基于区块链的巡检管理系统的应用与实践*

王志强 何建锋 温喜廉 黄文峰 张超洋

1.广州珠江建设发展有限公司;2.广州粤建三和软件股份公司

建筑工程的质量安全对于人民群众的财产安全甚至是生命安全有着深刻的意义。巡检管理是提高建筑工程项目的安全性以及质量的有效环节。但在信息技术发达的互联网时代,仍然存在建筑工程质量安全隐患无法监管,事故发生无法明确责任等一系列的问题。本文融合了当代互联网以及创新性的区块链技术,研发一套基于区块链的巡检管理系统,依靠区块链去中心、防篡改、可追溯的优点,解决了整个巡检管理过程中数据碎片化问题,实现数据实时共享,构建了巡检过程良好的责任机制以及信任机制,促进了整个巡检过程的协同效率,极大消除了建筑施工过程的质量安全隐患问题。

0 引言

巡检管理是保证建筑工程质量安全重要的一环,在进行巡检管理时,应当以建筑使用安全为目标,加强各个环节的把控[1],可是在巡检过程中,仍然存在建筑工程质量安全隐患无法监管,问题发生时无从查证等一系列的问题。为了提高建筑行业质量安全的监管力度,全周期跟踪建设施工阶段的质量隐患以及安全隐患的关键节点,结合当代互联网技术以及创新性的区块链技术,研发出一套基于区块链平台的巡检管理系统,实现施工阶段全过程可追溯,可供查证取证,可用于追责问责,有效解决建筑工程质量安全问题,促进建筑行业绿色可持续发展。

1 研究背景

随着社会体系的不断地完善,人民对于生活质量要求也越来越高,建筑施工单位也越来越高度重视建筑工程项目的质量问题以及安全问题,采取科学合理的施工技术,有效提高建筑工程项目的安全性以及建筑工程项目的质量[2]。虽然如此,在实际的建筑工程项目的施工过程中,仍然存在一系列的建筑工程质量安全隐患,无法落实安全监管责任。施工人员没有及时采用有效的安全防护设施,违规违章的现象普遍存在[3],由于监管力度有限,也无从查证。

为了解决这一系列问题,研发出一套基于区块链平台的巡检管理系统,所有数据都实时上传到区块链平台,出现问题时可以追溯问责,实现“责任到人”的智能监管。

互联网发展已经日益成熟,但现如今仍然无法解决“信任”问题,其中密码共识技术成为关键问题[4]。

区块链的本质是一个分布式账本,当新交易产生时,所有电脑必须识别认证并更新记录,对每笔交易进行分布式记账,将交易记录和相关数据打包成块,加上时间戳,编入数据库中[5]。整个过程公开透明,无法人为篡改,且可以对整个过程无限追溯,解决了互联网“信任危机”。

利用区块链的不可篡改、无限追溯、去中心化的特征,实现数据共享,打破多方整改、监管单位数据孤岛,提高监管建筑质量安全强度,加强施工人员的责任意识,极大地避免的建筑工程的质量安全问题。

2 基于区块链的巡检管理系统技术架构

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术开发的新型综合应用模式[6]。其采用哈希算法计算信息的散列值,使信息在存储和交换过程中不能被修改[7]。

在区块链平台中,各个节点是平等地位,不需要中心化管理机构提供信任机制,各个节点凭借智能合约、共识算法相互信任[8]。基于区块链的巡检管理系统,结合智能合约,将安全隐患数据、质量隐患数据等实时上传到区块链,数据一旦上链,既无法更改。图1为基于区块链的大体积混凝土温度检测系统的技术架构图:

图1 基于区块链的巡检管理系统总体技术架构图Fig.1 Overall technical architecture of patrol management system based on blockchain

3 基于区块链的巡检管理系统实现

3.1 传统的巡检管理系统的弊端

传统的巡检管理系统在一定程度减少了建筑工程中的质量安全隐患,降低了施工风险的发生,但此类传统的监测系统仍具有以下弊端:

(1)将隐患数据储存在数据库中,传统数据库允许对数据进行修改,无法建立可信机制,数据无法保证真实性。

(2)所有数据都储存在系统当中,系统一旦收到外力或不安全网络影响,将会失去所有数据。

(3)消息传递存在滞后性,各部门间无法实时共享数据,施工部门无法第一时间整改隐患,监管部门无法第一时间进行督促,出现事故也无从问责。

3.2 基于区块链的巡检管理系统的具体实现方式

区块链是由分布式网络中所有的节点在无需信任的情况下,通过共识算法和数字加密技术构建的一个可信任系统[9]。基于区块链的巡检管理系统具体实现方式为:

(1)责任人员在综合管理平台上发起质量、安全隐患问题检查,所有安全隐患、质量隐患、排查记录数据实时上传到区块链。

(2)整改人员对隐患进行的整改记录过程全部都直接上传到区块链系统,整改人员是否第一时间对隐患进行整改,对隐患整改情况如何,都可在区块链留存可靠有利的证明。

图4 基于区块链的巡检管理系统,质量隐患链上数据页面Fig.4 Inspection management system based on blockchain, data page on the quality hidden dangerchain

(3)工程对应检查人需对工程进行隐患复查,隐患复查记录也进行实时上链的操作,责任制度公开透明,事故发生后可利用区块链进行责任排查。

(4)施工单位、监管单位、多方检测单位可实时通过区块链平台掌握工程隐患处理情况,对质量安全隐患进行共同监督和预防,对工程进行有效的风险控制和处理。

图2为基于区块链的巡检管理系统的业务流程图:

图2 基于区块链的巡检管理系统的业务流程图Fig.2 Business flow chart of patrol inspection management system based on blockchain

3.3 基于区块链的巡检管理系统的优点

3.3.1 建立多方信任机制

利用区块链信息无法篡改、无限追溯的特点,巡检过程的各方单位责任分明,可随时从区块链平台进行查证取证,多方主体平台无法推脱责任,在各个合作方之间建立了良好的信任机制。

3.3.2 实现整改全过程高度自治

区块链平台信息公开透明、实时更新,所有隐患详情、排查记录都即时上链,实现监管单位对隐患整改全过程的监督以及管控,实时掌握整改情况,明确事故责任。

3.3.3 解决信息碎片化问题,提高处理隐患效率

依靠区块链平台去中心化的极大优点,解决传统巡检管理系统消息传输滞后性问题,实现隐患信息、整改信息等数据在开发、透明的环境中无边界快速流动。

3.3.4 系统简单易用

区块链拥有强大的技术框架,但是由于其将核心技术分布在架构最底层,依靠区块链系统服务、基础设施环境,多方监管、施工单位只需在应用层简单操作,就能实时查看隐患数据、整改记录、排查记录等数据。

3.3.5 安全性能高

数据在区块链平台进行分布式存储和容灾备份,多节点存储数据,既减轻了数据库压力,也提高了系统稳定性能。

4 系统应用效果

基于区块链的巡检管理系统,将巡检管理的多个关键环节实时上链,有效减少巡检过程消息传递时间以及监督成本。

系统页面如图3至图5所示:

图3 基于区块链的巡检管理系统,安全隐患链上数据页面Fig.3 Patrol inspection management system based on blockchain, data page on security hidden dangerchain

图5 基于区块链的巡检管理系统,排查记录链上数据页面Fig.5 Based on the blockchain inspection management system, check the data page on the recordchain

用户在综合管理系统上传了安全隐患信息,将同步上传到区块链平台,如果整改人对隐患进行了整改回复,区块链平台也将实时更新,达到多方检查单位第一时间进行隐患复查目的,提高了整个巡检过程效率。

同样地,质量隐患详情数据、整改数据、隐患复查记录等数据实时上链到区块链服务器,用户还可在根据隐患级别、项目名称快速对特定信息进行查询操作。

对于暂未构成隐患的排查记录,也将实时对接区块链平台,监管人员能实时查看排查记录详情以及整改记录,若以后发生事故,能从区块平台能进行责任排查。

5 结语

区块链正在引领全球新一轮技术变革和产业变革,正在成为技术创新和模式创新的“策源地”[10]。本文论述的基于区块链的巡检管理系统,利用区块链去中心化、防篡改、可追溯的特点,建构了整个巡检过程中的信任机制,真正落实责任制度,解决了整个巡检管理过程中数据碎片化问题,实时共享数据,极大加快了隐患信息在巡检过程的流动速度,解决施工过程中隐患的效率,对于打造建设绿色可持续的建筑区块链产业生态有十分积极的意义。

引用

[1] 叶兴森.房屋建筑质量安全隐患分析[J].建材与装饰,2018(19):15-16.

[2] 曾一凡.建筑工程质量安全隐患的防范与整治研究[J].名城绘,2018(2):431-431.

[3] 韩华军.建筑工程施工的安全隐患与管理对策[J].建材与装饰,2017(1):151-152.

[4] 宋琪杰,陈铁明,陈园,等.面向物联网区块链的共识机制优化研究[J].电信科学,2020,36(2):1-12.

[5] 王志锋.区块链与区块链媒体应用探析[J].中国报业,2020(5):26-28.

[6] 林海.“区块链+”赋能公共管理[J].中国电信业,2020(2):66-69.

[7] 严振亚.基于区块链技术的共享经济新模式[J].社会科学研究,2020(1):94-101.

[8] 贾艺漩,张留芳.区块链技术与能源互联网[J].信息与电脑,2019(6):150-151.

[9] 张云起,冯漪.基于区块链的电商信用生态治理研究[J].中央财经大学学报,2019(5):104-110+130.

[10] 张权益.区块链技术简析[J].安徽科技,2018(8):46-47.