CN112685804B - 一种基于公路工程设计信息的wbs自动构建方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法及系统。方法包括：S1，获取公路工程设计信息数据；S2，构建WBS模板；S3，根据所述WBS模板中各层级的WBS元素元信息，从所述公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成WBS元素；所述WBS元素和所述WBS模板共同构成公路工程设计信息的WBS数据。本发明方法，提高了WBS划分的效率，并包含了工程设计信息，建立了WBS层级与工程设计信息、BIM模型之间的关联、数据格式统一，利于与信息化应用系统对接，对接效率高。

Description

一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法及系统。

背景技术

公路交通工程领域施工建设信息化水平日益提高，WBS数据是施工建设过程信息化应用系统所依赖的一项基础数据。WBS划分主要是依据工程设计成果进行划分的。当前工程设计成果的交付方式主要是传统二维图纸方式，这导致WBS划分手段非常落后，基本是靠人工方式完成的。WBS划分过程主要包含：工程设计单位出具施工阶段设计图纸，工程施工单位和监理单位按照设计图纸人工划分WBS，工程变更发生后根据变更情况再次人工进行WBS的修改和调整。

WBS数据与施工建设信息化应用的结合方式主要是将人工划分的WBS进行数据、格式调整，导入到信息化应用系统中，作为质量评定、工程计量等信息化模块的基础数据。

现有WBS划分方法存在以下问题：1)效率低下，一个施工建设标段按照工程设计图纸进行人工划分，至少需要30天/人的工作量；2)现有WBS划分方法所包含数据信息少，除了基本的WBS层级信息和名称信息，几乎没有其他数据信息；3)现有WBS划分方法数据格式很难统一，工程项目一般按照各个项目标段进行WBS划分，人为的操作导致理划分的粒度不统一、对执行的标准和规范的理解不同、导致WBS表达方式很难达到统一。4)现有WBS划分方法与信息化应用系统对接周期长，人工划分WBS后，需要对数据格式进行处理然后再输入到信息化应用系统中，工程建设过程中经常对设计成果进行调整或修改，即使很小的修改都可能导致对WBS数据的大量影响，依靠人工修改WBS数据并保证其准确性和精细性是极其困难的。

另外，现有的WBS划分格式不统一，标准不一致很难应用到多系统和多业务模块，也难于与BIM技术等进行结合应用。某项目TJ1-1标段WBS划分，以EXCEL的方式进行WBS划分和标识，划分过程中参考工程设计图纸进行人工划分的示例如图1和图2所示。图1的WBS划分和图2的WBS划分是某项目两个不同标段WBS划分。由图中可以看出：首先两个划分方式中WBS层级就不统一，各个层级名称、编码规范不统一；其次，上述WBS除了一个层级结构和属性外没有其他的信息，很难与其他工程设计信息、譬如工程量信息，勘察设计信息都无法体现和关联。

目前，在公路工程领域基于信息化技术手段高效进行工程建设项目WBS划分的研究较少，特别是基于工程设计信息自动构建WBS的方法基本为空白。

申请公布号CN 103377411专利提出了用于生成WBS模型数据的方法和系统。作为本发明最接近的现有技术，该方法应用于软件工程领域的WBS生成，特别是基于模型驱动(Model Driven Development)开发的软件工程项目。其主要过程为：包括：接收设计模型数据；解析所述设计模型数据的WBS元数据；确定对应于所述设计模型数据的WBS模板；以及利用所确定的WBS模板以及所解析的WBS元数据，生成WBS模型数据。但是上述方法并不能实现公路工程设计信息的WBS构建。

发明内容

为了克服现有技术中，公路工程设计信息WBS人工划分方法效率低下、包含数据信息少、数据格式很难统一、现有WBS划分方法与信息化应用系统对接周期长等问题，提出了一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，包括以下步骤：

S1，获取公路工程设计信息数据；

S2，构建WBS模板，WBS模板包括多个层级，每个层级包括层级标识和编码；编码根据WBS元素元信息构建，WBS元素元信息包括WBS元素类型和WBS元素类型参数；WBS元素元信息和编码呈一一对应关系；

S3，根据WBS模板中各层级的WBS元素元信息，从公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成WBS元素；WBS元素和WBS模板共同构成公路工程设计信息的WBS数据。

