Đánh giá biến động chi phí và thời gian của dự án xây dựng với công cụ neuron network (ANN)

Bên cạnh đó, việc xây dựng mô hình định lượng được mức độ biến động về chi phí và thời gian của dự án xây dựng so với chi phí và thời gian dự trù theo các yếu tố được xác định ở bước trê

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

NGUYỄN ANH TUẤN

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CHI PHÍ VÀ THỜI GIAN CỦA DỰ ÁN XÂY DỰNG VỚI CÔNG CỤ

NEURON NETWORK (ANN)

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG

Mã số ngành : 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2007

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp HCM, ngày tháng năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : Nguyễn Anh Tuấn Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 07-11-1980 Nơi sinh : Quảng Nam Chuyên ngành : Công nghệ và Quản lý Xây dựng MSHV : 00805193 Khóa : 2005

I- TÊN ĐỀ TÀI :

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CHI PHÍ VÀ THỜI GIAN CỦA DỰ ÁN XÂY DỰNG VỚI CÔNG CỤ NEURON NETWORK (ANN)

II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN :

Xác định và phân tích các nhân tố gây biến động đến chi phí và thời gian của dự án xây dựng trong giai đoạn thi công, đề xuất biện pháp cải thiện các nhân tố này

Xây dựng mô hình xác định chi phí và thời gian thực tế của dự án xây dựng dựa trên kết quả phân tích nêu trên và ứng dụng của mạng neuron nhân tạo

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 27/02/2007 (theo quyết định số 75 /QĐ-ĐHBK-SĐH) IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03-07-2007

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TIẾN SĨ NGÔ QUANG TƯỜNG

THẠC SĨ LÊ HOÀI LONG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành luận văn này tôi xin gửi lời cám ơn đến :

Trước tiên, tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ts Ngô Quang Tường, người đã chỉ đường và hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ths Lê Hoài Long, Anh là người thầy đồng thời cũng là người bạn đã rất nhiệt tình theo tôi từng bước trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn này Những chỉ dẫn, giúp đỡ và góp ý kịp thời của Anh luôn là niềm động viên rất lớn giúp tôi hoàn thành luận văn đúng thời hạn với kết quả như mong muốn ban đầu

Tôi xin gửi lời cám ơn đến các thầy cô phụ trách chuyên ngành Công Nghệ và Quản lý Xây Dựng đã truyền đạt cho tôi kiến thức và kinh nghiệm vô cùng quí báo trong thời gian học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cám ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này

TP.HCM, ngày 03 tháng 07 năm 2007

kỹ thuật khác trong việc xây dựng mô hình dự báo cho các dữ liệu phi tuyến.

ABSTRACT:

Delay and cost overruns are such general status for construction branch as in not only Vietnam but the whole developing countries as well These are top-ranking issues, together with the proper evaluation of time and cost completing the project, cared by all the project parties, authorities and also government

This thesis thereby concentratively figures out the major causes of delay and cost overruns in civil and industry projects within construction phase in Ho Chi Minh City and neighbor provinces (by a questionnaire survey), providing management planning and also resolution

Beyond what has been said, neuron network is applied in the dissertation to set up an predictive model in cost and actual duration for a project (insofar as in the mentioned questionnaire); that is, by the survey result thereto proved application possibility into reality Also, it is ascertained the neuron’s surpassingness other than other technical applications in establishing non-linear’s predictive model

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU

1.1 Tổng quan về nội dung nghiên cứu và cơ sở hình thành đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu .7

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .10

1.4 Các giới hạn của nghiên cứu và thành quả nghiên cứu .10

1.4.1 Giới hạn của nghiên cứu 10

1.4.2 Thành quả nghiên cứu 11

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY 2.1 Tổng quan thực trạng ngành xây dựng của nước ta hiện nay và một số nghiên cứu trước đây có liên quan đến luận văn .12

2.2 Giới thiệu về rủi ro và sự cần thiết phải phân tích rủi ro trong xây dựng .22

CHƯƠNG 3 : MẠNG ANN 3.1 Sơ lược về các kỹ thuật phân tích rủi ro truyền thống 25

3.1.1 Cây quyết định 25

3.1.2 Sơ đồ mạng PERT 25

3.1.3 Mạng Bayes .26

3.1.4 Mô phỏng Monte Carlo 27

3.1.5 Thuật giải di truyền (GAs) 28

3.1.6 Logic mờ - Fuzzy logic 29

3.2 Giới thiệu tổng quan về mạng neuron nhân tạo 30

3.3 Các thành phần cơ bản của các mạng neuron nhân tạo 33

3.3.1 Cấu trúc của một neuron nhân tạo 33

3.3.2 Phần tử xử lý 34

3.3.3 Hàm tổng hợp 34

3.3.4 Hàm huấn luyện 35

3.3.5 Hàm thực hiện 36

3.3.6 Hàm tác động 36

3.3.7 Mô hình kết nối của các mạng neuron nhân tạo 38

3.3.8 Luật học thông số tổng quát cho các mạng neuron nhân tạo 39

3.3.9 Học giám sát (supervised learning) 40

3.4 Mạng hướng lùi và giải thuật lan truyền ngược (Back - Propagation) 41

3.5 Giải thuật giảm gradient (steepest gradient) 44

3.6 Đạo hàm hàm lỗi 45

3.7 Qui tắc chuỗi 46

3.8 Vấn đề nhiễu, quá khớp (tính lờn) và ngừng tiến trình huấn luyên mạng 47

3.8.1 Nhiễu 47

3.8.2 Quá khớp 47

3.8.3 Ngừng tiến trình huấn luyên mạng 48

3.9 Các ứng dụng của mạng neuron nhân tạo và ưu điểm của nó so với các kỹ thuật truyền thống .49

3.9.1 Các ứng dụng của mạng neuron nhân tạo 49

3.9.2 Ưu điểm của mạng neuron so với các kỹ thuật truyền thống 50

CHƯƠNG IV : THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU

4.1 Lý thuyết bảng câu hỏi 52

4.1.1 Bậc dữ liệu 52

4.1.2 Phân hạng dữ liệu 52

4.1.3 Thang đo 52

4.1.4 Cách đặt câu hỏi 52

4.1.5 Tổ chức bảng câu hỏi 53

4.2 Thu thập số liệu cho bảng câu hỏi thứ nhất (bước 1) 53

4.3 Phân tích kết quả khảo sát cho bảng câu hỏi thứ nhất 54

4.4 Thu thập số liệu cho bảng câu hỏi thứ hai (bước 2) 66

4.5 Phân tích kết quả khảo sát cho bảng câu hỏi thứ hai 67

4.6 Các khó khăn gặp phải trong quá trình thu thập số liệu .73

4.7 Kết luận 74

CHƯƠNG V : PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH ANN XÁC ĐỊNH CHI PHÍ VÀ THỜI GIAN XÂY DỰNG BẰNG MATLAB 5.1 Phát triển mạng 76

5.1.1 Hàm tổng hợp 78

5.1.2 Hàm học 78

5.1.3 Hàm thực hiện 79

5.1.4 Hàm huấn luyện 79

5.1.5 Hàm tác động hay còn gọi là hàm truyền 79

5.1.6 Khắc phục quá khớp (tính lờn) trong huấn luyện mạng 82

5.2 Huấn luyện mạng bằng chương trình Matlab .83

5.3 Huấn luyện mạng 87

5.3.1 Hàm truyền của lớp ẩn là hàm logsig(n) .87

5.3.2 Huấn luyện mạng với số chu kỳ huấn luyện thay đổi 97

5.4 Kết luận 103

CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Các kết luận về kết quả khảo sát các nhân tố gây biến động chi phí và thời gian của dự án (khảo sát 1) .104

6.2 Các kết luận về kết quả khảo sát thu thập các thông tin đầu vào cho mạng neuron (khảo sát 2) 105

6.3 Các kết luận của mô hình được xây dựng dựa trên ứng dụng của mạng neuron 106 6.4 Kiến nghị , kết luận và hướng phát triển đề tài .107

6.4.1 Kiến nghị 107

6.4.3 Hướng phát triển của đề tài 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

Nguyễn Anh Tuấn

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU

1.1 Tổng quan về nội dung nghiên cứu và cơ sở hình thành đề tài:

Việt Nam chính thức khởi xướng công cuộc đổi mới nền kinh tế từ năm 1986

Kể từ đó, Việt Nam đã có nhiều thay đổi to lớn, trước hết là sự thay đổi về tư duy kinh tế, chuyển đổi từ cơ chế kinh tế kế hoạch hóa tập trung, bao cấp sang kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, đa dạng hóa và đa phương hóa các quan hệ kinh tế đối ngoại, thực hiện mở cửa hội nhập kinh tế Con đường đổi mới đó đã giúp Việt Nam giảm nhanh được tình trạng nghèo đói, bước đầu xây dựng nền kinh tế công nghiệp hóa, đạt được tốc

