Những dự án đường sắt tạo ra khối lượng dữ liệu lớn trong thời gian dài. Các chuyên gia quốc tế cho rằng, BIM chỉ phát huy hiệu quả khi dữ liệu được xác định từ đầu, kiểm soát trong quá trình thực hiện và chuyển giao cho vận hành. 
Tại Hội thảo BIM và công nghệ số “Thúc đẩy phát triển hạ tầng đường sắt tại Việt Nam”, ngày 9/9, tại Hà Nội, các chuyên gia tập trung vào ba vấn đề: (i) quản lý thông tin trong toàn bộ vòng đời công trình; (ii) sử dụng dữ liệu để giảm rủi ro về thiết kế, tiến độ và chi phí; (iii) xây dựng hướng dẫn BIM phù hợp với đặc thù đường sắt Việt Nam.
Điểm nghẽn nằm ở quản lý thông tin
Ông Malcolm Taylor - Cố vấn chuyển đổi số của Crossrail International, tổ chức tư vấn đường sắt của Vương quốc Anh, dẫn kinh nghiệm từ dự án Crossrail, nay là tuyến Elizabeth, để cho thấy quy mô quản lý thông tin của một dự án đường sắt lớn. Dự án có tổng mức đầu tư 19 tỷ GBP, dài 118 km, gồm 41 ga và phục vụ khoảng 200 triệu lượt hành khách mỗi năm.
Quy mô công trình kéo theo khối lượng lớn bản vẽ, tài liệu, mô hình và dữ liệu tài sản. Theo tài liệu ông Malcolm Taylor trình bày, kỹ sư mất khoảng 13% thời gian làm việc để tìm kiếm, thu thập thông tin; khoảng 14% khối lượng làm lại trong xây dựng có thể bắt nguồn từ dữ liệu kém chất lượng. Khả năng liên thông dữ liệu không đầy đủ gây thiệt hại khoảng 10,6 tỷ USD mỗi năm cho chủ sở hữu và đơn vị vận hành tại Mỹ.
Ông Malcolm Taylor cho rằng, BIM là phương thức quản lý thông tin, không đồng nhất với mô hình 3D. Mô hình, bản vẽ, hồ sơ, tiến độ, chi phí và dữ liệu thiết bị phải được đặt trong một cấu trúc thống nhất để người có trách nhiệm tìm đúng thông tin và đúng phiên bản.
ISO 19650 đưa ra khung quản lý thông tin nhưng không chỉ định phần mềm, nơi đặt máy chủ, phương thức thanh toán hoặc trách nhiệm đối với dữ liệu sai, thiếu. Việt Nam đã chuyển đổi tương đương hai phần đầu của bộ tiêu chuẩn này thành TCVN 14177-1:2024 và TCVN 14177-2:2024. Việc áp dụng vào từng dự án vẫn phụ thuộc vào cách chủ đầu tư cụ thể hóa yêu cầu thông tin, trách nhiệm của các bên và quy trình sử dụng CDE trong hồ sơ mời thầu, hợp đồng.
Giai đoạn xây dựng thường kéo dài 5-10 năm, trong khi công trình đường sắt có thể vận hành 75-100 năm hoặc lâu hơn. Dữ liệu thiết kế, thi công phải được tổ chức để đơn vị vận hành tiếp tục sử dụng sau khi công trình hoàn thành.
Môi trường dữ liệu chung (CDE) phải quản lý dữ liệu qua các trạng thái đang xử lý, chia sẻ, xuất bản và lưu trữ; ghi nhận người tạo lập, kiểm tra, phê duyệt và lịch sử thay đổi. Dữ liệu của các gói thầu phải được kết nối vào hệ thống do chủ đầu tư kiểm soát.
Giá trị phải được đo bằng tiến độ và chi phí
Hai dự án đường sắt tại Indonesia là tuyến đường sắt cao tốc Jakarta - Bandung và tuyến đường sắt đô thị MRT Jakarta, cho thấy công nghệ số được sử dụng để giải quyết những bài toán, mục tiêu khác nhau.
Ông Rizky Yusuf Ramadhan - Trưởng bộ phận BIM hạ tầng, PT Wijaya Karya (Persero) Tbk, doanh nghiệp xây dựng nhà nước Indonesia cho biết, tuyến đường sắt cao tốc Jakarta-Bandung có 13 hầm, 46 cầu, 82,7 km cầu cạn, 4 ga và 1 depot. Dự án sử dụng khoảng 6,5 triệu m³ bê tông. Tài liệu trình bày ghi giá trị dự án là 6,07 tỷ USD, kèm 1,2 tỷ USD chi phí vượt dự kiến.
