区块链+BIM信息管理平台方案及构架研究

张聪

摘要：在建筑业实现信息化发展的环境下，以BIM技术为基础的信息管理平台已广泛应用，项目建设过程中各环节信息分散，协同效率低，信息处理滞后等问题依然存在。本文针对建设工程中应用BIM技术进行信息管理的项目，提出构建基于区块链技术的BIM信息管理平台，利用区块链的技术优势结合基于BIM理念的管理模式，进行平台方案及平台构架的初步探索。

关键词：区块链;BIM;信息管理

1.引言

随着BIM技术的快速发展，其在建筑行业的设计、建造、运营等领域的应用越来越广泛。然而，目前BIM技术仍多为局部应用，其在有效信息集成和共享方面，仍存在所有权不明确、信息数据滥用及信息修改权限等问题，无法完全适应工程多方协作、统筹管理的需要。区块链具有"去中心化"、"分布式记账"、"公开透明"、"不可篡改"等特征，可提高工程项目中重要数据信息加密以及认证等保护机制的安全性。参与者的身份信息、所有活动和共享数据都将被写入不可伪造的分布式账本中，其特征有利于构建更完善的BIM信息管理平台。

2区块链技术与BIM信息管理平台现状分析

2.1区块链技术及主要特征分析

区块链是一种在区块中生产和存储数据，以时间顺序首尾相连的链式结构，同时加持密码学不可伪造防篡改的特性，对数据传输访问安全的去中心化分布式账本。

其特征有：

去中心化。系统中所有节点都是对等节点，每个节点都可将观测到的行为进行记录，维护整个系统的数据真实准确性。

安全性。防篡改将对系统上记录内容的编辑过程以类似“日志”的形式完整记录下来，且这个“日志”不可修改。

可追溯性。区块链使用带有时间戳的链式结构对数据进行储存，链式结构为数据提供了定位功能，具有较强的可追溯性。

高可靠性。区块链系统支持拜占庭容错，系统或任意一个节点被攻克，也不影响系统正常运转。

2.2BIM技术及其特征

BIM技术，即建筑信息模型，具有具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性的特点，在项目设计阶段能够做到深化设计、碰撞检查，降低施工过程中因设计问题导致的图纸变更的几率，为实现将项目前期、设计、施工、运行维护各阶段信息充分利用。其本质更应该体现在实现基于模型的建筑信息协同和信息共享上。

2.3BIM信息管理平台应用及研究现状

目前BIM信息管理平台研究及应用集中在项目建设过程中不同专业和领域内部，单向信息交互频繁。例如岳荷构建了基于BIM的工程监理信息管理系统框架，并介绍了该系统的实施方法和条件。凡月将BIM应用于建筑项目全过程造价管理中，并搭建了基于BIM技术的造价咨询企业信息管理平台。胡友斌基于BIM技术在装配式建筑中应用，从设计角度提出有效提高预制构件设计效率的方法。由此可见，众多BIM信息管理平台主要服务于设计、咨询或某一领域的信息管理。因此建立多方全过程的信息管理平台就很有必要。

3区块链技术在BIM信息管理平台方案探究

3.1平台运作思路

建设工程项目中BIM信息管理平台的用户主体包括：政府、业主、设计、总承包商、分包商、监理、其他参与方，如勘测、造价等单位。平台用户在平台上进行项目信息交互和共享，平台后端系统数据层进行集成后再利用区块链技术特有功能，确保信息的安全性和准确性，实现全方位信息协同。

3.2平台技术构架

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层及应用层六层结构组成，根据网络范围及参与节点特性，平台系统区块链类型为联盟链，不需要激励层的内容，因此具备五个层次的功能和作用。

数据层：主要进行数据存储和加密，以非对称加密技术、哈希算法、时间戳等作技术支撑。

网络层：采用P2P网络模式主要包含平台系统的信息传递及数据验证机制等方面。

共识层：主要依据拜占庭容错共识算法，主要应对外在欺骗和攻击行为，达成系统内对数据信息有效性的一致共识。

合约层：包含各类脚本代码、算法机制和智能合约。在平台交易过程中降低人为因素对不利于合约执行的风险。

应用层：主要包含平台各功能板块，实现用户对数据信息的管理和决策，兼容众多BIM模型格式导入，实现全方位立体化信息集成管理。

3.3平台功能

基于区块链技术的BIM信息管理平台主要包括系统管理、权限管理、合约机制、信息共享四大功能模块，拥有如下功能特征：

系统管理模块功能主要包含用户登录及注册、用户的使用权限等身份信息管理。建设方或政府主导各方参与区块链服务平台，可委托专业信息管理团队为平台管理员，授权其对平台日常维护运转。

权限管理模块主要由建设方对各参与方进行授信管理。包括业主方、总承包方、分包方、设计和监理等咨询方、项目其他参与方等。

合约机制模块以数字化方式达成共识、履约、监控履约过程并验证履约结果的自动化合同，扩展平台功能。

信息共享模块主要功能是对项目决策、建设、运营过程中产生的信息进行集成管理。初步包含信息上传、查询、下载等功能。

4结语

本文将区块链技术引入建筑行业信息管理领域，对区块链技术在BIM信息管理平台构建方案进行研究。主要针对区块链信息管理平台的运作思路分析，并对平台的技术架构及功能模块进行设计。有助于推动该类平台的开发与应用，为加快建筑业实现信息化提供了新的途径。

参考文献：

[1]岳荷.基于BIM协作平台的工程监理信息管理研究[J].兰州交通大学学报，2015，34（01）：180-184.

[2]凡月.BIM 在造价咨询企业信息管理中的應用研究[D].北方工业大学，2018.

[3]胡友斌.基于BIM的装配式建筑设计效率研究[J].土木建筑工程信息技术，2018，10（1）：4854.

[4]]赵峰，刘刚.基于BIM和物联网的预制装配建筑信息管理平台的研究及应用[J].土木建筑工程信息技术，2021，13（03）：101-106.