hiệu suất dự đoán của mô hình dự đoán chi phí dựa trên CBR, nhắm vào nhóm công nghệ CBR đã được sử dụng rộng rãi gần đây trong việc dự đoán chi phí của các dự án xây dựng Để đạt được mục đích này, một phương pháp sửa đổi sử dụng MRA, một phương pháp ngẫu nhiên dựa trên dữ liệu thực đã được đề xuất Bằng cách phản ánh phương pháp này trong giai đoạn sửa đổi trong chu trình CBR, mô hình CBR được sửa đổi dựa trên MRA đã được phát triển

Để xác minh hiệu suất dự đoán của mô hình đề xuất, một nghiên cứu trường hợp đã được thực hiện trên 41 cơ sở kinh doanh và 99 dự án nhà ở nhiều gia đình Hiệu suất dự đoán của mô hình CBR hiện tại (nghĩa là mô hình CBR không được sửa đổi) và mô hình đề xuất (tức là mô hình CBR được sửa đổi) đã được so sánh Kết quả cho thấy tỷ lệ lỗi trung bình của các cơ sở kinh doanh dựa trên mô hình sửa đổi giảm 17,23%, từ 31,34% xuống 14,10% và của dự án nhà ở nhiều gia đình dựa trên mô hình sửa đổi giảm 4,39%, từ 14,63% xuống 10,24% Do đó, dự kiến mô hình đề xuất

có thể hữu ích trong việc dự đoán CPXD trong giai đoạn ban đầu của một dự án Ngoài ra, đã xác định rằng mô hình đề xuất đặc biệt hiệu quả khi độ tương tự của trường hợp truy xuất thấp, vì số lượng trường hợp được lưu trữ trong cơ sở trường hợp là ít

Momani[13] đã thu thập dữ liệu 125 dự án quá khứ từ năm 1984-1994 Sử dụng

mô hình hồi quy đa biến để phân tích các dữ liệu thu thập được

Y: Chi phí xây dựng

X1: Chi phí xây dựng theo hợp đồng

X2: Thay đổi thiết kế

X3: Diện tích sàn /m2

X4: Ngày hoàn thành thực tế

X5: Ngày hoàn thành dự kiến

X6: Thời gian chậm tiến độ

X7: Giá thầu cao nhất

David[14] Nghiên cứu phát triển mô hình hồi quy tuyến tính để dự báo chi phí xây dựng dựa trên 286 bộ dữ liệu đã được thu thập tại Anh Hai phương pháp phân tích đã được thực hiện là forward, backward và stepwise, đưa ra được 6 mô hình và xác định được 41 biến độc lập trong đó có 5 biến xuất hiện trong cả 6 mô hình là : X1: Tổng diện tích sàn

tế khoảng 5,5%

Khánh [16], qua bài nghiên cứu tác giả đã sử dụng 27 tình huống đưa vào huấn luyện và đã thiết lập bảng tính Sau đó kiểm chứng mô hình với công trình thực tế với sai số 6,18%

ĐH Bách Khoa TPHCM 19 Luận Văn Thạc sĩ

Thức [17], kết quả tác giả đã tìm đã tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến CPXD cao

ốc văn phòng là 16 và sử dụng mô hình hồi quy để so sánh với mô hình ANN, mô hình ANN cho kết quả tốt hơn mô hình hồi quy với sai số MAPE=14,4%

2.3 Hướng nghiên cứu mới

Luận văn xây dựng mô hình CBR thông qua các nhân tố ảnh hưởng của các nghiên cứu trước đây cũng như đặc điểm riêng của công trình trường học trên địa bàn tỉnh Kiên Giang để dự báo CPXD công trình trường trung học Sau đó sử dụng sửa đổi

mô hình CBR dựa trên hồi quy đa biến (MRA) và so sánh kết quả với công trình thực

tế

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương pháp nghiên cứu

Xác định các nhân tố ảnh hưởng tới CPXD công trình Trường Trung học thông qua những bài báo và luận văn trước đây Sau đó thu thập các số liệu của công trình

có liên quan và CPXD công trình trường học từ các công trình đã có thiết kế bản vẽ thi công và đã được phê duyệt và thực hiện theo quy trình phía dưới

Truy Suất các trường hợp tương tự

Áp dụng các trường hợp đã truy xuất?