作为本发明的优选方案，公路工程设计信息数据来源于BIM模型数据、EBS数据或工程设计信息。

作为本发明的优选方案，步骤S2中，WBS元素元信息的构建方法包括：直接指定和组合，

直接指定是指：直接将公路工程设计信息数据中的条目作为WBS元素元信息；

组合是指：将公路工程设计信息数据中的部分条目进行合并，作为WBS元素元信息。

作为本发明的优选方案，部分条目进行合并包括：将多个条目通过占位符进行连接、将多个条目进行计算后通过占位符进行连接。

作为本发明的优选方案，将多个条目进行计算后通过占位符进行连接中的计算包括：数学函数计算和基本计算，基本计算包括加法计算、减法计算、乘法计算或除法计算。

作为本发明的优选方案，步骤S3中，生成WBS元素的方法包括：直接读取公路工程设计信息数据中的条目内容作为WBS元素；将公路工程设计信息数据中的多个条目内容进行合并作为WBS元素；将公路工程设计信息数据中的条目内容进行拆分作为WBS元素。

作为本发明的优选方案，将公路工程设计信息数据中的多个条目内容进行合并，实现方式包括：基于公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行合并；基于公路工程设计信息数据的一个或多个属性的取值范围进行合并；直接获取公路工程设计信息数据中的数值。

作为本发明的优选方案，基于公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行合并包括对公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行计算后合并，计算包括数学函数计算和基本计算，基本计算包括加法计算、减法计算、乘法计算或除法计算。

作为本发明的优选方案，步骤还包括：当公路工程设计信息数据或WBS模板修改后，WBS数据同步更新。

基于相同的构思，本发明还提出了一种自动构建WBS数据的系统，包括数据提取组件、工程设计信息存储组件、WBS组件和施工建设应用系统，

数据提取组件用于从各种类型的工程设计成果中提取公路工程设计信息；

工程设计信息存储组件用于存储公路工程设计信息；

WBS组件是采用上述任一的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，生成公路工程设计信息的WBS数据；

施工建设应用系统通过接口接收WBS组件生成的公路工程设计信息的WBS数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提出了一种新的公路工程设计信息WBS数据构建方法，提高了划分的效率，包含的数据量除了基本的WBS层级信息和名称信息，还有相应的公路工程设计信息，建立了WBS层级与工程设计信息之间的关联、数据格式统一，本发明的构建方法产生的WBS数据采用信息化表达，利于与信息化应用系统对接，对接效率高。另外，当WBS模板或工程设计信息修改后，可以实时更新WBS数据，而不再手动调整，降低了修改数据的工作量，并且提高了数据的准确度。

附图说明：

图1为本发明实施例1中人工WBS划分的示例一；

图2为本发明实施例1中人工WBS划分的示例二；

图3为本发明实施例1中一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法的流程图；

图4为本发明实施例1中某个桥梁的部分工程设计信息转换为结构化数据库存储结构的示意图；

图5为本发明实施例1中《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS划分的层级进行的要求和规范；

图6为本发明实施例1中配置WBS层级的示意图；

图7为本发明实施例1中《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS的层级标识和编码的要求和规范图一；

图8为本发明实施例1中《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS的层级编码的要求和规范图二；

图9为本发明实施例1中按照标准化编码标识的WBS基本信息图；

图10为本发明实施例1中WBS元素的构建方法示意图；

图11为本发明实施例1中WBS模板的EXCEL表达示例图；

图12为本发明实施例1中WBS模板的数据库表达示例图；

图13为本发明实施例1中含有数据源信息的WBS模板示例图；

图14为本发明实施例2中自动构建WBS数据的系统示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法的流程图如图3所示，主要包括以下步骤：

S1，获取公路工程设计信息数据。

工程设计信息是构建WBS的基础资料，但是传统的二维设计图纸是面向工程建设人员的交付方式，是一种非结构化的表达方式，其无法直接应用于信息化应用系统。与对象文件数据相比，结构化、半结构化数据对信息化应用更友好。本发明依赖的工程设计成果数据为结构化或半结构化的数据，是将传统二维图纸上的工程设计信息或BIM正向设所计构建模型中提取的数据信息按结构化或半结构化方式进行组织，存储于数据仓库中，作为WBS划分的数据基础。构造本发明所述的WBS构建基础数据分为三类：

第一类，将传统工程设计信息整理为结构化或半结构化的数据信息

本方法将传统工程设计成果进行数据清洗、数据格式转换、数据标准化等方式将传统工程设计成果转化为结构化或半结构化的工程设计信息。具体实施有以下几种方式：

1、将公路工程设计信息进行数据结构建模，进行结构化或半结构化数据库设计。然后采用人工方式将工程设计图纸信息录入计算机系统。

2、将公路工程设计信息进行数据建模，进行结构化或半结构化数据库设计。然后利用工程设计软件平台开放接口读取对应设计软件平台数据，提取数据、进行数据优化并写入已经构建好的结构化或半结构化数据库。

