Khi Việt Nam bước vào giai đoạn triển khai nhiều công trình đường sắt quy mô lớn, các chuyên gia quốc tế cho rằng BIM không nên chỉ xuất hiện ở khâu thiết kế. Dữ liệu cần được kết nối từ khảo sát, thi công đến vận hành để phát hiện rủi ro sớm, hạn chế phát sinh và bảo toàn giá trị đầu tư trong nhiều thập kỷ.
Rủi ro lớn đôi khi nằm dưới mặt đất
Với những tuyến đường sắt kéo dài hàng chục, thậm chí hàng trăm kilomet, địa chất dưới lòng đất có thể trở thành biến số khó kiểm soát nhất.
Chỉ một thay đổi bất ngờ về nền đất hay tầng đá cũng có thể kéo theo việc điều chỉnh phương án kỹ thuật, biện pháp thi công, tiến độ và ngân sách.
Tại Hội thảo “Thúc đẩy phát triển hạ tầng đường sắt tại Việt Nam – Hội thảo BIM & Công nghệ số” do Viện Kinh tế xây dựng (Bộ Xây dựng) phối hợp với Đại sứ quán Vương quốc Anh tổ chức mới đây, ông Liam Smith, chuyên gia cao cấp Giải pháp kỹ thuật Seequent, dẫn dữ liệu từ các công trình giao thông cho thấy điều kiện địa chất không lường trước liên quan tới 60% trường hợp gia hạn thời gian và 33% trường hợp vượt chi phí được ghi nhận trong dữ liệu bảo hiểm.
Theo ông, mức độ ảnh hưởng thực tế có thể còn cao hơn do các thống kê chưa phản ánh đầy đủ những phát sinh và điều chỉnh hợp đồng trong quá trình triển khai.
Cách thu thập thông tin địa chất truyền thống cũng bộc lộ hạn chế. Dữ liệu thường được lấy tại một số điểm khảo sát rồi chuyển thành báo cáo, mặt cắt hoặc tệp PDF. Khi thông tin nằm rải rác ở nhiều dạng tài liệu, việc tích hợp và chia sẻ giữa chủ đầu tư, đơn vị tư vấn, nhà thầu và người ra quyết định trở nên khó khăn hơn.
Việt Nam đang triển khai nhiều dự án đường sắt quy mô lớn, đặt ra yêu cầu đẩy mạnh ứng dụng BIM và công nghệ số để nâng cao hiệu quả đầu tư.
Biến dữ liệu lòng đất thành “bản đồ” có thể nhìn thấy
Theo ông Liam Smith, số hóa kết hợp mô hình 3D có thể thay đổi đáng kể cách các bên tiếp cận dữ liệu địa chất.
Thông tin từ lỗ khoan, khảo sát địa vật lý, bản đồ địa chất và hiện trường có thể được tập hợp vào cùng một mô hình. Thay vì đọc từng báo cáo riêng lẻ, các bên có thể hình dung rõ hơn những điều kiện nằm bên dưới công trình.
Nhờ đó, khu vực có nguy cơ phát sinh vấn đề được nhận diện sớm hơn. Chủ đầu tư và các đơn vị liên quan có thể tập trung khảo sát bổ sung, thay đổi phương án hoặc điều chỉnh giải pháp kỹ thuật trước khi máy móc xuống công trường.
Đây là điểm đặc biệt quan trọng với những tuyến có chiều dài lớn, bởi một sai số hoặc bất ngờ về điều kiện nền móng nếu phát hiện muộn có thể kéo theo hàng loạt hệ quả về thời gian và chi phí.
Lợi ích của mô hình số không chỉ dừng ở việc phòng ngừa.
Chuyên gia Seequent dẫn trường hợp một công trình tại Melbourne (Australia), trong đó việc mô hình hóa tốt hơn điều kiện dưới bề mặt giúp tiết kiệm khoảng 10 triệu USD chi phí xử lý đất đào và khoảng 12 triệu USD trong thiết kế cọc.
Đáng chú ý, dữ liệu địa chất sau khi được số hóa vẫn có thể tiếp tục phục vụ công tác quản lý, sửa chữa và bảo trì thay vì kết thúc vòng đời ngay sau khi hồ sơ thiết kế được hoàn tất.
Ông Liam Smith cho rằng, nếu những thông tin cần nhiều thời gian và nguồn lực để thu thập chỉ được lưu trong các tập PDF rồi không tiếp tục khai thác khi công trình đi vào sử dụng, một tài sản dữ liệu quan trọng sẽ bị bỏ phí.
BIM không chỉ là mô hình 3D
Từ câu chuyện địa chất, các chuyên gia mở rộng vấn đề sang yêu cầu lớn hơn: duy trì dòng dữ liệu liên tục trong toàn bộ vòng đời công trình.
Ông Sunil Moongadi Kunjayyappan, đại diện Bentley Systems (Anh), cho biết kinh nghiệm từ nhiều chương trình hạ tầng trên thế giới cho thấy, dù khác nhau về địa lý, quy mô hay phương thức triển khai, những chương trình thành công đều có điểm chung là duy trì được dòng thông tin xuyên suốt quá trình hình thành và khai thác tài sản.
Theo ông, thiết kế, xây dựng và vận hành không nên bị chia thành những “ốc đảo” thông tin độc lập. Dữ liệu được tạo ra ở giai đoạn trước phải có khả năng kế thừa ở bước tiếp theo, thay vì mỗi đơn vị tự hình thành một kho dữ liệu riêng.
Đường sắt càng cần cách tiếp cận này bởi đây là loại hình hạ tầng có quy mô lớn, nhiều hệ thống kỹ thuật phức tạp và thời gian khai thác kéo dài hàng chục năm.
Khi dữ liệu khảo sát, thiết kế và xây dựng cùng nằm trên môi trường số, các bên có thể kiểm chứng phương án, mô phỏng vận hành, phát hiện xung đột và đánh giá tác động trước khi công trình thực sự được triển khai.
Vấn đề được phát hiện càng sớm, dư địa điều chỉnh càng lớn và chi phí thay đổi thường càng thấp.
Bởi vậy, theo đại diện Bentley Systems, tư duy số cần được đưa vào ngay từ bước lập kế hoạch vòng đời, thay vì chờ tới thiết kế chi tiết hoặc thi công mới bắt đầu triển khai.
Đối với đường sắt Việt Nam, BIM vì thế không nên được hiểu đơn giản là phần mềm dựng mô hình 3D.
Giá trị cốt lõi nằm ở việc hình thành một hệ thống thông tin thống nhất, nơi dữ liệu khảo sát được chuyển tiếp sang thiết kế, từ thiết kế sang thi công, rồi tiếp tục phục vụ bàn giao, quản lý, vận hành và bảo trì.
Nói cách khác, dữ liệu phải trở thành tài sản lâu dài của công trình, thay vì chỉ là đầu ra của một gói thầu hoặc một giai đoạn riêng biệt.
Theo các chuyên gia quốc tế, ứng dụng BIM và công nghệ số giúp nhận diện sớm rủi ro, kiểm soát tiến độ, chi phí ngay từ những bước đầu của dự án đường sắt
Đường sắt cần một “luật chơi” BIM riêng
Muốn duy trì dòng thông tin xuyên suốt, Việt Nam không chỉ cần công nghệ mà còn phải thống nhất cách tạo lập, quản lý, chia sẻ và khai thác dữ liệu.
TS Tạ Ngọc Bình, Trưởng phòng Nghiên cứu Kinh tế đầu tư và Xây dựng số, Viện Kinh tế xây dựng (Bộ Xây dựng), cho biết kinh nghiệm từ Vương quốc Anh, Trung Quốc, Hàn Quốc và một số quốc gia cho thấy BIM trong đường sắt không đơn thuần là công cụ dựng hình mà đã trở thành một chiến lược quản trị thông tin xuyên suốt vòng đời.
Trong khi đó, các hướng dẫn BIM hiện nay chủ yếu mang tính tổng quát. Đặc thù của đường sắt nằm ở quy mô tuyến, kết cấu, hệ thống kỹ thuật và yêu cầu vận hành trong thời gian rất dài.
Vì vậy, theo chuyên gia, Việt Nam cần nghiên cứu xây dựng hướng dẫn BIM riêng cho công trình đường sắt.
Trước hết, yêu cầu thông tin của chủ đầu tư phải được xác lập và chuẩn hóa ngay từ đầu. Mục tiêu là bảo đảm dữ liệu hình thành trong quá trình thiết kế, xây dựng có thể tiếp tục sử dụng khi bàn giao và đưa tài sản vào khai thác.
Cùng với đó, môi trường dữ liệu chung (CDE) cần được tổ chức rõ ràng giữa hệ thống của chủ đầu tư – nơi lưu giữ thông tin xuyên suốt vòng đời tài sản – với môi trường tác nghiệp của tư vấn, nhà thầu và những bên tham gia.
Một nhiệm vụ khác là xây dựng thư viện đối tượng chuyên ngành đường sắt, bao gồm nền đường, đường ray, hầm, cầu, cầu cạn, hệ thống cơ điện, tín hiệu… Các thành phần này có thể được tái sử dụng cho nhiều công trình, thay vì mỗi lần triển khai lại phải tạo lập từ đầu.
Chuẩn hóa dữ liệu để không “đứt gãy” trên những tuyến dài hàng trăm km
Với những tuyến đường sắt trải dài hàng chục hoặc hàng trăm kilomet, việc thống nhất hệ tọa độ, cao độ, cách phân loại và mã hóa đối tượng cũng trở thành yêu cầu quan trọng.
Bên cạnh BIM truyền thống, định hướng tương lai còn phải tính tới Digital Twin, AI trong BIM, BIM-GIS, Open BIM và dữ liệu hoàn công số để phục vụ quản lý tài sản.
Theo TS Tạ Ngọc Bình, một bộ hướng dẫn chuyên biệt sẽ tạo nền tảng thống nhất từ yêu cầu thông tin, thiết kế, thi công cho tới bàn giao và vận hành.
Những kinh nghiệm quốc tế được chia sẻ cho thấy bài toán với các dự án đường sắt lớn của Việt Nam không còn đơn giản là “có ứng dụng BIM hay không”.
Câu hỏi quan trọng hơn là dữ liệu có được kết nối liên tục hay sẽ bị chia cắt theo từng gói thầu, từng nhà tư vấn và từng giai đoạn.
Khi thông tin địa chất, khảo sát, thiết kế, thi công và hoàn công được kế thừa đến bước quản lý, vận hành, BIM mới có thể phát huy đầy đủ giá trị.
Đó cũng là bước chuyển từ số hóa từng công đoạn sang quản trị dự án và tài sản trên nền tảng số, qua đó hỗ trợ nhận diện rủi ro sớm, kiểm soát tiến độ, chi phí và nâng hiệu quả đầu tư trong suốt vòng đời của công trình.