Sau khi đánh giá nghiên cứu khả thi năm 2019 cho thấy, nguy cơ vượt chi phí và chậm tiến độ, BIM được đưa vào quy trình rà soát thiết kế từ đầu năm 2020. Rà soát số đối với cầu cạn và nhà ga giúp tiết kiệm 25 ngày; rà soát nền đường và hầm tiết kiệm 110 ngày. Theo báo cáo của dự án, kỹ thuật số tạo ra 185 triệu USD giá trị và giúp tiến độ vượt trước mốc cơ sở 6 tháng.
Trong đó, tối ưu nhịp và tránh xung đột được báo cáo tạo ra 115 triệu USD; tối ưu nhân công, trình tự thi công đạt 22 triệu USD; tối ưu khối lượng, giảm lãng phí đạt 36 triệu USD. Các giải pháp giúp giảm 35 trụ cổng, tránh 41 xung đột tại trụ cầu và giảm 821 tấn thép lãng phí tại 137 vị trí.
Với MRT Jakarta, bài toán chính là kiểm soát dữ liệu và giao diện giữa các gói thầu. Ông Mirza Adrian Nurpratomo - Cố vấn cao cấp về quản lý giao diện của PT MRT Jakarta (Perseroda), doanh nghiệp đường sắt đô thị thuộc chính quyền Jakarta, Indonesia cho biết, giai đoạn 1 phát sinh 237.940 tài liệu và phiếu chuyển giao; đội vận hành, bảo trì đang đăng ký hơn 95.399 tài sản.
Giai đoạn 2A dài 6 km, có 7 ga. Đến năm 2026, dự án có 116.905 tài liệu, 81.201 bản vẽ 2D và 3D, 6.462 tài sản số và hơn 115.000 xung đột thiết kế được phát hiện. Dự án sử dụng CDE, iTwin, AssetWise và SYNCHRO 4D để quản lý, rà soát và mô phỏng thi công.
Theo tài liệu MRT Jakarta, quy trình xem xét tài liệu, bản vẽ và mô hình 3D nhanh hơn tới 50%; thời gian phê duyệt bản vẽ nhanh hơn 25-35% theo các nghiên cứu điển hình. Có 66% bên liên quan đồng ý rằng giải pháp số đã cải thiện trao đổi thông tin và phối hợp giao diện.
Ông Mirza Adrian lưu ý, công cụ số tự nó không thể tích hợp một dự án. Chủ đầu tư vẫn phải xác định đường trao đổi thông tin, trách nhiệm và quyền quyết định giữa các gói thầu.
Hướng dẫn phải đi vào đặc thù đường sắt
Báo cáo CRUX Insight 2025: Từ nhận diện thực trạng đến dự báo rủi ro (báo cáo thường niên lần thứ 8) của HKA - hãng tư vấn quốc tế về quản trị rủi ro và giải quyết tranh chấp, đã phân tích hơn 2.200 dự án xây dựng, kỹ thuật tại 114 quốc gia, với tổng giá trị khoảng 2.430 tỷ USD. Riêng nhóm 421 dự án giao thông được phân tích trong báo cáo cho thấy, điều kiện nền đất không lường trước là nguyên nhân khiếu nại lớn thứ ba.
Dẫn kết quả này, ông Liam Smith - Chuyên gia cao cấp về giải pháp kỹ thuật của Seequent, doanh nghiệp công nghệ địa khoa học thuộc Bentley Systems cho biết, các dự án giao thông được khảo sát có chi phí đầu tư trung bình 1,2 tỷ USD; giá trị khiếu nại trung bình bằng 33% chi phí đầu tư và thời gian gia hạn được yêu cầu bằng 67% tiến độ ban đầu.
Theo ông Liam Smith, dữ liệu địa chất thường nằm trong báo cáo PDF, bản vẽ và hồ sơ lỗ khoan rời rạc. Mô hình địa chất 3D giúp nhận diện khu vực có độ bất định cao, lựa chọn vị trí khảo sát bổ sung và hỗ trợ quyết định về hướng tuyến, thiết bị, biện pháp đào, gia cố.
