大型交通基建工程电子图纸的全生命周期单轨制管控

在国家政策和行业发展的推动下，大型交通基建工程项目管理的信息化建设已成为一项迫切任务。党的二十大报告要求加快建设交通强国、数字中国，并提出加快推动交通运输结构调整优化。国务院印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》和交通运输部发布的《数字交通“十四五”发展规划》均提出注重新科技深度赋能应用，提升交通运输数字化智能化发展水平。在此背景下，如何运用信息化技术提升生产效率、降低成本、提高质量已成为工程项目管理关注的重点。

工程图纸是建设项目档案中内容最重要、数量最多、利用率最高的类型之一，竣工图编制的准确性会直接影响项目结算和运营养护期图纸的利用。随着建设项目信息化水平不断提高，业务系统中形成的原生电子文件越来越多。电子图纸作为建设项目的重要信息载体，涉及设计、施工、验收等多个环节，生命周期涵盖创建、审批、变更、归档、利用等全过程。在大型交通基建工程建设项目电子文件管理中，图纸管理体现出多主体、多阶段、多版本、多系统、多载体并存的显著特点，普遍面临着验签效率低、管理成本高、溯源难度大、服务利用水平低等管理难点，亟需引入电子图纸的全生命周期单轨制管控，以确保真实性、可靠性、完整性和可用性，避免因信息不对称或者传输错误等问题导致工程质量问题和安全事故，同时也有利于提高项目管理效率，降低成本，提升质量。

狮子洋通道项目是《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布后，广东省推进规划建设的一项超大规模东西向多层复合公路通道工程，由主体工程（含上下层）、下层桂阁大道段、下层轮渡路改扩建段及下层白沙南路段共4部分组成。起于广州南沙区，上层终于东莞虎门镇，下层终于东莞沙田镇，全长约35.1公里。批准概算总投资481.05亿元，2022年9月开工建设，建设工期6年。其中，狮子洋大桥作为项目控制性工程，采用主跨2180米、双层钢桁悬索桥“一跨过江”，是目前我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最为复杂的桥梁之一。建成后，将创造双层悬索桥“主跨跨径、主塔塔高、锚碇基础、主缆规模、车道数量”5项世界第一，为粤港澳大湾区互联互通作出新贡献。

该项目施工文件、监理文件、审批文件等都实行电子文件单轨制管理。由于项目建设的复杂性及长期性，形成的图纸类型、格式、数量都会相对复杂多样，图纸变更、版本迭代比较频繁。截至2024年11月，已产生初步设计送审稿、初步设计修编稿、施工设计送审稿、施工设计修编稿等电子文件以及46.7万余页电子图纸。以往采用的纸质档案管理模式已不适应当前管理需求，亟须创新。

通过文献调查与实践调研，关于大型交通基建工程电子图纸的全生命周期单轨制管控，目前尚缺乏相关研究与实践。鉴于此，本文结合狮子洋通道项目建设和档案管理实际，分析电子图纸全生命周期单轨制管控的要点和关键，提出切实可行的解决方案，以期提高项目整体执行效率和工程档案管理水平。

（一）大型交通基建工程电子图纸管理特点

在大型交通基建工程项目中，工程图纸具有主体多、阶段多、版本多、系统多以及载体多并存的“五多”特点。

1.主体多

拿狮子洋通道项目来说，参建单位28家，包括1个建设单位、4个设计单位、17个施工单位、4个监理单位和2个中心实验室。这些主体在项目不同阶段扮演着不同的角色，共同参与图纸的生成、修改、审核和协调等各环节工作。由于各主体间的信息交互和协作需求，导致在实际操作中，需要花费大量时间对图纸进行反复审核和修改，以确保其完整性、准确性和一致性。

2.阶段多

从大型基建交通工程提出、立项申请、审批，到勘察设计、生产准备、施工管控，直至验收等历经多个阶段。每个阶段都有其独特的任务和目标，同时也伴随着相应版本的图纸的生成和更新。这些图纸不仅是各阶段工作成果的体现，更是项目整体进展和质量的直观反映，必须保持高度的逻辑性、真实性和技术兼容性。

3.版本多

由于设计修改、工程变更等因素，同一张图纸可能会经历多次修订，形成多个版本。同时，随着业务活动的持续推进，如初步设计、详细设计、施工准备等，还会进一步衍生出多种不同用途、不同阶段的图纸版本，如初稿、修编稿、送审稿等。

4.系统多

狮子洋通道项目信息化平台包括：狮子洋通道协同管理平台（BIM系统）、协同办公OA系统、交通工程质量监督管理系统、公路建设管理HCS计量系统、电子图纸管理系统、交通建设项目电子档案管理系统等。这些系统基于不同的平台和数据库，使用不同的文件格式和接口。多系统交织可能导致施工图和竣工图不准确，抑或出现图纸数据冗余和不一致等现象。

