Công nghệ số "soi" lòng đất 3D, mở kỷ nguyên mới cho xây dựng hạ tầng giao thông

Công nghệ chuyển đổi số và AI mở ra kỷ nguyên xây dựng mới

Đề tập tới việc khảo sát, thiết kế và chuẩn bị dự án, công nghệ mới đang giúp thay đổi cách thu thập dữ liệu, mô phỏng địa hình, địa chất, dòng chảy, nền đất… như thế nào?TS. Nguyễn Tiến Dũng cho biết, hiện nay, kỷ nguyên chuyển đổi số và ứng dụng AI đang được áp dụng trong tất cả các công việc, từ thiết kế, sản xuất, thi công đến bảo trì công trình.

Trong giai đoạn khảo sát và thiết kế, chúng ta đã có nhiều công cụ mạnh hơn trước, mức độ tự động hóa cao hơn rất nhiều. Ví dụ, trong công tác khảo sát địa hình, trước đây chủ yếu sử dụng máy toàn đạc, công cụ GPS và đo vẽ thủ công trên bản đồ. Hiện nay, có thể sử dụng drone kết hợp công nghệ quét laser 3D (LiDAR) để xây dựng bản đồ địa hình với độ chính xác rất cao.

TS. Nguyễn Tiến Dũng cho biết, trong công tác quan trắc, như theo dõi chuyển vị, sụt lún, biến dạng của các công trình lớn như cầu, đập, hiện đã có công nghệ InSAR - công nghệ radar từ vệ tinh. Những công nghệ này kết hợp với mô hình toán và AI giúp quản trị, khảo sát công trình hiệu quả hơn rất nhiều.

Trong lĩnh vực địa chất, trước đây chủ yếu sử dụng các lỗ khoan riêng biệt, sau đó xây dựng mặt cắt 2D hoặc 3D theo phương pháp tương đối thủ công. Việc hình dung mô hình đất gặp nhiều khó khăn bởi nền đất được hình thành qua quá trình tự nhiên, rất phức tạp và luôn thay đổi. Chính vì vậy, phương pháp thủ công thường dẫn đến nhiều khó khăn trong thiết kế và tiềm ẩn nhiều rủi ro.

"Với sự phát triển của các thuật toán, cùng các công nghệ khoan, xuyên có độ chính xác cao và các phương pháp khảo sát địa vật lý sử dụng sóng địa chấn, chúng ta có thể khảo sát trên diện tích rộng và thu thập dữ liệu đầy đủ hơn", TS. Nguyễn Tiến Dũng nhấn mạnh.

Từ đó, các thuật toán giúp xây dựng mô hình nền đất 3D, mô phỏng sự thay đổi của điều kiện địa chất tại từng khu vực. Trên cơ sở đó, có thể đưa ra các giải pháp nền móng phù hợp hơn, tiết kiệm hơn cả về chi phí và kỹ thuật.

Theo TS. Nguyễn Tiến Dũng, trong công tác thiết kế, các kỹ sư xây dựng trước đây chủ yếu sử dụng bản vẽ 2D, sau đó phát triển lên mô hình 3D thuần túy. Ngày nay, đã có công cụ BIM. Tuy nhiên, BIM vẫn còn nhiều hạn chế và cần tiếp tục hoàn thiện trong thời gian tới.

Tại Việt Nam, BIM vẫn còn khá mới mẻ. Trong khi đó, ở một số nước tiên tiến như Trung Quốc, công nghệ này đã phát triển xa hơn. BIM là mô hình 3D mô phỏng kích thước và công năng của các bộ phận kết cấu, nhưng hiện nay Trung Quốc đã tích hợp các cảm biến thông minh vào mô hình này để đưa ra các dự báo về trạng thái công trình, như chuyển vị, biến dạng. Nền tảng này được gọi là IS3 (Infrastructure Smart Service).

Có thể thấy, các công nghệ chuyển đổi số và AI đã thúc đẩy mạnh mẽ công tác khảo sát và thiết kế trong thời gian gần đây. Việc ứng dụng các công nghệ này giúp rút ngắn thời gian thiết kế, nâng cao độ chính xác và giảm đáng kể rủi ro trong quá trình thiết kế công trình.