转换为结构化或半结构化的工程设计数据包含公路交通工程设计的各个专业，比如路面，路基，桥梁，隧道，交通工程等专业。某个桥梁的部分工程设计信息转换为结构化数据库存储结构的示意图如图4所示。从图4中可以看到，结构化的数据库中，数据字段包括了：构件的ID号、构件码、构件的定位码、构件所在的桥梁桩号、构件所在桥梁桩号对应的桥梁名称、伸缩缝类型、梁体类型、标准跨径、起点角度、止点角度、设计编号、施工方法、设计桥跨编号、起点桩号、终点桩号、梁长。上述信息给出了桥梁的设计信息内容，可以用于WBS数据划分。

第二类，从BIM模型提取的数据信息

从BIM模型提取的数据信息包括两种方法：基于正向设计BIM模型生成工程设计信息和基于BIM逆向建模生成工程设计信息。

基于正向设计BIM模型生成工程设计信息：

根据正向设计BIM模型和设计成果的数据集，可以生成基于BIM模型的结构化公路工程设计信息，该结构化公路工程设计信息与BIM模型的关联。WBS数据构建时，可以直接从基于BIM模型的结构化公路工程设计信息中提取条目和条目内容，生成WBS数据。

基于BIM逆向建模生成工程设计信息：

基于BIM逆向建模、传统工程设计信息的集成，生成的基于BIM逆向建模的公路工程设计数据信息，该信息可用于生成WBS数据。

第三类，从EBS数据中获取公路工程设计信息数据

EBS是对工程系统按照功能、专业(技术)细化为适度的工程子系统而形成的树状结构，能体现工程的专业要素和功能要素。在公路工程项目引入EBS的概念，通过一套编码体系，把整个项目按层级有机地组合到一起。在公路交通工程领域，EBS的本质是对工程设计数据信息的一种组织方式，可以直接基于BIM模型和其属性数据构建项目EBS，也可直接根据传统工程设计数据构建EBS，构建好的EBS数据，可以用于生成WBS数据。

目前，EBS分解标准主要有《铁路工程信息模型表达标准》，《公路工程设计信息模型应用标准》，《公路工程信息模型应用统一标准》等。本发明可同时支持公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程领域的多种EBS标准。本发明不限定EBS的标准版本和专业范围。

EBS主要反映了工程项目结构树信息以及工程设计属性信息。以下给出一个桥梁EBS数据记录实例。其主要包含了所述桥梁名称，桩号信息，构件类型等工程设计信息。

基于结构化或半结构化的工程设计信息进行WBS构建，也可以基于EBS构建，也可以基于BIM模型提取的工程设计信息构建。其基于的数据源的核心为工程设计信息的信息化表达，而不是某种具体的结构形式。

S2，构建WBS模板，所述WBS模板包括多个层级，每个所述层级包括层级标识、WBS元素元信息和编码；所述WBS元素元信息包括WBS元素类型和WBS元素类型属性；所述WBS元素元信息和所述编码呈一一对应关系。

工作分解结构(Work Breakdown Structure，WBS)的基本定义：以可交付成果为导向对项目要素进行的分组，它归纳和定义了项目的整个工作范围，每下降1层代表对项目工作的更详细定义。创建WBS是把项目交付成果和项目工作分解成较小的，更易于管理的组成部分的过程。WBS是项目管理重要的专业术语之一。

首先，确定WBS的层级和架构。WBS首先是一种逐步细分和分类的层级结构。在公路工程领域关于WBS的分层划分规范已经有了部分国家标准规范。《公路工程质量检验评定标准》包括单位、分部、分项工程划分和工程质量评定两部分。其中单位工程、分部工程、分项工程划分是质量管理和质量评定的基础，也是确保竣(交)工档案资料具有层次性、规范性和系统性的主要依据。该规范规定了单位工程、分部工程、分项工程划分的原则。图5给出了《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS划分的层级进行的要求和规范。

