การวางแผนงานบำรุงรักษาผิวทาง โดยใช้แบบจำลองค่าใช้จ่ายต่ำสุดที่เหมาะสม

Optimization model for pavement maintenance planning

Name: ณัฐพล ทองกู้เกียรติกูล

ThaSH: ถนน -- การบำรุงรักษาและการซ่อมแซม

Abstract: แนวทางการบริหารงานซ่อมบำรุงของกรมทางหลวงในปัจจุบัน ได้อาศัยเกณฑ์การบำรุงรักษาจาก 2 แนวทาง คือ ระบบ TPMS ซึ่งพิจารณาลำดับความสำคัญของการซ่อมบำรุงตามสภาพความเสียหาย ของผิวทางและอายุสายทางเป็นหลัก และระบบ TPMS Budgeting Module ซึ่งเป็นการพิจารณาวิธีบำรุงรักษาที่เหมาะสมในเชิงเศรษฐศาสตร์ โดยข้อจำกัดในการใช้ TPMS Budgeting Module ได้แก่ ไม่สามารถปรับปรุงสูตรคำนวณและสมมติฐานตามสภาวะทางเศรษฐกิจได้ เมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ผลการวิเคราะห์ไม่สอดคล้องกับภาวะในปัจจุบัน และระบบสามารถเสนอแผนงานได้แบบปีต่อปีเท่านั้น อีกทั้งยังไม่มีการพิจารณาข้อจำกัดทางด้านงบประมาณ ทำให้ผลการวิเคราะห์ที่ได้ยังไม่เป็นคำตอบที่เหมาะสม กับสภาวะปัจจุบันที่สภาวะเศรษฐกิจเปลี่ยนแปลงไป งานวิจัยฉบับนี้จึงได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Optimization Model) สำหรับคำนวณวางแผนงานบำรุงรักษาผิวทาง เพื่อปรับปรุงการพิจารณางานบำรุงทางให้สามารถใช้เกณฑ์จาก ความเสียหายของผิวทาง ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ และข้อจำกัดด้านงบประมาณร่วมกัน และสามารถพิจารณาวางแผนงบประมาณในระยะยาวได้ การพัฒนาแบบจำลองได้อาศัยข้อมูลจากฐานข้อมูลงานทางของกรมทางหลวง ได้แก่ ค่าดัชนีการเสื่อมสภาพของผิวทาง (IRI) ค่าความลาดชัน ความยาวของช่วงสายทาง และค่าปริมาณการจราจรของพาหนะแต่ละประเภท เพื่อเป็นข้อมูลสำหรับประกอบการคำนวณหาค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้อง กับงานซ่อมบำรุง คือค่าใช้จ่ายของภาครัฐที่ใช้ในงานซ่อมบำรุงแต่ละวิธี และค่าใช้จ่ายของผู้ใช้ถนนที่เป็นค่าใช้จ่ายทางเศรษฐศาสตร์ จากนั้นจึงกำหนดแนวทางการเลือกแผนงานบำรุงรักษา ซึ่งแผนงานบำรุงรักษาที่เหมาะสมนั้น สามารถพิจารณาได้จากการเปรียบเทียบค่าใช้จ่าย ของการซ่อมบำรุงในแต่ละกรณีว่า แผนงานใดที่ก่อให้เกิดผลประโยชน์จากการประหยัดค่าใช้จ่าย ของผู้ใช้ถนนหักด้วยค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงได้มากที่สุด ในรูปของมูลค่าปัจจุบัน เมื่อกำหนดแนวทางในการพิจารณาเลือกแผนงานได้แล้ว จึงได้รูปแบบสมการเชิงเส้นแทนสมการจุดประสงค์ และสมการข้อจำกัดของแบบจำลองการหาค่าใช้จ่ายต่ำสุดที่เหมาะสม (Optimization Model) ที่มีจุดประสงค์เพื่อเลือกกรณีของงานซ่อมบำรุง ที่ให้ค่าผลประโยชน์รวมสูงสุด และไม่เกินวงเงินงบประมาณที่กำหนดไว้ โดยสามารถเปลี่ยนแปลงค่าสมมติฐานต่างๆ ในการวิเคราะห์ได้ เช่น อัตราผลตอบแทนต่ำสุด และอัตราการเติบโตของปริมาณการจราจร เป็นต้น ผลลัพธ์ที่ได้จากแบบจำลองจะเป็นแผนงานบำรุงรักษา สำหรับช่วงสายทางที่อยู่ในระบบปัญหาว่า ช่วงสายทางใดจะทำการซ่อมบำรุงโดยวิธีใด ณ ปีปัจจุบัน หรือปีอื่น ๆ ถัดไปตามระยะเวลาที่กำหนด เพื่อให้ได้ค่าผลประโยชน์รวมของงานบำรุงทางสูงที่สุด โดยค่าใช้จ่ายงานซ่อมบำรุงทั้งหมดจะไม่เกินงบประมาณที่มีให้ในช่วงเวลานั้น ซึ่งผลลัพธ์นี้ สามารถช่วยการพิจารณาวางแผนงานซ่อมบำรุงทางโดยมีข้อจำกัดทางด้านงบประมาณได้ ทั้งแผนงานที่พิจารณาแบบปีต่อปีและแผนงานที่พิจารณาเป็นช่วงระยะเวลาเพื่อความยืดหยุ่นในด้านการพิจารณางบประมาณ นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงค่าสมมติฐานต่าง ๆ ได้ตามความเหมาะสมของสภาวะเศรษฐกิจ ซึ่งแนวทางการพัฒนาแบบจำลองนี้สามารถนำไปพัฒนาและประยุกต์ใช้กับงานในลักษณะอื่น ๆ ได้ต่อไปเช่นกัน

