BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN HỮU LÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG
CÔNG TRÌNH CÓ TÍNH ĐẾN YẾU TỐ BẤT ĐỊNH.
ÁP DỤNG ĐỐI VỚI MỘT SỐ CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành :

Kinh tế học

Mã số :

62.31.03.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. NGUYỄN MINH DUỆ

Hà Nội – 2012


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tác giả luận văn xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Minh Duệ. Các
tài liệu, số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã được công bố
theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là do tác giả tự
nghiên cứu độc lập, trung thực, không sao chép.
Hà Nội, ngày 26 tháng 06 năm 2012

đồng nghiệp thuộc Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Đà Nẵng về sự tạo điều
kiện quý báu cho tôi về mặt pháp lý và thời gian mà thiếu đó tôi không thể
hoàn thành luận án này./.
Trần Hữu Lân
3


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục kí hiệu và chữ viết tắt

iv

Danh mục các bảng




1.1.2. Sự cần thiết xác định tiến độ thi công ................................................. 24
1.1.3. Yêu cầu của xác định tiến độ thi công ................................................ 24
1.2. Nội dung chủ yếu xác định tiến độ thi công .......................................... 25
1.3. Các phương pháp xác định tiến độ thi công........................................... 29
1.3.1. Nhóm phương pháp tiến độ theo đường thẳng ................................... 30
1.3.1.1. Phương pháp tiến độ ngang (Gantt Charts Method) ........................ 30
1.3.1.2. Phương pháp đường tiến độ xiên ................................................... 31
1.3.2. Nhóm phương pháp tiến độ theo sơ đồ mạng ..................................... 33
1.3.2.1. Giới thiệu chung ............................................................................... 33
1.3.2.2. Trình tự lập sơ đồ mạng ................................................................... 34
1.3.2.3. Phương pháp sơ đồ mạng CPM (Critical Path Method) .................. 36
1.3.2.4. Phương pháp sơ đồ mạng PERT (Program Evaluation Review
Technique) ..................................................................................................... 40
1.3.3. Phương pháp quản trị giá trị thu được EVM (Earned Value
Management)................................................................................................. 42
1.3.4. Phương pháp Mô phỏng Monte Carlo (Monte Carlo Simulation)...... 44
1.3.5. Đánh giá các phương pháp xác định tiến độ thi công ......................... 45
1.3.5.1. Đối với nhóm phương pháp tiến độ theo đường thẳng .................... 45
1.3.5.2. Đối với nhóm phương pháp tiến độ sơ đồ mạng ............................. 46
1.3.5.3. Đối với phương pháp quản trị giá trị thu được (EVM).................... 47
1.4. Áp dụng xác định tiến độ thi công ở nước ta hiện nay .......................... 48
1.4.1. Quan điểm về tiến độ thi công của chủ đầu tư .................................... 48
1.4.2. Quan điểm về tiến độ thi công của nhà thầu. ...................................... 48
1.4.3. Mối liên hệ giữa các quan điểm về xác định tiến độ .......................... 49
1.5. Một số nhận xét về xác định tiến độ thi công ở nước ta ........................ 50
1.5.1. Một số nhận xét ................................................................................... 50
1.5.2. Kết luận và hướng nghiên cứu mới ..................................................... 51


2.3.1. Tổng quan về Dự báo Kalman (KMDB) ............................................ 61
2.3.2. Nội dung của Dự báo Kalman............................................................. 62
2.4. Phương pháp dự báo xác suất Kalman và việc áp dụng trong dự báo
tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất định ................................ 67
2.4.1. Cơ sở và tính khả thi của việc áp dụng ............................................... 68
6