WBS层级用于构建WBS的树状组织关系，包含各个层级的类型、名称、编码、标识，层级与层级之间的父子包含、聚合关系等。本发明不限定WBS的层级级数，各级层级的类型和特别，即WBS的层级可以是三层：单位工程、分部工程、分项工程三级，也可以是单位工程、子单位工程、分部工程、子分部工程、分项工程、子分项工程六级，或其他层级。具体采用哪种层级根据企业标准和项目需要确定。本发明的核心在于根据对WBS层级表示的可配置性。配置WBS层级的示意图如图6所示，

左边显示为WBS的树状组织结构图，图中以桥梁为例，桥梁的下一层级包括：基础及下部构造、上部构造预制和安装、上部构造现场浇筑、桥面系附属工程即桥梁总体、防护工程五个节点，每个节点都有唯一的编码作为标记，每个节点又包括下一层级的子节点，例如上部构造预制和安装(24-07.04.00.00)又包括预制梁、板；预制梁、板钢筋加工及安装；梁、板预应力筋加工和张拉；安装梁、板等。每个子节点都可以定义子节点名称生成方法和子节点编码生成方法。生成的WBS模板可以本地保存、上传到服务器、下载为模板文件或导出为Excel。

其次，WBS需要按照一定的模式组织各部分。WBS的组织主要分为编码和WBS元素表达。编码是最显著和最关键的WBS构成因子，用于将WBS彻底的结构化，所以，WBS模板中每一层级都包括层级标识和编码，还可以包括层级描述，通过层级描述对该层级进行解释说明。WBS元素实际上就是WBS结构上的一个个“节点”，这些WBS元素给出了独立的、具有隶属关系/汇总关系的“可交付成果”。

《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS的层级标识和编码给出了要求和规范，《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS的层级标识和编码的要求和规范参见图7和图8。

《公路工程质量检验评定标准》中对公路交通工程领域WBS的层级编码的要求和规范参见图8，对于WBS元素的编号或编码一般是按照特定要求进行顺序排序。主要内容包含：

1、编码的组成部分、分隔符号可配置。如图9所示，其中资料编号部分的编号分为4部分。

2、编码各个部分的编号规则可配置。可以是数字的递增、递减，可以是字母的排列组合。

3、编码的各个组成部分，可以是来源于不同层级的编码组合，占位符，工程设计数据属性信息等组合生成。

再次，确定WBS模板中的WBS元素元信息。WBS元素元信息是指描述WBS元素本身的信息，包含各个层级的类型、名称、编码、标识，层级与层级之间的父子包含、聚合关系等。

WBS元素元信息的构建方法分为三类：

第一类：直接指定。将公路工程设计信息数据中的某一项或某一项的一部分指定为WBS元素元信息。这种情况主要用于WBS元素不依赖于工程设计信息或在局部专业范围内具有统一性。比如，直接指定所有桥梁EBS构建生成的WBS元素元信息的专业类型属性为“桥梁”。比如，为所有的单位工程WBS元素的名字添加“单位工程”后缀。

第二类，部分指定。使用EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性中的某一项数据作为WBS元素元信息。这种情况用于将公路工程设计信息数据中的属性和其取值直接拷贝或引用为WBS元素。比如，一般情况一个桥梁作为单位工程，该WBS元素的名称直接指定为工程设计图纸中提供的桥梁名称。

第三类，拼接。使用EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性中的一项或多项数据以及占位符进行拼接，得到WBS元素元信息。这种情况用于WBS某个元素类型参数为多项数据拼接而成。比如，一个表示桥梁的桩的WBS元素的名称为：右幅_第0号墩台_0_0号_桩。该名称的生产规则为，桥梁左右幅取值：右幅，桩所在的墩台号取值：第0号墩台，该桩在工程设计图纸上的设计编号取值：0_0号，构件类型：桩，以及间隔占位符：_。

拼接中还有一种方式，使用EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性中的一项或多项数据进行计算或转换后得到新的WBS元素的元信息。示例：假设有EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性集为：{A:a值，B:b值，C:c值，D:d值，E:e值，F:f值，E:{EA:ea值，EB:eb值，EC:ec值，ED:ed值，······}，现在需要生成某类型的WBS元素集合{WA:wa值，······}。对WBS元素集合元信息的生成规则配置如下：wa值：加法计算(a值，b值)-占位符X-除法计算(c值，2)。即，wa值的取值为a值和b值相加的结果、c值除以2的结果以及占位符X拼接而成。

另一个示例为：桥梁专业将连续的三跨转换为一联(其中每一跨包含了桩、系梁、墩柱等构件元素)，作为WBS元素元信息的一个分部工程数据项。假如在源数据中没有联这个概念或数据。那么我们就需要遍历源数据，将三跨源数据组合为一个新的数据项、以及形成一些数据属性，并新的数据条目或数据属性作为此WBS元素元信息数据项的构建。