Abstract: In present, Thailand Department of Highways (DOH) manages pavement maintenance activities based on the result of TPMS and TPMS Budgeting Modules. TPMS is used to rate pavement performance, which usually depends on surface condition and pavement aging. TPMS Budgeting Module is employed to select the appropriate treatment based on economic analysis. However, TPMS Budgeting Module still has a few limitations. For instance, this module is unable the formula and assumptions according to the current situation, and does not consider budget limitation. Moreover, it can provide only year-by-year plan. This research has created the model for pavement maintenance planning, which can consider pavement performance with economic criteria as well as budgeting to find the optimized plan for pavement maintenance in single or multi-years period. The input data needed for this model is from current database of DOH. Such data is International Roughness Index, road gradient, section length, and average daily traffic by vehicle types. This data is used to calculate agency cost or maintenance cost and road user cost. The optimized maintenance plan is then chosen by comparing cost of each maintenance case. The benefit from road user cost saving and the agency cost from maintenance activity are considered in term of net present value. Linear equation is developed to define the objective and constraint functions that have an objective to find the highest benefit-cost value plan, under the budget constaint. Users can adjust assumptions for some parameters such as a minimum attractive rate of return and traffic growth rate. The result of this model is sub-optimal maintenance plan for the selected road network in term of route section, treatment activity, and timing, which give the highest benefit-cost value plan within the budget limit. This result also helps users to select the suitable solution plan for pavement maintenance both single and multiyear period. In addition, the modifiable assumption of several parameters in this model makes the model more flexible when apply this model for any situation. Furthermore, this research methodology can be used to develop budgeting module for planning the maintenance activity of other infrastructure types

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วิศณุ ทรัพย์สมพล

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2545

Issued: 2005-12-07

Modified: 2006-05-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/Thesis/November2005/Nuttaphon.pdf

ISBN: 9741709943

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Nuttaphon.pdf	52.35 MB	253	2022-07-05 16:01:33

ใช้เวลา

0.032721 วินาที