Hình 3.1:Quy trình nghiên cứu

3.2 Xác định các nhân tố ảnh hưởng đến CPXD công trình trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh Kiên Giang

Trên thế giới đã nghiên cứu nhiều về mô hình ước lượng về CPXD với các công

cụ khác nhau Các nghiên cứu trước đây, các yếu tố ảnh hưởng đến CPXD công trình được xác định như sau:

Luu và Kim [18] chỉ ra các yếu tố như: Số tầng, tổng diện tích sàn

ĐH Bách Khoa TPHCM 21 Luận Văn Thạc sĩ

Jin và cộng sự [12] đã chỉ ra: số tầng hầm, số tầng, số phòng học, diện tích xây dựng, tổng diện tích sàn xây dựng, nguồn vốn

Kim và cộng sự [10]: Năm xây dựng, nguồn vốn, cấp trường, số phòng học, diện tích xây dựng, tổng diện tích sàn, số tầng, số tầng hầm, chiều cao tầng

Cho và cộng sự [11]: Nguồn vốn, số lớp học, diện tích xây dựng, tổng diện tích sàn

Emsley và cộng sự [19]: số tầng, tổng diện tích sàn xây dựng, diện tích xây

dựng, phương án móng, kết cấu mái

Shin và cộng sự [20] đã chỉ ra: tổng diện tích sàn, diện tích xây dựng, số tầng,

số lớp học

Nghiên cứu của An và cộng sự [21]: tổng diện tích sàn, số tầng, diện tích xây dựng, vị trí xây dựng, kết cấu mái, loại móng, công năng tầng hầm và lớp vật liệu hoàn thiện

Dogan và cộng sự [22]: Số tầng, tổng diện tích sàn xây dựng, phương án móng, kết cấu mái

Ji và cộng sự [23]: Số tầng, tổng diện tích sàn xây dựng, kết cấu mái

Trong nước cũng đã nghiên về các yếu tố ảnh hưởng đến CPXD được xác định theo các yếu tố sau:

Thức[17]: Tổng diện tích sàn, loại cao ốc văn phòng, số tầng, loại móng, vị trí xây dựng, tổng chiều cao phần hầm, tổng diện tích sàn phần hầm, tổng chiều cao phần thân, tổng diện tích sàn phần thương mại, tổng diện tích sàn phần căn hộ, loại kết cấu phần thân, số tầng hầm, M&E, loại kết cấu sàn, số lượng thang mái;

Hóa [24]: Diện tích mặt bằng móng, số tầng cao công trình, số tầng hầm công trình, phương án móng

Khánh [16]: đã chỉ ra 10 nhân tố ảnh hưởng đến CPXD trường học như sau: số tầng, chiều cao tầng, loại gạch xây được sử dụng, địa điểm xây dựng, cấp trường, phương án móng, loại mái, diện tích chiếm đất xây dựng, tổng diện tích sàn, số phòng học

Quang[25]: đã chỉ ra đã chỉ ra các yếu tố sau: Số tầng, tổng diện tích sàn xây dựng, diện tích xây dựng, phương án móng, kết cấu mái, số lớp học, hình thức xây dựng

Thông qua tham khảo các nghiên cứu trên tổng hợp các nhân tố ảnh hưởng đến chi phí dựng trường học thành bảng sau:

ĐH Bách Khoa TPHCM 23 Luận Văn Thạc sĩ

Bảng 3.1 Tóm tắt các nghiên cứu trước đây về các nhân tố ảnh hưởng đến chi phí xây dựng

