基于统一WBS的高速公路建设信息化管理研究

迟朝明，赵 杰,付志超

（1.齐鲁交通发展集团有限公司 建设管理分公司，山东 济南 250101；2.山东省交通规划设计院有限公司 全寿命周期BIM技术应用研发中心，山东 济南 250031；3. 山东路科公路信息咨询有限公司，山东 济南 250014）

引言

交通运输部《推进综合交通运输大数据发展行动纲要（2020—2025年）》提出深入推进大数据共享开放，推动行业数字化转型。促进行业企业应用大数据、云计算等技术提高企业建设能力。建设期信息化管理是整个高速公路项目全生命周期数字化中尤为关键的一环，是后续的项目管理和运维阶段的信息化应用的基础。

“十三五”期间，大批高速公路工程建设项目开工建设。在项目建设过程中利用信息化的手段对工程质量、安全、进度等业务进行管理已经相对普及，但受制于业务领域划分，基于单一业务管理需求建成的信息化管理平台数据和信息未能实现交互，形成孤岛效应，数据价值没有得到进一步挖掘。

工作分解结构WBS（Work Breakdown Structure）以可交付成果为导向归纳和定义了项目的整个工作范围，是制定进度计划、资源需求、成本预算、风险管理计划和采购计划等的重要基础。WBS同时也是控制项目变更的重要基础。

对于大型施工投资和建设主体来说，以项目级管理入手，开发企业级的综合信息化管理系统，利用BIM技术将各项业务聚焦至工程实体，将原有数据进行维度的提升和信息集成，实现多元化业务数据基于WBS的信息协同，建立基于统一的WBS形成信息资源目录体系是利用大数据开展多业务融合应用的基础。

1 需求剖析

高速公路建设期信息化规划需要与高速公路建设期管理的工作任务和实际需求相结合。现阶段高速公路建设期信息化管理面临的问题：（1）提升原始业务数据信息化采集程度。借助现代化的通讯技术来有效规范传统管理模式，将传统的人为采集、填写、报送、审核的数据转型为较大程度的自动采集填报，同时对信息录入采集辅助一定程度的规则校验干预，以确保施工现场的数据以较为规整的形式进入业务处理流程。（2）压缩信息传递管理层级，提高时效性。按照管理层级划分，高速公路建设期数据的数据自下而上的流向为：施工单位→监理单位→建设单位→行业主管单位；按照业务领域划分，高速公路建设期数据主要有：质量数据、安全数据、投资数据、进度数据。各级岗位需要高效的获取到所需信息，感知施工现场动态，进而做出相应决策，数据信息传递的时效性是高速公路建设期信息化管理的关键需求。（3）统一数据来源口径，减少重复劳动和提高数据准确性。高速公路建设期的周期一般为3～5年，数据涉及到质量、安全、计量、进度等诸多方面，时间周期长、数据来源广、业务归口多，传统的管理模式为人工采集、填报、汇总，耗时长、效率低、精度差；初步应用信息化手段后，能够解决部分问题，但是业务归口不一致，关注点不同，各项业务数据无法互联互通，无法发挥更大价值。

因此要实现高速公路建设期大数据应用，统一数据的来源口径是必经之路。

2 高速公路建设期信息化管理规划

（1）从业务驱动的角度，面向业务场景进行信息整合，以信息快速产生价值为整合导向，即“针对正确的人，在正确的时间，获得正确的信息”。需要对管理角色、时效性、信息专注度进行业务提炼和精准靶向。（2）基于统一WBS的业务精细拆分，针对业务需求，通过统一的WBS将所需信息的来源拆分到最小单元，客体维度上具体到每个结构部位、时间维度上具体到每天、空间维度上具体到坐标；利用BIM模型作为信息集成载体，使无形的业务数据依附于有形的工程实体，建设基于互联网的工程项目建设信息生态圈场。（3）基于数据层的信息统一将多元化场景信息融合，梳理信息交互关系，打通不同业务领域间的壁垒，各项业务数据交互印证、引用、补充，使高速公路建设期信息化由业务驱动型进化为数据驱动型。

