文/圖 福建華閩通達信息技術(shù)有限公司 楊中慶

自2016年起，交通運輸部陸續(xù)發(fā)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(shù)進步和轉(zhuǎn)型發(fā)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(yè)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(yè)務系統(tǒng)集成管理的建設模式得到了長足發(fā)展，但一些曾經(jīng)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(yè)僅把BIM系統(tǒng)當作如同ERP、OA之類的協(xié)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)聯(lián)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(zhì)量、安全、計量等各個業(yè)務環(huán)節(jié)之間的獨立單元數(shù)據(jù)，BIM就是一個空殼。

如果把BIM比喻為一個生命體，那么數(shù)據(jù)就是血液，而主數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)無法打通、實現(xiàn)共享，就好比血管無法將血液輸送至全身，造成血液循環(huán)不暢，血管出現(xiàn)壞死。因此，只有搭建起能夠為項目后期運維管養(yǎng)輸送血液的主數(shù)據(jù)管理模型，才可以實現(xiàn)對整個建設過程的全生命周期管理。

什么是主數(shù)據(jù)

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

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

主數(shù)據(jù)從何而來

公路工程信息化不僅涉及從立項、調(diào)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(yè)務活動，還涉及范圍管理、時間管理、費用管理、質(zhì)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(yè)主、監(jiān)理、施工單位等眾多部門參與，最終構(gòu)建起貫穿于工程全生命周期管理的龐大的基礎數(shù)據(jù)庫。

由于從各業(yè)務端初始匯聚而成的基礎數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、編碼不統(tǒng)一、含義不統(tǒng)一，從而給項目后續(xù)階段的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)關聯(lián)分析造成了極大阻礙。此時，主數(shù)據(jù)的價值就凸顯出來了，它能夠?qū)A數(shù)據(jù)進行及時、準確的規(guī)劃管理，并形成統(tǒng)一、完整、規(guī)范、準確的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)BIM各信息單元基礎數(shù)據(jù)的互通與共享。

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

圖1.公路工程主數(shù)據(jù)類型

主數(shù)據(jù)如何應用

在公路工程BIM系統(tǒng)構(gòu)建方面，建立統(tǒng)一的主數(shù)據(jù)管理模型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)對工程建設的全生命周期管理，還能滿足多應用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成和共享需求。在多應用系統(tǒng)集成的情況下，主數(shù)據(jù)管理模型的真正意義在于，基于主數(shù)據(jù)共享互通、唯一性、標準化的特征，統(tǒng)一各獨立的業(yè)務系統(tǒng)認知，并形成數(shù)據(jù)共識。在主數(shù)據(jù)管理模型中，主數(shù)據(jù)管理的具體應用形式，如圖2所示。

圖2.多系統(tǒng)集成主數(shù)據(jù)應用示例

主數(shù)據(jù)與BIM的同態(tài)化數(shù)據(jù)交付

數(shù)據(jù)交付的重要性

隨著數(shù)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(xiàn)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(yǎng)護等多個階段，由此收集到的包括工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、設計數(shù)據(jù)、BIM模型數(shù)據(jù)，以及施工過程中的工程量數(shù)據(jù)、質(zhì)量安全數(shù)據(jù)、環(huán)保數(shù)據(jù)和圖紙、竣工檔案等涵蓋工程建設全過程的大量基礎數(shù)據(jù)，對于公路建設下一階段的運營、養(yǎng)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(nèi)公路建設領域的大部分施工企業(yè)在構(gòu)建項目管理平臺時，基本側(cè)重于對建設過程中的業(yè)務管控，卻忽視了各項能夠反映公路結(jié)構(gòu)、線路、建設、投資等情況的主數(shù)據(jù)管理模型建設，最終無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)交付，即無法為公路管養(yǎng)、資產(chǎn)管理、道路改造等留下真實、有效的數(shù)據(jù)。

2021年2月26日，交通運輸部發(fā)布了《公路工程信息模型應用統(tǒng)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(guī)范公路工程BIM技術(shù)應用出發(fā)，明確公路工程設計、施工和運維等階段的數(shù)據(jù)內(nèi)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(yè)，為主數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)交付在公路交通領域的進一步應用奠定了行業(yè)基礎，同態(tài)化數(shù)據(jù)交付因此成為公路工程信息化管理的一個重要要求。