映射为新的WBS元素元信息的方法包含但不限于，将数据源属性集中的一个或多个属性值进行加减乘除等数学计算，以及将数据源属性集中的一个或多个属性值进行特定数学函数计算，将数据源属性集中的一个或多个属性值进行字符替换、修改等字符串处理等。

上述三类WBS元素元信息的构建方法可通过图10直观的看到。A、B、C转换为M是拼接的方式；D转换为X、E转换为Y、F转换为Z是直接指定的方式；G、H、I合并为U，J转换为V，K转换为W是部分指定的方式。

按照上述步骤构建WBS模板之后，WBS模板的表达形式可以是EXCEL表达或者是数据库表达方式。WBS模板的EXCEL表达示例如图11所示，WBS模板的数据库表达示例如图12所示。

S3，根据所述WBS模板中各层级的WBS元素元信息，从公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成WBS元素；所述WBS元素和所述WBS模板共同构成公路工程设计信息的WBS数据。

从步骤S1可以知道，公路工程设计信息数据来源于BIM模型、工程设计信息数据或EBS数据，这些公路工程设计信息数据是生成WBS数据的基础数据。从大量数据中提取出有用的数据，需要一定的方法，提高效率，从公路工程设计信息数据中提取相应的数据的方法分为两类：

1、将基础数据按照数据集进行划分，数据集分别存储在对应的数据库或数据仓库中，直接读取对应数据库或数据仓库数据进行WBS元素构建。为不同合同段、各个工程设计专业、甚至特定的工程设计数据构建工程设计数据库、数据仓库、数据库表等，在生成WBS元素时，直接指定对应的数据库或数据仓库即可。在按照WBS元素元信息构建WBS数据元素时，直接读取对应数据库或数据仓库数据进行WBS元素构建。

比如，按照专业进行数据仓库搭建。将工程设计数据库分为桥梁专业，隧道专业等数据集。那么提取桥梁仓库数据集数据用于构建桥梁专业WBS，隧道专业数据仓库构建隧道专业WBS构建。

2、对基础数据按照数据属性进行筛选划分，根据WBS元素类型查找相对应的数据属性，将数据属性作为WBS元素的数据。

数据属性中标识数据所属专业、合同段、项目、构件类型、数据类型等属性信息。直接指定数据的某一项或多项取值或取值范围进行数据筛选，并作为对应的WBS元素类型参数。

比如每行数据中都有项目ID，合同工段ID，专业等属性信息。要构建项目1，合同工段1的WBS。那么我们就可以定义范围为：项目ID等于项目1，合同工段ID等于合同工段1。这样就可以对数据源中的数据进行筛选。

由于步骤S2中给出了WBS元素元信息的构建方法，相应的步骤S3中，WBS元素的生成与WBS元素的元信息的构建方法相适应，对基础数据的操作包括合并和分派。

合并是指将多个数据源的数据实例整体作为某一项WBS元素的数据。

比如，桥梁一跨的所有梁片生成一个分项工程WBS元素。那么就遍历源数据中每一跨的梁片数据，将相同跨的梁片源数据组合为一个新的数据项、以及形成一些数据属性，并使用新的数据条目或数据属性作为此WBS元素的数据项的构建。

