基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設(shè)信息化管理研究

遲朝明，趙 杰,付志超

（1.齊魯交通發(fā)展集團(tuán)有限公司 建設(shè)管理分公司，山東 濟(jì)南 250101；2.山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 全壽命周期BIM技術(shù)應(yīng)用研發(fā)中心，山東 濟(jì)南 250031；3. 山東路科公路信息咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

引言

交通運(yùn)輸部《推進(jìn)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要（2020—2025年）》提出深入推進(jìn)大數(shù)據(jù)共享開放，推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。促進(jìn)行業(yè)企業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)提高企業(yè)建設(shè)能力。建設(shè)期信息化管理是整個(gè)高速公路項(xiàng)目全生命周期數(shù)字化中尤為關(guān)鍵的一環(huán)，是后續(xù)的項(xiàng)目管理和運(yùn)維階段的信息化應(yīng)用的基礎(chǔ)。

“十三五”期間，大批高速公路工程建設(shè)項(xiàng)目開工建設(shè)。在項(xiàng)目建設(shè)過程中利用信息化的手段對工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度等業(yè)務(wù)進(jìn)行管理已經(jīng)相對普及，但受制于業(yè)務(wù)領(lǐng)域劃分，基于單一業(yè)務(wù)管理需求建成的信息化管理平臺(tái)數(shù)據(jù)和信息未能實(shí)現(xiàn)交互，形成孤島效應(yīng)，數(shù)據(jù)價(jià)值沒有得到進(jìn)一步挖掘。

工作分解結(jié)構(gòu)WBS（Work Breakdown Structure）以可交付成果為導(dǎo)向歸納和定義了項(xiàng)目的整個(gè)工作范圍，是制定進(jìn)度計(jì)劃、資源需求、成本預(yù)算、風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃和采購計(jì)劃等的重要基礎(chǔ)。WBS同時(shí)也是控制項(xiàng)目變更的重要基礎(chǔ)。

對于大型施工投資和建設(shè)主體來說，以項(xiàng)目級管理入手，開發(fā)企業(yè)級的綜合信息化管理系統(tǒng)，利用BIM技術(shù)將各項(xiàng)業(yè)務(wù)聚焦至工程實(shí)體，將原有數(shù)據(jù)進(jìn)行維度的提升和信息集成，實(shí)現(xiàn)多元化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)基于WBS的信息協(xié)同，建立基于統(tǒng)一的WBS形成信息資源目錄體系是利用大數(shù)據(jù)開展多業(yè)務(wù)融合應(yīng)用的基礎(chǔ)。

1 需求剖析

高速公路建設(shè)期信息化規(guī)劃需要與高速公路建設(shè)期管理的工作任務(wù)和實(shí)際需求相結(jié)合?，F(xiàn)階段高速公路建設(shè)期信息化管理面臨的問題：（1）提升原始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息化采集程度。借助現(xiàn)代化的通訊技術(shù)來有效規(guī)范傳統(tǒng)管理模式，將傳統(tǒng)的人為采集、填寫、報(bào)送、審核的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型為較大程度的自動(dòng)采集填報(bào)，同時(shí)對信息錄入采集輔助一定程度的規(guī)則校驗(yàn)干預(yù)，以確保施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)以較為規(guī)整的形式進(jìn)入業(yè)務(wù)處理流程。（2）壓縮信息傳遞管理層級，提高時(shí)效性。按照管理層級劃分，高速公路建設(shè)期數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)自下而上的流向?yàn)椋菏┕挝弧O(jiān)理單位→建設(shè)單位→行業(yè)主管單位；按照業(yè)務(wù)領(lǐng)域劃分，高速公路建設(shè)期數(shù)據(jù)主要有：質(zhì)量數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、投資數(shù)據(jù)、進(jìn)度數(shù)據(jù)。各級崗位需要高效的獲取到所需信息，感知施工現(xiàn)場動(dòng)態(tài)，進(jìn)而做出相應(yīng)決策，數(shù)據(jù)信息傳遞的時(shí)效性是高速公路建設(shè)期信息化管理的關(guān)鍵需求。（3）統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源口徑，減少重復(fù)勞動(dòng)和提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。高速公路建設(shè)期的周期一般為3～5年，數(shù)據(jù)涉及到質(zhì)量、安全、計(jì)量、進(jìn)度等諸多方面，時(shí)間周期長、數(shù)據(jù)來源廣、業(yè)務(wù)歸口多，傳統(tǒng)的管理模式為人工采集、填報(bào)、匯總，耗時(shí)長、效率低、精度差；初步應(yīng)用信息化手段后，能夠解決部分問題，但是業(yè)務(wù)歸口不一致，關(guān)注點(diǎn)不同，各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無法互聯(lián)互通，無法發(fā)揮更大價(jià)值。