Công trình hạ tầng quy mô lớn đòi hỏi công nghệ thi công cao

Từ góc độ nhà thầu thi công, TS. Nguyễn Tiến Dũng cho biết, đất nước đang tập trung phát triển các công trình hạ tầng có quy mô lớn và yêu cầu kỹ thuật cao hơn trước rất nhiều. Điều này đòi hỏi các doanh nghiệp thi công phải chuẩn bị đầy đủ năng lực về thi công và quản trị.

Về năng lực thi công, TS. Nguyễn Tiến Dũng cho rằng, các doanh nghiệp phải đầu tư những công nghệ tiên tiến hơn trước, có năng lực thi công vượt trội và kiểm soát được chất lượng, tiến độ trên nền tảng tự động 24/7. Đây là những yêu cầu cao hơn rất nhiều so với trước đây.

Ví dụ, trong lĩnh vực hạ tầng năng lượng, chúng ta đang phát triển cả điện gió trên bờ và điện gió ngoài khơi. FECON đã tham gia thi công cả hai loại hình công trình này. Đối với điện gió ngoài khơi, cần có công nghệ khảo sát tiên tiến, như hệ thống tàu khảo sát chuyên dụng hoạt động ngoài khơi, các công nghệ địa vật lý và công nghệ xây dựng mô hình nền.

Đồng thời, cần có công nghệ thi công móng sâu ngoài khơi như thi công cọc monopile hoặc hệ cọc jacket. Đây đều là những yêu cầu vượt xa năng lực thi công truyền thống.

Về thiết bị, TS. Nguyễn Tiến Dũng cho biết, các công trình hạ tầng hiện nay có quy mô lớn và yêu cầu kỹ thuật cao hơn rất nhiều. Vì vậy, thiết bị phải có năng lực vượt trội, mức độ tự động hóa cao, đồng thời đáp ứng những tiêu chuẩn khắt khe về môi trường.

Ví dụ, FECON vừa hoàn thành thi công dự án Metro (đường sắt đô thị tại Hà Nội và Tp.HCM), trong đó vận hành máy TBM. Đây là cỗ máy rất phức tạp, đòi hỏi năng lực thi công cao nhưng có thể bảo đảm quá trình thi công gần như tự động hoàn toàn, đồng thời giữ ổn định nền đất, không gây sụt lún và không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Qua đó có thể thấy, yêu cầu về thiết bị đối với các công trình hạ tầng quy mô lớn hiện nay cao hơn rất nhiều.

Về nhân lực, "khi vận hành các thiết bị và công nghệ hiện đại, chúng ta phải có đội ngũ nhân sự đáp ứng được yêu cầu", TS. Nguyễn Tiến Dũng chia sẻ.

Thực tế, kỹ sư xây dựng trước đây thường không được đánh giá cao bằng kỹ sư công nghệ thông tin hoặc các ngành nghề "hot" khác do đặc thù công việc còn mang nhiều yếu tố thủ công.

Tuy nhiên, trong kỷ nguyên chuyển đổi số và ứng dụng các công nghệ xây dựng tiên tiến, yêu cầu đối với nguồn nhân lực đã thay đổi. Kỹ sư xây dựng phải đáp ứng các yêu cầu về công nghệ, ngoại ngữ và khả năng áp dụng các tiêu chuẩn xây dựng quốc tế.

Về quản trị dự án, đối với những dự án nhỏ, doanh nghiệp có thể quản lý theo phương thức truyền thống, giao tiếp thông qua các công cụ đơn giản. Tuy nhiên, khi triển khai các dự án quy mô lớn trên diện rộng, với sự tham gia của nhiều lĩnh vực khác nhau trong suốt vòng đời dự án, cần có những công cụ quản trị hiện đại và hiệu quả hơn.

Ví dụ, BIM là công cụ giúp quản lý công tác thiết kế và thi công các dự án có nhiều hạng mục phức tạp, có sự giao thoa giữa nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Trong quản lý dự án còn có các phương pháp như EAP; đồng thời, doanh nghiệp phải tuân thủ nhiều tiêu chuẩn quốc tế.

Tại FECON, "chúng tôi áp dụng các tiêu chuẩn ISO trong quản trị doanh nghiệp. Đó là những yêu cầu mà các doanh nghiệp phải liên tục cập nhật và đổi mới để đáp ứng nhiệm vụ xây dựng các công trình hạ tầng quy mô lớn, có yêu cầu kỹ thuật cao trong giai đoạn hiện nay", TS. Nguyễn Tiến Dũng cho biết.

×