độ tăng trưởng kinh tế cao đi đôi với sự công bằng trong xã hội

Hơn mười năm qua, tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của Việt Nam liên tục tăng, năm sau cao hơn năm trước, với mức tăng bình quân hàng năm 7,5% Từ một nước có nền công nghiệp kém phát triển, nay từng bước xây dựng một nền công nghiệp theo hướng hiện đại Đồng thời cơ cấu kinh tế không ngừng chuyển dịch theo hướng tăng nhanh tỷ trọng công nghiệp, xây dựng và dịch vụ, tỷ trọng nông nghiệp giảm dần tương ứng

Năm 2006, tăng trưởng kinh tế Việt Nam đã đạt mức 8.17%, tốc độ tăng trưởng này dù chưa bằng tốc độ tăng trưởng của những năm 1996 và 2005 nhưng đây là thành tích rất đáng được khích lệ

Bảng 1.1 : Tăng trưởng GDP (%)

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 9.34 8.15 5.56 4.77 6.79 6.89 7.08 7.34 7.69 8.43 8.17

Nguồn : Bộ Ngoại Giao Việt Nam

Nguyễn Anh Tuấn

Cùng với tốc độ tăng cao của GDP, cơ cấu kinh tế trong nước đã có sự thay đổi đáng kể Từ năm 1990 đến 2006, tỷ trọng của khu vực nông nghiệp đã giảm từ 38,7% xuống 20,08% GDP, nhường chỗ cho sự tăng lên về tỷ trọng của khu vực công nghiệp và xây dựng từ 22,7% lên 41,50%, còn khu vực dịch vụ được duy trì ở mức gần như không không đổi : 38,6% năm 1990 và 38,42% năm 2006 Trong từng nhóm ngành, cơ cấu cũng có sự thay đổi tích cực Trong khu vực nông nghiệp, tỷ trọng của ngành nông và lâm nghiệp đã giảm từ 84,4% năm 1990 xuống 77,7% năm

2003 và đang có xu hướng tiếp tục giảm, phần còn lại là tỷ trọng ngày càng tăng của ngành thủy sản Trong cơ cấu công nghiệp, tỷ trọng của ngành công nghiệp chế biến tăng từ 12,3% năm 1990 lên 20,8% năm 2003, chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao Cơ cấu của khu vực dịch vụ thay đổi theo hướng tăng nhanh tỷ trọng của các ngành dịch vụ có chất lượng cao như tài chính, ngân hàng, bảo hiểm, du lịch …

Bảng 1.2 : Cơ cấu ngành kinh tế ở Việt Nam

Tỷ trọng các ngành Năm Tổng số

Nông nghiệp Công nghiệp – Xây dựng Dịch vụ

Nguyễn Anh Tuấn

Nguồn : Kinh tế Việt Nam 2005-2006, Thời báo Kinh Tế Việt Nam

Theo thông tin từ Bộ Ngoại Giao, trong năm 2007 chính phủ đề ra mục tiêu đưa GDP tăng khoảng 8,2 - 8,5%; dự kiến đạt trên 1.130 nghìn tỷ đồng, tương đương khoảng 70 tỷ USD; GDP bình quân đầu người khoảng 820 USD Giá trị tăng thêm của ngành nông, lâm, ngư nghiệp có mục tiêu tăng từ 3,5 - 3,8%; ngành công nghiệp

và xây dựng tăng 10,5 - 10,7%; ngành dịch vụ tăng 8 - 8,5% Cơ cấu ngành trong

GDP dự kiến chiếm 19,5% là khu vực nông nghiệp, công nghiệp và xây dựng

khoảng 42% và dịch vụ khoảng 38,5% Tổng kim ngạch xuất khẩu trong năm 2007

theo mục tiêu của Chính phủ là 45,2 tỷ USD, tăng 17,4% so với năm 2006; nhập khẩu 49,1 tỷ USD, tăng 15,5% Tổng vốn đầu tư phát triển toàn xã hội khoảng 452 nghìn tỷ đồng, bằng 40% GDP; tổng thu ngân sách trên 274 nghìn tỷ đồng, bằng 24,2% GDP và tăng 15,5%; tổng chi ngân sách nhà nước 347 nghìn tỷ đồng, tăng 17,7% so với dự toán năm 2006 và bội chi ngân sách nhà nước vẫn giữ trong khoảng 5% GDP Ủy ban Kinh tế và Ngân sách của Quốc hội cho rằng, tốc độ tăng trưởng theo như báo cáo của Chính phủ là đã vượt kế hoạch đề ra, duy trì được ở mức cao nhưng lại thấp hơn mức đã đạt được của năm 2005

Từ số liệu và kế hoạch nên trên ta có thể thấy ngành công nghiệp - xây dựng vẫn chiếm một tỷ trọng đáng kể trong cơ cấu kinh tế của cả nước, tốc độ tăng trưởng vẫn luôn giữ ở mức cao Theo thông tin từ bộ ngoại giao, dự báo từ năm 2006 đến 2010,

tỷ trọng công nghiệp và xây dựng vẫn luôn giữ ở mức cao và chiếm khoảng 43-44% GDP cả nước, từ đó cho thấy ngành xây dựng - công nghiệp không những giữ vai trò hình thành, kiến thiết và phát triển cơ sở hạ tầng của xã hội để đáp ứng cho tốc

Nguyễn Anh Tuấn

độ phát triển kinh tế trong giai đoạn hiện nay mà còn là ngành đi đầu trong việc mang lại lợi nhuận

Việc thị trường bất động sản bắt đầu sôi động trở lại sau một thời gian dài đóng băng và kéo theo đó là hàng loạt các dự án chung cư, dự án khu dân cư đang phát triển rầm rộ trong thời gian vừa qua, bên cạnh nhu cầu rất lớn về cao ốc văn phòng cho thuê trong thời điểm hiện nay sau khi Việt Nam gia nhập WTO là những dấu hiệu rất tốt cho sự phát triển của ngành công nghiệp - xây dựng trong thời gian tới Vốn đầu tư dành riêng cho ngành xây dựng tăng lên nhanh chóng

Bảng 1.3 : Vốn đầu tư phát triển dành cho ngành xây dựng

Nguồn : Kinh tế Việt Nam 2005-2006, Thời báo Kinh Tế Việt Nam

Tuy nhiên, thực tế và những số liệu thống kê cho thấy những yếu kém và tính chuyên nghiệp trong công tác quản lý dự án của chủ đầu tư trong quá trình lập dự

án, của đơn vị tư vấn quản lý dự án và của nhà thầu trong quá trình triển khai Việc

áp dụng khoa học công nghệ trong quản lý và thi công vẫn còn ở mức rất thấp Tỷ lệ chi phí trung gian trong giá trị sản xuất của ngành xây dựng còn rất cao, giá trị này luôn nằm trong khoảng 62-66% và không có xu hướng giảm Nợ tồn đọng xây dựng

cơ bản phải xử lý trong 2 năm (2005 và 2006) theo Nghị Quyết của Quốc hội vẫn chưa được xử lý dứt điểm Việc quản lý và sử dụng có hiệu nguồn vốn đầu tư xây dựng cơ bản … là những vấn đề rất được quan tâm trong thời điểm hiện nay

Vì vậy, ngành Xây dựng cần tiếp tục đổi mới từ tư duy đến hành động trong công tác quản lý nhà nước, bao gồm xây dựng các chiến lược, kế hoạch phát triển, chính sách, xây dựng tiêu chuẩn, định mức, thanh tra kiểm tra Việc xây dựng hệ thống pháp luật phải bám sát đối tượng quản lý của ngành theo hướng hội nhập quốc

Nguyễn Anh Tuấn

tế và khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp, tăng cường giao quyền tự chủ cho doanh nghiệp

Bảng 1.4 : Tỷ lệ chi phí trung gian trong giá trị sản xuất

Toàn bộ nền kinh tế 48.76 47.83 47.75 50.35 51.57 52.1 Lĩnh vực công

nghiệp – Xây dựng 65.16 63.76 62.30 63.90 64.58 65.12

Nguồn : TCTK Số liệu thống kê tài khoản quốc gia thời kỳ 1995-2002

Việc cải thiện các vướng mắc nêu trên hiện nay là một vấn đề mang tính cấp bách nhận được sự quan tâm chính phủ cũng như các ban ngành do vai trò và mức