合并规则的实现方式分为三种：

1、基于数据源数据项的某一个或多个属性的固定取值进行划分。

比如，桥梁一跨的六个梁片生成一个分项工程WBS元素。那么就可以配置“跨”属性取值相同的生成一个WBS分项工程元素。

2、基于数据源数据项的某一个或多个属性的取值范围进行划分。

如果该属性的取值是数值，则可配置属性按照数值间隔进行划分。比如，隧道工程按照桩号范围，将每两百米作为一个分项工程。

3.数据源本身是数据范围定义的数据项。

比如公路工程路基领域的挡墙数据，其本身是某个路线的一个起点和终点桩号描述。

对于该类数据源可根据其范围定义数据项进行配置划分。比如将多个范围数据源划分为一个WBS元素。

分派规则的实现方式分为三种：

1、基于数据源数据项的某一个或多个属性的固定取值对应的数据进行划分。

比如，桥梁的每个或每跨桩基生成两个分项工程WBS元素，即混凝土浇筑和钢筋加工。这就将一个桥梁桩基划分为两个WBS元素。

2、基于数据源数据项的某一个或多个属性的取值范围进行划分。

如果该属性的取值是数值，则可配置属性按照数值间隔进行划分。比如，隧道工程按照桩号范围，将每两百米划分为多个分项工程。

3、数据源本身是数据范围定义的数据项。

比如公路工程路基领域的挡墙数据，其本身是某个路线的一个起点和终点桩号描述。

对于该类数据源可根据其范围定义数据项进行配置划分。比如将一个范围数据源划分为多个WBS元素。

最后，生成的WBS数据包括WBS元素和WBS模板，以WBS模板为架构构建了WBS元素，WBS模板包括多个层级，每个层级包括层级标识和编码，WBS元素元信息和编码呈一一对应关系，WBS元素与WBS元素元信息呈一一对应关系，因此建立起了WBS元素和WBS模板的关联，实现了WBS和设计成果数据的关联。通过工程设计数据信息可以查询WBS或通过WBS查询对应的工程设计数据。

某一WBS元素的具体实例如下所示：

完成了WBS元素构建以后，还可以实时更新该数据。当公路工程设计信息数据或WBS模板修改后，WBS数据同步更新。

另外，由于构建WBS元素的数据来源于EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性中的一项或多项数据，因此，作为本发明的优选方案，还增加了数据溯源的功能。在构建WBS模板的时候，增加了数据来源属性，数据来源属性用于存储该属性及属性值来源于哪里，来源于EBS数据、工程设计信息还是BIM模型。也就是建立了EBS数据、工程设计信息和BIM模型与WBS数据之间的关联关系，便于数据的溯源。同时，在构建WBS元素时，也相应标记了该数据的来源，与WBS元素元信息相对应。具体的示例如图13所示，一种隧道WBS模板中，最后一个字段为EBS数据源，相应的，每条数据都在该字段存储了信息从EBS数据中的哪个位置获取的，例如分项工程名称为ZK4+760_德昌端_洞门的分项工程，其数据来源为EBS数据中的ZK4+760_德昌端_洞门，图13仅仅是一个示例，还可以增加工程设计信息数据源字段和BIM模型数据源字段，分别表示数据是从哪里获取的。特别的，存在一种情况，数据data直接来源于EBS数据源中的data1，而EBS数据源中的data1来源于BIM模型data2，BIM模型data2来源于工程设计信息data3，上述数据来源信息在WBS模板中有相应的字段进行存储，WBS元素中也有相应的标记表示数据的来源，因此，当用户拿到WBS文件时，不仅通过WBS模板可以知道项目的层次结构，通过WBS元素知道各层级对应的工程设计信息，还能知道数据的来源，不仅知道数据的直接来源，还能查找到数据的间接来源和原始来源。便于WBS文件的使用者明确从设计到生成WBS文件，数据是怎样变化的，有利于后续数据的维护和修改。

WBS构建完成后，对WBS的修改通常包括：基础数据修改(原始公路工程设计信息数据修改)过程文件修改或WBS模板修改。

基础数据修改：修改原因包含设计变更，错误排查等；具体更改分为新增、修改和删除。新增加即添加新的数据。修改即对原有数据的属性等进行调整。删除，即把已经存在的数据进行删除。具体新增、修改和删除方法可根据结构化或半结构化的工程设计数据的存储方式进行。如果是按文件进行存储，那么可直接修改文件，如果存储于数据库，则可使用数据库访问接口进行数据修改操作，如果存储于特定软件系统则可使用对应API接口进行更改操作。

基础数据修改后，逐项对比WBS数据是否有变化，没有则跳过不处理，有，则采用最新的数据更新WBS数据。

过程文件修改：

在构建WBS过程中，构建WBS的BIM模型、EBS以及工程设计信息可以保存在一个或多个XML、JSON等配置文件中，或者数据库、数据仓库或者文件中，这些文件就是过程文件。对于已构建好的WBS模板也可以保存为过程文件，保存的形式包含但不限于XML格式、JSON格式，可以存储于数据库、数据仓库或文件中。过程文件可以存储于本地或远程服务器中。以上保存的数据可以通过文件直接读取，数据库接口读取，软件系统API接口读取等方式进行获取。

上述过程数据修改后，逐项对比WBS数据是否有变化，没有则跳过不处理，有，则采用最新的过程数据更新WBS数据。

WBS模板的修改：

可采取时间戳对比、版本号对比、修改序列号对比等方式定期检查WBS模板是否修改，如果时间戳与上次不同或当前没有记录有时间戳，则认为对应的WBS模板有修改或调整。

由于WBS模板的修改为根本性的修改，因此，相应的WBS数据的生成也会更新。WBS模板修改后，按照步骤S3，根据最新的WBS模板，重新从公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成公路工程设计信息的WBS数据。

