基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設信息化管理研究

遲朝明，趙 杰,付志超

（1.齊魯交通發(fā)展集團有限公司 建設管理分公司，山東 濟南 250101；2.山東省交通規(guī)劃設計院有限公司 全壽命周期BIM技術應用研發(fā)中心，山東 濟南 250031；3. 山東路科公路信息咨詢有限公司，山東 濟南 250014）

引言

交通運輸部《推進綜合交通運輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要（2020—2025年）》提出深入推進大數(shù)據(jù)共享開放，推動行業(yè)數(shù)字化轉型。促進行業(yè)企業(yè)應用大數(shù)據(jù)、云計算等技術提高企業(yè)建設能力。建設期信息化管理是整個高速公路項目全生命周期數(shù)字化中尤為關鍵的一環(huán)，是后續(xù)的項目管理和運維階段的信息化應用的基礎。

“十三五”期間，大批高速公路工程建設項目開工建設。在項目建設過程中利用信息化的手段對工程質量、安全、進度等業(yè)務進行管理已經相對普及，但受制于業(yè)務領域劃分，基于單一業(yè)務管理需求建成的信息化管理平臺數(shù)據(jù)和信息未能實現(xiàn)交互，形成孤島效應，數(shù)據(jù)價值沒有得到進一步挖掘。

工作分解結構WBS（Work Breakdown Structure）以可交付成果為導向歸納和定義了項目的整個工作范圍，是制定進度計劃、資源需求、成本預算、風險管理計劃和采購計劃等的重要基礎。WBS同時也是控制項目變更的重要基礎。

對于大型施工投資和建設主體來說，以項目級管理入手，開發(fā)企業(yè)級的綜合信息化管理系統(tǒng)，利用BIM技術將各項業(yè)務聚焦至工程實體，將原有數(shù)據(jù)進行維度的提升和信息集成，實現(xiàn)多元化業(yè)務數(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)務融合應用的基礎。

1 需求剖析

高速公路建設期信息化規(guī)劃需要與高速公路建設期管理的工作任務和實際需求相結合?，F(xiàn)階段高速公路建設期信息化管理面臨的問題：（1）提升原始業(yè)務數(shù)據(jù)信息化采集程度。借助現(xiàn)代化的通訊技術來有效規(guī)范傳統(tǒng)管理模式，將傳統(tǒng)的人為采集、填寫、報送、審核的數(shù)據(jù)轉型為較大程度的自動采集填報，同時對信息錄入采集輔助一定程度的規(guī)則校驗干預，以確保施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)以較為規(guī)整的形式進入業(yè)務處理流程。（2）壓縮信息傳遞管理層級，提高時效性。按照管理層級劃分，高速公路建設期數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)自下而上的流向為：施工單位→監(jiān)理單位→建設單位→行業(yè)主管單位；按照業(yè)務領域劃分，高速公路建設期數(shù)據(jù)主要有：質量數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、投資數(shù)據(jù)、進度數(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)場動態(tài)，進而做出相應決策，數(shù)據(jù)信息傳遞的時效性是高速公路建設期信息化管理的關鍵需求。（3）統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源口徑，減少重復勞動和提高數(shù)據(jù)準確性。高速公路建設期的周期一般為3～5年，數(shù)據(jù)涉及到質量、安全、計量、進度等諸多方面，時間周期長、數(shù)據(jù)來源廣、業(yè)務歸口多，傳統(tǒng)的管理模式為人工采集、填報、匯總，耗時長、效率低、精度差；初步應用信息化手段后，能夠解決部分問題，但是業(yè)務歸口不一致，關注點不同，各項業(yè)務數(shù)據(jù)無法互聯(lián)互通，無法發(fā)揮更大價值。

因此要實現(xiàn)高速公路建設期大數(shù)據(jù)應用，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的來源口徑是必經之路。

2 高速公路建設期信息化管理規(guī)劃

（1）從業(yè)務驅動的角度，面向業(yè)務場景進行信息整合，以信息快速產生價值為整合導向，即“針對正確的人，在正確的時間，獲得正確的信息”。需要對管理角色、時效性、信息專注度進行業(yè)務提煉和精準靶向。（2）基于統(tǒng)一WBS的業(yè)務精細拆分，針對業(yè)務需求，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結構部位、時間維度上具體到每天、空間維度上具體到坐標；利用BIM模型作為信息集成載體，使無形的業(yè)務數(shù)據(jù)依附于有形的工程實體，建設基于互聯(lián)網的工程項目建設信息生態(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，梳理信息交互關系，打通不同業(yè)務領域間的壁壘，各項業(yè)務數(shù)據(jù)交互印證、引用、補充，使高速公路建設期信息化由業(yè)務驅動型進化為數(shù)據(jù)驅動型。