5.载体多

目前，电子图纸与纸质图纸多载体并存现象在实际工作中较为普遍。这种状态给图纸管理的信息一致性和更新同步带来了严峻挑战。主要体现在两个方面。一方面，需要同时管理多种不同形式的图纸，不仅增加了操作难度和工作量，还可能导致信息冗余和不一致，提高了工作的复杂性和风险。另一方面，不同载体之间的转换和同步也烦琐且耗时，不仅耗费大量时间和精力，还可能产生新的错误和不一致。

（二）大型交通基建工程电子图纸管理难点

鉴于大型交通基建工程项目图纸管理“五多”特性，实现电子图纸全生命周期单轨制管控是一项必要且极具挑战性的任务。主要管理难点如下：

1.电子图纸验签效率有待提升

电子图纸的每一阶段都涉及设计方、业主、监理单位等主体，且都需要进行严格的验签。这种详尽的验签流程在增加工作量的同时，也显著延长了图纸审核的周期，影响图纸流转速度和业务效率。

2.电子图纸管理成本较高

图纸变更环节的版本控制和验签工作影响工程管理效率，提升管理复杂性和管理成本。电子图纸的每一次变更都伴随着多个验签环节的设置，虽然确保了图纸的质量，但无疑增加了项目管理成本和时间成本。

3.图纸溯源难度大

目前在纸质图纸、电子图纸的转换和利用中，多个版本并存的情况增加了对图纸真实性确认的难度，使得开展图纸信息溯源成为必要步骤。而工程项目各阶段图纸的元数据质量参差不齐，直接影响电子图纸单轨制管控以及图纸溯源工作的开展。

4.图纸利用服务水平有待提升

在利用维度上，亟须探索更为高效、智慧且服务业务的智能利用方式。电子图纸的引入无疑优化了图纸调用的便捷性，但如何进一步提供可视化、轻量化、集成化的图纸数据，为项目提供更为丰富的知识服务，仍有待深入研究和完善。

综上所述，工程电子图纸全生命周期的单轨制管控，是一项涉及多维度、多层次、多环节的复杂系统工程，需要融合工程项目管理与文件档案管理两个维度，从工程电子图纸业务流程梳理和系统功能支撑、关键节点控制、数字签名与签章有效应用、支持技术工具开发等方面协同实施，从而实现工程电子图纸全生命周期精准、高效、透明、安全管理。

（一）梳理业务流程和系统关联关系

通过实地调研，分析并梳理狮子洋通道项目的电子图纸全生命周期单轨制流转流程可以看到，此项目有关图纸的业务流程主要包括初步设计、施工设计、施工过程变更、竣工图编制、归档与利用5大阶段，设计、建设、监理和施工单位参与特定的电子图纸管理活动。这些活动主要在建设项目的图纸管理系统、计量系统、电子档案管理系统以及BIM系统等环境中完成。在借鉴深中通道、黄茅海跨海通道项目电子文件归档和电子档案管理试点经验的基础上，该项目对工程电子图纸的全生命周期单轨制管控进行了深化和完善。

图纸管理系统建设在BIM协同管理平台中，属于一体化管理平台的一个业务系统，是实现电子图纸全流程管控、保证业务系统彼此关联的“中枢”。在初步设计和施工设计阶段，该系统主要接收由设计单位移交的初步设计和施工设计送审稿。建设单位随即开展图纸审核，如有修改意见，则根据意见形成相应的修编稿。通过审核后，由建设单位通过这一系统分发至监理单位，进而转发至施工单位开展按图施工。在施工过程变更阶段，该系统主要与计量系统进行关联。在竣工图编制阶段，需要在该系统中结合图纸变更情况形成竣工图，并由施工、监理和建设单位审核。

计量系统是实际承担图纸变更工作的业务系统。在建设项目施工过程中，如果需要变更施工方案，则由施工单位在计量系统中发起变更建议，交由建设单位审核，并召开由设计、建设、监理和施工单位共同参与的“四方会议”。确认有必要进行图纸修改后，设计单位根据建议进行修改，并出具盖章的设计后服务函。施工单位根据要求按图施工，同时生成变更报告，提交监理、设计、建设等单位审核。审核完成后，由监理单位生成并下发工程变更令。计量系统中形成的设计后服务函、变更报告和变更令需推送至图纸管理系统。