2.4.1.1. Cơ sở áp dụng................................................................................... 68
2.4.1.2. Tính khả thi của việc áp dụng .......................................................... 68
2.4.2. Phương pháp dự báo xác suất Kalman trong dự báo tiến độ thi công 69
2.4.2.1. Điều kiện của dự án để áp dụng được Dự báo Kalman ................... 69
2.4.2.2. Mô hình dự báo tiến độ .................................................................... 69
2.4.2.3. Nội dung dự báo tiến độ ................................................................... 70
2.4.2.4. Xác định phân phối xác suất tại thời điểm hoàn thành ρ(T)............ 77
2.5. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu vào và đầu ra cho dự báo tiến độ khi áp
dụng Phương pháp dự báo xác suất Kalman ................................................ 80
2.5.1. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu vào ......................................................... 80
2.5.2. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu ra ............................................................ 82
2.6. Xây dựng thuật toán ứng dụng máy tính................................................ 83
2.6.1. Ngôn ngữ viết lập trình và các phần mềm quản lý dự án thông
dụng hiện nay ................................................................................................ 83
2.6.2. Xây dựng sơ đồ hệ thống .................................................................... 84
2.6.3. Xây dựng sơ đồ khối ........................................................................... 85
2.6.4. Chú giải sơ đồ hệ thống và sơ đồ khối ................................................ 86
Tóm tắt chương 2 .......................................................................................... 89
Chương 3. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO XÁC SUẤT KALMAN
XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ MỘT SỐ CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Ở VIỆT NAM . 90

3.1. Giới thiệu................................................................................................ 90


111

3.2.2.4. Nhận xét áp dụng thứ hai .......................................................

112

3.2.3. Áp dụng thứ ba, xác định tiến độ thi công một công trình bằng nhiều
phương pháp khác nhau .............................................................................. 113
3.2.3.1. Các thông tin đầu vào chủ yếu ....................................................... 113
3.2.3.2. Xác định tiến độ .........................................................................

114

3.2.3.3. Giải thích kết quả dự báo và chú giải cách tính ............................. 120
3.2.3.4. Nhận xét áp dụng thứ ba ............................................................

122

3.3. So sánh và đánh giá phương pháp dự báo tiến độ thi công có xét đến
yếu tố bất định với các phương pháp truyền thống ..................................... 123
3.3.1. So sánh các phương pháp dự báo tiến độ .......................................... 123
3.3.2. Đánh giá các ưu việt về khả năng dự báo tiến độ khi áp dụng
Phương pháp dự báo xác suất Kalman ........................................................ 125
Tóm tắt chương 3 ........................................................................................ 128
KẾT LUẬN ................................................................................................ 130
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .. 133
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................. 134
1. Tài liệu Tiếng Việt .................................................................................. 134
2. Tài liệu tiếng nước ngoài ........................................................................ 137

Phương pháp sơ đồ mạng (Critical path method)

di

Định mức thời gian của công việc i

E(tij)

Kỳ vọng toán học trong phương pháp sơ đồ PERT

ES(t)

Thời gian theo tiến độ kế hoạch trong phương pháp EVM
(Earned schedule)

EV

Giá trị thu được, trong phương pháp EVM (Earned Value)

EVM

Phương pháp quản trị giá trị thu được (Earned Value
Management)

GANTT

Phương pháp sơ đồ Gantt (Gantt Chart Method)

H


9


ρ(T)

Phân phối xác suất tại thời điểm hoàn thành

PV

Chi phí kế hoạch trong phương pháp EVM (Planned Value)

Q

Ma trận hiệp phương sai nhiễu quá trình

Qi

Khối lượng thực hiện của công việc i

R

Ma trận hiệp phương sai nhiễu phép đo

ST

Giá trị hàm w(t) tại thời điểm T của Phương trình Gompertz

tk

Biến thời gian dự báo tại thời điểm hoàn thành công trình của


TĐTC

Tiến độ thi công

TĐTX

Điểm 100% tiến độ hoàn thành

Ti

Thời gian thi công công việc i

Tj

Thời gian thi công công việc j

Ttt

Thời gian thực tế thi công đến thời điểm dự báo

TVk

Vector biến dự báo tiến độ

t kts
ij

Thời gian kết thúc sớm nhất trong sơ đồ mạng CPM


vkr

Vector nhiễu do các yếu tố bất định tác động

w(t)

