主数据 被忽视的关键因素

文/图 福建华闽通达信息技术有限公司 杨中庆

自2016年起，交通运输部陆续发布一系列政策和指导意见，要求把BIM作为交通基建领域技术进步和转型发展的一个重要抓手和支撑手段。目前，已有越来越多交通工程企业将BIM应用到工程项目中。

然而，随着BIM在交通工程建设领域应用中的不断深入，BIM虽与业务系统集成管理的建设模式得到了长足发展，但一些曾经被普遍忽视的根本问题被逐渐暴露出来。其中最主要的一个问题，就是许多企业仅把BIM系统当作如同ERP、OA之类的协同办公软件，只注重从模型到建设实体的设计成果，而忽视了信息，即主数据管理模型对于建筑与模型间，从初始设计阶段到建设阶段，再到运营、管理阶段的数据联通。这意味着，如果BIM不能打通工程设计、建设进度、运营管理，以及建设过程中质量、安全、计量等各个业务环节之间的独立单元数据，BIM就是一个空壳。

如果把BIM比喻为一个生命体，那么数据就是血液，而主数据管理模型就是把血液输送到身体各个部位的血管。如果各个独立单元的数据无法打通、实现共享，就好比血管无法将血液输送至全身，造成血液循环不畅，血管出现坏死。因此，只有搭建起能够为项目后期运维管养输送血液的主数据管理模型，才可以实现对整个建设过程的全生命周期管理。

什么是主数据

主数据（Master Data）一词起源于企业信息化早期的办公自动化（OA）、企业资源计划（ERP）和客户关系管理（CRM）等系统。由于主数据是关键业务实体中最权威、最准确、最有价值的数据，具有唯一性，在BIM的所有数据中占据主导地位，因此，也被称为“核心数据”或“黄金数据”。

在2018年发布的国家标准《数据管理能力成熟度评估模型》（GB/T 36073-2018）中，主数据的定义是“组织中需要跨系统、跨部门进行共享的核心业务实体数据”。由此可以看出，作为数据之源，主数据是数据资产管理的核心，还是信息系统互联互通的基石，更是信息化和数字化发展的重要基础。

主数据从何而来

公路工程信息化不仅涉及从立项、调研、可行性研究、评估、决策、计划、设计、施工到竣工验收等一系列业务活动，还涉及范围管理、时间管理、费用管理、质量管理、采购管理、人力资源管理、风险管理、沟通管理和综合管理等多方面管理工作，通过聚合业主、监理、施工单位等众多部门参与，最终构建起贯穿于工程全生命周期管理的庞大的基础数据库。

由于从各业务端初始汇聚而成的基础数据标准不统一、编码不统一、含义不统一，从而给项目后续阶段的数据共享和数据关联分析造成了极大阻碍。此时，主数据的价值就凸显出来了，它能够对基础数据进行及时、准确的规划管理，并形成统一、完整、规范、准确的数据，从而实现BIM各信息单元基础数据的互通与共享。

根据多年研究与实践，笔者结合《建筑施工企业管理基础数据标准（JGJ-T 204-2010）》《公路工程建设项目造价数据标准(JTGT 3812—2020）》等行业标准，对公路工程数据提炼并规划出十一类主数据域，分别为：人力资源、财务、合同、机械设备、物资、固定资产、档案、客商、综合、项目管理、工程。十一类主数据域又细分出40小类。

图1.公路工程主数据类型

主数据如何应用

在公路工程BIM系统构建方面，建立统一的主数据管理模型不仅能够实现数据对工程建设的全生命周期管理，还能满足多应用系统间的数据集成和共享需求。在多应用系统集成的情况下，主数据管理模型的真正意义在于，基于主数据共享互通、唯一性、标准化的特征，统一各独立的业务系统认知，并形成数据共识。在主数据管理模型中，主数据管理的具体应用形式，如图2所示。

图2.多系统集成主数据应用示例

主数据与BIM的同态化数据交付

数据交付的重要性

随着数字化建设进程加快，BIM在交通建设领域中的应用不断深入，现阶段我国公路交通建设过程可分为可行性研究、勘察设计、详细设计、招投标、工程建设、试运行、交付竣工、管理养护等多个阶段，由此收集到的包括工程地质数据、设计数据、BIM模型数据，以及施工过程中的工程量数据、质量安全数据、环保数据和图纸、竣工档案等涵盖工程建设全过程的大量基础数据，对于公路建设下一阶段的运营、养护、安全管理等具有十分重要的参考价值。

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

然而，国内公路建设领域的大部分施工企业在构建项目管理平台时，基本侧重于对建设过程中的业务管控，却忽视了各项能够反映公路结构、线路、建设、投资等情况的主数据管理模型建设，最终无法实现数据交付，即无法为公路管养、资产管理、道路改造等留下真实、有效的数据。

