廖知勇 尹紫紅 白 皓 黃紅亞 羅丹江 李佳煒

1.四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司；2.西南交通大學(xué)；3.四川沿江宜金高速公路有限公司；4.四川高路交通信息工程有限公司

1 引言

為響應(yīng)交通強(qiáng)國、交通強(qiáng)省的國家號召，積極推動(dòng)智慧交通的發(fā)展戰(zhàn)略，川高公司自主研發(fā)川高建設(shè)管理平臺，以實(shí)現(xiàn)在建高速公路的全過程數(shù)字化管理模式。由于建管平臺涉及整個(gè)高速公路施工管理過程，在軟件研發(fā)過程中存在對工程專業(yè)知識要求高、工程專業(yè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)了解不全面的問題。為保障建管平臺軟件研發(fā)順利，我們在軟件設(shè)計(jì)過程中結(jié)合馬斯洛需求理論，實(shí)現(xiàn)了軟件設(shè)計(jì)“梯式化”，業(yè)務(wù)測試“結(jié)構(gòu)化”的建管需求模式，打造一個(gè)平臺化、標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的高速公路“建、管、養(yǎng)”全壽命周期管理平臺。

2 研究背景

2.1 馬斯洛需求層次理論概述

需求層次理論由美國社會心理學(xué)家亞伯拉罕·馬斯洛提出，在其1943年發(fā)表的《人類動(dòng)機(jī)的理論》（A Theory of Human Moti?vation Psychological Review）中，初步構(gòu)建了需求層次理論的基本框架。馬斯洛認(rèn)為，人類價(jià)值體系可以分為兩類。一類是本能或沖動(dòng)，是人類作為動(dòng)物本能的需求，包括了生理需求以及安全需求，稱為低級需求；一類是潛能或需要，包括歸屬與愛的需求、尊重需求以及自我實(shí)現(xiàn)需求等，處于連續(xù)發(fā)展的變化中，這些需求會使自身在精神或情感領(lǐng)域得到滿足，稱為高級需求[1]。

馬斯洛理論一共包括五個(gè)需求層級：生理需求、安全需求、社會需求、尊重需求、自我實(shí)現(xiàn)需求，它是從基礎(chǔ)需求到頂層需求實(shí)現(xiàn)的一種金字塔形式。

2.2 傳統(tǒng)建設(shè)管理系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》的印發(fā)以及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通工程建設(shè)項(xiàng)目也在不斷創(chuàng)新進(jìn)步。項(xiàng)目管理者對信息化管理與工程建設(shè)結(jié)合的需求日益提升，傳統(tǒng)的信息化管理模式逐漸體現(xiàn)出不足以及困難之處。

2.2.1 數(shù)據(jù)孤島

隨著信息化技術(shù)與工程建設(shè)管理結(jié)合日益密切，各個(gè)在建項(xiàng)目都逐漸展開了信息化的建設(shè)，通過信息技術(shù)輔助完成工程建設(shè)管理工作。結(jié)合自身建設(shè)過程中的特點(diǎn)及需求，采用了一系列信息管理系統(tǒng)，收集了各自建設(shè)過程中產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)。但是，多個(gè)系統(tǒng)存在著明顯的局限性，各系統(tǒng)能基本滿足工程建設(shè)對該部分建設(shè)的管理需求，以單個(gè)管理目標(biāo)為主，沒有形成數(shù)據(jù)信息共享及關(guān)聯(lián)。不同系統(tǒng)間信息不能相互傳遞，數(shù)據(jù)難以共享互通，使得傳統(tǒng)信息化管理系統(tǒng)容易出現(xiàn)“數(shù)據(jù)孤島”的情況。

2.2.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用缺乏

目前各傳統(tǒng)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要作用是為業(yè)主、施工、監(jiān)理等各單位提供在建管理過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且將各類數(shù)據(jù)留存后形成竣工資料，各類采集、填寫的數(shù)據(jù)未做到合理利用，未對項(xiàng)目后期養(yǎng)護(hù)、管理過程提供幫助，缺乏數(shù)據(jù)應(yīng)用措施。

2.3 需求層次理論在需求設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

馬斯洛通過人的行為模式，將人的需求分為了上述五個(gè)需求層次，并提出人的需求是像階梯一樣從低到高，按逐層遞升的。當(dāng)某一層次的需求被滿足時(shí)，人們會直發(fā)地追求更高層次的需求。在此同時(shí)，已獲得滿足的需求無法再次為人們提供激勵(lì)的力量。這在一定程度上反映了人類心理活動(dòng)及行為的規(guī)律，通過相同的規(guī)律，我們可以將此用于建管系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)的過程。

