Quy hoạch tổng bình đồ công trường theo mô hình động ứng dụng giải thuật di truyền trên nền autocad

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

TRẦN THẾ CƯỜNG

QUY HOẠCH TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG
THEO MÔ HÌNH ĐỘNG ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT
DI TRUYỀN TRÊN NỀN AUTOCAD

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
Mã ngành: 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 - 2007


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

TRẦN THẾ CƯỜNG

QUY HOẠCH TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG
THEO MÔ HÌNH ĐỘNG ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT
DI TRUYỀN TRÊN NỀN AUTOCAD

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
Mã ngành: 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 - 2007

i


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA T.P HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NGÔ QUANG TƯỜNG

Cán bộ chấm phản biện 1: TS. ……………………………………………………

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. ……………………………………………………

Luận văn Thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC
SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA T.P HỒ CHÍ MINH, ngày.……tháng…….năm
2007.

ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp.HCM, ngày

tháng

năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên : TRẦN THẾ CƯỜNG
Ngày, tháng, năm sinh : 24 / 09 / 1981
Chuyên ngành: Công nghệ và Quản lí xây dựng
Khóa (Năm trúng tuyển): K2005

Phái : Nam
Nơi sinh : Đà Nẵng

1. TÊN ĐỀ TÀI :

QUY HOẠCH TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG THEO MÔ HÌNH
“ĐỘNG” ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN TRÊN NỀN AUTOCAD

2. NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Chương 1 :
Chương 2 :
Chương 3 :
Chương 4 :
Chương 5 :
Chương 6 :
Chương 7 :

Giới thiệu.
Tổng quan.

Phương pháp nghiên cứu.
Giới thiệu chương trình TBĐCT – GA Programme.
Ứng dụng chương trình TBĐCT.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.

3. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: / / 2007
4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : / / 2007
5. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. NGÔ QUANG TƯỜNG

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được hội đồng chuyên ngành thông qua
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. NGÔ QUANG TƯỜNG

iii


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy TS. Ngô
Quang Tường đã tận tụy hướng dẫn, động viên, giúp đỡ chúng em trong suốt
thời gian thực hiện đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng
– Bộ Môn Công Nghệ & Quản Lý Xây Dựng truyền đạt kiến thức quý báu cho
chúng em trong những năm học vừa qua.
Chúng con xin nói lên lòng biết ơn đối với Ông Bà, Cha Mẹ luôn là nguồn chăm
sóc, động viên trên mỗi bước đường học vấn của chúng con.

Xin chân thành cám ơn các anh chị và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên
chúng em trong thời gian học tập và nghiên cứu.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng
cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính
mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.

Học viên thực hiện,

Trần Thế Cường
Tp. HCM, 07/2007

iv


TÓM TẮT
Thiết kế tổng mặt bằng thi công là một trong những vấn đề quan tâm hàng đầu
của các kỹ sư quản lý dự án. Công việc bố trí sắp xếp công trình tạm, kho bãi
chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và trực quan của nhà hoạch định. Chính điều này
làm gia tăng chi phí lưu thông giữa các hạng mục trên công trường, làm giảm
tiến độ thi công, và kém hiệu quả trong việc sử dụng các nguồn tài nguyên của
dự án. Ngược lại, dự án có tổng mặt bằng thi công hợp lý sẽ đem đến hiệu quả
kinh tế cũng như tiến độ và chất lượng của dự án. Nghiên cứu này trình bày giải
pháp thiết kế tối ưu tổng bình đồ công trường. Năm vấn đề sau đây sẽ được trình
bày trong đề tài, bao gồm:
™ Ứng dụng thuật toán di truyền trong thiết kế tổng bình đồ công trường;
™ Nghiên cứu thiết kế tổng mặt bằng thi công theo phương pháp “tónh”;
™ Nghiên cứu thiết kế tổng mặt bằng thi công theo phương pháp “động”;
™ Thiết kế chương trình giải bài toán qui hoạch tổng bình đồ công trường
theo hai phương pháp “tónh” và “động” ứng dụng thuật giải di truyền;
™ Ví dụ minh họa bài toán tối ưu tổng bình đồ công trường.

ABSTRACT
Site layout design is one of the most concerned problems of construction project
managers. Identifying the positions of temporary facilities on site is mainly
depended on planners’ experience and visual. This is the fact that has a
significant impact on the safety and efficiency of construction operations and
trigger transportation cost increasing among temporary facilities, construction
schedule lowering. In return, projects with suitable site layout lead to economic
effectiveness, acceleration of construction schedule and safety. This study
introduces solutions to optimize construction site layout problem. The following
five terms are presented in this thesis, including:
™ Application of genetic algorithms to design site layout;
™ Studying static approach for site layout design;
™ Studying dynamic approach for site layout design;
™ Designing a computer programme figuring out problems of site layout
planning with the above mentioned approaches using genetic algorithms;
™ Examples illustrating the capability of planning site layout of this
programme.

v


MỤC LỤC
1.  GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 1 
1.1  VẤN ĐỀ ĐẶT RA ĐỂ NGHIÊN CỨU/CƠ SỞ .............................................. 1 
1.2  MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .............................................................................. 3 
1.3  TẦM QUAN TRỌNG CỦA NGHIÊN CỨU ................................................... 4 
1.4  PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................... 4 
2.  TỔNG QUAN .......................................................................................................... 5 
2.1  KHÁI NIỆM ...................................................................................................... 5 