3 基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設管理信息化構建

3.1 創(chuàng)建統(tǒng)一WBS標準

統(tǒng)一WBS標準的創(chuàng)建首先基于建設期質量、安全、計量、進度等業(yè)務需求，同時應適當兼顧項目前期和運營養(yǎng)護期的對接應用，為全壽命周期工程項目數(shù)字化應用提供標準化信息數(shù)據(jù)。

WBS工作需要兼顧業(yè)務管控需求，將工程實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標準應涵蓋分部分項劃分、部位樁號、地理坐標、左右幅、層數(shù)、是否變更等屬性，以便后續(xù)應用。

3.2 WBS標準應用

根據(jù)制定的WBS標準組織各級參建單位進行WBS拆分工作，同時制定WBS拆分編碼的正則性校驗規(guī)則，以確保WBS成果的可靠性和標準化。

將WBS拆分工作與施工進度、計量支付實現(xiàn)合并管理，將施工方切身利益與WBS拆分關聯(lián)，輔以必要的信息校驗，確保所有施工單位嚴格按照標準所要求的格式和內容進行拆分。

對于已制定WBS標準中遇到未涵蓋的內容，建立回饋完善機制，由主管部門統(tǒng)一確認后對WBS標準進行完善和豐富。

3.3 基于統(tǒng)一WBS構建信息化管理平臺

信息化平臺構建在統(tǒng)一的WBS信息支撐下，除面向各業(yè)務領域開發(fā)對應功能模塊，滿足基本的業(yè)務功能之外，應充分考慮各項業(yè)務數(shù)據(jù)之間的業(yè)務關系、先后關系、繼承關系，內置多重計算規(guī)則和調用機制，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，實現(xiàn)業(yè)務聯(lián)動和同一來源的信息自動匯總，見圖1。

圖1 項目質量安全數(shù)據(jù)中心（工地試驗室）

4 基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設管理信息化應用

4.1 投資費用管控體系

進度管理和計量支付基于同一套WBS開展工作，確保了進度和計量數(shù)據(jù)在工程實體上一一對應，這就能夠實現(xiàn)進度和計量的平行對比，一個結構部位什么時候完成了形象進度，什么時候具備申請計量的條件，什么時候申請的計量可以從一個WBS中提取出來，這樣就能夠有效為項目進度安排、資金計劃提供詳實的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時，隨著大量數(shù)據(jù)的積累，可以通過構建數(shù)據(jù)模型進行大數(shù)據(jù)分析，綜合時間、氣候、地域、人工材料機械價格等多種因素得出對項目執(zhí)行的預測甚至預警，對于后續(xù)項目的進度和計量工作提供有效指導，見圖2。

圖2 項目投資進度管控

4.2 質量追溯體系

基于統(tǒng)一WBS開展的質量管理工作，可以將原材料、試驗室、拌合站、施工現(xiàn)場、成品檢驗等多個環(huán)節(jié)或場景的質量數(shù)據(jù)串聯(lián)起來，形成一條完整的質量數(shù)據(jù)鏈條，能夠實現(xiàn)從工程實體掃描二維碼反向追溯至原材料供應商；也可以從原材料掃描二維碼正向追溯至才來應用的工程實體。通過這種方式可以將傳統(tǒng)管理模式下的相對分散的質量數(shù)據(jù)集約化管理，減少人為因素影響，進一步提高了質量管理的精細化標準化水平。

4.3 人員管控體系

通過WBS結合GIS技術，將施工樁號與地理坐標建立對應關系，施工現(xiàn)場管理人員、勞務人員通過打卡考勤定位工作地點，人員位置體現(xiàn)在建設項目電子地圖中，每個工點投入人員情況一目了然。同時結合人員實名制、考勤管理、工資管理等可以實現(xiàn)管理人員履約監(jiān)管、勞務人員工資監(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精細模型項目編碼進行信息對接，實現(xiàn)BIM模型的信息承載和可視化展現(xiàn)，對施工形象進度、計量進度開展直觀的可視化管控，通過進度推演、計量分析預警等功能實現(xiàn)項目建設過程精準把控，實現(xiàn)了項目的建設的精細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 結語

隨著高速公路建設項目日趨大型化、復雜化，高速公路建設管理向集成管理發(fā)展是必然趨勢。高速公路建設的客體就是工程實體，在工程實體層面進行統(tǒng)一WBS工作是基礎中的基礎，基于統(tǒng)一WBS的高速公路建設期信息化建設和數(shù)據(jù)集成管理必將在智慧高速建設中起到重要作用。