2021年2月26日，交通运输部发布了《公路工程信息模型应用统一标准（JTGT 2420—2021）》《公路工程设计信息模型应用标准（JTGT 2421—2021）》《公路工程施工信息模型应用标准（JTGT 2422—2021）》三项标准，从规范公路工程BIM技术应用出发，明确公路工程设计、施工和运维等阶段的数据内容和要求，涵盖路线、路基路面、桥涵、隧道、交通工程及沿线设施等专业，为主数据管理及数据交付在公路交通领域的进一步应用奠定了行业基础，同态化数据交付因此成为公路工程信息化管理的一个重要要求。

数据交付体系的初步构建

当前公路工程全生命周期项目数据交付体系如图3所示，融合了主数据管理与规划、BIM模型辅助设计与应用，同时结合电子文件标准体系，不仅满足了前期工程建设中的概预算管理、设计、施工管理，还可满足公路工程后期竣工验收、运营养护、设备管理、改（扩）建等公路工程全生命周期内的数据管理及应用需求。

图3.“主数据+信息模型+电子文件”的公路工程全生命周期数据交付体系

目前，不少企业逐渐发现主数据管理，即数据质量规范和数据治理对于深化BIM应用具有积极意义。在构建数据交付后，企业可按照工程建设阶段逐步移交相关数据信息，如设计阶段完成后向业主移交设计文件、设计参数数据、工程量数据、工程结构物清单、BIM模型等数据和电子文件；施工建设阶段则按照施工中间交工、单位工程交工、施工标段交工和工程竣工等多个阶段交付施工组织设计、原材料和结构物检验等相关数据和文件。

链接：

“主数据+信息模型+电子文件”的公路工程全生命周期数据交付体系

●主数据起主控和引导作用，位于整个体系的上层。

●BIM模型作为辅助，提供从设计到施工过程的辅助设计与支持。

●项目管理业务系统，涵盖公路工程施工前期、中期、后期的所有业务范围，最终通过系统交付结构化数据。

●电子文件标准的引入，使得无论是业务系统产生的数据或是外来文件，最终通过电子文件管理系统形成“来源可靠、程序规范、要素合规”的电子档案，可以形成PDF或OFD版式文件归档，作为档案长期保存。

●以相关法律法规作为底层的技术支撑框架，基于基础施设云化运行，使数据交付安全有保障。

同态化数据交付体系的具体实践

基于工作分解结构（WBS）主数据并集成BIM模型的项目总控数据交付体系，是主数据当前的一种主要应用，它覆盖了公路工程建设的全生命周期，并已在多个项目中成功实践，具体实践路径为：

1.项目建设前期，通过WBS结构树与BIM模型中的EBS构件进行关系对应映射，从而使BIM模型与WBS结构实现编码关联，实现两者源头数据的同步化。

2.项目建设中期，通过工程WBS与BIM的EBS两者源头数据的同步融合，能够在BIM视图上，同态展示工程的形象进度和施工行为、分配工作任务、执行程序管理及项目预警，并串联起进度、计量、质量、安全、材料、试验等各业务系统，最终实现业务系统间数据的互联互通。

3.项目建设中期，基于项目总控理念的基础上，充分融入了《档案法》及《建设项目电子文件归档和电子档案管理暂行办法》中对电子文件的元数据的提取要求。

4.项目建设过程中，融入物联网技术，可以通过智慧安全帽、电子围栏等自动获取安全数据，实时监控现场施工情况，做到数据的实时在线交付。

5.项目完工后，基于电子文件与电子档案一体化管理，实现电子文件体系化交付归档，如图4所示。

图4.电子档案数据交付

6.项目竣工后，可利用完工交付的WBS结构物完整数据，结合GIS定位和导航系统，对线路隐患及危险源进行巡查，通过收集巡检数据、显示隐患分布、提供隐患排查库，为道路安全排查提供决策分析数据。

7.项目竣工完成，可以利用完工交付的WBS结构物及部位数据，对桥梁部位、构件、车道进行病害巡查、扫描，病害定位及汇总，为后继保养维护工作提供参考数据。

基于WBS主数据和BIM模型相结合的项目总控数据交付体系，实现了BIM与业务数据的全闭环融合打通。通过引入电子文件全生命周期及电子文件标准体系，实现了非结构化数据的形成与档案移交的要求，在结构化和非结构化的“双交付”下，保障了公路工程建设全生命周期中的数据资产完整性。

物联网及5G等现代技术的发展，使智能化及工业化融合持续加速，为实现BIM的“下一站”目标——数字孪生提供了适宜生长的沃土。作为实现数字孪生这一阶段目标的基础和必要条件，基于“主数据+信息模型+电子文件”的项目总控数据交付体系，也必将会为公路工程项目“建管养”一体化及公路建设智慧化及“数字建造”等未来发展方向提供安全可靠、规范稳定的数据支撑。