鄒 源

(泰國格樂大學，泰國 曼谷)

引言

在過去的建設工程項目管理工作中存在一些問題[1]，例如使用傳統(tǒng)的工作方法和分析方法，并且依賴于文本和檔案等紙質(zhì)方式進行工作，這會導致工作效率低下。此外，在做出重要決策時，由于缺乏理論基礎或經(jīng)驗，可能會出現(xiàn)決策不全面、不準確、不科學等問題。因此，對工程項目進行合理、有效地管理并做出有效決策是關鍵[2]。研究學者通過數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹技術提出了一種對參與建設項目的企業(yè)進行信用評級的方法。通過決策樹算法，可以確定影響企業(yè)信用的一系列主要特征，并生成相應的決策樹模型[3]。然后，根據(jù)這些規(guī)則對企業(yè)進行信用評估，并將評估結(jié)果提供給相關決策者。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術[4]的進步，利用互聯(lián)網(wǎng)技術尋找解決建筑工程項目管理問題的方案也是一個趨勢。基于此，本研究將圍繞區(qū)塊鏈技術進行建筑工程項目管理系統(tǒng)的設計研究。

1 系統(tǒng)的架構(gòu)與功能

基于區(qū)塊鏈的建筑工程項目管理系統(tǒng)通過分布式的、不可篡改的賬本記錄方式，確保了項目數(shù)據(jù)的安全性和透明性。通過智能合約、資金管理、材料管控等模塊的功能[5]，實現(xiàn)了項目管理、風險管理和供應鏈管理的協(xié)同作業(yè)和高效運作。這將幫助提升建筑項目的效率、減少風險，并為各方提供更可靠的參與和決策依據(jù)。其具體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于區(qū)塊鏈技術的建筑工程項目管理系統(tǒng)架構(gòu)

2 系統(tǒng)硬件設計

文章選用RG-RSR-M 系列核心路由器作為骨干路由器[6-8]，因為它具有高可用性、高性能、多業(yè)務支持和高安全性等特點。該系列還采用分布式架構(gòu)，實現(xiàn)了管理、控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的三方分離。骨干路由器應放置在內(nèi)部業(yè)務通信局域網(wǎng)中，選擇100 MB 或1 000 MB 以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡類型。對于數(shù)據(jù)庫主機，選擇RG-R750 型號服務器，具有1 400 W 電源、32 GB 內(nèi)存、8 個擴展槽、DVD 光驅(qū)、H745 磁盤陣列、千兆網(wǎng)卡、最大支持2 顆CPU 和3 塊4 TB SAS 7.2K 硬盤。該型號服務器還具有GPU 加速功能和ECC 內(nèi)存技術，提高系統(tǒng)運行效率和穩(wěn)定性。對于交互代理主機，選用DELL R750 2U 型號機架式服務器。該型號服務器具有8 個3.5 英寸盤位，最高容量可達112 TB；支持2 顆第三代CPU，160 線程，功耗更低。具有32 個ECC 內(nèi)存插槽，支持8 TB LRDIMM 擴展。支持2 個雙寬GPU 和8 個PCIE 4.0 插槽，提升速度和擴展傳輸速率。支持熱插拔電源，實現(xiàn)全冗余電源。

3 系統(tǒng)軟件設計

3.1 基于區(qū)塊鏈技術的項目管理聯(lián)盟鏈建立

結(jié)合區(qū)塊鏈技術，完成對系統(tǒng)中建筑工程項目管理聯(lián)盟鏈的建立[9]。將聯(lián)盟鏈節(jié)點劃分為勘察設計單位節(jié)點、建設單位節(jié)點、施工單位節(jié)點、監(jiān)理方節(jié)點等。在聯(lián)盟鏈當中，施工單元是指能夠?qū)φ麄€工程起到牽動作用的單元。在此基礎上，提出了以勘察、設計為主體的勘察、設計為主體的施工單位。在此基礎上，提出了以項目監(jiān)督為核心的監(jiān)督主體的概念[10]。供應商節(jié)點包括向工程提供設備和原料的企業(yè)。其他單元節(jié)點包括負責工程操作和維護的單元。圖2 為基于區(qū)塊鏈技術的項目管理聯(lián)盟鏈結(jié)構(gòu)示意。

圖2 基于區(qū)塊鏈技術的項目管理聯(lián)盟鏈結(jié)構(gòu)示意

各參與方可利用物聯(lián)網(wǎng)技術對物質(zhì)裝備進行跟蹤檢測[11-12]，并將采集到的照片視頻、環(huán)境信息等信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號上傳到系統(tǒng)。對于聯(lián)盟鏈上的身份認證，可以用下述公式形式表示：

式中：TK0表示聯(lián)盟鏈上用戶實體身份認證信息；ID表示偽身份信息；T表示時間戳。通過上述公式，對聯(lián)盟鏈上各個用戶的身份進行認證，確保系統(tǒng)的安全運行。

3.2 建立建筑工程項目管理數(shù)據(jù)庫

為了在建筑工程項目管理的過程中，實現(xiàn)對資源的高效利用，對系統(tǒng)建筑工程項目管理數(shù)據(jù)庫進行設計。通過考察系統(tǒng)應用環(huán)境及業(yè)務管理內(nèi)容、項目管理組、流程和方法，主要的數(shù)據(jù)實體有項目、項目管理組成員、項目合同等。在設計數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)時，可以結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和Oracle 數(shù)據(jù)技術規(guī)范進行設計。其中，以項目數(shù)據(jù)表為例，其基本格式如表1 所示。