系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)及測試的過程，無須與馬斯洛需求層次理論一一對應(yīng)，只是通過馬斯洛理論將系統(tǒng)用戶的需求劃分為不同的層次[2]。在建管系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)初步階段，低級需求占需求工作的比例較大，傳統(tǒng)建設(shè)管理系統(tǒng)中計(jì)量、變更、進(jìn)度以及BIM（建筑模型信息）功能的實(shí)現(xiàn)是用戶迫切使用的功能，高級需求占的工作比例較??；隨著建管系統(tǒng)的不斷完善、擴(kuò)大，低級需求已不再是用戶對系統(tǒng)功能的訴求，通過系統(tǒng)對數(shù)據(jù)分析得到結(jié)論輔助管理者對項(xiàng)目進(jìn)行決策、覆蓋項(xiàng)目建設(shè)過程全周期的多系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集以及為后期養(yǎng)護(hù)運(yùn)營階段提供數(shù)據(jù)支持逐漸成為用戶在滿足基本需求后對項(xiàng)目有更高層次需求后提出的高級需求。從基本的生理需求到自我需求，建立了川高建設(shè)管理平臺的用戶需求理論模型。

3 川高建管平臺的用戶需求層次

3.1 用戶需求層次分析

從上述理論中可以看出，不同角色、層級、價(jià)值觀的用戶在系統(tǒng)功能的需求上是不一致的。建設(shè)管理系統(tǒng)的主體服務(wù)對象是在建項(xiàng)目的管理、施工、監(jiān)理以及信息采集人員。隨著近年來信息技術(shù)發(fā)展，交通工程建設(shè)項(xiàng)目也在不斷創(chuàng)新進(jìn)步，用戶對系統(tǒng)的需求也在不斷轉(zhuǎn)變。用戶的需求將由低層次的生理、安全需求逐漸變?yōu)楦邔哟涡枨?，但低層次的需求并不會因此消失。因此，建設(shè)管理系統(tǒng)用戶需求應(yīng)建立在用戶生理需求上，并在此基礎(chǔ)之上不斷完善用戶更高層次的需求，以協(xié)助用戶實(shí)時(shí)、全面的掌控全建設(shè)周期中各類重點(diǎn)數(shù)據(jù)及信息。

3.1.1 生理需求

生理需求即為產(chǎn)品的核心需求，基礎(chǔ)功能需求。對于建設(shè)管理系統(tǒng)來說，核心需求就是反映建設(shè)過程中的實(shí)時(shí)建設(shè)情況，通過綜合展示數(shù)據(jù)、報(bào)表信息、審批流程結(jié)果以及實(shí)時(shí)進(jìn)展情況等反映在建項(xiàng)目建情況。

根據(jù)用戶實(shí)際需求情況，我們可以將建設(shè)管理系統(tǒng)生理需求總結(jié)為以下幾個(gè)方面：（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶來的需求。四川高速公司目前有多個(gè)在建高速項(xiàng)目，存在各項(xiàng)目數(shù)據(jù)類型、用表模型、審批流程以及工程劃分標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況，在傳統(tǒng)線下流程中，各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)難以統(tǒng)一、規(guī)整，不便于管理者了解各項(xiàng)目情況以及對各項(xiàng)目建設(shè)情況進(jìn)行比較，川高建設(shè)管理系統(tǒng)在系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)由更高層級管理者統(tǒng)一制定此類標(biāo)準(zhǔn)、模型樣式、流程信息、竣工資料標(biāo)準(zhǔn)以及工程劃分標(biāo)準(zhǔn)。（2）計(jì)算機(jī)熟悉程度帶來的需求。鑒于施工建設(shè)單位用戶年齡層次、計(jì)算機(jī)操作能力不一的特點(diǎn)，建設(shè)管理系統(tǒng)功能界面、操作應(yīng)滿足簡潔、方便、易學(xué)、易用的設(shè)計(jì)原則，針對不同角色的功能應(yīng)該精簡，在需求階段將各類數(shù)據(jù)之間的邏輯梳理，置于系統(tǒng)內(nèi)，減少用戶操作。（3）工程建設(shè)帶來的需求。根據(jù)用戶需求，建設(shè)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)功能應(yīng)滿足施工建設(shè)過程常用的流程，包含工程計(jì)量、工程變更、進(jìn)度管控、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)同步上傳、BIM 系統(tǒng)建設(shè)等基礎(chǔ)功能。建設(shè)管理系統(tǒng)在需求階段應(yīng)考慮此類基礎(chǔ)功能的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。

根據(jù)用戶需求，建設(shè)管理系統(tǒng)在生理需求層面以當(dāng)滿足上述三方面的需求。因此，在需求設(shè)計(jì)初始階段我們將系統(tǒng)分為了建設(shè)管理、BIM、物聯(lián)網(wǎng)三大功能點(diǎn)。