2.1.1  Định nghóa chung về tổng BĐCTXD ......................................................... 5 
2.1.2  Thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng ............................................ 6 
2.1.3  Nguyên tắc thiết kế TBĐCTXD ................................................................ 7 
2.1.4  Các nguyên tắc chung bố trí từng loại hạng mục trên công trường ......... 8 
2.1.4.1  Cần trục tháp........................................................................................ 8 
2.1.4.2  Thăng tải và thang máy ....................................................................... 8 
2.1.4.3  Máy trộn vữa bê tông và vữa xây ...................................................... 9 
2.1.4.4  Kho bãi ................................................................................................. 9 
2.1.4.5  Xưởng sản xuất và phụ trợ ................................................................ 10 
2.1.4.6  Nhà tạm trên công trường ................................................................. 10 
2.1.4.7  Kho xăng dầu, chất nổ....................................................................... 11 
2.1.5  Phân loại các hạng mục bố trí trên TBĐCTXD ...................................... 11 
2.1.6  Tính diện tích kho bãi............................................................................... 11 
2.1.6.1  Xác định lượng dự trữ vật liệu .......................................................... 11 
2.1.6.2  Tính diện tích kho bãi ........................................................................ 12 
2.2  LƯC KHẢO CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ NGHIÊN CỨU ....................................... 13 
2.2.1  Mạng Nơron Tôi Phỏng ( Annealed Neural Networks).......................... 13 
2.2.2  Hệ Chuyên Gia (Heuristics & Expert Systems) ...................................... 13 
2.2.3  Mô Phỏng (Simulation) ............................................................................ 14 
2.2.4  Giải Thuật Di Truyền (Genetic Algorithms) ........................................... 14 
3.  PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................... 15 
3.1  PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN................................................................ 15 
3.1.1  Quy Hoạch Tổng Bình Đồ Công Trường Theo Phương Pháp “Tónh” .... 15 
3.1.2  Quy Hoạch Tổng Bình Đồ Công Trường Theo Phương Pháp “Động” .. 16 
3.1.2.1  Mục Tiêu Tối Ưu Hóa Mặt Bằng ..................................................... 16 
3.1.2.2  Các Phương Pháp Thiết Kế Mặt Bằng Động ................................... 18 
3.2  LÝ THUYẾT THUẬT GIẢI DI TRUYỀN (MỘT PHÂN NGÀNH CỦA
GIẢI THUẬT TIẾN HÓA)....................................................................................... 20 
3.2.1  Từ Ngẫu Nhiên Đến Thuật Giải Di Truyền (GS.TSKH Hoàng Kiếm) . 21 
3.2.2  Thuật Giải Di Truyền ............................................................................... 25 

vi


3.2.2.1  Giới thiệu (GS.TSKH Hoàng Kiếm)................................................. 25 
3.2.2.2  Mã hóa – Giải mã (Encoding & Decoding)...................................... 27 
3.2.2.3  Hàm thích nghi ................................................................................... 28 
3.2.2.4  Chọn lọc cá thể .................................................................................. 30 
3.2.2.5  Lai ghép (Crossover) ......................................................................... 31 
3.2.2.6  Đột biến (Mutation) ........................................................................... 32 
3.2.2.7  Sơ đồ lý thuyết (Schema theorem) ................................................... 33 
3.2.2.8  Tóm tắt ............................................................................................... 36 
3.2.2.9  Ứng dụng của giải thuật di truyền .................................................... 37 
3.2.2.10  Ví dụ minh họa giải thuật di truyền ................................................. 37 
3.2.2.11  Độ thích nghi tiêu chuẩn (GS.TSKH Hoàng Kiếm): ....................... 41 
3.3  MÔ HÌNH HÓA BÀI TOÁN .......................................................................... 42 
3.3.1  Cấu Trúc Bài Toán ................................................................................... 43 
3.3.2  ng Dụng Khả Năng Autocad ................................................................. 46 
3.3.2.1  Kiểm tra không gian .......................................................................... 46 
3.3.2.2  Thỏa Mãn Các Ràng Buộc ................................................................ 48 
3.3.3  Ứng Dụng Thuật Toán Di Truyền Tối Ưu Hóa Mặt Bằng Thi Công .... 51 
3.3.3.1  Giới thiệu ........................................................................................... 51 
3.3.3.2  Mã hóa chuổi (string coding) ............................................................ 52 
3.3.3.3  Hàm mục tiêu .................................................................................... 52 
3.3.3.4  Đánh giá hàm mục tiêu (Evaluation of objective function) ............ 53 
3.3.3.5  Kết luận.............................................................................................. 57 
4.  GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG – GA
PROGRAMME ............................................................................................................. 58 
4.1  Giới thiệu chương trình Tổng Bình Đồ Công Trường - TBĐCT ................... 58 
4.2  Các thao tác cần thiết khi giải bài toán quy hoạch tổng mặt bằng thi công 58 
4.3  Giao diện và chức năng từng menu của chương trình Tổng Bình Đồ Công

Trường – TBĐCT ...................................................................................................... 59 
4.3.1  Giao diện chương trình ............................................................................. 59 
4.3.2  Thông tin dự án......................................................................................... 61 
4.3.3  Không gian tìm kiếm ................................................................................ 61 
4.3.4  Dữ liệu các hạng mục phụ – Công trình tạm .......................................... 63 
4.3.5  Ma trận trọng số giữa các hạng mục ....................................................... 64 
4.3.6  Tối ưu hóa tónh – Static Optimization ...................................................... 65 
4.3.7  Tối ưu hóa động – Dynamic Optimization .............................................. 66 
4.3.8  Các tham số cơ bản .................................................................................. 68 
4.3.9  Các hạng mục phụ cơ bản ........................................................................ 68 
4.3.10  Kết quaû Static ........................................................................................ 69 
vii


4.3.11  Kết quả Dynamic .................................................................................. 70 
5.  ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH TBĐCT............................................................. 73 
5.1  Giới thiệu ......................................................................................................... 73 
5.2  Ví dụ minh họa tính khả thi của chương trình ................................................ 74 
5.2.1  Ví dụ 1....................................................................................................... 74 
5.2.1.1  Bài toán tối ưu hóa tónh – Static Optimization ................................. 74 
5.2.1.2  Bài toán tối ưu hóa động – Dynamic Optimization.......................... 80 
5.2.2  Ví dụ 2....................................................................................................... 84 
5.2.2.1  Bài toán tối ưu hóa tónh – Static Optimization ................................. 85 
5.2.2.2  Bài toán tối ưu hóa động – Dynamic Optimization.......................... 91 
5.2.3  Ví dụ 3....................................................................................................... 95 
5.2.3.1  Bài toán tối ưu hóa tónh – Static Optimization ................................. 95 
5.2.3.2  Bài toán tối ưu hóa động – Dynamic Optimization........................ 100 
6.  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 106 
6.1  Giới thiệu ....................................................................................................... 106 
6.2  Đóng góp của đề tài nghiên cứu .................................................................. 106 

6.3  Kiến nghị ....................................................................................................... 107 
6.4  Kết luận ......................................................................................................... 108 
7.  TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 110 
8.  PHỤ LỤC ............................................................................................................ 112 