Hàm số theo biến thời gian (t) của Phương trình Gompertz

xk

Biến dự báo tiến độ

xk,1

Biến dự báo tiến độ bước 1

xk,2

Biến dự báo tiến độ bước 2

zk

Vector quan sát, đo đạc

e−
k

Sai số của ước lượng tiền nghiệm

p−


Nhóm yếu tố bất định liên quan đến nhà thầu

λti

Nhóm yếu tố bất định liên quan đến tư vấn

βni

Nhóm yếu tố bất định bên ngoài

βti

Nhóm yếu tố bất định bên trong

µi

Trị trung bình
11


σ

Độ lệch chuẩn

σ2

Phương sai

α


TVGS

Tư vấn giám sát

TVTK

Tư vấn thiết kế

VB

Ngôn ngữ lập trình Visual Basic

VFCEA

Tổng hội Xây dựng Việt Nam

XP

Xuất phát

XDCB

Xây dựng cơ bản

12


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả xác định các thông số của mạng CPM

Bảng 3.2. Bảng thông tin đầu vào các dự án xác định tiến độ

100

Bảng 3.2.1(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

103

dụng thứ hai, dự án 1
Bảng 3.2.1(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 1

103

Bảng 3.2.2(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

104

dụng thứ hai, dự án 2
Bảng 3.2.2(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 2

104

Bảng 3.2.3(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

106

dụng thứ hai, dự án 3
Bảng 3.2.3(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 3

106


Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả dự báo tiến độ thi công một công

122

trình bằng ba phương pháp khác nhau của áp dụng thứ ba
Bảng 3.5. So sánh các phương pháp dự báo tiến độ thi công

124

Bảng 3.6. Đánh giá chức năng cảnh báo trong dự báo tiến độ thi

126

công
Bảng 3.7. Đánh giá phạm vi ứng dụng hiệu quả và mục tiêu dự
báo chính của các phương pháp xác định tiến độ thi công

14

128


DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
1. HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình phương pháp đường tiến độ ngang

31

Hình 1.2. Mô hình phương pháp dường tiến độ xiên

Hình 2.5. Mô hình mô tả yếu tố đầu ra dự báo tiến độ

82

Hình 2.6. Mô hình xác định tiến độ tại thời điểm hoàn thành (TĐTX)

88

2. SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1. Nội dung xác định tiến độ thi công

26

Sơ đồ 1.2. Các phương pháp xác định tiến độ thi công hiện nay

29

Sơ đồ 1.3. Xác định tiến độ theo phương pháp CPM

38

Sơ đồ 1.4. Xây dựng mạng CPM

40

Sơ đồ 1.5. Mô hình sơ đồ mạng PERT

41

Sơ đồ 1.6. Mô phỏng Monte Carlo


85

công
Sơ đồ 3.1. Phân vùng quản lý dự án theo chức năng và thẩm quyền
Đồ thị 3.1. Mô tả tiến độ kế hoạch và tiến độ dự báo cho áp dụng thứ

102
94

nhất
Đồ thị 3.1.1. Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất trước và xác

95

suất sau
Đồ thị 3.1.2. Mô tả sự biến thiên phân phối xác suất thời điểm hoàn

95

thành
Đồ thị 3.2. Mô tả tiến độ kế hoạch và tiến độ dự báo cả 3 dự án trên

108

cùng một đồ thị
Đồ thị 3.2.1(a) Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất trước và