电子档案管理系统和BIM系统为电子图纸归档与利用提供支撑。在图纸归档过程中，电子档案管理系统主要接收从图纸管理系统移交的竣工图，并按照图纸分类体系进行分类整理和长期保存。在利用过程中，负责将相关图纸拆分并推送至项目数字化平台。BIM系统则主要通过文件协同模块调用相关的工程电子图纸，实现电子图纸的可视化利用。

（二）明确全生命周期管控的关键节点

工程电子图纸单轨制管理的难点在于不同主体、不同系统交互过程中，如何确保电子图纸的真实、完整、可用与安全。在涉及多主体、多阶段、多流程的电子图纸流转过程中，识别其中的关键节点是实现全生命周期单轨制管控的必然要求。通过对狮子洋通道项目中参与电子图纸设计、审核、使用的有关主体的调研，可识别出以下关键节点。

1.设计图纸从设计单位向建设单位移交的节点

设计图纸从设计单位向建设单位移交是设计图纸流转流程中的关键节点之一。设计单位是施工设计图纸的责任实体，其向建设单位提交施工设计图纸的过程也伴随着电子图纸管理和使用权限转移。换言之，这一阶段电子图纸真实性、完整性、可靠性是否得到保证，主要取决于设计单位和建设单位的权责是否明晰。同时，在电子图纸传输过程中，设计单位还需要将原始格式的施工电子图纸转化为归档格式，并在其上加盖设计单位电子签章以及主要设计者的电子签名，上传至建设单位的图纸管理系统，完成移交工作。

2.施工设计图纸变更阶段的节点

施工图纸的修改、变更是建设项目中的重要工作。从利益相关方参与情况看，变更决策需要建设、设计、监理以及施工单位共同参与。建设单位审核评估施工单位和设计单位的变更意向后组织召开“四方会议”。设计单位根据“四方会议”所形成的意见进行变更图纸的设计，形成设计后服务函。施工单位根据设计后服务函（含变更图纸）按图施工，根据计量工作生成变更报告作为计量佐证材料，变更报告提交监理单位、设计单位、建设单位审核后，生成变更令。变更令从形成到使用，涉及的系统包括设计单位的业务系统、计量系统以及图纸管理系统。从涉及的文件管理环节看，图纸的形成、组织整理、著录描述与替换工作均囊括在内。在变更信息从计量系统传输至图纸管理系统的过程中，需要人工辅助著录元数据并进行原图替换或关联工作。

可见，对施工图纸变更情况及其文件的系统化管理，与建设项目的工程质量控制、项目验收等工作密切相关。因此，需要将其作为电子图纸单轨制管控的又一重要节点。

3.竣工图归档的节点

竣工图编制完成，体现出建设项目与竣工图之间的一致性。将竣工图归档至电子档案管理系统进行长期保存，不仅是电子文件管理的要求，更有助于确保建设项目管理的合规性，进而更好地在后续利用中发挥图纸的重要凭证和参考作用。因此，竣工图从图纸管理系统向电子档案管理系统移交归档的过程亦是确保单轨制可靠的重要节点。需要对图纸的来源、背景、元数据、电子签名以及上述内容所反映的真实性、完整性、可用性、安全性（以下简称“四性”）加以检测，确保文件在移交过程中真实、可靠。

总体而言，上述关键节点都涉及电子图纸在不同系统、不同管理主体之间的运动流转，因此，需要将这些节点作为管控电子文件真实性、完整性等的重要支点，并在此基础上实现对电子图纸的全生命周期单轨制管控。

（三）关键技术应用

1.电子签名技术应用

在梳理工程电子图纸全生命周期单轨制管理流程、明确单轨制管控关键节点的基础上，还需要以数字签名和数字签章作为维护电子文件“四性”的重要手段，根据项目特点优化数字签名的使用策略，实现电子图纸流转效率和合规性保障的平衡。

首先，形成电子签名和签章的技术解决方案。在狮子洋通道项目中，综合采用了USB-Key和移动Key两种电子签名方式。

前者分为客户端组件、服务端模块两部分。客户端组件支持用户在终端上对文档加盖电子签名，服务端模块在应用服务器上对单个或多个电子文档加盖电子签名。这一技术方案主要支持用户在电脑端签署PDF格式的文件。

后者采用软件作为密钥介质，通过分布式的密钥方式，在手机端和服务端保存子私钥，携带方便、兼容性好、安全性高。其机制原理为密钥在移动终端和云端协商产生，且均仅保留子密钥，彼此都不知道完整密钥，保证了电子签名的安全性。为保证使用过程安全，采用国密算法的TLS协议保障客户端和服务端通信数据的私密性和完整性，通过认证服务、APP授权、手机短信验证等方式确认移动端设备的真实性，实现对使用身份的鉴别。