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Hoạch định tổng bình đồ trong vòng đời của dự án (Hesham M. Osman và
các tác giả khác (2003) trích dẫn từ Choi (1996)) ......................................................... 2 
Hình 2-1 Trình tự thiết kế TBĐCTXD ........................................................................... 7 
Hình 3-1 Sơ Đồ Các Phương Pháp Thiết Kế Mặt Bằng Động ................................... 19 
Hình 3-2 Phân lớp các kỹ thuật tìm kiếm .................................................................... 20 
Hình 3-3 Thuật giải di truyền hoạt động giống leo đồi (1) ......................................... 22 
Hình 3-4 Thuật giải di truyền hoạt động giống leo đồi (2) ......................................... 23 
Hình 3-5 Thuật giải di truyền hoạt động giống leo đồi (3) ......................................... 24 
Hình 3-6 Thuật giải di truyền hoạt động giống leo đồi (4) ......................................... 24 
Hình 3-7 Sơ Đồ Tổng Quát Của Thuật Giải Di Truyền .............................................. 27 
Hình 3-8 Các phng pháp mã hóa.............................................................................. 28 
Hình 3-9 Đánh giá các cá thể để chọn cá thể có độ thích nghi tốt hơn (1)................ 29 
Hình 3-10 Đánh giá các cá thể để chọn cá thể có độ thích nghi tốt hơn (2).............. 29 
Hình 3-11 Minh họa tiến trình chọn lọc bằng cách quay bánh xe Roulette............... 31 
Hình 3-12 Lai ghép một điểm chuổi nhị phân ............................................................. 31 
Hình 3-13 Các ứng dụng của thuật giải di truyền ....................................................... 37 
Hình 3-14 Cấu trúc hệ thống chi tiết............................................................................ 45 
Hình 3-15 Hệ lưới ảo theo hai phương (X, Y) ............................................................. 46 
Hình 3-16 Xác định không gian bố trí các hạng mục phụ trên công trường .............. 47 
Hình 3-17 Thủ tục kiểm tra mặt bằng công trường ..................................................... 49 
Hình 3-18 Thủ tục kiểm tra sự chồng chéo giữa các hạng mục ................................. 50 

Hình 3-19 Ví dụ mã hóa chuổi ..................................................................................... 52 
Hình 3-20 Sơ đồ khối thuật toán di truyền tổng quát .................................................. 54 
Hình 3-21 Sơ đồ khối thuật toán di truyền chi tiết ...................................................... 55 
Hình 4-1 Các bước thực hiện giải bài toán tối ưu TMBCT......................................... 59 
Hình 4-2 Giao diện chính của chương trình ................................................................. 60 
Hình 4-3 Thanh Toolbar của chương trình ................................................................... 61 
Hình 4-4 Thông tin dự án.............................................................................................. 61 
Hình 4-5 Không gian tìm kiếm ..................................................................................... 62 
Hình 4-6 Giao diện Site Layout Design ....................................................................... 62 
Hình 4-7 Site Layout Design – Dữ liệu hình học công trường.................................... 63 
Hình 4-8 Dữ liệu công trình tạm .................................................................................. 64 
Hình 4-9 Bảng ma trận trọng số ................................................................................... 64 
Hình 4-10 Tối ưu hóa tónh – Static Optimization (1) ................................................... 65 
Hình 4-11 Tối ưu hóa tónh – Static Optimization (2) ................................................... 65 
Hình 4-12 Tối ưu hóa động – Dynamic Optimization (1) ........................................... 67 
Hình 4-13 Tối ưu hóa động – Dynamic Optimization (2) ........................................... 67 
ix


Hình 4-14 Các tham số cơ bản ..................................................................................... 68 
Hình 4-15 Các hạng mục phụ cơ bản ........................................................................... 69 
Hình 4-16 Vẽ kết quả Static ......................................................................................... 69 
Hình 4-17 Nhập dữ liệu vẽ kết quả Static ................................................................... 70 
Hình 4-18 Mặt bằng bố trí thi công - Kết quả Static ................................................... 70 
Hình 4-19 Vẽ kết quả Dynamic ................................................................................... 71 
Hình 4-20 Nhập dữ liệu vẽ kết quả Dynamic ............................................................. 71 
Hình 4-21 Mặt bằng bố trí thi công - Kết quả Dynamic ............................................. 72 
Hình 5-1 Không gian tìm kiếm giai đoạn 1 – Ví dụ 1 ................................................. 75 
Hình 5-2 Không gian tìm kiếm giai đoạn 2 – Ví dụ 1 ................................................. 76 
Hình 5-3 Không gian tìm kiếm giai đoạn 3 – Ví dụ 1 ................................................. 77 

Hình 5-4 Tối ưu hóa tónh các giai đoạn của dự án – Ví dụ 1 ...................................... 79 
Hình 5-5 Tối ưu hóa động các giai đoạn của dự án trường hợp First Phase – Ví dụ 1
....................................................................................................................................... 81 
Hình 5-6 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp Brute Force Research – Ví dụ 1
....................................................................................................................................... 83 
Hình 5-7 Không gian tìm kiếm giai đoạn 1 – Ví dụ 2 ................................................. 85 
Hình 5-8 Không gian tìm kiếm giai đoạn 2 – Ví dụ 2 ................................................. 87 
Hình 5-9 Không gian tìm kiếm giai đoạn 3 – Ví dụ 2 ................................................. 88 
Hình 5-10 Tối ưu hóa tónh các giai đoạn của dự án – VistaVillas .............................. 90 
Hình 5-11 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp First Phase – VistaVillas ...... 92 
Hình 5-12 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp BForce Research – VistaVillas
....................................................................................................................................... 94 
Hình 5-13 Không gian tìm kiếm giai đoạn 1 – Ví dụ 3 ............................................... 95 
Hình 5-14 Không gian tìm kiếm giai đoạn 2 – Ví dụ 3 ............................................... 97 
Hình 5-15 Tối ưu hóa tónh các giai đoạn của dự án – SailingTower .......................... 99 
Hình 5-16 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp First Phase – SailingTower 101 
Hình 5-17 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp HRise Building – SailingTower
..................................................................................................................................... 103 
Hình 5-18 Tối ưu hóa động các giai đoạn trường hợp Min Objective – SailingTower
..................................................................................................................................... 105 