因此要實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)期大數(shù)據(jù)應(yīng)用，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的來源口徑是必經(jīng)之路。

2 高速公路建設(shè)期信息化管理規(guī)劃

（1）從業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的角度，面向業(yè)務(wù)場景進(jìn)行信息整合，以信息快速產(chǎn)生價(jià)值為整合導(dǎo)向，即“針對正確的人，在正確的時(shí)間，獲得正確的信息”。需要對管理角色、時(shí)效性、信息專注度進(jìn)行業(yè)務(wù)提煉和精準(zhǔn)靶向。（2）基于統(tǒng)一WBS的業(yè)務(wù)精細(xì)拆分，針對業(yè)務(wù)需求，通過統(tǒng)一的WBS將所需信息的來源拆分到最小單元，客體維度上具體到每個(gè)結(jié)構(gòu)部位、時(shí)間維度上具體到每天、空間維度上具體到坐標(biāo)；利用BIM模型作為信息集成載體，使無形的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)依附于有形的工程實(shí)體，建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)的工程項(xiàng)目建設(shè)信息生態(tài)圈場。（3）基于數(shù)據(jù)層的信息統(tǒng)一將多元化場景信息融合，梳理信息交互關(guān)系，打通不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域間的壁壘，各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互印證、引用、補(bǔ)充，使高速公路建設(shè)期信息化由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型進(jìn)化為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型。

3 基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設(shè)管理信息化構(gòu)建

3.1 創(chuàng)建統(tǒng)一WBS標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一WBS標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)建首先基于建設(shè)期質(zhì)量、安全、計(jì)量、進(jìn)度等業(yè)務(wù)需求，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)兼顧項(xiàng)目前期和運(yùn)營養(yǎng)護(hù)期的對接應(yīng)用，為全壽命周期工程項(xiàng)目數(shù)字化應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化信息數(shù)據(jù)。

WBS工作需要兼顧業(yè)務(wù)管控需求，將工程實(shí)體分解至最小管控單元，以滿足最小數(shù)據(jù)元采集需求。WBS標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)涵蓋分部分項(xiàng)劃分、部位樁號、地理坐標(biāo)、左右幅、層數(shù)、是否變更等屬性，以便后續(xù)應(yīng)用。

3.2 WBS標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

根據(jù)制定的WBS標(biāo)準(zhǔn)組織各級參建單位進(jìn)行WBS拆分工作，同時(shí)制定WBS拆分編碼的正則性校驗(yàn)規(guī)則，以確保WBS成果的可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化。

將WBS拆分工作與施工進(jìn)度、計(jì)量支付實(shí)現(xiàn)合并管理，將施工方切身利益與WBS拆分關(guān)聯(lián)，輔以必要的信息校驗(yàn)，確保所有施工單位嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)所要求的格式和內(nèi)容進(jìn)行拆分。

對于已制定WBS標(biāo)準(zhǔn)中遇到未涵蓋的內(nèi)容，建立回饋完善機(jī)制，由主管部門統(tǒng)一確認(rèn)后對WBS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善和豐富。

3.3 基于統(tǒng)一WBS構(gòu)建信息化管理平臺(tái)

信息化平臺(tái)構(gòu)建在統(tǒng)一的WBS信息支撐下，除面向各業(yè)務(wù)領(lǐng)域開發(fā)對應(yīng)功能模塊，滿足基本的業(yè)務(wù)功能之外，應(yīng)充分考慮各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的業(yè)務(wù)關(guān)系、先后關(guān)系、繼承關(guān)系，內(nèi)置多重計(jì)算規(guī)則和調(diào)用機(jī)制，以便形成數(shù)據(jù)交互引用，方便信息化集成管理和綜合管控，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)和同一來源的信息自動(dòng)匯總，見圖1。

圖1 項(xiàng)目質(zhì)量安全數(shù)據(jù)中心（工地試驗(yàn)室）

4 基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設(shè)管理信息化應(yīng)用

4.1 投資費(fèi)用管控體系

進(jìn)度管理和計(jì)量支付基于同一套WBS開展工作，確保了進(jìn)度和計(jì)量數(shù)據(jù)在工程實(shí)體上一一對應(yīng)，這就能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)度和計(jì)量的平行對比，一個(gè)結(jié)構(gòu)部位什么時(shí)候完成了形象進(jìn)度，什么時(shí)候具備申請計(jì)量的條件，什么時(shí)候申請的計(jì)量可以從一個(gè)WBS中提取出來，這樣就能夠有效為項(xiàng)目進(jìn)度安排、資金計(jì)劃提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)，隨著大量數(shù)據(jù)的積累，可以通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，綜合時(shí)間、氣候、地域、人工材料機(jī)械價(jià)格等多種因素得出對項(xiàng)目執(zhí)行的預(yù)測甚至預(yù)警，對于后續(xù)項(xiàng)目的進(jìn)度和計(jì)量工作提供有效指導(dǎo)，見圖2。

圖2 項(xiàng)目投資進(jìn)度管控

4.2 質(zhì)量追溯體系

基于統(tǒng)一WBS開展的質(zhì)量管理工作，可以將原材料、試驗(yàn)室、拌合站、施工現(xiàn)場、成品檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)或場景的質(zhì)量數(shù)據(jù)串聯(lián)起來，形成一條完整的質(zhì)量數(shù)據(jù)鏈條，能夠?qū)崿F(xiàn)從工程實(shí)體掃描二維碼反向追溯至原材料供應(yīng)商；也可以從原材料掃描二維碼正向追溯至才來應(yīng)用的工程實(shí)體。通過這種方式可以將傳統(tǒng)管理模式下的相對分散的質(zhì)量數(shù)據(jù)集約化管理，減少人為因素影響，進(jìn)一步提高了質(zhì)量管理的精細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)化水平。

4.3 人員管控體系

通過WBS結(jié)合GIS技術(shù)，將施工樁號與地理坐標(biāo)建立對應(yīng)關(guān)系，施工現(xiàn)場管理人員、勞務(wù)人員通過打卡考勤定位工作地點(diǎn)，人員位置體現(xiàn)在建設(shè)項(xiàng)目電子地圖中，每個(gè)工點(diǎn)投入人員情況一目了然。同時(shí)結(jié)合人員實(shí)名制、考勤管理、工資管理等可以實(shí)現(xiàn)管理人員履約監(jiān)管、勞務(wù)人員工資監(jiān)管。

4.4 基于BIM的可視化信息集成

通過基于統(tǒng)一的WBS與BIM精細(xì)模型項(xiàng)目編碼進(jìn)行信息對接，實(shí)現(xiàn)BIM模型的信息承載和可視化展現(xiàn)，對施工形象進(jìn)度、計(jì)量進(jìn)度開展直觀的可視化管控，通過進(jìn)度推演、計(jì)量分析預(yù)警等功能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過程精準(zhǔn)把控，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的建設(shè)的精細(xì)化管理和信息化提升，見圖3。

圖3 隧道BIM可視化信息集成

5 結(jié)語

隨著高速公路建設(shè)項(xiàng)目日趨大型化、復(fù)雜化，高速公路建設(shè)管理向集成管理發(fā)展是必然趨勢。高速公路建設(shè)的客體就是工程實(shí)體，在工程實(shí)體層面進(jìn)行統(tǒng)一WBS工作是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設(shè)期信息化建設(shè)和數(shù)據(jù)集成管理必將在智慧高速建設(shè)中起到重要作用。