实施例2

基于相同的构思，还提出了一种自动构建WBS数据的系统，系统包括：数据提取组件，工程设计信息存储组件，WBS组件和施工建设应用系统，系统的架构如图14所示。

数据提取组件用于从各种类型的工程设计成果提取工程设计信息。主要包含数据提取模块，工程设计信息标准化模块、数据核查模块等。数据提取模块从BIM模型文件提取，从工程设计数据库提取等。提取的数据包含但不限于结构化或半结构化的工程设计信息，EBS等工程设计信息。

数据提取组件还用于将提取的结构化或半结构化工程设计信息进行同构化处理，避免同类数据按不同方式、标准进行表达，实现数据的命名、表达、规格等标准化。

数据提取组件还用于核查提取的工程设计信息的正确性、标准表达的符合性。确保提取的工程设计信息准确表达设计信息，确保提取的数据满足标准化要求。

工程设计信息存储组件用于存储结构化或半结构化工程设计信息。工程设计信息存储组件主要包含对象存储模块，数据仓库模块，网络API接口。

对象存储模块，用于存储对象文件，譬如BIM模型文件，工程设计PDF图纸等。对象存储模块存储的文件一般与工程设计信息的结构化或半结构化数据进行关联，用于标识结构化或半结构化数据的数据来源。

数据仓库模块用于存储结构化或半结构化的工程设计数据。数据仓库模块可以是关系型数据库或非关系型数据库。

网络API接口用于实现通过API接口的方式实现对数据仓库或对象文件的访问和提取。

WBS组件是实现WBS构建、存储和提供服务的组件，其包含WBS规则模块，WBS模板模块，WBS构建结果模块，网络API接口。

WBS规则模块，实现WBS元素的定义和配置，并将产生的配置或数据存储于数据库、XML文件，远程服务器等数据承载系统中。

WBS模板模块，实现WBS模板的定义和配置，并将产生的配置或数据存储于数据库、XML文件，远程服务器等数据承载系统中。

WBS构建结果模块，用于根据WBS模板和WBS元素的对应关系，实现WBS数据的构建，构建结果的存储以及多个构建结果之间的比对分析。

施工建设应用系统，用于实施施工、建设过程中的信息化业务。其包含质量评定，计量支付等其他施工建设应用。部分应用的数据基础就是WBS数据。施工建设应用系统可以直接通过网络应用接口引用WBS模块中所构建的WBS结果，将WBS构建结构推送或拉去到施工建设应用系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取公路工程设计信息数据；所述公路工程设计信息数据来源于BIM模型数据、EBS数据或工程设计信息，并构成结构化或半结构化的信息化表达；

桥梁工程的工程设计信息转换为结构化数据库存储结构，数据字段包括：结构化的数据库中，数据字段包括了：构件的ID号、构件码、构件的定位码、构件所在的桥梁桩号、构件所在桥梁桩号对应的桥梁名称、伸缩缝类型、梁体类型、标准跨径、起点角度、止点角度、设计编号、施工方法、设计桥跨编号、起点桩号、终点桩号、梁长；

S2，构建WBS模板，所述WBS模板包括多个层级，每个所述层级包括层级标识和编码；所述编码根据WBS元素元信息构建，所述WBS元素元信息包括WBS元素类型和WBS元素类型参数；所述WBS元素元信息和所述编码呈一一对应关系；桥梁的WBS模板的层级结构为：桥梁的下一层级包括：基础及下部构造、上部构造预制和安装、上部构造现场浇筑、桥面系附属工程、防护工程五个节点；每个节点都有唯一的编码作为标记，每个节点又包括下一层级的子节点，所述上部构造预制和安装又包括预制梁、板；预制梁、板钢筋加工及安装；梁、板预应力筋加工和张拉；安装梁、板；

S3，根据所述WBS模板中各层级的WBS元素元信息，从所述公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成WBS元素；所述WBS元素和所述WBS模板共同构成公路工程设计信息的WBS数据；

步骤S2中，所述WBS元素元信息的构建方法包括：

第一类：直接指定；将公路工程设计信息数据中的某一项或某一项的一部分指定为WBS元素元信息，这种情况用于WBS元素不依赖于工程设计信息或在局部专业范围内具有统一性；