độ ảnh hưởng của ngành công nghiệp - xây dựng trong nền kinh tế Tuy nhiên do tính chất đặc thù của sản phẩm xây dựng cũng như các đặc thù trong quá trình thi công chịu ảnh hưởng của các nhân tố như môi trường, nhân lực, máy móc … nên quá trình thực hiện dự án luôn đương đầu với nhiều rủi ro, nhiều khó khăn và vướng mắc Nhưng các vấn đề được quan tâm hàng đầu hiện nay là chất lượng, thời gian và chi phí

Nghiên cứu của Nguyễn Duy Long và đồng nghiệp (2004, [1]) về các dự án xây dựng lớn tại Việt Nam cũng thể hiện được các quan ngại này Với năm vấn đề xác định là rất thường gặp trong các dự án tại Việt Nam theo thứ tự được đề cập trong nghiên cứu : Dự án bị trì hoãn; Vượt chi phí; Tai nạn lao động; Chất lượng kém và Tranh chấp giữa các bên tham gia

Từ thực tế cũng như kết quả nghiên cứu nêu trên cho thấy, bên cạnh chất lượng thì yếu tố tiến độ và chi phí luôn là vấn đề quan ngại nhất được quan tâm hiện nay, việc dự án bị trì hoãn và vượt chi phí hầu như xảy ra với tất cả các dự án Cải thiện tình trạng vượt chi phí và tiến độ của dự án là việc làm cấp bách nhưng đòi hỏi

Nguyễn Anh Tuấn

chúng ta phải từng bước giải quyết hàng loạt các vướng mắc nhưng cơ bản là các vấn đề sau :

- Vấn đề con người, đây là vấn đề hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của ngành công nghiệp - xây dựng Việt Nam hiện nay Qua 20 năm đổi mới và tiếp cận với nền kinh tế thị trường, Việt Nam đã có được một đội ngũ cán bộ có khả năng sẵn sàng đối mặt với những thách thức của hội nhập Vấn đề là họ có phát huy năng lực của mình hay tiếp tục bị sa lầy bởi những rào cản trong nhận thức và cơ chế

- Vấn đề quy hoạch và quyết định đầu tư vì lãng phí trong khâu quy hoạch và quyết định đầu tư chiếm 60-70% tổng số lãng phí, thất thoát (Theo Trần Bách, luận văn thạc sỹ ĐHBK TP.HCM-2006 [8])

- Sự quyết tâm của các bên tham gia

- Đảm bảo tài chính cho dự án cũng như dự toán chi phí chính xác cũng được đánh giá cao, xác định đúng chi phí xây dựng cũng như xác định các khoản dự phòng phí hợp lý để hạn chế các rủi ro về tài chính

- Và các vấn đề khác

Chính vì vậy, việc tìm được các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc chậm trễ tiến

độ và vượt chi phí của dự án xây dựng trong giai đoạn thi công, xem xét chúng dưới góc nhìn khác nhau của các bên liên quan trong dự án, từ đó đưa ra các đề xuất để cải thiện tình hình của dự án

Bên cạnh đó, việc xây dựng mô hình định lượng được mức độ biến động về chi phí và thời gian của dự án xây dựng so với chi phí và thời gian dự trù theo các yếu

tố được xác định ở bước trên là rất cần thiết Từ đó nâng cao chất lượng của việc ra quyết định, làm cơ sở cho việc lập dự toán và phân phối dự phòng phí

Mô hình định lượng nêu trên được xây dựng dựa trên ứng dụng của mạng neuron nhân tạo giúp ta có được một hệ thống tự động giải quyết các vấn đề có các

Nguyễn Anh Tuấn

mối quan hệ phức tạp và các tình huống không dự đoán được để giúp ta xác định được chi phí và thời gian thực tế của dự án Ứng dụng này đang nhận được nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây đặc biệt trong lĩnh vực quản lý xây dựng vì nó thể hiện các tính chất vượt trội so với các kỹ thuật phân tích rủi ro truyền thống như : Đánh dấu chọn (checklist), Mô phỏng Monte-Carlo, PERT … vì đa phần các kỹ thuật này phụ thuộc nhiều vào quan điểm và sự đánh giá của các chuyên gia, ngoài

ra chúng còn có một số nhược điểm như không thể xác định mối tương quan, tương

hỗ giữa các nhân tố rủi ro

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu ứng dụng mạng nơron nhân tạo vào phân tích rủi ro cho dự án xây dựng từ đó xây dựng nên một hệ thống hỗ trợ cho việc ra quyết định, giúp chủ đầu tư dự đoán được các biến động lên chi phí và thời gian thực hiện dự án so với kế hoạch và dự toán ban đầu, cụ thể như sau :

- Xác định được các nhân tố rủi ro chính nên việc thay đổi chi phí và thời gian của dự án xây dựng trong giai đoạn thi công ở Việt Nam, xem xét các yếu tố này dưới các góc nhìn khác nhau của các bên liên quan trong dự án như : chủ đầu tư, nhà thầu, đơn vị tư vấn và tổng hợp chung của tất cả

- Phát triển 1 mô hình trí khôn nhân tạo (artificial intelligence) vào việc xem xét

dự đoán các thay đổi về chi phí và thời gian cho dự án trong giai đoạn thi công với các nhân tố rủi ro được xác định ở trên

Các giai đoạn thực hiện như sau :

A Thu thập thông tin khảo sát (2 bước):

Bước 1:

- Người nghiên cứu sẽ xác định sơ bộ tất cả các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến việc biến động chi phí và thời gian của dự án xây dựng thông qua các báo cáo, các

Nguyễn Anh Tuấn

bài báo khoa học trong các tạp chí đã được đăng trong và ngoài nước, các bài báo trên internet, các tài liệu sách vở…

- Nhờ các chuyên gia trong lĩnh vực quản lý dự án sẽ giúp đỡ người nghiên cứu xác định lược bớt lại các yếu tố rủi ro cho phù hợp hơn với điều kiện Việt Nam

- Xây dựng bảng câu hỏi thứ nhất xác định các yếu tố rủi ro nào đang ảnh hưởng đến các dự án xây dựng ở Việt Nam trong giai đoạn thi công

- Kiểm tra bảng câu hỏi này với một số người làm dự án Xây dựng bảng câu hỏi chính thức

- Thực hiện khảo sát với các dự án xây dựng

- Thống kê, xử lý số liệu của bảng câu hỏi thứ nhất

- Rút ra các yếu tố ảnh hưởng chính đối với dự án xây dựng ở Việt Nam trong vấn

đề về rủi ro biến động chi phí và thời gian Đây chính là các biến đầu vào của ANN

Bước 2:

- Từ kết quả của Bảng số 1 và một số thông tin cần thiết về dự án để xây dựng mô hình ANN, xây dựng một bảng câu hỏi thứ 2 để tìm thông tin các dự án đã được thực hiện ở Việt Nam

- Đối tượng khảo sát: tất cả các dự án đã hòan thành trong 5 năm gần đây với các chi phí lớn hơn 1 tỷ VND

- Kiểm tra bảng câu hỏi này với một số người làm dự án Xây dựng bảng câu hỏi chính thức

- Thực hiện khảo sát, thống kê, phân tích các dữ liệu thô từ kết quả khảo sát của Bảng 2

Nguyễn Anh Tuấn

B Xây dựng mơ hình ANN:

Phát triển mơ hình trí tuệ nhân tạo với các biến đầu vào đã xác định ở bước 1 và

sử dụng các dữ liệu thu thập được từ khảo sát ở bước 2 để huấn luyện nĩ

Xử lý các kết quả của mơ hình ANN

Các vấn đề nghiên cứu trước

Nhờ các cố vấn giúp đỡ

Các yếu tố rủi ro,(bảng 1)

Thiết kế bảng câu hỏi, Kiểm tra bảng câu hỏi Khảo sát tập hợp dữ liệu

Phân tích dữ liệu

Xây dựng bảng 2 để thu thập dữ liệu đầu vào cho ANN từ kết quả bảng 1

Phân tích, xử lý dữ liệu đầu vào cho ANN-bảng 2

Định hình mạng ANN

Chuẩn bị huấn luyện mạng

ANN

Huấn luyện và kiểm tra

Kiểm tra bảng câu hỏi Khảo sát tập hợp dữ liệu

Kết luận

Hình 1.1 : Sơ đồ của quá trình nghiên cứu

Nguyễn Anh Tuấn

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu :

Rút ra từ kết quả khảo sát bảng khảo sát số 1, đối tượng nghiên cứu là các dự án dân dụng và công nghiệp nói chung có vốn đầu tư trên 1 tỷ đồng được thực hiện trong thời gian 5 năm trở lại đây

Phạm vi nghiên cứu là các dự án ở khu vực phía Nam mà cụ thể là các dự án trong khu vực TP.HCM và các tỉnh lân cận

Các số liệu thu thập trên cở sở các số liệu thiết kế, quyết toán, các thông tin về chủ đầu tư, nhà thầu, các đơn vị tư vấn và các thông tin chung khác liên quan tới dự

án được phân tích là có ảnh hưởng lớn đến sự tác động làm thay đổi thời gian và chi phí dự trù ban đầu từ bảng câu hỏi số 1 của các dự án đã thực hiện xong

Với 87 công trình được thu thập trong cuộc khảo sát thứ nhất (để xác định các yếu tố chính gây biến động đến chi phí và thời gian của dự án trong giai đoạn thi công) và 75 công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp trong cuộc khảo sát thứ hai để xây dựng và phát triển mô hình dự đoán (sau khi đã xử lý loại bỏ các bảng số liệu bị nhiễu do sai số trong khảo sát và các bảng số liệu kì dị)

Trong cả hai cuộc khảo sát thì các dự án chung cư hoặc cao ốc cao tầng chiếm

đa số

1.4 Các giới hạn của nghiên cứu và thành quả nghiên cứu :

1.4.1 Giới hạn của nghiên cứu :

Xây dựng mô hình dự báo dựa trên các lý thuyết về mạng neuron đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu vì những khả năng giải quyết các mối quan hệ phức tạp trong các phân tích cũng như xử lý các tình huống khó định lượng Tuy nhiên, để mô hình dự báo chính xác, dữ liệu đưa vào xây dựng mô hình phải đầy đủ

và chính xác Điều này là rất khó thực hiện trong một thời gian tương đối ngắn, hơn nữa dữ liệu thu thập là các thông tin về thời gian, chi phí và các thông tin về năng

Nguyễn Anh Tuấn

lực liên quan đến các đơn vị tham gia dự án từ giai đoạn chuẩn bị thực hiện đầu tư đến giai đoạn quyết toán công trình nên các thông tin này thường bị bóp méo theo vai trò của đối tượng được khảo sát trong dự án

Với 87 công trình được thu thập trong cuộc khảo sát thứ nhất để xác định các yếu tố đầu vào cho mô hình và 75 công trình trong cuộc khảo sát thứ hai cho việc xây dựng mô hình, dữ liệu phần lớn từ các dự án dân dụng và công nghiệp đưa vào huấn luyện mô hình, kết quả dự đoán chắc chắn có những sai lệch so với kết quả thực mà mô hình mong muốn đạt được và sai lệch có thể lớn đối với các dự án không thuộc nhóm dự án khảo sát

Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, mô hình mạng neuron được xây dựng cũng đã thể hiện được những điểm tích cực của nó và kết quả dự báo của mô hình là đáng tin cậy

1.4.2 Thành quả nghiên cứu :

Xác định được các nhân tố gây biến động chi phí và thời gian thực hiện của dự

án xây dựng

Xây dựng được mô hình ứng dụng mạng ANN vào phân tích dự đoán thay đổi

về chi phí và thời gian của dự án xây dựng

Đề ra các thủ tục phát triển mô hình sử dụng ANN từ nghiên cứu

Đề ra các khả năng phát triển tiếp theo của nghiên cứu

Tôi sẽ tiếp tục đi sâu và phát triển vấn đề đang nghiên cứu với:

- Chương 2 : Tổng quan về các nghiên cứu trước đây;

- Chương 3 : Tổng quan về ANN;

- Chương 4 : Thu thập và phân tích dữ liệu;

- Chương 5 : Phát triển mô hình ANN và huấn luyện mạng;

- Chương 6 : Kết luận và kiến nghị

Nguyễn Anh Tuấn

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY

2.1 Tổng quan thực trạng ngành xây dựng của nước ta hiện nay và một số nghiên cứu trước đây có liên quan đến luận văn :

Như đã trình bày ở trên, tình trạng vượt chi phí và chậm tiến độ xảy ra hầu như trong tất cả các dự án xây dựng trong nước đặc biệt là các dự án lớn có nguồn vốn từ ngân sách nhà nước Nguyên nhân của tình trạng này là do lãng phí và thất thoát trong đầu tư xây dựng cơ bản cũng như tỷ lệ chi phí trung gian trong giá trị sản xuất của ngành còn rất cao Thực trạng này xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau như :

- Sự khép kín trong lĩnh vực đầu tư, đặc biệt là đầu tư từ vốn ngân sách nhà nước.Đây là nguồn gốc của lãng phí và thất thoát trong đầu tư xây dựng cơ bản Trong đó, lãng phí trong khâu qui hoạch và quyết định đầu tư chiếm 60-70% tổng lãng phí.(Theo Trần Bách, luận văn thạc sỹ ĐHBK TP.HCM-2006 [8])

- Theo thông tin từ Bộ tài chính, tình trạng đầu tư dàn trải bằng nguồn vốn ngân sách gây lãng phí lớn dẫn đến hiệu quả đầu tư thấp Số lượng các dự án tăng liên tục hàng năm trong khi việc phân bổ vốn có xu hướng giảm dần, đây chính là rào cản ảnh hưởng đến thời gian thi công làm cho nhiều dự án dở dang và chậm đưa vào sử dụng

- Tình trạng thi công kéo dài làm cho công trình chậm hoàn thành đưa vào hoạt động đề thu hồi vốn, lỡ cơ hội đầu tư và lãi chồng lên vốn làm cho tổng lượng vốn tăng, đặc biệt là các dự án từ nguồn vốn ODA

- Tình trạng nợ đọng vốn đầu tư xây dựng cơ bản cũng là rào cản cho sự phát triển Điều này làm ảnh hưởng đến khả năng đầu tư của nhiều chủ dự án và năng lực tài chính của nhà thầu Theo Bộ Kế Hoạch Đầu Tư, hết năm 2003 tổng số nợ

Nguyễn Anh Tuấn

vốn đầu tư xây dựng cơ bản có liên quan đến nguồn vốn ngân sách nhà nước là 11.000 tỷ đồng, đến đầu năm 2005 là 13.000 tỷ đồng

- Tham nhũng đã trở thành thói quen và xảy ra hàng loạt trong các dự án lớn mà điển hình nhất là vụ PMU 18 mà nguyên nhân chính là do tình trạng đầu tư khép kín

- Và rất nhiều nguyên nhân khác

Theo nghiên cứu của Nguyễn Duy Long và các đồng sự (2004, [1]) về các dự án xây dựng lớn ở Việt Nam Với năm vấn đề vướng mắc được xác định là rất thường gặp được đề cập là : Dự án bị trì hoãn; Vượt chi phí; Xảy ra tai nạn lao động; Chất lượng kém; Tranh chấp giữa các bên tham gia

Theo nghiên cứu trên, quá trình phân tích dữ liệu đã nhận ra rằng các vấn đề thuộc về trách nhiệm của đơn vị tư vấn thiết kế, đơn vị thi công và sự phối hợp được đánh giá là thường xuyên xảy ra Các vấn đề thuộc trách nhiệm của chủ đầu tư

và thuộc yếu tố bên ngoài được nhìn nhận là có ảnh hưởng lớn nhất đến sự thực hiện dự án Thêm vào đó, các vấn đề thuộc trách nhiệm của các tổ chức tài chính và thuộc tính của dự án được đánh giá có mức độ xuất hiện và ảnh hưởng không đáng

kể

Nghiên cứu đã chỉ ra có một mối liên hệ giữa các vướng mắc này Các vướng mắc thường xảy ra có thể được nhóm thành năm nhóm : Các đơn vị thiết kế và thi công thiếu năng lực; Công tác dự báo và quản lý các thay đổi nghèo nàn; Các vấn

đề thuộc xã hội và công nghiệp; Các vấn đề về địa điểm dự án; Các phương tiện/công cụ thi công và quản lý thích hợp Các vướng mắc này đã khẳng định là hầu hết các vấn đề này liên quan đến con người và quản lý

Nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, nếu không giải quyết được các vướng mắc trong ngành xây dựng Việt Nam thì dẫn đến : Chậm trễ và vượt ngân sách; Tai nạn

Nguyễn Anh Tuấn

lao động; Chất lượng kém; Tranh chấp làm tổn hại quan hệ hợp tác Trong đó chậm trễ và vượt ngân sách được nhận định là thường xuất hiện nhất

Bảng 2.1 : Xếp hạng các vấn đề thường gặp trong ngành xây dựng

Nguồn : Nguyễn Duy Long và các đồng sự (2004, [1])

Từ kết quả trên cho thấy, vấn đề dự án bị trì hoãn và vượt chi phí là hai vấn

đề vướng mắc hàng đầu trong ngành xây dựng hiện nay Với trị trung bình nằm trong khoảng 3÷4, đồng nghĩa với việc dự án bị trì hoãn và vượt chi phí xảy ra hầu như trong tất cả các dự án xây dựng tại Việt Nam

Vậy nhân tố để đánh giá một dự án thành công là gì? Cũng theo nghiên cứu của Nguyễn Duy Long và các đồng nghiệp (2003, [4]) về các yếu tố thành công của dự

án lớn tại Việt Nam Phương pháp khảo sát bằng bảng câu hỏi đã được sử dụng kết hợp với phân tích thành tố trên 109 bảng trả lời nhận được từ 42 đơn vị khác nhau Dựa trên đánh giá được ghi nhận dưới cả ba góc độ là chủ đầu tư, nhà thầu và đơn vị thiết kế

Các yếu tố quyết định đến thành công của dự án được chia làm 4 nhóm : Tạo điều kiện thuận lợi cho các bên tham gia; Năng lực của các bên; Quyết tâm của các bên; Sự chia sẻ thông tin giữa các bên Nghiên cứu đã đưa ra kết luận là có quá nhiều yếu tố quyết định sự thành công của dự án làm cho vấn đề trở nên nan giải và

Nguyễn Anh Tuấn

các yếu tố thành công của dự án đều liên quan đến vấn đề con người Các nhân tố sau sẽ tác động đến sự thành công của dự án :

Bảng 2.2 : Xếp hạng các nhân tố ảnh hưởng đến sự thành công của dự án

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thành công của

DA

Xếp hạng chung

Chủ đầu tư

Thiết

kế

Nhà thầu

Giao thầu cho đúng đơn vị thiết kế, thi công 7 12 6 6

Nguồn : Nguyễn Duy Long và các đồng nghiệp (2003, [4])

Như vậy, để dự án thành công thì năng lực của các bên tham gia, đảm bảo tài chính cho dự án cũng như dự toán và dự trù chi phí chính xác và sự quyết tâm của các bên tham gia được đánh giá rất cao Qua đó cho thấy việc dự trù đúng chi phí cho dự án và nâng cao năng lực các bên tham gia là các yếu tố trực tiếp quyết định đến sự thành công của dự án

Trên thế giới hiện nay, việc thực hiện khảo sát để tìm ra các yếu tố làm chậm trễ

và vượt chi phí cho dự án xây dựng được thực hiện bởi :

Nguyễn Anh Tuấn

™ Nghiên cứu được thực hiện ở Nigeria do Mansfield và Ugwu (1992 [9]) thực hiện để tìm ra các nguyên nhân của việc trì hoãn và vượt chi phí trong các dự án đường cao tốc đã và đang được thực hiện tại Nigeria Trong nghiên cứu này một số các thông tin chung của dự án được thu thập như : Mô tả dự án; Giá trị hợp đồng; Thời gian hợp đồng; Tiến triển công việc tại thời điểm hiện tại; Tình hình tài chính của dự án Bảng câu hỏi được xây dựng với 23 yếu tố gây trì hoãn và vượt chi phí

đã được gởi đến các chuyên gia trong ngành xây dựng ở Lagos-Nigeria gồm đơn vị thiết kế, nhà thầu nhiều kinh nghiệm và chủ đầu tư

Có một sự thống nhất lớn trong các thành viên được khảo sát, có một vài yếu tố gây tăng chi phí mà không gây trì hoãn, có sự thống nhất lớn giữa tư vấn thiết kế và chủ đầu tư hơn là giữa tư vấn thiết kế với nhà thầu Bốn yếu tố quan trọng được đồng ý của cả nhà thầu, tư vấn và chủ đầu tư là :

- Chi trả cho công việc đã hoàn thành

- Trao đổi thông tin kém

- Thay đổi môi trường, hoàn cảnh

- Thiếu vật tư

Chi trả cho công việc hoàn thành được quan tâm bởi nhà thầu nhiều hơn vì hầu hết các dự án là từ ngân sách nhà nước

Trao đổi thông tin kém được quan tâm bởi tư vấn thiết kế và chủ đầu tư do thiếu

cụ thể trong kế hoạch, quản lý chi phí và quản lý công trường

Nghiên cứu đã đưa ra một số giải pháp cho tình trạng vượt chi phí và tiến độ tại Nigeria là :

- Vấn đề lựa chọn nhà thầu, tác giả đã đề ra tiêu chuẩn cho việc chọn lựa nhà thầu gồm : Khả năng và tình trạng nhà thầu; Những công trình tương tự đã

Nguyễn Anh Tuấn

thực hiện; Tình trạng tài chính của nhà thầu; Tiến độ thực hiện của dự án và giá bỏ thầu

- Vấn đề tài chính : chính phủ có thể cho vay 80% chi phí dự án để đảm bảo

về mặt tài chính của dự án Trước khi bất kỳ dự án nào được cấp phép phải

có thẩm định chi tiết về tình trạng tài chính và giải pháp kinh tế của dự án Ngân hàng tham gia vào việc chọn lựa ban quản lý, các đơn vị tư vấn và nhà thầu Ngân hàng tài trợ hoặc giám sát dựa trên tiến độ của dự án

- Trong giai đoạn đầu, cần xác định rõ thiết kế, tài chính dự án, hệ thống hợp đồng và biện pháp thi công

- Cần tính dự toán chính xác, quản lý thông tin tốt, lựa chọn đơn vị quản lý dự

án chuyên nghiệp, cải thiện tình trạng thiếu vật tư cũng như việc cung cấp và cất giữ …

Một số kết luận của nghiên cứu :

- Hầu hết các vấn đề trong xây dựng là do con người và quản lý

- Sự thay đổi môi trường, thay đổi về chính trị, thiếu vật tư hay khối lượng vật

tư không đủ cho nhu cầu, các vấn đề về thầu phụ và nhà cung cấp, thay đổi thiết kế, dự toán không chính xác, thời tiết, điều kiện thi công cũng là nguyên nhân gây trì hoãn hoặc tăng chi phí dự án

™ Ngoài ra các nghiên cứu khác về các vấn đề gây chậm tiến độ ở các dự án xây dựng cũng đã được thực hiện như của Ogunlana và các đồng sự (1996 [11]) về các nguyên nhân gây chậm trễ các công trình cao ốc ở Thái Lan đã chỉ ra các vướng mắc chính mà nhà thầu ở các nước đang phát triển phải đương đầu là: Vướng mắc

do bị ràng buộc bởi hạ tầng của ngành công nghiệp; Vướng mắc do thông tin thiếu chính xác; Các vướng mắc bởi những hạn chế của chính nhà thầu Ogunlana đã xác nhận rằng các vướng mắc của ngành công nghiệp xây dựng có thể rơi vào ba tầng

Nguyễn Anh Tuấn

mức sau : Các vướng mắc do thiếu hụt hay không đầy đủ của hạ tầng công nghiệp; Các vướng mắc gây ra bởi chủ đầu tư và tư vấn; Các vướng mắc do nhà thầu thiếu năng lực

™ X H Jin và các đồng sự (2006 10]) trong một nghiên cứu ở Trung Quốc đã tìm

ra các yếu tố ảnh hưởng đến việc thực hiện một dự án cao ốc Dựa trên các yếu tố này, mười ba tiêu chuẩn được xác lập để đánh giá mức độ thành công của dự án xây dựng và được chia làm 4 nhóm : chi phí, thời gian, chất lượng và mối liên hệ giữa chúng Dữ liệu được thu thập từ nhiều dự án được thực hiện ở Trung Quốc, công cụ hồi qui đa tuyến được sử dụng để giải thích số liệu Với 58 mẫu trả lời nhận được, trong đó 17 mẫu là của chủ đầu tư (29%), 23 mẫu của tư vấn (40%) và 18 mẫu còn lại của nhà thầu (31%) Trong đó các dự án nhà ở chiếm đa số (62%), các dự án thương mại (31%), đa số là hình thức hợp đồng theo đơn giá cố định (76%) và hình thức đầu thầu cạnh tranh (59%) Từ nghiên cứu, tác giả đã đưa ra một số đề xuất góp phần cho sự thành công của dự án như : tăng cường độ trao đổi thông tin giữa các bên, xác định rõ mục tiêu của dự án trong giai đoạn hình thành dự án …