109


(VFCEA) đã tổng kết: hầu hết các dự án đầu tư xây dựng tại Việt Nam đều
chậm tiến độ chiếm tỷ lệ 99%, tỷ lệ về đích đúng hạn chưa tới 1%.
Chậm tiến độ xảy ra hầu hết ở các giai đoạn: chuẩn bị đầu tư, thực hiện
đầu tư và giai đoạn khai thác. Trong đó, giai đoạn thực hiện đầu tư bị chậm
trễ nhất do các nguyên nhân chủ yếu: đền bù giải phóng mặt bằng, khảo sát –
thiết kế, đấu thầu, năng lực chủ đầu tư và nhà thầu, công tác giải ngân, quá
trình nghiệm thu, thanh quyết toán công trình chưa kịp thời, đúng hạn.
Việc chậm tiến độ làm tăng thêm chi phí đầu tư do kéo dài thời gian
thực hiện, chất lượng công trình giảm sút, đồng thời làm xáo trộn kế hoạch
nhân lực, vật lực của toàn xã hội, ảnh hưởng trực tiếp đến chiến lược và kế
hoạch cân đối vốn phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Trước tình hình đó, các nhà khoa học, nhà quản lý và các đơn vị tư vấn
ở trong và ngoài nước rất quan tâm nghiên cứu xác định tiến độ thi công công
trình. Mặc dù, đã có nhiều phương pháp khác nhau trong việc xác định tiến độ
thi công, tuy nhiên, các nghiên cứu xác định tiến độ thi công có tính đến yếu
tố bất định còn khá hạn chế.
Nhằm từng bước góp phần hạn chế việc chậm trễ tiến độ trong đầu tư
xây dựng, tác giả đề xuất nghiên cứu đề tài cho luận án tiến sỹ của mình:
“Nghiên cứu xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất

17


định. Áp dụng đối với một số công trình ở Việt Nam”, với mục đích đóng
góp về mặt lý luận cũng như ứng dụng vào thực tiễn đối với các dự án đầu tư
xây dựng ở Việt Nam. Đồng thời, góp phần dự báo kịp thời tiến độ thi công
công trình trong từng thời điểm thi công, giúp các chủ thể quản lý ở tầm vĩ
mô, các chủ đầu tư, ban quản lý dự án có thêm công cụ trợ giúp quản lý, giám
sát, kiểm tra việc thực hiện tiến độ thi công công trình.
2. Mục tiêu nghiên cứu

(2) Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài được giải quyết thông qua kết hợp
phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng (sử dụng hàm phân phối xác
suất và Dự báo Kalman) để phân tích, tính toán.
(3) Phương pháp phân tích, tổng hợp và hệ thống các môn khoa học có
liên quan như: Tổ chức thi công, xác suất thống kê, kinh tế lượng, phương
pháp luận nghiên cứu khoa học, quản trị dự án, các văn bản pháp luật hiện
hành về lĩnh vực đầu tư xây dựng để nghiên cứu, xem xét, giải quyết vấn đề
đặt ra. Đồng thời, trực tiếp xem xét các hồ sơ pháp lý hoàn công công trình
nhằm khẳng định tính phù hợp thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.
5. Những kết quả đạt được, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn,
điểm mới của luận án.
5.1. Những kết quả đạt được và điểm mới của luận án:
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận các phương pháp xác định tiến độ thi công
công trình hiện nay trong điều kiện xác định và bất định. Phân tích, đánh giá
những mặt ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp này.

19


- Bổ sung khái niệm và phân loại các yếu tố bất định trong lĩnh vực thi
công công trình. Qua đó, đánh giá việc tác động của các yếu tố này đến quá
trình thực hiện tiến độ.
- Đề xuất phương pháp xác định tiến độ thi công có tính đến tác động
của các yếu tố bất định bằng Phương pháp dự báo xác suất Kalman (KMDB).
Xây dựng mô hình toán học và phần mềm xác định tiến độ thi công theo
phương pháp KMDB.
- Ứng dụng phương pháp KMDB xác định tiến độ thi công một số công
trình ở Việt Nam. Trong đó, luận án đã dự báo tiến độ từng công trình độc lập
và đồng thời cả nhóm công trình. Từ đó, rút ra kết luận về đối tượng ứng
dụng, phạm vi ứng dụng và tính ưu việt của phương pháp đề xuất so với các