3 基于统一WBS的高速公路建设管理信息化构建

3.1 创建统一WBS标准

统一WBS标准的创建首先基于建设期质量、安全、计量、进度等业务需求，同时应适当兼顾项目前期和运营养护期的对接应用，为全寿命周期工程项目数字化应用提供标准化信息数据。

WBS工作需要兼顾业务管控需求，将工程实体分解至最小管控单元，以满足最小数据元采集需求。WBS标准应涵盖分部分项划分、部位桩号、地理坐标、左右幅、层数、是否变更等属性，以便后续应用。

3.2 WBS标准应用

根据制定的WBS标准组织各级参建单位进行WBS拆分工作，同时制定WBS拆分编码的正则性校验规则，以确保WBS成果的可靠性和标准化。

将WBS拆分工作与施工进度、计量支付实现合并管理，将施工方切身利益与WBS拆分关联，辅以必要的信息校验，确保所有施工单位严格按照标准所要求的格式和内容进行拆分。

对于已制定WBS标准中遇到未涵盖的内容，建立回馈完善机制，由主管部门统一确认后对WBS标准进行完善和丰富。

3.3 基于统一WBS构建信息化管理平台

信息化平台构建在统一的WBS信息支撑下，除面向各业务领域开发对应功能模块，满足基本的业务功能之外，应充分考虑各项业务数据之间的业务关系、先后关系、继承关系，内置多重计算规则和调用机制，以便形成数据交互引用，方便信息化集成管理和综合管控，实现业务联动和同一来源的信息自动汇总，见图1。

图1 项目质量安全数据中心（工地试验室）

4 基于统一WBS的高速公路建设管理信息化应用

4.1 投资费用管控体系

进度管理和计量支付基于同一套WBS开展工作，确保了进度和计量数据在工程实体上一一对应，这就能够实现进度和计量的平行对比，一个结构部位什么时候完成了形象进度，什么时候具备申请计量的条件，什么时候申请的计量可以从一个WBS中提取出来，这样就能够有效为项目进度安排、资金计划提供详实的数据依据。同时，随着大量数据的积累，可以通过构建数据模型进行大数据分析，综合时间、气候、地域、人工材料机械价格等多种因素得出对项目执行的预测甚至预警，对于后续项目的进度和计量工作提供有效指导，见图2。

图2 项目投资进度管控

4.2 质量追溯体系

基于统一WBS开展的质量管理工作，可以将原材料、试验室、拌合站、施工现场、成品检验等多个环节或场景的质量数据串联起来，形成一条完整的质量数据链条，能够实现从工程实体扫描二维码反向追溯至原材料供应商；也可以从原材料扫描二维码正向追溯至才来应用的工程实体。通过这种方式可以将传统管理模式下的相对分散的质量数据集约化管理，减少人为因素影响，进一步提高了质量管理的精细化标准化水平。

4.3 人员管控体系

通过WBS结合GIS技术，将施工桩号与地理坐标建立对应关系，施工现场管理人员、劳务人员通过打卡考勤定位工作地点，人员位置体现在建设项目电子地图中，每个工点投入人员情况一目了然。同时结合人员实名制、考勤管理、工资管理等可以实现管理人员履约监管、劳务人员工资监管。

4.4 基于BIM的可视化信息集成

通过基于统一的WBS与BIM精细模型项目编码进行信息对接，实现BIM模型的信息承载和可视化展现，对施工形象进度、计量进度开展直观的可视化管控，通过进度推演、计量分析预警等功能实现项目建设过程精准把控，实现了项目的建设的精细化管理和信息化提升，见图3。

图3 隧道BIM可视化信息集成

5 结语

随着高速公路建设项目日趋大型化、复杂化，高速公路建设管理向集成管理发展是必然趋势。高速公路建设的客体就是工程实体，在工程实体层面进行统一WBS工作是基础中的基础，基于统一WBS的高速公路建设期信息化建设和数据集成管理必将在智慧高速建设中起到重要作用。