數(shù)據(jù)交付體系的初步構(gòu)建

當前公路工程全生命周期項目數(shù)據(jù)交付體系如圖3所示，融合了主數(shù)據(jù)管理與規(guī)劃、BIM模型輔助設計與應用，同時結(jié)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(yǎng)護、設備管理、改（擴）建等公路工程全生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)管理及應用需求。

圖3.“主數(shù)據(jù)+信息模型+電子文件”的公路工程全生命周期數(shù)據(jù)交付體系

目前，不少企業(yè)逐漸發(fā)現(xiàn)主數(shù)據(jù)管理，即數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)范和數(shù)據(jù)治理對于深化BIM應用具有積極意義。在構(gòu)建數(shù)據(jù)交付后，企業(yè)可按照工程建設階段逐步移交相關數(shù)據(jù)信息，如設計階段完成后向業(yè)主移交設計文件、設計參數(shù)數(shù)據(jù)、工程量數(shù)據(jù)、工程結(jié)構(gòu)物清單、BIM模型等數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)物檢驗等相關數(shù)據(jù)和文件。

鏈接：

“主數(shù)據(jù)+信息模型+電子文件”的公路工程全生命周期數(shù)據(jù)交付體系

●主數(shù)據(jù)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(yè)務系統(tǒng)，涵蓋公路工程施工前期、中期、后期的所有業(yè)務范圍，最終通過系統(tǒng)交付結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

●電子文件標準的引入，使得無論是業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或是外來文件，最終通過電子文件管理系統(tǒng)形成“來源可靠、程序規(guī)范、要素合規(guī)”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(guī)作為底層的技術(shù)支撐框架，基于基礎施設云化運行，使數(shù)據(jù)交付安全有保障。

同態(tài)化數(shù)據(jù)交付體系的具體實踐

基于工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）主數(shù)據(jù)并集成BIM模型的項目總控數(shù)據(jù)交付體系，是主數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)樹與BIM模型中的EBS構(gòu)件進行關系對應映射，從而使BIM模型與WBS結(jié)構(gòu)實現(xiàn)編碼關聯(lián)，實現(xiàn)兩者源頭數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的同步融合，能夠在BIM視圖上，同態(tài)展示工程的形象進度和施工行為、分配工作任務、執(zhí)行程序管理及項目預警，并串聯(lián)起進度、計量、質(zhì)量、安全、材料、試驗等各業(yè)務系統(tǒng)，最終實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的互聯(lián)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(shù)據(jù)的提取要求。

4.項目建設過程中，融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以通過智慧安全帽、電子圍欄等自動獲取安全數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控現(xiàn)場施工情況，做到數(shù)據(jù)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(xiàn)電子文件體系化交付歸檔，如圖4所示。

圖4.電子檔案數(shù)據(jù)交付

6.項目竣工后，可利用完工交付的WBS結(jié)構(gòu)物完整數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS定位和導航系統(tǒng)，對線路隱患及危險源進行巡查，通過收集巡檢數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)。

7.項目竣工完成，可以利用完工交付的WBS結(jié)構(gòu)物及部位數(shù)據(jù)，對橋梁部位、構(gòu)件、車道進行病害巡查、掃描，病害定位及匯總，為后繼保養(yǎng)維護工作提供參考數(shù)據(jù)。

基于WBS主數(shù)據(jù)和BIM模型相結(jié)合的項目總控數(shù)據(jù)交付體系，實現(xiàn)了BIM與業(yè)務數(shù)據(jù)的全閉環(huán)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(xiàn)了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的形成與檔案移交的要求，在結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的“雙交付”下，保障了公路工程建設全生命周期中的數(shù)據(jù)資產(chǎn)完整性。

物聯(lián)網(wǎng)及5G等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，使智能化及工業(yè)化融合持續(xù)加速，為實現(xiàn)BIM的“下一站”目標——數(shù)字孿生提供了適宜生長的沃土。作為實現(xiàn)數(shù)字孿生這一階段目標的基礎和必要條件，基于“主數(shù)據(jù)+信息模型+電子文件”的項目總控數(shù)據(jù)交付體系，也必將會為公路工程項目“建管養(yǎng)”一體化及公路建設智慧化及“數(shù)字建造”等未來發(fā)展方向提供安全可靠、規(guī)范穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐。