主數據 被忽視的關鍵因素

文/圖 福建華閩通達信息技術有限公司 楊中慶

自2016年起，交通運輸部陸續發布一系列政策和指導意見，要求把BIM作為交通基建領域技術進步和轉型發展的一個重要抓手和支撐手段。目前，已有越來越多交通工程企業將BIM應用到工程項目中。

然而，隨著BIM在交通工程建設領域應用中的不斷深入，BIM雖與業務系統集成管理的建設模式得到了長足發展，但一些曾經被普遍忽視的根本問題被逐漸暴露出來。其中最主要的一個問題，就是許多企業僅把BIM系統當作如同ERP、OA之類的協同辦公軟件，只注重從模型到建設實體的設計成果，而忽視了信息，即主數據管理模型對于建筑與模型間，從初始設計階段到建設階段，再到運營、管理階段的數據聯通。這意味著，如果BIM不能打通工程設計、建設進度、運營管理，以及建設過程中質量、安全、計量等各個業務環節之間的獨立單元數據，BIM就是一個空殼。

如果把BIM比喻為一個生命體，那么數據就是血液，而主數據管理模型就是把血液輸送到身體各個部位的血管。如果各個獨立單元的數據無法打通、實現共享，就好比血管無法將血液輸送至全身，造成血液循環不暢，血管出現壞死。因此，只有搭建起能夠為項目后期運維管養輸送血液的主數據管理模型，才可以實現對整個建設過程的全生命周期管理。

什么是主數據

主數據（Master Data）一詞起源于企業信息化早期的辦公自動化（OA）、企業資源計劃（ERP）和客戶關系管理（CRM）等系統。由于主數據是關鍵業務實體中最權威、最準確、最有價值的數據，具有唯一性，在BIM的所有數據中占據主導地位，因此，也被稱為“核心數據”或“黃金數據”。

在2018年發布的國家標準《數據管理能力成熟度評估模型》（GB/T 36073-2018）中，主數據的定義是“組織中需要跨系統、跨部門進行共享的核心業務實體數據”。由此可以看出，作為數據之源，主數據是數據資產管理的核心，還是信息系統互聯互通的基石，更是信息化和數字化發展的重要基礎。

主數據從何而來

公路工程信息化不僅涉及從立項、調研、可行性研究、評估、決策、計劃、設計、施工到竣工驗收等一系列業務活動，還涉及范圍管理、時間管理、費用管理、質量管理、采購管理、人力資源管理、風險管理、溝通管理和綜合管理等多方面管理工作，通過聚合業主、監理、施工單位等眾多部門參與，最終構建起貫穿于工程全生命周期管理的龐大的基礎數據庫。

由于從各業務端初始匯聚而成的基礎數據標準不統一、編碼不統一、含義不統一，從而給項目后續階段的數據共享和數據關聯分析造成了極大阻礙。此時，主數據的價值就凸顯出來了，它能夠對基礎數據進行及時、準確的規劃管理，并形成統一、完整、規范、準確的數據，從而實現BIM各信息單元基礎數據的互通與共享。

根據多年研究與實踐，筆者結合《建筑施工企業管理基礎數據標準（JGJ-T 204-2010）》《公路工程建設項目造價數據標準(JTGT 3812—2020）》等行業標準，對公路工程數據提煉并規劃出十一類主數據域，分別為：人力資源、財務、合同、機械設備、物資、固定資產、檔案、客商、綜合、項目管理、工程。十一類主數據域又細分出40小類。

圖1.公路工程主數據類型

主數據如何應用

在公路工程BIM系統構建方面，建立統一的主數據管理模型不僅能夠實現數據對工程建設的全生命周期管理，還能滿足多應用系統間的數據集成和共享需求。在多應用系統集成的情況下，主數據管理模型的真正意義在于，基于主數據共享互通、唯一性、標準化的特征，統一各獨立的業務系統認知，并形成數據共識。在主數據管理模型中，主數據管理的具體應用形式，如圖2所示。

圖2.多系統集成主數據應用示例

主數據與BIM的同態化數據交付

數據交付的重要性

隨著數字化建設進程加快，BIM在交通建設領域中的應用不斷深入，現階段我國公路交通建設過程可分為可行性研究、勘察設計、詳細設計、招投標、工程建設、試運行、交付竣工、管理養護等多個階段，由此收集到的包括工程地質數據、設計數據、BIM模型數據，以及施工過程中的工程量數據、質量安全數據、環保數據和圖紙、竣工檔案等涵蓋工程建設全過程的大量基礎數據，對于公路建設下一階段的運營、養護、安全管理等具有十分重要的參考價值。

ZHANG Rui, FAN Ming-yue, SHEN Peng-yu, CUI Ya-deng, LI Ge, CHEN Ling

然而，國內公路建設領域的大部分施工企業在構建項目管理平臺時，基本側重于對建設過程中的業務管控，卻忽視了各項能夠反映公路結構、線路、建設、投資等情況的主數據管理模型建設，最終無法實現數據交付，即無法為公路管養、資產管理、道路改造等留下真實、有效的數據。