建設(shè)管理：包含進(jìn)度控制、計(jì)量管理、變更管理、工程建設(shè)、質(zhì)量管控等基礎(chǔ)功能模塊以及符合施工建設(shè)需要的合同登記、項(xiàng)目信息等信息錄入模塊。

BIM系統(tǒng)：建筑信息模型（BIM）是基于建筑項(xiàng)目現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)，通過將工程圖紙導(dǎo)入三維建模軟件，智能識別圖中建筑基礎(chǔ)構(gòu)件，從而建立起與實(shí)際相仿的三維建筑模型。借助BIM 模型的可視化特點(diǎn)可以將建筑項(xiàng)目的整體布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)直觀地展示出來，工程業(yè)主、施工單位及設(shè)計(jì)單位等項(xiàng)目參與方能準(zhǔn)確、快速、全面地獲取建筑的相關(guān)信息，利于各單位更好地進(jìn)行研討。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：主要包括工地視頻、試驗(yàn)機(jī)、拌和站、張拉壓漿等方面，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，建立了質(zhì)量不合格臺賬及追蹤機(jī)制，對系統(tǒng)所采集的不合格信息進(jìn)行分類處理：施工、監(jiān)理、業(yè)主三方面采取措施，讓問題及時(shí)整改。生理需求即基礎(chǔ)功能作為產(chǎn)品的核心需求，是建管系統(tǒng)發(fā)展和拓展的基礎(chǔ)，在需求收集以及設(shè)計(jì)研發(fā)時(shí)，應(yīng)對第一層要求上的功能給予重視，并優(yōu)先進(jìn)行開發(fā)測試；對于其他層次上的需求則可在后續(xù)過程的開發(fā)中逐步實(shí)現(xiàn)和完善。優(yōu)先滿足用戶低層次的需求，以驅(qū)使用戶產(chǎn)生、提出更高層次的需求。

3.1.2 安全需求

所謂安全需求就是指人保障自身安全的一種機(jī)制，安全需求的核心在于滿足用戶的控制，讓用戶體驗(yàn)為軟件的功能都在自己的可控范圍內(nèi)，我們可以把建設(shè)管理系統(tǒng)的安全需求歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：（1）用戶信息保密性。用戶在使用系統(tǒng)時(shí)，建設(shè)管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對個(gè)人信息、部門崗位等個(gè)人信息保密，確保用戶信息安全。（2）數(shù)據(jù)文件保密性。系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對項(xiàng)目施工過程中產(chǎn)生的部分?jǐn)?shù)據(jù)以及批復(fù)文件進(jìn)行保護(hù)或針對部分用戶開放部分展示權(quán)限，根據(jù)系統(tǒng)用戶角色進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。（3）流程簽字簽章安全性。建設(shè)管理系統(tǒng)根據(jù)用戶需求將進(jìn)度、計(jì)量、變更等審批流程由傳統(tǒng)線下簽署轉(zhuǎn)為線上審批，各崗位對應(yīng)負(fù)責(zé)人需簽署簽字簽章信息來完成審批流程，建管系統(tǒng)使用帶有安全認(rèn)證的Key及CA認(rèn)證確保用戶簽字簽章的真實(shí)、有效性。

安全需求作為第二層次需求，它是用戶在滿足基本功能后提出的較高層級需求，建管系統(tǒng)在需求設(shè)計(jì)時(shí)，已充分考慮數(shù)據(jù)安全及人員信息保密性，消除用戶對系統(tǒng)安全的疑慮，滿足了用戶較高安全需求的心理。

3.1.3 社交需求

當(dāng)前兩者需求得到滿足后，社會需求才會慢慢受到關(guān)注，可以理解為軟件在功能性和安全性上已基本滿足用戶使用需求，較高層次的功能需求開始驅(qū)使用戶提出各類更高層級需求以完善系統(tǒng)功能。在傳統(tǒng)建管系統(tǒng)中，各類智慧系統(tǒng)能基本滿足工程建設(shè)對該部分建設(shè)的管理需求，但是多數(shù)以單個(gè)管理目標(biāo)為主，沒有形成數(shù)據(jù)信息共享及關(guān)聯(lián)。不同系統(tǒng)間信息不能相互傳遞，數(shù)據(jù)難以共享互通，使得傳統(tǒng)信息化管理系統(tǒng)容易出現(xiàn)“數(shù)據(jù)孤島”的情況。建設(shè)管理系統(tǒng)將各個(gè)智慧系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)完成了整合與匯總，實(shí)現(xiàn)各類型數(shù)據(jù)的相互傳遞、共享，完成了數(shù)據(jù)間的交互，滿足用戶對數(shù)據(jù)交互的需求。

