Tên luận án:
NHẬN DẠNG, ĐÁNH GIÁ VÀ QUẢN LÝ RỦI RO CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC TRONG VẬN HÀNH KHAI THÁC
Ngành:
Kỹ thuật Xây dựng Công trình Đặc biệt
Mã số: 958.02.06
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nhận dạng, đánh giá và quản lý rủi ro công trình cầu trên đường cao tốc trong vận hành khai thác" của Lê Đức Anh, thuộc ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Đặc biệt, mã số 958.02.06, tập trung giải quyết tính cấp thiết của việc phát triển hạ tầng giao thông cao tốc tại Việt Nam và những rủi ro cố hữu của công trình cầu trong suốt vòng đời, đặc biệt là giai đoạn khai thác. Đề tài xuất phát từ thực tế đã có nhiều thiệt hại về kinh tế và xã hội xảy ra với cầu trên đường cao tốc, nhấn mạnh sự cần thiết của công tác đánh giá, dự báo rủi ro để tối ưu hóa bảo trì và phòng ngừa sự cố.
Mục đích nghiên cứu bao gồm việc tổng quát hóa rủi ro kỹ thuật và quản lý rủi ro kỹ thuật cho cầu đường cao tốc. Luận án đề xuất phương pháp nhận dạng các yếu tố rủi ro kỹ thuật trong suốt vòng đời công trình, tập trung vào giai đoạn vận hành khai thác, đồng thời phân tích rủi ro giai đoạn thi công như tiền đề. Nghiên cứu còn phát triển thuật toán và xây dựng chương trình ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI/ML) để đánh giá và dự báo rủi ro, từ đó tăng cường năng lực bảo trì cho các công trình cầu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu là rủi ro các công trình cầu trên đường ô tô cao tốc, tập trung vào kỹ thuật nhận dạng, phân tích và đề xuất mô hình đánh giá rủi ro trong giai đoạn vận hành khai thác, có xét đến rủi ro trong giai đoạn thi công do tính tương quan và là tiền đề.
Luận án đã đạt được các điểm mới như hệ thống hóa rủi ro kỹ thuật, quá trình quản lý rủi ro và các kỹ thuật nhận dạng cho công trình cầu trên đường ô tô cao tốc, đề xuất khung đánh giá rủi ro với 4 cấp độ rủi ro và 5 cấp độ xác suất để đưa ra 4 mức độ ứng phó. Nghiên cứu phân tích 14 phương pháp nhận dạng hiện đại và đề xuất 3 nhóm phương pháp chính (truyền thống, F-AHP, trí tuệ nhân tạo). Đồng thời, luận án đã nhận dạng 18 nhóm rủi ro trong giai đoạn thi công và 15 nhóm rủi ro trong giai đoạn khai thác dựa trên khảo sát thực tế. Một thuật toán, mô hình và chương trình máy tính đánh giá, đo lường, dự báo mức độ rủi ro sử dụng Machine Learning đã được xây dựng, sử dụng bộ dữ liệu 2.312 cầu và các ví dụ cụ thể để minh chứng độ tin cậy và hiệu quả của chương trình (Deep Learning lập trình trên Python) trong việc nâng cao năng lực bảo trì và quản lý rủi ro cho cầu đường cao tốc tại Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu này được ứng dụng thực tế tại Tổng công ty Đầu tư phát triển đường cao tốc Việt Nam (VEC) và các đơn vị khác trong ngành.