Trình bày kết quả nghiên cứu của Trung tâm Chuyên môn (CoE) về BIM cho công trình đường sắt, TS Tạ Ngọc Bình - Trưởng phòng Nghiên cứu Kinh tế đầu tư và Xây dựng số, Viện Kinh tế xây dựng cho biết, hướng dẫn BIM đường sắt Việt Nam được đề xuất xây dựng trên 6 trụ cột: (i) hệ thống yêu cầu thông tin; (ii) CDE và kế hoạch thực hiện BIM; (iii) chuẩn hóa kỹ thuật và thư viện đối tượng chuyên ngành; (iv) phân định trách nhiệm và điều khoản hợp đồng; (v) tích hợp BIM - GIS với bản sao số; (vi) kiểm soát chất lượng dữ liệu và bàn giao hoàn công số.
Theo TS Tạ Ngọc Bình, hướng dẫn phải xử lý những yêu cầu riêng của công trình đường sắt. Mô hình cần kết hợp hệ tọa độ VN-2000 với lý trình tuyến, sử dụng cao độ đỉnh ray làm mốc quy chiếu cho ke ga, vòm hầm, hệ thống cấp điện và thiết bị tín hiệu. Việc kiểm tra phải bao gồm khổ tĩnh không động, khoảng cách an toàn điện và tầm nhìn tín hiệu. Bộ bảng LOD/LOIN từ cấp 100 - 500 cần bao quát kết cấu tuyến, cầu, hầm, ray, cấp điện, thông tin tín hiệu, điều khiển chạy tàu và thiết bị nhà ga.
Kết quả từ Jakarta-Bandung và MRT Jakarta cho thấy, hiệu quả không đến từ việc tăng số lượng mô hình. Giá trị xuất hiện khi dữ liệu được dùng để thay đổi phương án trước thi công, giảm xung đột, rút ngắn phê duyệt và chuẩn bị cho vận hành. Vì vậy, việc đầu tiên của chủ đầu tư không phải lựa chọn phần mềm, mà là xác định dữ liệu cần thu nhận, người chịu trách nhiệm và mục đích sử dụng trong từng giai đoạn.
TCVN 14177:2024 đặt nền tảng quản lý thông tin BIM
TCVN 14177-1:2024 và TCVN 14177-2:2024 được chuyển đổi tương đương từ ISO 19650-1:2018 và ISO 19650-2:2018. Phần 1 quy định khái niệm và nguyên tắc quản lý thông tin trong vòng đời tài sản; Phần 2 quy định 8 tiến trình quản lý thông tin trong giai đoạn chuyển giao, từ xác định nhu cầu, mời thầu, dự thầu, giao việc, huy động nguồn lực, phối hợp tạo lập thông tin đến chuyển giao mô hình và kết thúc dự án. BIM vì vậy không chỉ là mô hình 3D mà còn bao gồm bản vẽ, hồ sơ, thuộc tính kỹ thuật, tiến độ, chi phí và dữ liệu tài sản.
Mỗi thỏa thuận thông tin có 3 nhóm chủ thể: bên đặt hàng, bên thực hiện chính và bên thực hiện. Bên đặt hàng phải xác định thông tin cần cung cấp, mục đích sử dụng, đối tượng tiếp nhận, định dạng và mốc chuyển giao. Tiêu chuẩn sử dụng mức độ nhu cầu thông tin (LOIN), gồm thông tin hình học, thông tin chữ số và tài liệu, thay cho cách chỉ kiểm soát mức độ phát triển hình học bằng LOD. LOIN giúp giới hạn lượng dữ liệu cần tạo lập, tránh mô hình hóa thừa nhưng vẫn thiếu thông tin phục vụ quyết định.
CDE quản lý thông tin qua 4 trạng thái: đang xử lý, chia sẻ, xuất bản và lưu trữ; đồng thời ghi nhận người tạo lập, người kiểm tra, phiên bản và lịch sử thay đổi. Hai tiêu chuẩn không chỉ định phần mềm, nơi đặt máy chủ, quyền sở hữu dữ liệu, cơ chế thanh toán hoặc trách nhiệm đối với dữ liệu sai, thiếu. Các nội dung này phải được quy định trong hồ sơ mời thầu và hợp đồng. Điều này đặc biệt quan trọng với đường sắt, khi giai đoạn xây dựng thường kéo dài 5-10 năm nhưng công trình có thể vận hành 75-100 năm.
