張聰

摘要：在建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展的環(huán)境下，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的信息管理平臺(tái)已廣泛應(yīng)用，項(xiàng)目建設(shè)過程中各環(huán)節(jié)信息分散，協(xié)同效率低，信息處理滯后等問題依然存在。本文針對建設(shè)工程中應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行信息管理的項(xiàng)目，提出構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的BIM信息管理平臺(tái)，利用區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合基于BIM理念的管理模式，進(jìn)行平臺(tái)方案及平臺(tái)構(gòu)架的初步探索。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;BIM;信息管理

1.引言

隨著BIM技術(shù)的快速發(fā)展，其在建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。然而，目前BIM技術(shù)仍多為局部應(yīng)用，其在有效信息集成和共享方面，仍存在所有權(quán)不明確、信息數(shù)據(jù)濫用及信息修改權(quán)限等問題，無法完全適應(yīng)工程多方協(xié)作、統(tǒng)籌管理的需要。區(qū)塊鏈具有"去中心化"、"分布式記賬"、"公開透明"、"不可篡改"等特征，可提高工程項(xiàng)目中重要數(shù)據(jù)信息加密以及認(rèn)證等保護(hù)機(jī)制的安全性。參與者的身份信息、所有活動(dòng)和共享數(shù)據(jù)都將被寫入不可偽造的分布式賬本中，其特征有利于構(gòu)建更完善的BIM信息管理平臺(tái)。

2區(qū)塊鏈技術(shù)與BIM信息管理平臺(tái)現(xiàn)狀分析

2.1區(qū)塊鏈技術(shù)及主要特征分析

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N在區(qū)塊中生產(chǎn)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以時(shí)間順序首尾相連的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，同時(shí)加持密碼學(xué)不可偽造防篡改的特性，對數(shù)據(jù)傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本。

其特征有：

去中心化。系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)都是對等節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可將觀測到的行為進(jìn)行記錄，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確性。

安全性。防篡改將對系統(tǒng)上記錄內(nèi)容的編輯過程以類似“日志”的形式完整記錄下來，且這個(gè)“日志”不可修改。

可追溯性。區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脦в袝r(shí)間戳的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)為數(shù)據(jù)提供了定位功能，具有較強(qiáng)的可追溯性。

高可靠性。區(qū)塊鏈系統(tǒng)支持拜占庭容錯(cuò)，系統(tǒng)或任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)被攻克，也不影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2BIM技術(shù)及其特征

BIM技術(shù)，即建筑信息模型，具有具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性的特點(diǎn)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段能夠做到深化設(shè)計(jì)、碰撞檢查，降低施工過程中因設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的圖紙變更的幾率，為實(shí)現(xiàn)將項(xiàng)目前期、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)各階段信息充分利用。其本質(zhì)更應(yīng)該體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)基于模型的建筑信息協(xié)同和信息共享上。

2.3BIM信息管理平臺(tái)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

目前BIM信息管理平臺(tái)研究及應(yīng)用集中在項(xiàng)目建設(shè)過程中不同專業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)部，單向信息交互頻繁。例如岳荷構(gòu)建了基于BIM的工程監(jiān)理信息管理系統(tǒng)框架，并介紹了該系統(tǒng)的實(shí)施方法和條件。凡月將BIM應(yīng)用于建筑項(xiàng)目全過程造價(jià)管理中，并搭建了基于BIM技術(shù)的造價(jià)咨詢企業(yè)信息管理平臺(tái)。胡友斌基于BIM技術(shù)在裝配式建筑中應(yīng)用，從設(shè)計(jì)角度提出有效提高預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)效率的方法。由此可見，眾多BIM信息管理平臺(tái)主要服務(wù)于設(shè)計(jì)、咨詢或某一領(lǐng)域的信息管理。因此建立多方全過程的信息管理平臺(tái)就很有必要。

3區(qū)塊鏈技術(shù)在BIM信息管理平臺(tái)方案探究

3.1平臺(tái)運(yùn)作思路

建設(shè)工程項(xiàng)目中BIM信息管理平臺(tái)的用戶主體包括：政府、業(yè)主、設(shè)計(jì)、總承包商、分包商、監(jiān)理、其他參與方，如勘測、造價(jià)等單位。平臺(tái)用戶在平臺(tái)上進(jìn)行項(xiàng)目信息交互和共享，平臺(tái)后端系統(tǒng)數(shù)據(jù)層進(jìn)行集成后再利用區(qū)塊鏈技術(shù)特有功能，確保信息的安全性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)全方位信息協(xié)同。

3.2平臺(tái)技術(shù)構(gòu)架

區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層及應(yīng)用層六層結(jié)構(gòu)組成，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)范圍及參與節(jié)點(diǎn)特性，平臺(tái)系統(tǒng)區(qū)塊鏈類型為聯(lián)盟鏈，不需要激勵(lì)層的內(nèi)容，因此具備五個(gè)層次的功能和作用。

數(shù)據(jù)層：主要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和加密，以非對稱加密技術(shù)、哈希算法、時(shí)間戳等作技術(shù)支撐。

網(wǎng)絡(luò)層：采用P2P網(wǎng)絡(luò)模式主要包含平臺(tái)系統(tǒng)的信息傳遞及數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等方面。

共識(shí)層：主要依據(jù)拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法，主要應(yīng)對外在欺騙和攻擊行為，達(dá)成系統(tǒng)內(nèi)對數(shù)據(jù)信息有效性的一致共識(shí)。

合約層：包含各類腳本代碼、算法機(jī)制和智能合約。在平臺(tái)交易過程中降低人為因素對不利于合約執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)用層：主要包含平臺(tái)各功能板塊，實(shí)現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)信息的管理和決策，兼容眾多BIM模型格式導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)全方位立體化信息集成管理。

3.3平臺(tái)功能

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的BIM信息管理平臺(tái)主要包括系統(tǒng)管理、權(quán)限管理、合約機(jī)制、信息共享四大功能模塊，擁有如下功能特征：

系統(tǒng)管理模塊功能主要包含用戶登錄及注冊、用戶的使用權(quán)限等身份信息管理。建設(shè)方或政府主導(dǎo)各方參與區(qū)塊鏈服務(wù)平臺(tái)，可委托專業(yè)信息管理團(tuán)隊(duì)為平臺(tái)管理員，授權(quán)其對平臺(tái)日常維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

權(quán)限管理模塊主要由建設(shè)方對各參與方進(jìn)行授信管理。包括業(yè)主方、總承包方、分包方、設(shè)計(jì)和監(jiān)理等咨詢方、項(xiàng)目其他參與方等。

合約機(jī)制模塊以數(shù)字化方式達(dá)成共識(shí)、履約、監(jiān)控履約過程并驗(yàn)證履約結(jié)果的自動(dòng)化合同，擴(kuò)展平臺(tái)功能。

信息共享模塊主要功能是對項(xiàng)目決策、建設(shè)、運(yùn)營過程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行集成管理。初步包含信息上傳、查詢、下載等功能。

4結(jié)語

本文將區(qū)塊鏈技術(shù)引入建筑行業(yè)信息管理領(lǐng)域，對區(qū)塊鏈技術(shù)在BIM信息管理平臺(tái)構(gòu)建方案進(jìn)行研究。主要針對區(qū)塊鏈信息管理平臺(tái)的運(yùn)作思路分析，并對平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)及功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。有助于推動(dòng)該類平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用，為加快建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化提供了新的途徑。

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