Các nhân tố ảnh hưởng đến chi phí xây dựng trường học

TT Nghiên cứu tham khảo

Diện tích xây dựng

Số tầng

Chiều cao tầng

Tổng diện tích sàn

Số phòng học

Phương

án móng

Địa điểm xây dựng

Cấp trường

Loại mái

Loại gạch xây được

sử dụng

Số tầng hầm

Hình thức xây dựng

Nguồn vốn

Theo TCVN 8794:2011 thì chức năng phòng sẽ ảnh hưởng đến diện tích xây dựng phòng, diện tích cây xanh, diện tích khu vực để xe, diện tích sân đường nội bộ Đặc điểm công trình trường trung học phổ thông tại Kiên Giang công trình có

số tầng từ 1 đến 4 tầng, phương án móng (móng đơn trên nền tự nhiên, móng băng gia cố cừ tràm, móng cọc ép), loại mái (tôn)

Kết Luận: Các yếu tố ảnh hưởng đến CPXD công trình trung học phổ thông

trên địa bàn tỉnh Kiên Giang bao gồm 8 yếu tố: Số tầng, diện tích xây dựng, địa điểm xây dựng, phương án móng, số phòng học, chức năng phòng (phòng bộ môn, nhà hiệu bộ, nhà đa năng)

3.3 Các bước lập mô hình lập luận theo tình huống (CBR)

Đối với mô hình CBR được thiết lập dựa vào các yếu tố ảnh hưởng đến CPXD bao gồm 8 yếu tố (Số tầng, diện tích xây dựng, địa điểm xây dựng, phương án móng,

số phòng học, phòng bộ môn, nhà hiệu bộ, nhà đa năng)

GA được sử dụng để đặt giá trị trọng số của từng yếu tố tác động và giá trị trọng

số được tối ưu hóa bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa CPXD của trường hợp huấn luyện được truy xuất trong cơ sở dữ liệu huấn luyện và tỷ lệ lỗi GA được sử dụng để tối ưu hóa giá trị trọng số theo mô hình sau:

Giá trị XD thực tế của tình huống Y 1

Giá trị XD thực tế của tình huống Y 2

Giá trị XD thực tế của tình huống Y n

Giá trị xây dựng ước tính

Giá trị xây dựng thực tế của case 1

w1, w2, w3… w8: Giá trị trọng số của yếu tố tác động

A1, A2, A3… A8: Số điểm tương đồng của yếu tố tác động

S , S , S : Số điểm tương đồng của tình huống

ĐH Bách Khoa TPHCM 25 Luận Văn Thạc sĩ

Phương pháp đánh giá điểm tương tự và quy ước cho điểm: Ước tính CPXD cho một trường hợp mới được dựa trên mức độ tương tự bằng cách tìm kiếm các tình huống tương tự như tình huống mới trong cơ sở dữ liệu tình huống Yếu tố tác động đến CPXD để đánh giá sự giống nhau được thể hiện theo dạng số và chữ, dựa trên đó một phương pháp tính toán được áp dụng

Phương pháp chung được sử dụng để tính toán điểm tương đồng dựa trên loại thuộc tính được thể hiện theo công thức

𝑓𝐴𝑆 = |𝐴𝑉𝑇𝑁 − 𝐴𝑉 𝑇𝑋

𝐴𝑉 𝑇𝑋 | × 100 (3.1) Trong đó:

𝑓𝐴𝑆: Tỷ lệ lỗi giữa trường hợp thử nghiệm và trường hợp truy xuất của yếu tố tác động đến CPXD

𝐴𝑉𝑇𝑁: Giá trị biến của trường hợp thử nghiệm

𝐴𝑉𝑇𝑋: Giá trị biến của trường hợp truy xuất

Quy ước cho điểm theo tỷ lệ lỗi 𝑓𝐴𝑆:

𝑓𝐴𝑆 (0-10%)=> cho điểm 100; 𝑓𝐴𝑆 (11-20%)=> cho điểm 90; 𝑓𝐴𝑆 (21-30%)=> cho điểm 80; 𝑓𝐴𝑆 ( trên 31%)=> cho điểm 0; Nếu AVTX = 0 thì cho điểm 0