2021年2月26日，交通運輸部發布了《公路工程信息模型應用統一標準（JTGT 2420—2021）》《公路工程設計信息模型應用標準（JTGT 2421—2021）》《公路工程施工信息模型應用標準（JTGT 2422—2021）》三項標準，從規范公路工程BIM技術應用出發，明確公路工程設計、施工和運維等階段的數據內容和要求，涵蓋路線、路基路面、橋涵、隧道、交通工程及沿線設施等專業，為主數據管理及數據交付在公路交通領域的進一步應用奠定了行業基礎，同態化數據交付因此成為公路工程信息化管理的一個重要要求。

數據交付體系的初步構建

當前公路工程全生命周期項目數據交付體系如圖3所示，融合了主數據管理與規劃、BIM模型輔助設計與應用，同時結合電子文件標準體系，不僅滿足了前期工程建設中的概預算管理、設計、施工管理，還可滿足公路工程后期竣工驗收、運營養護、設備管理、改（擴）建等公路工程全生命周期內的數據管理及應用需求。

圖3.“主數據+信息模型+電子文件”的公路工程全生命周期數據交付體系

目前，不少企業逐漸發現主數據管理，即數據質量規范和數據治理對于深化BIM應用具有積極意義。在構建數據交付后，企業可按照工程建設階段逐步移交相關數據信息，如設計階段完成后向業主移交設計文件、設計參數數據、工程量數據、工程結構物清單、BIM模型等數據和電子文件；施工建設階段則按照施工中間交工、單位工程交工、施工標段交工和工程竣工等多個階段交付施工組織設計、原材料和結構物檢驗等相關數據和文件。

鏈接：

“主數據+信息模型+電子文件”的公路工程全生命周期數據交付體系

●主數據起主控和引導作用，位于整個體系的上層。

●BIM模型作為輔助，提供從設計到施工過程的輔助設計與支持。

●項目管理業務系統，涵蓋公路工程施工前期、中期、后期的所有業務范圍，最終通過系統交付結構化數據。

●電子文件標準的引入，使得無論是業務系統產生的數據或是外來文件，最終通過電子文件管理系統形成“來源可靠、程序規范、要素合規”的電子檔案，可以形成PDF或OFD版式文件歸檔，作為檔案長期保存。

●以相關法律法規作為底層的技術支撐框架，基于基礎施設云化運行，使數據交付安全有保障。

同態化數據交付體系的具體實踐

基于工作分解結構（WBS）主數據并集成BIM模型的項目總控數據交付體系，是主數據當前的一種主要應用，它覆蓋了公路工程建設的全生命周期，并已在多個項目中成功實踐，具體實踐路徑為：

1.項目建設前期，通過WBS結構樹與BIM模型中的EBS構件進行關系對應映射，從而使BIM模型與WBS結構實現編碼關聯，實現兩者源頭數據的同步化。

2.項目建設中期，通過工程WBS與BIM的EBS兩者源頭數據的同步融合，能夠在BIM視圖上，同態展示工程的形象進度和施工行為、分配工作任務、執行程序管理及項目預警，并串聯起進度、計量、質量、安全、材料、試驗等各業務系統，最終實現業務系統間數據的互聯互通。

3.項目建設中期，基于項目總控理念的基礎上，充分融入了《檔案法》及《建設項目電子文件歸檔和電子檔案管理暫行辦法》中對電子文件的元數據的提取要求。

4.項目建設過程中，融入物聯網技術，可以通過智慧安全帽、電子圍欄等自動獲取安全數據，實時監控現場施工情況，做到數據的實時在線交付。

5.項目完工后，基于電子文件與電子檔案一體化管理，實現電子文件體系化交付歸檔，如圖4所示。

圖4.電子檔案數據交付

6.項目竣工后，可利用完工交付的WBS結構物完整數據，結合GIS定位和導航系統，對線路隱患及危險源進行巡查，通過收集巡檢數據、顯示隱患分布、提供隱患排查庫，為道路安全排查提供決策分析數據。

7.項目竣工完成，可以利用完工交付的WBS結構物及部位數據，對橋梁部位、構件、車道進行病害巡查、掃描，病害定位及匯總，為后繼保養維護工作提供參考數據。

基于WBS主數據和BIM模型相結合的項目總控數據交付體系，實現了BIM與業務數據的全閉環融合打通。通過引入電子文件全生命周期及電子文件標準體系，實現了非結構化數據的形成與檔案移交的要求，在結構化和非結構化的“雙交付”下，保障了公路工程建設全生命周期中的數據資產完整性。

物聯網及5G等現代技術的發展，使智能化及工業化融合持續加速，為實現BIM的“下一站”目標——數字孿生提供了適宜生長的沃土。作為實現數字孿生這一階段目標的基礎和必要條件，基于“主數據+信息模型+電子文件”的項目總控數據交付體系，也必將會為公路工程項目“建管養”一體化及公路建設智慧化及“數字建造”等未來發展方向提供安全可靠、規范穩定的數據支撐。