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3-1 Sáu giá trị sử dụng trong hoạch định mặt bằng công trình (Askin, 1993) .. 18 
Bảng 3-2 Mô tả các loại dữ liệu chính trong mô hình ................................................ 43 
Bảng 5-1 Danh Sách Các Hạng Mục Phụ Điển Hình ................................................. 74 
Bảng 5-2 Dữ liệu công trình tạm giai đoạn 1, 2, 3 – Ví dụ 1 ..................................... 75 
Bảng 5-3 Ma trận trọng số giai đoạn 1 – Ví dụ 1 ........................................................ 76 

Bảng 5-4 Ma trận trọng số giai đoạn 2 – Ví dụ 1 ........................................................ 77 
Bảng 5-5 Ma trận trọng số giai đoạn 3 – Ví dụ 1 ........................................................ 78 
Bảng 5-6 Kết quả tối ưu hóa tónh – Ví dụ 1 ................................................................ 78 
Bảng 5-7 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp First Phase – Ví dụ 1 ........................ 80 
Bảng 5-8 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp Brute Force Research – Ví dụ 1 ...... 82 
Bảng 5-9 Dữ liệu công trình tạm giai đoạn 1 – Ví dụ 2 ............................................. 86 
Bảng 5-10 Ma trận trọng số giai đoạn 1 – Ví dụ 2 ...................................................... 86 
Bảng 5-11 Ma trận trọng số giai đoạn 2 – Ví dụ 2 ...................................................... 87 
Bảng 5-12 Ma trận trọng số giai đoạn 3 – Ví dụ 2 ...................................................... 89 
Bảng 5-13 Kết quả tối ưu hóa tónh – VistaVillas ........................................................ 89 
Bảng 5-14 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp First Phase – VistaVillas ................ 91 
Bảng 5-15 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp Brute Force Research – VistaVillas
....................................................................................................................................... 93 
Bảng 5-16 Dữ liệu công trình tạm giai đoạn 1 – Ví dụ 3 ........................................... 96 
Bảng 5-17 Ma trận trọng số giai đoạn 1 – Ví dụ 3 ...................................................... 96 
Bảng 5-18 Dữ liệu công trình tạm giai đoạn 2 – Ví dụ 3 ........................................... 97 
Bảng 5-19 Ma trận trọng số giai đoạn 2 – Ví dụ 3 ...................................................... 98 
Bảng 5-20 Kết quả tối ưu hóa tónh – SailingTower .................................................... 98 
Bảng 5-21 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp First Phase – SailingTower .......... 100 
Bảng 5-22 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp High Rise Building – SailingTower
..................................................................................................................................... 102 
Bảng 5-23 Kết quả tối ưu hóa động trường hợp Min Objective – SailingTower..... 104 

xi


Chương 1: Giới thiệu

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU

1. GIỚI THIỆU
1.1 VẤN ĐỀ ĐẶT RA ĐỂ NGHIÊN CỨU/CƠ SỞ
Quy hoạch tổng bình đồ công trường xét trên quan điểm tổ chức bố trí sắp xếp
các công trình tạm thời phục vụ thi công xây dựng là một trong số những nhiệm
vụ thử thách nhất của quá trình hoạch định thi công. Công việc bố trí sắp xếp
công trình tạm thời chủ yếu dựa trên những kinh nghiệm cũng như cảm giác trực
quan của nhà hoạch định, chính điều này làm gia tăng chi phí lưu thông giữa các
hạng mục trên công trường, làm giảm tiến độ thi công công trình, và kém hiệu
quả trong việc sử dụng các nguồn tài nguyên của dự án. Chính vì vậy, các công
cụ IT (Information Technology Tools) rất cần thiết để hỗ trợ các kỹ sư quản lý
dự án trong công việc tổ chức không gian công trường, bố trí các hạng mục công
trình tạm thời bên cạnh công trình cố định sao cho hợp lý nhất, tiết kiệm chi phí
nhất cũng như tạo ra một không gian làm việc an toàn nhất. Xét trên một công
trường cụ thể, thiết kế tổng bình đồ công trường tức là bố trí sắp xếp các công
trình tạm thời phục vụ thi công như văn phòng ban chỉ huy công trường, kho
dụng cụ, bãi đậu xe, trạm trộn bê tông… với mục đích tăng hiệu quả sử dụng
không gian công trường, an toàn lao động và giảm khoảng cách lưu thông giữa
các hạng mục công trình. Tuy nhiên, bản chất “động” của tất cả các dự án xây
dựng gây ra nhiều phức tạp trong quá trình hoạch định tổng mặt bằng thi công.
Các yêu cầu về không gian cũng như các ràng buộc hình học của mặt bằng thi
công luôn thay đổi khi quá trình thi công thay đổi. Do đó, tổng mặt bằng thi công
luôn ở trạng thái “động” trong tự nhiên để phản ánh đúng và thực tế tất cả
những sự thay đổi này. Đề tài này giới thiệu một thuật toán mới được ứng dụng
giải bài toán “Quy hoạch tổng bình đồ công trường thi công theo mô hình
“động””, thiết kế tổng mặt bằng “động” là phân phối bố trí sắp xếp các hạng
mục tạm thời phục vụ thi công có xét đến bản chất “động” của các dự án xây
dựng. Bản chất “động” tức là thay đổi theo thời gian một khi dự án bắt đầu và
tiến triển. Thuật toán bao gồm các số liệu đầu vào các hạng mục công trình tạm
thời, giao diện người sử dụng AutoCAD, và một chương trình máy tính dựa trên
những nguyên tắc của thuật giải di truyền.