3.1.4 尊重需求

尊重分為內(nèi)外尊重。內(nèi)部尊重是指一個(gè)人通過自我評價(jià)而形成的結(jié)果，主要是基于社會比較而產(chǎn)生的。外部尊重是指來自外部社會的尊重、信賴等。建管系統(tǒng)將項(xiàng)目各功能模塊中產(chǎn)生的匯總數(shù)據(jù)已圖表、各類柱狀圖、折線圖及餅狀圖的形式，通過大屏展示系統(tǒng)進(jìn)行展示。通過大屏系統(tǒng)展示項(xiàng)目實(shí)時(shí)建設(shè)情況，及時(shí)得到上級部門或管理者的肯定以及指正，既是一種外部尊重也是一種內(nèi)部自我尊重的良好體現(xiàn)。

3.1.5 自我實(shí)現(xiàn)需求

自我實(shí)現(xiàn)價(jià)值的需求，是馬斯洛需求層次理論最高層次的需求，也是建設(shè)管理系統(tǒng)目前發(fā)展的主要方向以及目標(biāo)。用戶在滿足了基本需求以及感受系統(tǒng)帶來的便捷、高效性后，將根據(jù)自身實(shí)際情況，提出更高層次的需求，通過各種現(xiàn)代化方式提高項(xiàng)目建設(shè)工作效率。我們可以把目前建設(shè)管理系統(tǒng)的自我實(shí)現(xiàn)需求歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：（1）竣工資料帶來的需求。隨著相關(guān)部門對竣工資料電子化的推進(jìn)，用戶在線上完成了計(jì)量、變更等流程的審核過程。其他相關(guān)的竣工資料由傳統(tǒng)的線下流程轉(zhuǎn)換為線上審核已成為用戶的迫切需求，用戶提出了通過建管系統(tǒng)完成質(zhì)檢資料的審核以及竣工資料的歸檔的需求，提高工作效率、節(jié)省成本。（2）數(shù)據(jù)采集帶來的需求。用戶通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集了試驗(yàn)機(jī)、拌和站、張拉壓漿等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋建設(shè)情況，取得了較好的效果。在此基礎(chǔ)下，用戶對類似數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)有了一定的需求，例如：復(fù)合地基質(zhì)量監(jiān)測、路面攤鋪質(zhì)量監(jiān)測、壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測、隧道信息化平臺等信息化監(jiān)測技術(shù)。（3）數(shù)據(jù)利用帶來的需求。建管系統(tǒng)覆蓋了工程建設(shè)的全生命周期，協(xié)助管理者進(jìn)行項(xiàng)目管理決策。在滿足了對建設(shè)過程的管理后，讓數(shù)據(jù)得到更深、更長遠(yuǎn)應(yīng)用成為項(xiàng)目管理者的需求，將建設(shè)過程的數(shù)據(jù)與高速公路養(yǎng)護(hù)運(yùn)營相結(jié)合的需求由此提出，增加數(shù)據(jù)利用率。

3.2 用戶需求的整合

新產(chǎn)品開發(fā)過程的首要問題即是分析和解決產(chǎn)品功能需求[3]。然而用戶的需求是多方面多層次甚至是不確定的，各層次之間又存在諸多關(guān)聯(lián)。如何較準(zhǔn)確的把握并滿足用戶的現(xiàn)實(shí)需求和潛在需求對建管系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)開發(fā)是十分重要的[4]。這就需要我們在研發(fā)前對用戶的需求進(jìn)行整合。

根據(jù)用戶提出的各層次需求，我們將用戶需求整合如圖1。

圖1

4 總結(jié)

馬斯洛的需求層次是以理論為核心思想，以滿足多樣化需求為核心，將人類動(dòng)機(jī)分為了從基礎(chǔ)需求到頂層需求的金字塔形式。本文以建設(shè)管理系統(tǒng)為研究對象，驗(yàn)證了這種金字塔形式的多層次需求同樣適用于軟件平臺的功能需求設(shè)計(jì)，并且應(yīng)用馬斯洛理論需求設(shè)計(jì)的結(jié)果更利于研發(fā)者在研發(fā)過程中對基礎(chǔ)功能滿足的優(yōu)先級判斷，使研發(fā)者理解研發(fā)對象的最終目標(biāo)及意義。同時(shí)，軟件平臺的設(shè)計(jì)結(jié)果也令用戶感受到信息化技術(shù)的先進(jìn)性。對于馬斯洛理論在信息化技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于待更深層次挖掘的階段，如：多層級軟件開發(fā)模式的優(yōu)越性，軟件平臺后期實(shí)施運(yùn)維的多層級模式等?？梢灶A(yù)見一種全新的理念模式在同一領(lǐng)域的應(yīng)用將帶來怎樣的優(yōu)勢性轉(zhuǎn)變。