lý rủi ro dự án [18], nhưng nền tảng chủ yếu vẫn lấy lý thuyết rủi ro làm trọng
tâm. Các nghiên cứu về tiến độ thi công trong điều kiện bất định thường liên
quan đến phương pháp sơ đồ PERT, mô phỏng Monte Carlo và dùng cho từng
dự án độc lập, riêng lẽ.
Trong nhiều thập kỷ qua, tuy có nhiều phương pháp xác định tiến độ,
nhưng trong đó nhóm phương pháp sơ đồ mạng, đặc biệt là phương pháp
CPM được nhiều nhà khoa học đặt nền móng là cơ sở nghiên cứu của mình.
Trong những năm gần đây, một số tác giả nghiên cứu, bổ sung thêm về
quản lý chi phí và tiến độ dự án như Hoang Nhat Duc [36], tuy nhiên, các
nghiên cứu này cũng dựa trên đường hướng cơ bản của phương pháp (CPM)
trong xác định tiến độ. Đặc biệt, nghiên cứu xác định tiến độ có tính đến yếu
tố bất định cùng lúc nhiều công trình còn khá hạn chế.

21


Ở nước ngoài nhiều công trình khoa học nghiên cứu giải quyết vấn đề về
xác định tiến độ như: Demeulemeester, E.Vanhoucke, M., and Herroelen, W
[43]; Byung Cheol Kim [47]. Các nghiên cứu này được xem xét, đánh giá chi
tiết tại Hình 1.4, Mục 1.5.2, qua đó tổng kết, đề xuất hướng nghiên cứu mới.
7. Bố cục luận án
Phần chính của luận án gồm 3 chương không kể phần phụ lục, danh mục
bảng, hình vẽ, sơ đồ, đồ thị và các ký hiệu, chữ viết tắt, bao gồm:
Chương 1: Một số vấn đề lý luận cơ bản về xác định tiến độ thi công
công trình có tính đến yếu tố bất định
Chương 2: Xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất
định theo phương pháp dự báo xác suất
Chương 3: Áp dụng Phương pháp dự báo xác suất Kalman xác định tiến
độ thi công một số công trình thực tế ở Việt Nam




1.1.2. Sự cần thiết xác định tiến độ thi công
Có thể nói, dường như mỗi quyết định ở tầng vĩ mô cũng như vi mô về
đầu tư của nhà nước, địa phương đều ít nhiều liên quan đến XDCB tức là liên
quan đến tiến độ thi công. Việc đề ra các giải pháp quản lý tiến độ là việc
thường nhật của như các bộ, ngành, chính quyền địa phương, trong mỗi quốc
gia và các chủ thể quản lý xây dựng. Sự cần thiết của việc xác định TĐTC
xuất phát từ một số đòi hỏi sau:
 Là thông tin cơ sở cho xây dựng kế hoạch đầu tư phát triển thời kỳ tiếp
theo của kế hoạch đầu tư phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội
ngắn hạn và dài hạn của một địa phương và cả đất nước.
 Góp phần khắc phục việc chậm tiến độ so với kế hoạch các công trình
XDCB trên khắp cả nước.
 Là yếu tố đánh giá việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, năng lực các
tổ chức, cá nhân trực tiếp và gián tiếp liên quan đến việc thực hiện quản lý,
triển khai các công trình.
1.1.3. Yêu cầu của xác định tiến độ thi công
Việc xác định tiến độ cần đặt trên những cơ sở nhất định. Do TĐTC là
một quá trình, bao gồm thời gian và các công việc cụ thể thực hiện trong
khoảng thời gian đó. Mặt khác, việc thực hiện tiến độ thi công luôn chịu tác
động của các yếu tố bất định từ bên trong và bên ngoài. Vì vậy, để có một
TĐTC khoa học, sát thực tiễn cần xét đến các yêu cầu sau:
- Xác định cụ thể các hoạt động, nhóm hoạt động toàn thể công trình.
- Phân bổ nguồn lực (máy thi công, nhân công) để thực hiện các công
đoạn phải được lồng ghép khoa học, đảm bảo hiệu suất cao nhất.
- Phân chia cụ thể các công đoạn (bao gồm thời gian bắt đầu và kết thúc)
cho toàn công trình, bao gồm các công đoạn thực hiện kế tiếp nhau theo thời
gian và các công đoạn có quá trình thi công đan xen nhau.
24