Giải thuật di truyền (GAs) đã và đang được ứng dụng tìm lời giải tối ưu bài toán
thiết kế tổng mặt bằng thi công trong thời gian gần đây. GAs xét trên nhiều khía
cạnh khác với các thủ tục tìm kiếm và tối ưu hóa thông thường. Thực vậy, thuật
1


Chương 1: Giới thiệu
toán tôi luyện mô phỏng chỉ tìm ra một lời giải tại một thời điểm. Ngược lại,
GAs tìm ra một một số lời giải, quần thể các lời giải hiện thời, và từ đây chúng
ta nhận được “thế hệ kế tiếp” của các lời giải. Một khi thuật toán được thiết kế
hoàn hảo, chúng ta có thể nhận được các lời giải tốt hơn qua mỗi thế hệ. Chính
vì vậy, ưu điểm cơ bản của thuật toán tiến hóa (GAs) là chỉ cần biết hàm mục
tiêu của bài toán. Tuy nhiên, thử thách ở đây là phải tìm được cách chuyển hàm
mục tiêu của bài toán thành hàm mục tiêu của thuật toán (P.Zouein và các tác
giả khác 2002).
Bài toán quy hoạch tổng bình đồ công trường thi công bao gồm xác định kích
thước và vị trí các công trình tạm thời phục vụ công tác thi công.
Hầu hết tất cả các loại tài nguyên cần thiết phục vụ dự án xây dựng đều cần
không gian bố trí sắp xếp trên công trường. Tài nguyên phục vụ hoặc được sử
dụng cho mục đích xây dựng được phân chia làm ba loại chính:
™ Vật liệu xây dựng, máy móc thiết bị và công trình tạm thời (như là nhà
kho, bãi đậu xe, văn phòng…)
™ Khu vực phân ranh giới (như là bãi lên xuống hàng, đường tạm phục vụ
thi công, không gian làm việc…)
™ Các chướng ngại vật (như là cây cối, nhà hiện hữu…)
Các hạng mục này chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian giới hạn thay đổi theo
các giai đoạn thi công chính của dự án, tuy nhiên đôi khi vẫn tồn tại một hay
nhiều công trình tạm thời suốt trong quá trình thi công tùy thuộc nhu cầu của
từng giai đoạn. Quá trình quy hoạch tổng bình đồ công trường trong lónh vực
công nghiệp xây dựng thường diễn ra sau khi thiết kế tổng mặt bằng dự án xây

dựng với các hạng mục mới tồn tại lâu dài và tốn nhiều kinh phí. Vùng tô bóng
đen trong Hình 1.1 thể hiện thời gian dùng để quy hoạch tổng mặt bằng xét trong
vòng đời của dự án.

Hình 1-1 Hoạch định tổng bình đồ trong vòng đời của dự án (Hesham M. Osman và
các tác giả khác (2003) trích dẫn từ Choi (1996))
2


Chương 1: Giới thiệu
Trong lónh vực kỹ thuật thi công, các nhà nghiên cứu đã nghó ra nhiều giải pháp
thiết kế tổng mặt bằng công trường xây dựng. Các phương pháp này khác nhau
về mức độ chi tiết thực hiện cũng như cách đề cập để đi đến kết quả tối ưu cần
tìm của bài toán. Tuy nhiên, tất cả các phương pháp giải quyết bài toán nhằm
đem lại kết quả mặt bằng tối ưu tùy theo mục đích nghiên cứu của mỗi nhà
nghiên cứu, nhưng lại không quan tâm đến yếu tố động của dự án. Các phương
pháp giải bài toán mặt bằng thi công của các nhà nghiên cứu đi trước có thể gọi
là tối ưu tổng bình đồ công trường theo phương pháp “tónh”. Yếu tố “động” ở
đây là mặt bằng công trường luôn thay đổi theo thời gian, theo từng giai đoạn thi
công, tùy theo mục đích trọng tâm của từng giai đoạn mà tổng bình đồ công
trường thay đổi theo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo yếu tố chi phí công trình
tạm thời phục phụ thi công là nhỏ nhất xét trên toàn bộ thời gian của dự án.
Nghiên cứu tìm ra một giải pháp mới xét đến yếu tố “động” nhằm khắc phục
những hạn chế của những phương pháp đi trước đồng thời trình bày kết quả minh
họa một cách trực quan sinh động, tôi quyết định chọn đề tài luận văn tốt nghiệp
như sau:

“Quy Hoạch Tổng Bình Đồ Công Trường Theo Mô Hình Động Ứng Dụng
Giải Thuật Di Truyền Trên Nền AutoCAD”
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý thuyết và khả năng ứng dụng thuật giải di truyền trong tối ưu hóa
bài toán thiết kế tổng bình đồ công trường;
Nghiên cứu giải pháp quy hoạch tổng bình đồ công trường theo phương pháp
“tónh”, tìm hiểu những hạn chế của phương pháp “tónh” và đề ra hướng khắc
phục những hạn chế của phương pháp này;
Nghiên cứu giải pháp quy hoạch tổng bình đồ công trường theo phương pháp
“động” (phương pháp này khắc phục những hạn chế của phương pháp “tónh”);
Thiết kế một Module Macro trên nền AutoCAD dùng ngôn ngữ Visual Basic 6.0
(VBA_Visual Basic Application) hỗ trợ bài toán thiết kế tổng bình đồ công
trường. Macro này sẽ hỗ trợ tìm và liệt kê những tọa độ có thể bố trí sắp xếp các
hạng mục công trình cố định và tạm thời trên mặt bằng công trường cũng như
trình bày kết quả tối ưu một cách trực quan sinh động trong không gian hai chiều
(2D) trên giao diện AutoCAD;

3


Chương 1: Giới thiệu
Thiết kế một chương trình máy tính giải bài toán quy hoạch tổng bình đồ công
trường theo hai phương pháp “tónh” và “động” ứng dụng thuật giải di truyền;
1.3 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NGHIÊN CỨU
Mục tiêu quy hoạch tổng bình đồ công trường là quyết định các hạng mục phục
vụ thi công nào cần thiết và sắp xếp chúng trên mặt bằng công trường xét đến
các yếu tố tác động của không gian và thời gian xuyên suốt dòng đời dự án xây
dựng để cải tiến quá trình thi công. Mục tiêu này sẽ được phản ánh thông qua
một, một số hoặc tất cả các nhân yếu tố đề cập sau đây:
™ Giảm chi phí dự án;
™ Cải tiến chất lượng lao động;
™ Cải tiến vấn đề an toàn lao động trên công trường, và
™ Cải tiến vấn đề môi trường liên quan đến dự án.

Chúng ta có thể nhận thấy các yếu tố này liên quan đến các mục tiêu của hoạch
định dự án.
Thông qua nghiên cứu, các nhà nghiên cứu cũng như các kỹ sư dự án làm việc
trên công trường thấy rõ tầm quan trọng cũng như lợi ích mà mặt bằng công
trường được tổ chức tốt sẽ ảnh hưởng như thế nào đến toàn dự án.
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết giải thuật di truyền (một phân ngành của giải
thuật tiến hóa) và phương pháp ứng dụng giải thuật này trong bài toán tối ưu hóa
tổng bình đồ công trường thông qua một chương trình náy tính ứng dụng cho mục
đích của đề tài nghiên cứu. Đồng thời kết hợp khả năng minh họa bằng hình ảnh
trực quan của phần mềm đồ họa AutoCAD trong việc xác định không gian, thỏa
mãn các ràng buộc hình học cũng như bố trí sắp xếp các lời giải tối ưu thông qua
bản veõ AutoCAD.

4


Chương 2: Tổng quan

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2. TỔNG QUAN
2.1 KHÁI NIỆM
2.1.1 Định nghóa chung về tổng BĐCTXD
Trong lịch sử nghiên cứu ngành tư vấn quản lý dự án công trình xây dựng, nhiều
nhà nghiên cứu quan tâm đến lónh vực này đã đưa ra nhiều định nghóa về quá
trình quy hoạch tổng bình đồ công trường xây dựng. Nghiên cứu này trích dẫn
một số định nghóa mang tính tổng quát và đầy đủ sau đây:
“Quy hoạch tổng bình đồ công trường yêu cầu nhận dạng vị trí các hạng mục
công trình tạm phục vụ thi công gồm có hàng rào an ninh, lối ra vào, kho nguyên

vật liệu và thiết bị, văn phòng ban chỉ huy công trường, văn phòng ban quản lý
dự án, xưởng gia công chế tạo và trạm trộn bê tông (Yeh 1995; Hezagy và
Elbeltagi 1999)”
“Thiết kế tổng mặt bằng công trường xây dựng bao gồm các bước sau đây:
™ Xác định các hạng mục công trình tạm cần thiết hỗ trợ các hoạt động xây
dựng trên công trường.
™ Xác định kích thước và hình dạng các hạng mục công trình tạm.
™ Bố trí các hạng mục công trình tạm trên các khu vực trống nằm trong ranh
giới công trường.
Các hạng mục công trình tạm phục vụ thi công bao gồm văn phòng ban chỉ huy
công trường, các loại nhà kho, bãi đậu xe, trạm trộn bê tông, nhà bảo trì, nhà gia
công, khu vực lên xuống hàng…
Một mặt bằng được thiết kế tốt sẽ đạt được các kết quả sau đây:
™ Giảm chi phí sử dụng nguyên vật liệu;
™ Tối thiểu hóa thời gian lưu thông nhân công, vật tư và thiết bị trên công
trường;
™ Cải tiến năng suất lao động;
™ Cải tiến vấn đề chất lượng cũng như an toàn lao động;
(Tommelein et al. 1992)”
5


Chương 2: Tổng quan
“Một tổng bình đồ công trường điển hình gồm:
™ Vị trí của các công trình sẽ được xây dựng.
™ Vị trí máy móc, thiết bị thi công.
™ Hệ thống giao thông trên công trường.
™ Hệ thống kho bãi trên công trường.
™ Các xưởng sản xuất phụ trợ.
™ Các cơ sở khai thác, sản xuất vật liệu trên công trường.

™ Hệ thống nhà tạm.
™ Hệ thống các mạng lưới kỹ thuật (điện, nước, thông tin….).
™ Hệ thống an toàn lao động và vệ sinh môi trường.
(Ths. Cao Minh Đăng (2006))”
2.1.2 Thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng
Đối với những dự án lớn, thời gian thi công kéo dài, phải thiết kế MBCTXD cho
từng giai đoạn thi công khi đó bình đồ công trường sẽ thay đổi cho phù hợp với
tiến độ thi công của dự án. Thông thường chỉ cần thiết kế mặt bằng xây dựng
cho giai đoạn thi công chính, đó là giai đoạn xây dựng phần kết cấu công trình,
hay còn gọi là giai đoạn thi công phần thân và mái. (Ths. Cao Minh Đăng
(2006))
Các nội dung cần thiết khi thiết kế tổng bình đồ công trường:
™ Bố trí cần trục, máy móc thiết bị;
™ Bố trí kho bãi trên công trường;
™ Thiết kế hệ thống giao thông;
™ Thiết kế các xưởng sản xuất và phụ trợ;
™ Thiết kế các cơ sở khai thác cung ứng vật liệu xây dựng;
™ Nhà tạm như nhà hành chính hay còn gọi là nhà làm việc và nhà phụ vụ
cho sinh hoạt hay nhà ở;
™ Các hệ thống kỹ thuật như hệ thống cung cấp điện, nước, hệ thống thông
tin; và
™ Hệ thống an toàn, bảo vệ, vệ sinh môi trường.
Tuỳ theo từng dự án cụ thể mà nội dung thiết kế tổng BĐCTXD cho từng giai
đoạn khác nhau cho phù hợp với thực tế và đảm bảo kinh tế nhất. Nhưng nhìn
chung thì nội dung thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng có các nội dung
chính được thể hiện theo sơ đồ sau (TS. Trịnh Quốc Thắng (2002)):
6


Chương 2: Tổng quan

Hình 2-1 Trình tự thiết kế TBĐCTXD
2.1.3 Nguyên tắc thiết kế TBĐCTXD
™ Bố trí nhà tạm, đường tạm , điện nước sao cho chúng phục vụ được các
địa điểm xây dựng một cách thuận lợi nhất; (1)
™ Cự ly vận chuyển (các loại vật liệu, bán thành phẩm, cấu kiện đúc sẳn)
phải ngắn và công việc bốc dỡ phải ít nhất; (2)
™ Cần phải bố trí sao cho đảm bảo được điều kiện vệ sinh và môi trường
sống. Nơi thải ra khói bụi, khí độc và tiếng ồn thì phải bố trí cách ly khỏi

7


Chương 2: Tổng quan
khu hành chánh, khu sinh hoạt,… đồng thời phải bố trí ở cuối hướng gió;
(3)
™ Phải chú ý đến việc cung cấp điện, nước, khí đốt, nguyên nhiên liệu phục
vụ cho sản xuất; và (4)
™ Những vật liệu có liên quan với nhau nên bố trí gần nhau trong từng kho
chính. (5)
(Nguyễn Đình Hiện, TS. Trịnh Quốc Thắng (2002) và Giang Chính Vinh (2004))
2.1.4 Các nguyên tắc chung bố trí từng loại hạng mục trên công trường
2.1.4.1 Cần trục tháp
Đối với mỗi loại cần trục có một cách bố trí trên mặt bằng khác nhau nhưng đều
có những yêu cầu chung là:
™ Vị trí đứng và di chuyển của cần trục phải có lợi nhất về mặt làm việc,
thuận tiện trong việc cẩu lắp hoặc vận chuyển vật liệu, cấu kiện… có tầm
với lớn bao quát toàn công trình.
™ Vị trí đứng và di chuyển của cần trục phải đảm bảo an toàn cho cần trục,
cho công trình và người lao động, thuận tiện cho việc dựng lắp và tháo dỡ

cần trục.
Đảm bảo kinh tế: tận dụng được sức cẩu, có các bán kính phục vụ hợp lý, năng
suất cao.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.4.2 Thăng tải và thang máy
Những công trường xây dựng nhà nhiều tầng có cần trục tháp thì thăng tải phải
tuân theo các nguyên tắc sau:
™ Nếu cần trục tháp di chuyển trên ray thì thăng tải bố trí về phía công trình
không có đường cần trục tháp, số lượng thăng tải tùy chiều dài và quy mô
của công trình.
™ Nếu cần trục tháp đứng cố định, thì vẫn nên bố trí thăng tải ở phía không
có cần trục, để dãn mặt bằng cung cấp, chuyên chở vật liệu hoặc bốc xếp
cấu kiện nhưng nếu mặt bằng phía không có cần trục hẹp, không đủ để
lắp và sử dụng thăng tải, thì có thể lắp thăng tải về cùng phía có cần trục,
ở vị trí càng xa cần trục càng tốt.
8


Chương 2: Tổng quan
Vị trí thăng tải phải thật sát công trình, bàn nâng chỉ cách mép hành lang hoặc
sàn công trình 5-10 cm. Thân của thăng tải phải được neo giữ ổn định vào công
trình.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.4.3 Máy trộn vữa bê tông và vữa xây
Với những công trường có yêu cầu bố trí trạm trộn ngay cạnh công trình thì các
trạm trộn bố trí theo các nguyên tắc sau:
™ Các máy trộn vữa càng gần nơi tiêu thụ càng tốt.
™ Các trạm trộn vữa càng gần phương tiện vận chuyển lên cao càng tốt
nhưng phải đảm bảo an toàn lao động.
™ Nếu công trường có mặt bằng rộng thì nên bố trí ít nhất hai trạm trộn vữa

về hai phía của cần trục, như vậy việc bố trí mặt bằng kho bãi như các bãi
cát, đá sỏi, không bị tập trung vào một chỗ, tạo điều kiện cho việc chuyên
chở, bốc xếp vật liệu, thuận tiện và an toàn lao động.
Nếu công trường chật hẹp chỉ bố trí được một trạm trộn vữa, thì một trạm ít nhất
phải có hai máy trộn, để đảm bảo cung cấp vữa liên tục không phải chờ lâu và
hổ trợ nhau nếu có một máy bị hỏng cần sửa chữa.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.4.4 Kho bãi
™ Bố trí dọc theo hai bên đường giao thông để thuận tiện cho việc bốc dở,
nhập kho và xuất kho.
™ Kết hợp các kho vật liệu xây dựng với các kho nguyên liệu sản xuất sau
này.
™ Các kho chính nên bố trí tập trung vào một khu để tiện việc bảo quản.
Các loại vật liệu phụ như cát, đá, sỏi, gạch, ngói, xỉ nên bố trí thành
những bãi chứa ở ngoài khu vực kho chính.
™ Bãi gỗ nên gần khu vực gia công gỗ để tiện vận chuyển.
™ Kho thép thừờng nối liền với xưởng gia công, chế tạo cốt thép, tạo thành
một trục theo chiều xếp của thanh thép.
™ Bãi chứa các cấu kiện lắp ghép phải được sắp xếp tại mặt bằng xung
quanh công trình xây dựng theo đúng với yêu cầu của kỹ thuật lắp ghép
và trong tầm với của cần trục.

9


Chương 2: Tổng quan
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.4.5 Xưởng sản xuất và phụ trợ
™ Các xưởng phụ trợ nên bố trí tập trung theo tính năng của chúng và theo
sự hoạt động có liên quan lẫn nhau như:

¾ Bố trí xưởng cơ khí sửa chữa gần trạm cơ giới thi công, trạm lắp ráp
thiết bị.
¾ Bố trí gara ôtô gần xưởng sửa xe máy. Nên bố trí ở ngoài diện tích đã
quy định để xây dựng các công trình, kể cả phần diện tích dành cho
việc mở rộng sau này, để không gây cản trở đến quá trình xây dựng,
hoặc phải di chuyển hay phá dở đi, hoặc làm lại nhiều lần.
™ Nếu có điều kiện nên bố trí tập trung vào một khu, để tiện quản lý và
cung cấp các dịch vụ như điện, nước …càng gần công trường càng tốt để
giảm bớt chi phí vận chuyển.
™ Các xưởng sản xuất và phụ trợ nên hợp khối theo tính năng công nghệ và
theo dây chuyền sản xuất có liên quan đến nhau.
™ Các xưởng có khói bụi khí độc phải bố trí cách ly khu vực sản xuất và
sinh hoạt và phải đặt ở cuối hướng gió đồng thời phải có biện pháp xử lý
các chất thải.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.4.6 Nhà tạm trên công trường
Bố trí nhà tạm phải tôn trọng các điều kiện liên quan kỹ thuật, các yêu cầu về
an toàn lao động, các luật lệ phòng và chống cháy, các điều kiện vệ sinh và đảm
bảo môi trường sống.
™ Khu nhà hành chính và sinh hoạt trên công trường gồm nhà làm việc,
phòng họp, nhà ăn, y tế… nên bố trí vào một khu vực hợp lý, không ảnh
hưởng đến việc thi công và vận hành thiết bị xây dựng, đi lại dễ dàng,
tiện giao thông, thường thì gần cổng ra vào và đối diện với khu sản xuất.
™ Khu nhà ở và dịch vụ, bao gồm các nhà ở tập thể, gia đình, trạm xá…nên
xây dựng ngoài công trình với một cự ly gần, để có thể đi lại dễ dàng
thuận tiện đến nơi làm việc.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))