Quy ước cho điểm Phương án móng: Nếu phương án giống nhau hoàn toàn=>

100 điểm;

Móng băng với móng băng trên nền cừ tràm => 80 điểm; Các trường hợp còn lại => 0 điểm

Quy ước cho điểm phần địa điểm xây dựng thì: Tân Hiệp = Hòn Đất; An Minh

= Vĩnh Thuận = U Minh Thượng; Giồng Riềng = Gò Quao = Giang Thành => 100 điểm; các trường hợp còn lại khác nhau các ký tự thì cho 0 điểm

Từ cách quy ước điểm trên ta lấy 3 trường hợp có điểm tương tự cao nhất ra để tính CPXD ước tính theo các công thức sau:

𝑆𝑖 = ∑ (𝐼𝑛𝑗 𝑗 × 𝑤𝑗)(3.2) Trong đó:

𝑆𝑖: Điểm tương đồng của tình huống

𝐼𝑗: Điểm tương đồng của yếu tố tác động

𝑤𝑗: Giá trị trọng số của yếu tố tác động

𝑊𝑖 = 𝑆𝑆𝑖

∑𝑛𝑖=1𝑆𝑆 𝑖

( 3.3) Trong đó:

𝑊𝑖: Giá trị trọng số của tình huống tương tự

SSi: Số điểm tương tự của tình huống truy xuất

𝐶ⅇ = 𝑊𝑖× 𝐶𝑡( 3.4) Trong đó:

𝐶ⅇ: CPXD ước tính của tình huống mới

𝐶𝑡: CPXD của tình huống tương tự

3.4 Công cụ nghiên cứu

Sử dụng MATLAB code tìm ra bộ trọng số tối ưu cho mô hình CBR để thiết lập chương trình ứng dụng thực tế

Sử dụng SPSS 20 để phân tích hồi quy

Sử dụng phần mềm Microsoft Office Excel 2013 lập mô hình CBR

Ứng dụng hai mô hình được lập trình bằng ngôn ngữ VBA và bảng tính Excel ước lượng công trình thực tế

ĐH Bách Khoa TPHCM 27 Luận Văn Thạc sĩ

CHƯƠNG 4: THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 4.1 Các nhân tố ảnh hưởng chính đến CPXD công trình Trường trung học phổ thông tại Kiên Giang

Các yếu tố ảnh hưởng chính đến CPXD công trình trường trung học phổ thông tại tỉnh Kiên Giang được xác định thông qua việc lược khảo các tài liệu trong nước

và ngoài nước Qua đó, các yếu tố này được sử dụng như là các biến chính trong mô hình ước lượng CPXD công trình trường trung học phổ thông tại Kiên Giang

Bảng 4.1 Thông số các biến trong mô hình

Các biến chính trong mô hình ước lượng chi phí công trình trường trung học phổ thông tại Kiên Giang với số lượng 8 biến chính đầu vào và biến chính đầu ra là CPXD công trình Trong đó, số lượng 4 biến định lượng và 2 biến định tính Các biến định tính gồm có: phương án móng (móng băng, móng băng nền cừ tràm, móng cọc), địa điểm xây dựng (15 huyện thị trên địa bàn tỉnh Kiên giang); các biến định tính được mã hóa để đưa vào sử dụng cho mô hình

4.2 Thu thập dữ liệu từ các công trình thực tế:

Dữ liệu được thu thập từ các công trình trường trung học phổ thông thực tế tại Kiên Giang đã xây dựng hoàn thành Nguồn dữ liệu được thu thập từ Ban quản lý các

dự án Đầu tư và Xây dựng trực thuộc Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Kiên Giang Các số liệu được lấy từ các Quyết định phê duyệt thiết kế bản vẽ thi công và dự toán; Quyết định phê duyệt dự án đầu tư xây dựng Kết quả, số lượng 66 bộ dữ liệu