Ngoài ra, theo Nguyễn Duy Long và đồng sự (2003 [5]) còn có rất nhiều nghiên cứu khác liên quan đến các vấn đề vướng mắc trong xây dựng, các nguyên nhân gây chậm trễ và vượt chi phí của dự án được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới từ các nước phát triển như Baldwin và Manthei (1971) ở Hoa Kỳ, Sullivan và Harris (1986) ở Anh đến các nước phát triển như Arditi et al.(1985) ở Thổ Nhĩ Kỳ và Odeh

và Battaineh (2002) ở Jordan

Bên cạnh đó, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng mạng neuron trong quản lý xây dựng như : dự trù chi phí cho công tác lót đường bằng bê tông cốt thép của Hojjat Adeli và Mingyang Wu, ASCE (1998 [13]), dự trù chi phí xây dựng đường cao tốc Tarek Hegazy và Amr Ayed, ASCE (1998 [14]), của Chester G Wilmot và Bing Mei, ASCE (2005 [15]), dự đoán quá trình thực hiện các dự án thiết

Nguyễn Anh Tuấn

kế thi công ở Singapore của Florence Yean Yng Ling và Min Liu (2004 [16]), ảnh hưởng của các yêu cầu thay đổi đến năng suất lao động của Osama Moselhi và đồng

sự, ASCE (2005 [17]), dự trù năng suất ngành của Jason Portas và Simaan Abourizk, ASCE (1997 [18]) … Khả năng ứng dụng mang neuron trong xây dựng được Moselhi O và đồng sự , ASCE chỉ ra trong (1991 [19])

Ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây đã nở rộ các nghiên cứu ứng dụng mạng neuron trong quản lý xây dựng :

™ Xây dựng mô hình xác định chi phí trong xây dựng dựa trên ứng dụng mạng neuron của Trần Bách - Luận văn thạc sỹ ĐHBK TP.HCM (2006 [8]) Qua đó tác giả đã xây dựng mô hình xác định chi phí thực tế của dự án xây dựng dựa trên ứng dụng của mạng neuron mờ thông qua 16 yếu tố đầu vào của mô hình là các yếu tố tác động đến sự thay đổi chi phí của dự án xây dựng được xác định từ các nghiên cứu trước đó và các đặc trưng của dự án, các yếu tố này được chia ra làm 5 nhóm : Thông tin về người trả lời; Thông tin chung về dự án; Thông tin về chủ đầu tư; Thông tin về đơn vị thiết kế; Thông tin về nhà thầu thực hiện dự án

Với 55 bảng trả lời được thu thập từ tất cả các đối tượng khảo sát, tác giả đã xây dựng được mô hình có kết quả tương đối chính xác với hệ số tương quan Pearson : 0.933 và giới hạn sai số cho phép là 7.71% Ngoài ra tác giả cũng đánh giá được mức độ ảnh hưởng của các biến đầu vào theo kết quả chung của mô hình, dựa trên kết quả này tác giả đã đưa ra một số đề xuất nhằm cải thiện tình trạng vượt chi phí của các dự án xây dựng trong nước Nghiên cứu cũng đưa ra kết luận 4 nhân tố tác động lớn nhất đến thay đổi chi phí trong dự án là :

- Năng lực đơn vị thiết kế và chất lượng của hồ sơ thiết kế

- Năng lực của nhà thầu thi công

- Nghiệm thu và thanh toán đúng hạn công việc hoàn thành của chủ đầu tư

- Thay đổi của điều kiện thi công trong quá trình nhà thầu thực hiện

Nguyễn Anh Tuấn

Tuy nhiên, nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế như : Số lượng biến đầu vào tương đối ít (16 biến); Các biến đầu vào này được tổng hợp từ các nghiên cứu khác chứ tác giả không thực hiện cuộc khảo cứu trong điều kiện Việt Nam; Số lượng dự

án cũng như phạm vi các dự án được thu thập còn tương đối ít (55 dự án dân dụng

và công nghiệp)

™ Ước lượng tổng chi phí đầu tư cho một dự án chung cư dựa trên tác động của các yếu tố thị trường của Văn Khoa, luận văn thạc sỹ ĐHBK TP.HCM (2006 [30]) Trong luận văn tác giả đã trình bày cách ứng dụng mạng neuron nhân tạo để dự đoán chi phí xây dựng cho các dự án chúng cư qua việc ‘học’ từ kinh nghiệm các chúng cư đã được xây dựng trước đây với sự hỗ trợ của công cụ Matlab để tìm được bảng ma trận trọng số Với bộ ma trận trọng số tìm được thông qua việc học

từ các dự án chúng cư đã được thực hiện này, một chương trình viết bằng Visual C++ được thực hiện cùng với mục đích trên Với mô hình xây dựng, mô hình cho phép dự báo chi phí xây dựng trong khi có sự thay đổi giá cả của các vật liệu chính : xi măng, sắt thép, xăng dầu Ngoài ra mạng còn cho phép cập nhật lại mạng neuron với các số liệu mới Các yếu tố đầu vào của mô hình là :

Nhóm các yếu tố thể hiện quy mô công trình :

Nguyễn Anh Tuấn

Tuy nhiên, luận văn đã bộc lộ những hạn chế đáng kể :

- Số công trình được sử dụng trong việc huấn luyện ANN còn ít (chỉ với 14 công trình chung cư thực hiện từ năm 2000 đến nay được tập hợp ) do đó nó không bao quát được tất cả các trường hợp dự án xây dựng chúng cư đã qua

- Các tác giả cũng chỉ dừng lại ở sáu biến đầu vào như trình bày ở trên, một số lượng quá ít vì còn rất nhiều các yếu tố khác ảnh hưởng đến chi phí đầu tư xây dựng của chung cư Ngoài ra, các biến đầu vào này không phản ánh nhiều các đặc trưng của dự án

- Các con số dự đoán chi phí xây dựng ở đây còn mang nặng tính dự toán mà chưa lường được chi phí xây dựng chúng cư thực tế có thể tăng hoặc giảm so với dự toán do các điều kiện thực tế gây ra

™ Tối ưu tiến độ của Đức Long, luận văn thạc sỹ ĐHBK TP.HCM (2002 [29]) kết hợp lý thuyết đồ thị và thuật giải di truyền vào tối ưu hóa tiến độ mạng theo thời gian và nhân tài vật lực Trong đó, năm vấn đề chính được giới thiệu và giải quyết bao gồm : Tối ưu hóa tiến độ mạng về nhân tài vật lực; Tối ưu hóa tiến độ mạng với thời gian hoàn thành cực tiểu và nhân tài vật lực giới hạn; Tối ưu hóa tiến độ thực hiện với thời gian qui định và nhân tài vật lực giới hạn; Điều khiển tối ưu tiến độ trong quá trình thực hiện dự án; Tối ưu tiến độ mạng về thời gian, nhân tài vật lực trong những điều kiện ràng buộc về nhân tài vật lực cũng như các biện pháp thi công khác

Bên cạnh đó còn có các nghiên cứu khác như : ứng dụng ANN tối ưu hoá tiến

độ mạng, Luận văn thạc sỹ Hồ Hải Đăng, ĐHBK TPHCM (2004 [6]), ứng dụng ANN trong chọn thầu thi công, Luận văn thạc sỹ Phạm Trường Giang, ĐHBK TPHCM (2003 [7])

Nguyễn Anh Tuấn

2.2 Giới thiệu về rủi ro và sự cần thiết phải phân tích rủi ro trong xây dựng

Định nghĩa rủi ro : rủi ro là khả năng thay đổi các sự việc theo chiều hướng bất lợi tùy theo các tình huống cụ thể Sự tác động của rủi ro có thể được xác định như khả năng có thể xảy ra một tình huống không mong muốn và các kết quả đi kèm của

nó Anthony Mills (2001 [31])