2.建立电子图纸的元数据方案

在狮子洋通道项目中，为支持电子图纸全生命周期单轨制，均配置应用业务特性的元数据方案、系统的“四性”检测方案、电子图纸格式管理以及封装技术方案等。

电子图纸的元数据是对其从形成、审核、修改到归档利用等全生命周期的背景、过程、内容等信息的全面记录，对于维护电子图纸的真实性、完整性以及凭证作用具有重要价值。参考《文书类电子文件元数据方案》的原则要求，根据建设项目管理实际，分别从业务、文件、主体实体等方面制定《狮子洋通道项目建设项目电子图纸业务元数据方案》，将元数据实体划分为原图实体、变更实体、竣工实体、电子文件实体、机构人员实体、关系实体以及通用信息共7大类实体、71项核心元数据，重点关注电子图纸全过程、全链条管理涉及的数据，包括设计、施工、竣工等阶段的业务数据。

3.电子图纸“四性”保障的全方位落实

“四性”是确保电子图纸自身作为合法文件的重要属性，对上述属性的保障对于发挥电子档案的凭证和查考作用、保障建设项目参与方的合法权益、维护建设项目的合规性具有重要意义。参考《文书类电子档案检测一般要求》的原则要求，根据狮子洋通道项目电子图纸管理实践，制定“四性”检测方案。

检测项目总计29项，包括真实性、完整性、可用性、安全性4个类别，其中真实性检测项目11项、完整性检测项目10项、可用性检测项目4项、安全性检测项目4项，覆盖原图管理、变更管理、竣工管理以及归档等各环节。根据各环节的检测要求分别配置不同的“四性”检测方案，实现其在电子图纸设计、变更、竣工、归档全生命周期的应用。可自动化完成“四性”检测，检测完成后出具完整、详细的检测报告，有效确保项目所形成竣工图的真实、完整、可用、安全。

4.电子图纸的格式与版式的规范化

电子图纸的格式和版式规范化对于其规范化管理具有重要意义。狮子洋通道项目对其电子图纸的格式与版式均做出相应规定，针对项目信息化平台与系统的适应性特点，目前选择采用PDF/A格式对电子图纸进行保存。可以有效降低电子图纸在系统间流转的系统依赖性，方便单轨制过程中的电子图纸利用，并且版式固定，符合文件档案管理的相关标准要求。这也为后续全面采用OFD格式提供经验。

5.电子图纸封装技术的全面应用

在电子图纸从图纸管理系统向电子档案管理系统移交的过程中，电子图纸与其元数据的有机关联应当得到维系。在狮子洋通道项目中，采取文件封装包的方式关联电子图纸及其元数据，不依赖特定的计算机软硬件，是电子文件交换、长期保存和利用的有效形式，为电子图纸全生命周期单轨制实施提供保障。

针对大型交通基建工程项目中工程图纸的特点与管理难点，结合狮子洋通道项目工程档案管理实际，在深入推进建设项目电子文件归档和电子档案管理的基础上，就大型交通基建工程电子图纸的全生命周期单轨制管控开展了体系化的探索。重点分析并归纳了电子图纸单轨运转的业务流程和系统功能支撑，创新性提出将电子图纸在主体间交接和在系统间传输作为电子图纸单轨制管控的关键节点，据此识别出设计图纸从设计单位向建设单位移交、施工设计图纸变更以及竣工图归档3个关键性的控制节点，并重点围绕这3个节点开展电子图纸的电子签名优化机制、“四性”检测、封装等质量管控工作，构建了具有实操性的技术方案。

通过电子图纸的无纸化流转，克服了传统图纸流转、管理过程中的收集不及时、归档不完整、内容不准确、版本混乱、流转时间长等问题。利用图纸管理系统实现了各单位图纸管理的业务协同，移交与分发环节手续完备、流程清晰，解决了项目设计、业主、监理、施工各方在图纸交接过程中的权责问题和版本混乱的问题。针对变更环节的复杂性，以可视化变更令实现电子图纸的信息溯源，不仅有效支撑了电子图纸全生命周期的可信保障，而且解决了竣工图编制中，由于变更信息不及时、不准确，导致竣工图编制不准确的问题。在施工过程中各方同步变更信息，规避了现场施工图纸信息与设计不一致的风险。

基于BIM模型的图纸利用有效支撑了前端业务流程的精细化。打通计量、质量检测等多个业务模块，已经实现海量多元异构数据轻量化加载与运行，实现了工程建设管理的可视化。在开展技术交底、工程量自动核量等方面已有成效，在保障电子文件单轨制管控质量要求的前提下，有效控制了成本，提升了工作效率。

此外，项目所形成的建设项目电子图纸单套管理解决方案，对于提升大型交通基建工程档案信息化水平具有一定的借鉴意义。