10

Chương 2: Tổng quan
2.1.4.7 Kho xăng dầu, chất nổ
™ Kho xăng dầu: đây là kho đặc biệt chứa các loại vật liệu dễ cháy nên cần
phải thiết kế cẩn thận. Khoảng cách kho đến các công trình lân cận tối
thiểu là 50m. Vị trí kho xăng dầu nên đặt cuối hướng gió.
™ Kho chất nổ: phải là kho kín, cao ráo, thoáng mát, vị trí đặt kho phải ở xa
công trình nhất, nên đặt cuối hướng gió.
(TS. Trịnh Quốc Thắng (2002))
2.1.5 Phân loại các hạng mục bố trí trên TBĐCTXD
Tóm lại trên công trường chúng ta có thể phân ra thành ba loại hạng mục như
sau:
™ Hạng mục phu (hmp)ï: là hạng mục mà có thể đặt bất kỳ ở nơi nào còn
trống trên công trường và có mối quan hệ với các hạng mục khác. Ví dụ:
nhà tạm, trạm trộn, kho bãi, xưỡng sản xuất, ...
™ Hạng mục cố định (hmcd): là hạng mục mà do người dùng chỉ định sẵn
vị trí cố định trên mặt bằng, mà nó có duy trì mối quan hệ với các hạng
mục khác trên mặt bằng. Ví dụ: công trình đang được xây dựng, thăng tải,
cần trục,...
™ Chướng ngại vật (cnv): là các hạng mục đặt cố định trên mặt bằng mà
nó không có mối quan hệ với bất kỳ hạng mục nào khác. Ví dụ: công trình
đã xây dựng xong, ao hồ, hố đào,...
Một hạng mục cố định khác với một chướng ngại vật là ở trong hạng mục cố
định thì có các hoạt động xây dựng đang diễn và có mối quan hệ với các hạng
mục khác còn trong chướng ngại vật thì không có.
2.1.6 Tính diện tích kho bãi
2.1.6.1 Xác định lượng dự trữ vật liệu
Xác định số ngày dự trữ vật liệu theo công thức sau:
Tdt = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 >= [Tdt]
Trong đó:

™ t1 : khoảng thời gian giữa những lần nhận vật liệu.
™ t2 : thời gian vận chuyển vật liệu từ nơi nhận đến công trường.
11


Chương 2: Tổng quan
™ t3 : thời gian bốc dỡ và tiếp nhận vật liệu tại công trường.
™ t4 : thời gian thí nghiệm phân loại và chuẩn bị vật liệu để cấp phát.
™ t5 : thời gian dự trữ tối thiểu để đề phòng những bất trắc làm cho việc
cung cấp bị gián đoạn.
Lượng vật liệu sử dụng hằng ngày lớn nhất:
rmax =

Rmax
k (T , m3 )
T

Trong đó:
™ Rmax: tổng khối lượng vật liệu sử dụng lớn nhất trong một kỳ kế hoạch
(trong một tháng hoặc một quý);
™ T: thời gian sử dụng vật liệu trong kỳ kế hoạch; và
™ k: hệ số tiêu dùng vật liệu không điều hòa, thường lấy k=1.2 ÷1.6.
Lượng vật liệu dự trữ tại kho bãi công trường:
Dmax = rmax Tdt
(Ths. Cao Minh Đăng (2006))
2.1.6.2 Tính diện tích kho bãi
Diện tích kho bãi kể cả đường đi lại:

S =α

Dmax
(m2 )
d

Trong đó:
d : lượng vật liệu định mức chứa trên 1m2 kho bãi.
α : hệ số sử dụng mặt bằng.
α = 1.5÷1.7 đối với kho tổng hợp.
α = 1.4÷1.6 đối với kho kín.
α = 1.2÷1.3 đối với bãi lộ thiên, thùng chứa, hòm, cấu kiện.
α = 1.1÷1.2 đối với bãi lộ thiên chứa vật liệu thành đống.
12


Chương 2: Tổng quan
Sau khi tính được diện tích kho bãi, tùy theo điều kiện mặt bằng mà quy định
chiều dài, chiều rộng của kho bãi sao cho thuận lợi từ tuyến bốc dỡ hàng vào
kho và từ kho xuất hàng ra.
(Ths. Cao Minh Đăng (2006))
2.2 LƯC KHẢO CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ NGHIÊN CỨU

Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tối ưu hóa tổng bình đồ công trường của
các dự án xây dựng. Các nghiên cứu này đã sử dụng nhiều phương pháp cũng
như các công cụ triển khai khác nhau như: mạng nơron (neural networks), mô
phỏng (simulation), kiến thức hệ chuyên gia (knowledge – based systems) và
giải thuật di truyền (genetic algorithms).
2.2.1 Mạng Nơron Tôi Phỏng ( Annealed Neural Networks)

Yeh (1995) sử dụng mạng nơron tôi phỏng sắp xếp bố trí một số các hạng mục
xác định trước vào các vị trí xác định trước trên các công trường thi công.

2.2.2 Hệ Chuyên Gia (Heuristics & Expert Systems)

Nhiều hệ chuyên gia đã được phát triển để tích hợp kiến thức của các chuyên
gia trong các lónh vực và hỗ trợ các nhiệm vụ hoạch định tổng mặt bằng thi công
(Tommelein et al. 1991; Tommelein và Zouein 1993).
Các nghiên cứu khác đề xuất giải thuật khám phá bao gồm sự sử dụng các tiêu
chí đầy hứa hẹn để thiết kế tổng mặt bằng thi công (Zouein và Tommelein
1999) và sử dụng các trọng số quan hệ và xếp hạng các hạng mục công trình
tạm (Tam et al. 2002).
Một trong những hệ chuyên gia cải tiến dùng để thiết kế mặt bằng thi công là
mô hình SightPlan trình bày bởi Tommelein et al. (1992b). SightPlan mô
phỏng/bắt chước cách con người sắp xếp mặt bằng thi công và mã hóa kiến thức
miền trong quá trình xử lý.
SightPlan’s knowledge được mô hình sau khi hai trường hợp nghiên cứu hai nhà
máy năng lượng. Số liệu đầu vào hệ thống bao gồm:
™ Các công trình cố định bao gồm kích thước;
™ Lối ra vào bao gồm vị trí và kích thước;
™ Kích thước các hạng mục công trình tạm;

13