Do tính chất đặc thù của sản phẩm ngành xây dựng nên trong quá trình thực hiện các dự án xây dựng sẽ phải đương đầu với nhiều rủi ro và nhiều khó khăn vướng mắc, một vấn đề rất được quan tâm đó là việc chậm trễ tiến độ và vượt chi phí đã dự trù cho dự án Có rất nhiều nguyên nhân gây ra rủi ro này như : khả năng tài chính của chủ đầu tư và nhà thầu không đảm bảo, yếu kém của công tác quản lý

dự án, thiết kế thay đổi, biến động giá cả, dự toán không chính xác, hợp đồng không chặt chẽ, các vấn đề phát sinh ngoài dự tính trên công trường, yếu tố thời tiết khí hậu

… Có rất nhiều các rủi ro mà nhà thầu sẽ gặp phải trong quá trình thi công triển khai dự án

Theo báo Thanh Niên (11/01/2007 và 19/01/2007 [2]), trong thời gian vừa qua trong địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, một dự án trọng điểm được rất nhiều người quan tâm đó là Dự án vệ sinh môi trường TP.HCM được Ngân hàng Thế giới (WB) tài trợ do một nhà thầu Trung Quốc thực hiện với giá trị gần 30 triệu USD, khởi công ngày 26.11.2003 Thời gian thi công đến tháng 11.2006 nhưng đến đầu tháng 1.2007 nhà thầu chỉ mới thi công được khoảng 35% khối lượng

Giải thích về việc chậm trễ này, về phía nhà thầu đã dốc hết toàn lực, đầu tư toàn diện về tài chính, nhân sự để đảm bảo thi công Tuy nhiên có nhiều vấn đề rủi

ro phát sinh vượt tầm kiểm soát của nhà thầu gây chậm tiến độ như :

- Mặt bằng thi công được bàn giao rất chậm Vì vậy, nhà thầu luôn phải nằm chờ mặt bằng, không thể triển khai thi công liên tục

Nguyễn Anh Tuấn

- Việc vận chuyển vật tư luôn ở trong thế bị động vì điều kiện giao thông của thành phố khiến vật tư và đất đào không vận chuyển kịp vào trong công trình

- Nhiều loại vật liệu chủ chốt trong nước không đạt tiêu chuẩn đề ra Nhiều loại vật tư phải nhập hoặc gia công từ nước ngoài gây lãng phí thời gian, sức người, sức của

- Kết cấu địa chất phức tạp của địa bàn thành phố Ngoài ra, mạch nước ngầm khá cao khiến nhà thầu phải mất nhiều thời gian, chi phí cho các biện pháp bảo đảm an toàn cho thi công

- Mất quá nhiều thời gian chờ phê duyệt các thay đổi thiết kế

Về phía chủ đầu tư và đơn vị quản lý dự án, việc chậm trễ nêu trên là do các nguyên nhân sau :

- Nhà thầu thiếu nhân lực, thiết bị, máy móc hay bị hư hỏng trong quá trình thi công làm trì trệ công việc và các sự cố do điền kiện thi công khó khăn

- Do nhà thầu đã không tiên lượng trước những rủi ro, bỏ giá thầu quá thấp

Từ các vấn đề nêu trên đối với Dự án vệ sinh môi trường TP.HCM cũng như trong các dự án xây dựng khác, chúng ta có thể kết luận rằng mọi dự án xây dựng đều tiềm ẩn rất nhiều rủi ro gây ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ, thời gian và chất lượng trong thời gian triển khai thực hiện Các rủi ro này rất đa dạng và phụ thuộc vào rất nhiều vào các yếu tố khách quan cũng như chủ quan khác nhau làm nhà thầu cũng như đơn vị quản lý giàu kinh nghiệm cũng không thể lường trước được để đưa

ra các biện pháp đề phòng hoặc đưa ra các khoản dự trù hợp lý về chi phí cũng như thời gian trong dự toán và tiến độ thực hiện

Chính vì vậy, việc phân tích, nhận dạng các nhân tố rủi ro cũng như tiên lượng mức độ ảnh hưởng của chúng đối với từng dự án có những đặc trưng cụ thể là rất

Nguyễn Anh Tuấn

cần thiết trong giai đoạn cũng như với trình độ thi công và quản lý của nước ta hiện nay nhằm góp phần giảm thiểu được các rủi ro có thể xảy ra Trong đó, hai vấn đề luôn được quan tâm hàng đầu bên cạnh chất lượng công trình là thời gian và tiến độ thực hiện

Nguyễn Anh Tuấn

CHƯƠNG 3 : MẠNG ANN

3.1 Sơ lược về các kỹ thuật phân tích rủi ro :

3.1.1 Cây quyết định : là phương pháp vừa thể hiện cấu trúc bài toán ra quyết định

vừa cho phép đi tìm các lời giải (theo Hồ Thanh Phong - bài giảng cao học ngành

CNQLXD-2006)

Thành phần của cây quyết định bao gồm : điểm quyết định và nút quyết định Các bước trong phân tích cây quyết định : Xác định vấn đề; Vẽ cây quyết định; Gán xác suất cho các trạng thái; Ước tính giá trị của mỗi phương án ứng với từng trạng thái; Tính EMV; Ra quyết định

Ưu điểm của cây quyết định : cây quyết định thích hợp cho các quyết định có các bước phụ thuộc vào trạng thái Tất cả các trạng thái và phương án đều được xem xét

Các hạn chế của cây quyết định : chúng ta phải xác định được xác suất có điều kiện của tất cả các trạng thái, điều này không phải lúc nào chúng ta cũng có đầy đủ Đối với các quyết định có các bước không phụ thuộc vào trạng thái chúng ta không thể thiết lập nên cây quyết định được

3.1.2 Sơ đồ mạng PERT : Theo Lê Văn Kiểm-Ngô Quang Tường (2001 [22])

PERT là phương pháp rất tốt để giám sát và kiểm tra thời gian hoàn thành của một dự án, nhưng nó không xét đến một yếu tố khác rất quan trọng đó là chi phí cho một dự án Vì thế, ta cần có sự cải tiến gọi là PERT/COST cho phép hoạch định, giám sát và kiểm tra cả về chi phí lẩn thời gian Để làm được điều này, ta cần xác định chi phí cho từng công việc sau đó chia ra thành chi phí của công việc ở từng thời kỳ (từng tuần, từng tháng, từng năm …)

Nguyễn Anh Tuấn

Sơ đồ mạng PERT được coi như là tập hợp các công việc có liên quan với nhau, được trình diễn dưới dạng đồ thị, gồm các nút và các cung để thể hiện mối liên quan giữa các công việc PERT hay còn gọi là Sơ đồ mạng xác suất để giải quyết cho vấn

đề thời lượng cho các công việc chưa hoàn thành xác định cụ thể là :

- Thời điểm nào hoàn thành dự án

- Những công việc nào là chính yếu (những công việc nếu chúng bị chậm trễ sẽ kéo dài thời gian hoàn thành dự án)

- Những công việc nào là thứ yếu (những công việc mà dù bị chậm trễ thì cũng không trì hoãn sự hoàn thành của dự án)

- Tính được xác suất hoàn thành dự án trong từng thời gian nhất định nào đó

- Tính được kinh phí của dự án theo từng thời hạn hoàn thành của nó

- Tính được số lượng lao động, thiết bị và vật tư ở từng thời đoạn để hoàn thành

thể quan sát) (theo TS Đỗ Văn Dũng – Bộ môn Thống Kê, Đại học Y Dược

TP.HCM (Bài giảng Cao học ngành CN&QL XD 2006)

Mạng Bayes còn được gọi :

Nguyễn Anh Tuấn

Lí luận, trong tự nhiên hay trong toán học dựa trên khái niệm đúng sai Mạng Bayes là một ngành toán học cho phép mô hình hóa sự bất định của kết cuộc quan tâm bằng cách kết hợp kiến thức chuyên môn và các chứng cứ quan sát được

Mô hình gồm:

- Một tập hợp các biến số

- Cấu trúc kết nối các biến số (được vẽ thành đồ thị)

- Tập hợp các phân phối điều kiện

Quan hệ trong mô hình Bayes :

- Nếu không có kiến thức về mối liên quan giữa các biến số cần 2n-1 các ràng buộc

- Mô hình Bayes loại bỏ các liên quan chưa rõ bằng cách khẳng định quan hệ (cha-con) trong mô hình