第二类，部分指定；使用EBS数据、工程设计信息或BIM模型属性中的某一项数据作为WBS元素元信息；这种情况用于将公路工程设计信息数据中的属性和其取值直接拷贝或引用为WBS元素；

第三类，拼接；使用EBS数据、工程设计信息或BIM模型属性中的一项或多项数据以及占位符进行拼接，得到WBS元素元信息；这种情况用于WBS某个元素类型参数为多项数据拼接而成；拼接中还有一种方式，使用EBS数据、工程设计信息、BIM模型属性中的一项或多项数据进行计算或转换后得到新的WBS元素的元信息；表示桥梁的桩的WBS元素的名称包括桥梁左右幅取值、桩所在的墩台号取值、桩在工程设计图纸上的设计编号取值、构件类型以及间隔占位符：_；桥梁专业中的WBS元素元信息拼接还包括遍历源数据，将三跨源数据组合为新的数据项、新的数据条目或数据属性，将连续的三跨WBS元素元信息转换为一联WBS元素元信息；

相应的，步骤S3中，根据所述WBS模板中各层级的WBS元素元信息，从所述公路工程设计信息数据中提取相应的数据，生成WBS元素的方法分为两类：

1、将基础数据按照数据集进行划分，数据集分别存储在对应的数据库或数据仓库中，直接读取对应数据库或数据仓库数据进行WBS元素构建；

2、对基础数据按照数据属性进行筛选划分，根据WBS元素类型查找相对应的数据属性，将数据属性作为WBS元素的数据；

并且，对基础数据的操作包括合并和分派；

合并是指将多个数据源的数据实例整体作为某一项WBS元素的数据；桥梁专业中遍历源数据中每一跨的梁片数据，将相同跨的梁片源数据组合为新的数据项、新的数据条目或数据属性，并使用新的数据条目或数据属性作为每一跨WBS元素的数据项的构建；

分派规则的实现方式分为三种：

1、基于数据源数据项的某一个或多个属性的固定取值对应的数据进行划分；

2、基于数据源数据项的某一个或多个属性的取值范围进行划分；

3、数据源本身是数据范围定义的数据项，对于该类数据源可根据其范围定义数据项进行配置划分。

2.如权利要求1所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，步骤S2中，所述WBS元素元信息的构建方法包括：直接指定和组合，

所述直接指定是指：直接将所述公路工程设计信息数据中的条目作为所述WBS元素元信息；

所述组合是指：将所述公路工程设计信息数据中的部分条目进行合并，作为所述WBS元素元信息。

3.如权利要求2所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，所述部分条目进行合并包括：将多个条目通过占位符进行连接、将多个条目进行计算后通过占位符进行连接。

4.如权利要求3所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，所述将多个条目进行计算后通过占位符进行连接中的计算包括：数学函数计算和基本计算，所述基本计算包括加法计算、减法计算、乘法计算或除法计算。

5.如权利要求1所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，步骤S3中，生成WBS元素的方法包括：直接读取所述公路工程设计信息数据中的条目内容作为WBS元素；将所述公路工程设计信息数据中的多个条目内容进行合并作为WBS元素；将所述公路工程设计信息数据中的条目内容进行拆分作为WBS元素。

6.如权利要求5所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，将所述公路工程设计信息数据中的多个条目内容进行合并，实现方式包括：基于所述公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行合并；基于所述公路工程设计信息数据的一个或多个属性的取值范围进行合并；直接获取所述公路工程设计信息数据中的数值。

7.如权利要求6所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，所述基于所述公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行合并包括对所述公路工程设计信息数据的一项或多项属性进行计算后合并，所述计算包括数学函数计算和基本计算，所述基本计算包括加法计算、减法计算、乘法计算或除法计算。

8.如权利要求1-7任一所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，其特征在于，步骤还包括：当所述公路工程设计信息数据或所述WBS模板修改后，所述WBS数据同步更新。

9.一种自动构建WBS数据的系统，其特征在于，包括数据提取组件、工程设计信息存储组件、WBS组件和施工建设应用系统，

所述数据提取组件用于从各种类型的工程设计成果中提取公路工程设计信息；

所述工程设计信息存储组件用于存储公路工程设计信息；

所述WBS组件是采用权利要求1-8任一所述的一种基于公路工程设计信息的WBS自动构建方法，生成公路工程设计信息的WBS数据；

所述施工建设应用系统通过接口接收WBS组件生成的公路工程设计信息的WBS数据。

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