Mục lục chi tiết:
-
PHẦN MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài
- 2. Mục đích nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- 6. Bố cục của luận án
-
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RỦI RO VÀ QUẢN LÝ RỦI RO CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC
- 1.1. Tổng quan về rủi ro và quản lý rủi ro
- 1.2. Quản lý rủi ro đối với các công trình xây dựng cầu
- 1.3. Các mô hình ứng phó và quản lý rủi ro hiện đại
- 1.4 Các yêu cầu kỹ thuật trong thi công và vận hành khai thác công trình cầu trên đường ô tô cao tốc
- 1.5. Hiện trạng về quản lý rủi ro công trình cầu trên đường ô tô cao tốc trong thi công và vận hành khai thác
- 1.6. Kết luận Chương 1
-
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NHẬN DẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO KỸ THUẬT VẬN DỤNG CHO CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC
- 2.1. Cơ sở lý thuyết nhận dạng rủi ro đối với công trình cầu
- 2.2. Các phương pháp nhận dạng rủi ro hiện đại
- 2.3. Phân tích ưu nhược điểm và lựa chọn phương pháp nhận dạng rủi ro trong quản lý rủi ro các công trình xây dựng
- 2.4. Kết luận Chương 2
-
CHƯƠNG 3: NHẬN DẠNG, ĐÁNH GIÁ RỦI RO KỸ THUẬT TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG VÀ KHAI THÁC CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC
- 3.1. Các rủi ro kỹ thuật đối với công trình cầu trên đường ô tô cao tốc
- 3.2. Phân tích theo các nhóm nguyên nhân dẫn đến rủi ro kĩ thuật của công trình cầu trên đường ô tô cao tốc trong giai đoạn thi công
- 3.3. Phân tích rủi ro kỹ thuật công trình cầu trên đường ô tô cao tốc trong giai đoạn thi công
- 3.4. Xác định nhóm nguyên nhân và phân tích rủi ro kỹ thuật công trình cầu trên đường ô tô cao tốc trong giai đoạn vận hành khai thác
- 3.5. Đánh giá, phân tích rủi ro kỹ thuật thực tế tại một số công trình đường ô tô cao tốc
- 3.6. Đề xuất mô hình nhận dạng, phân tích đo lường mức độ rủi ro kỹ thuật
- 3.6.1. Mô hình F-AHP
- 3.6.2. Mô hình nơ ron
- 3.6.3. Các mô hình khác
- 3.7. Khung quản lý rủi ro các công trình cầu trên đường ô tô cao tốc
- 3.8. Kết luận Chương 3
-
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN MACHINE LEARNING VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ RỦI RO CÁC CÔNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC TRONG VẬN HÀNH KHAI THÁC
- 4.1. Sự cần thiết của việc ứng dụng ML/AI trong quản lý rủi ro để nâng cao năng lực công tác bảo trì công trình cầu trên đường ô tô cao tốc
- 4.2. Xây dựng thuật toán Machine Learning đánh giá rủi ro công trình cầu trên đường ô tô cao tốc trong vận hành khai thác
- 4.3. Đánh giá và dự báo rủi ro kỹ thuật cầu trên đường ô tô cao tốc trong vận hành khai thác sử dụng Machine Learning
- 4.3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu
- 4.3.1.1. Thu thập dữ liệu
- 4.3.1.2. Làm giàu dữ liệu cầu trên đường ô tô cao tốc
- 4.3.1.3. Xử lý với giá trị bị khuyết (missing value)
- 4.3.1.4. Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia
- 4.3.2. Phân tích dữ liệu và thuộc tính với Random Forest
- 4.3.2.1. Ý nghĩa của việc trích chọn thuộc tính
- 4.3.2.2. Lựa chọn siêu tham số bằng kĩ thuật tìm kiếm theo lưới (grid search)
- 4.3.2.3. Tiền xử lý dữ liệu
- 4.3.2.4. Các đặc trưng quan trọng
- 4.3.3. Kiến trúc mạng nơ ron nhân tạo
- 4.3.4. Sử dụng học máy và ứng dụng trong dự án thực tế
- 4.3.4.1. Tập dữ liệu thực tế
- 4.3.4.2. Thiết lập thực nghiệm
- 4.3.4.3. Kết quả thực nghiệm
- 4.3.4.4 Kết quả trên các cầu thực tế
- 4.4.4. Đề xuất xây dựng chương trình đánh giá rủi ro trực tuyến
- 4.5. Đánh giá rủi ro cho dự án cụ thể
- 4.6. Kết luận chương 4
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
-
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