Mạng Bayes đã được ứng dụng trong Chẩn đoán y khoa (Heckerman 1990; Spiegelhalter, Franklin, và Bull 1989), Học bảng đồ (Dean 1990), Hiểu biết ngôn ngữ (Charniak and Goldman 1989a, 1989b; Goldman 1990), Thị giác (Levitt, Mullin và Binford 1989), Tìm kiếm suy luận (Hansson và Mayer 1989) Ngoài ra, mạng Bayes được dùng cho việc mô hình hóa tri thức trong các mạng điều chỉnh gien (gene regulatory network), trong các hệ thống y học, kỹ thuật, phân tích văn bản, xử lý ảnh, data fusion, và các hệ hỗ trợ quyết định (decision support system)

3.1.4 Mô phỏng Monte Carlo : Theo Hồ Thanh Phong (Bài giảng cao học ngành CNQLXD-2006)

Các phương pháp Monte Carlo là một lớp các thuật toán để giải quyết nhiều bài toán trên máy tính theo kiểu không tất định, thường bằng cách sử dụng các số ngẫu nhiên (thường là các số giả ngẫu nhiên), ngược lại với các thuật toán tất định Một

Nguyễn Anh Tuấn

ứng dụng cổ điển của phương pháp này là việc tính tích phân xác định, đặc biệt là các tích phân nhiều chiều với các điều kiện biên phức tạp

Tích phân Monte Carlo là một phương pháp tìm giá trị số của tích phân, đặc biệt

là các tích phân đa chiều có dạng:

x d x f I

V

)(

Trong toán học, thuật toán Monte Carlo là phương pháp tính bằng số hiệu quả cho nhiều bài toán liên quan đến nhiều biến số mà không dễ dàng giải được bằng các phương pháp khác, chẳng hạn bằng tính tích phân Hiệu quả của phương pháp này,

so với các phương pháp khác, tăng lên khi số chiều của bài toán tăng Monte-Carlo cũng được ứng dụng cho nhiều lớp bài toán tối ưu hóa, như trong ngành tài chính

3.1.5 Thuật giải di truyền (GAs) : theo Lại Hải Đăng (2006 [31])

Thuật giải di truyền (Genetic Algorithms- Viết tắt là GAs), do John Holland (1975) và Goldberg (1989) đề xuất và phát triển, là thuật giải tìm kiếm dựa trên cơ chế chọn lọc và di truyền tự nhiên.Thuật giải này sử dụng các nguyên lý di truyền về

sự thích nghi và sự sống các cá thể thích nghi nhất trong tự nhiên

GAs lập luận mang tính chất ngẫu nhiên để tìm giải pháp tối ưu cho những vấn

đề phức tạp, thay vì xác định như toán học giải tích Tuy nhiên, đây là hình thức

Nguyễn Anh Tuấn

ngẫu nhiên có hướng dẫn bởi trị số thích nghi Chính hàm số thích nghi đã giúp GAs tìm giải pháp tối ưu trong rất nhiều giải pháp có thể có

GAs không để ý đến chi tiết vấn đề, trái lại chỉ chú ý đến giải pháp cho vấn đề, hay tìm điều kiện tối ưu cho việc điều hành, và phân nhóm những giải pháp có được GAs được sử dụng đặc biệt cho những bài toán yêu cầu tìm kiếm tối ưu toàn cục với không gian tìm kiếm lớn và không thể kiểm soát nhờ khả năng duyệt qua không gian tìm kiếm đại diện mà không thực sự đi qua từng điểm của toàn bộ không gian GAs ứng dụng trong công tác quản lý xây dựng như :

- Chọn phương án thi công xây dựng công trình tạm với điều kiện vật tư, nhân công hạn chế

- Chọn vị trí và diện tích tối ưu các địa điểm cung cấp nguyên vật liệu như kho chứa xi măng, sắt thép, ván khuôn, trạm đổ bêtông

- Thiết kế lộ trình cung cấp vật tư từ các địa điểm này đến nơi tiêu thụ và đường

di chuyển của máy đào đất sao cho đạt được hiệu quả nhất

- Sử dụng GAs tối ưu hoá tiến độ thi công với các ràng buộc về tài nguyên và nhân vật lực, lập tiến độ với điều kiện nhân lực bị giới hạn

Và còn rất nhiều các ứng dụng khác của GAs với việc giải quyết các bài toán tối tối ưu các trong quản lý xây dựng

3.1.6 Logic mờ - Fuzzy logic : theo Lại Hải Đăng (2006 [33])

Vào những năm 1960, các công trình nghiên cứu hoàn chỉnh của Zadeh đưa ra các phương pháp tính đại số học để giải quyết các vấn đề liên quan đến sự mơ hồ và

mờ (fuzziness) Lý thuyết tập mờ (fuzzy set theory) và lý thuyết khả năng xảy ra (possibility theory) có ít thiếu sót về mặt tiên đề so với lý thuyết xác xuất Cho đến nay trải qua hơn 4 thập kỹ, cùng với sự nghiên cứu bổ sung của Zadeh và sự phát

Nguyễn Anh Tuấn

triển lý thuyết của nhiều nhà nghiên cứu khác, lý thuyết tập mờ đã hoàn chỉnh và được ứng dụng rất nhiều trong thực tế đời sống, đem lại nhiều thành tựu đáng kể cho nền khoa học Chính vì thế lý thuyết tập mờ hoàn toàn thích hợp cho việc giải quyết các hạn chế của lý thuyết xác suất trong lĩnh vực quản lí dự án, đặc biệt là vấn đề kế hoạch hóa tiến độ cho các dự án công nghiệp có quy mô lớn hay các dự án xây dựng

Được ứng dụng cho các bài toán thiếu thông tin hoặc thông tin không chắc chắn như bài toán ra quyết định có các yếu tố rủi ro về thời tiết, về mức độ an toàn

- Ứng dụng để phát triển một mô hình ra quyết định mờ trong việc lựa chọn nhà thầu xây dựng Trong đó các tiêu chí đánh giá sẽ được cho điểm theo giá trị ngôn ngữ thay vì một giá trị thực xác định

- Xây dựng mô hình chùm tập mờ (fuzzy clustering) để ước lượng thời gian di chuyển và năng suất của máy san ủi trên công trường

- Sử dụng lý thuyết tập mờ để hoạch định mặt bằng công trường

Một số các kỹ thuật khác như : AHP, ANP…

Nói chung các kỹ thuật phân tích rủi ro truyền thống có một nhược điểm chung

là phụ thuộc nhiều vào sự đánh giá của các chuyên gia Ngoài ra, chúng còn có một nhược điểm chung là không thể xác định được mối tương quan tương hỗ giữa các yếu tố

3.2 Giới thiệu tổng quan về mạng neuron nhân tạo:

Nguyễn Đình Thúc (2000 [25]) Mạng neuron nhân tạo là mạng được xây dựng bằng cách sao chép lại các nguyên lý tổ chức của hệ neuron con người Cấu trúc cơ bản của một neuron trong hệ neuron con người gồm có đó là các đầu vào (dendrities), thân neuron và đầu ra (axon) Thân neuron là phần tử xử lý có chức năng thu thập tất cả các thông tin đến từ các đầu vào (dendrities), tính toán và đưa ra

Nguyễn Anh Tuấn

quyết định ở đầu ra (axon) để gởi tín hiệu đến nhiều neuron khác thông qua chức năng kết nối (synaps) như được mô tả ở Hình 3.1

Hình 3.1 : Cấu trúc của một neuron

Cấu trúc cơ bản của một hệ neuron con người gồm có đó là lớp neuron đầu vào, các lớp neuron ẩn và lớp neuron đầu ra, đầu ra của neuron này kết nối với đầu vào của nhiều neuron khác hoặc kết nối với các đầu vào của neuron chính nó

Quá trình hệ bắt đầu tiếp xúc một vài đối tượng cho đến khi hệ làm ra một số quyết định để điều khiển một vài phần tử cơ được gọi là huấn luyện hay được gọi là quá trình học và cường độ kết nối của một số neuron thích hợp được gia tăng theo thời gian hệ đang tiếp xúc đối tượng được gọi là luật học, giá trị của cường độ synapse được gọi là trọng số Trong một vài trường hợp, hệ chuẩn đoán sai, hệ có thể tự điều chỉnh để có một chuẩn đoán đúng bằng cách hệ có thể cập nhật trọng số giữa các neuron thích hợp sao cho để hệ có được một chuẩn đoán đúng

Để xây dựng một mạng neuron nhân tạo giống như hệ neuron con người, ý tưởng đầu tiên của Mc.Culloch và Pitts vào năm 1943 đề ra cấu trúc cơ bản của một neuron thứ i trong mô hình của mạng neuron nhân tạo như Hình 3.2