表1 建筑工程項目數(shù)據(jù)

按照表1 中的格式完成對數(shù)據(jù)表的建立，并將各部分數(shù)據(jù)表統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)庫當中，為后續(xù)管理提供便利條件。

3.3 項目分部管理與數(shù)據(jù)同步服務

建筑工程項目管理包含信息管理、物資管理、進度管理、資金管理等。針對每項內(nèi)容分部進行管理。針對各分部管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對其進行聚類，便于提高數(shù)據(jù)的利用價值[13]。數(shù)據(jù)的聚類公式為：

在此基礎上，采用RestFul 模式，對該系統(tǒng)進行了設計和實現(xiàn)。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步服務前，必須與其他數(shù)據(jù)源的維護員協(xié)商，制訂一份資料對接界面協(xié)定，并在資料對接服務中確定資料的輸入與輸出的特定格式。該協(xié)議聲明，所有的數(shù)據(jù)接口服務都必須符合下列的JSON 格式返回。在使用數(shù)據(jù)對接接口的時候，調(diào)用者需要用客戶端的賬號進行驗證，如果驗證成功，就會得到一個調(diào)用令牌token。當調(diào)用一個數(shù)據(jù)界面時，調(diào)用者必須傳遞catch token 作為一個參數(shù)來表示自己的身份。在數(shù)據(jù)源的服務器上，通過對該token值的驗證，驗證是否有效，就會進入到對應的業(yè)務邏輯過程中，將用戶需要的數(shù)據(jù)封裝起來，并最后返回到調(diào)用者，否則就會拒絕調(diào)用，從而避免數(shù)據(jù)泄露。

4 對比實驗

在進行基于區(qū)塊鏈技術的建筑工程項目管理系統(tǒng)的對比實驗前，需要先設置實驗環(huán)境。實驗環(huán)境包括服務器主機的軟件和硬件配置，以及客戶端測試集的選擇。為保證實驗的客觀性，選擇了魔偶建筑企業(yè)內(nèi)部辦公電腦作為客戶端測試集，并無需特殊配置。具體的實驗環(huán)境設置如表2 所示。

表2 實驗環(huán)境設置

為了使最終的實驗結(jié)果具有可比性，將基于區(qū)塊鏈技術的管理系統(tǒng)設置為實驗組，將基于云平臺的管理系統(tǒng)設置為對照組A，將基于B/S 架構(gòu)的管理系統(tǒng)設置為對照組B。這三種管理系統(tǒng)將在上述實驗環(huán)境中運行，并通過對比管理效果來驗證系統(tǒng)的應用性能。在實驗過程中，選擇了3 臺測試客戶機進行實驗，網(wǎng)絡環(huán)境為某建筑公司的內(nèi)部業(yè)務通信網(wǎng)絡。對于外網(wǎng)用戶，可以使用VPN 賬戶進行接入。不對外網(wǎng)用戶的系統(tǒng)和功能訪問進行測試。為了評估系統(tǒng)的運行效率性能，選擇在不同Web 用戶并發(fā)數(shù)量條件下記錄運行響應時間作為評價指標。在實驗結(jié)束后，記錄響應時間的最大值、平均值和最小值，并將結(jié)果記錄在表3。

表3 三種管理系統(tǒng)運行響應時間記錄

從表3 記錄的三種管理系統(tǒng)運行響應時間可以看出，三種管理系統(tǒng)的最大運行響應時間、最小運行響應時間和平均運行響應時間均表現(xiàn)出隨著并發(fā)用戶數(shù)量的增加而增加的趨勢，但變化幅度不同。其中，實驗組管理系統(tǒng)增長趨勢最為平緩。再對比在相同的并發(fā)用戶量條件下三種管理方法的運行響應時間可以看出，實驗組管理系統(tǒng)的各項運行響應時間數(shù)值始終低于另外兩種管理系統(tǒng)。運行響應時間越短，說明系統(tǒng)的運行效率越高，在實際應用中的時效性越強；運行響應時間越長，說明系統(tǒng)的運行效率越低，在實際應用中的時效性越弱。因此，結(jié)合上述邏輯可以證明本研究提出的基于區(qū)塊鏈技術的管理系統(tǒng)在實際應用中具備更高的運行效率，應用時效性更強。

結(jié)束語

本研究對建筑工程項目管理系統(tǒng)進行了設計和實現(xiàn)，并引入了區(qū)塊鏈技術對系統(tǒng)進行了進一步的優(yōu)化。通過實驗證明，新系統(tǒng)在管理時的運行響應時間更短，時效性更強。在此基礎上，本研究對工程項目的基本信息、材料、進度、資金進行詳細地分析，但沒有在各種工程資料間建立相應的比對分析函數(shù)，也沒有在每一個函數(shù)中建立自動檢查函數(shù)。在實際應用中可能會出現(xiàn)預算矛盾、材料矛盾、計劃矛盾等問題。因此，在今后的研究中還將針對系統(tǒng)的功能化問題和移動部署問題進行深入探索研究，考慮添加智能的自動檢測功能，使工程項目業(yè)務管理過程中出現(xiàn)的錯誤能夠被自動化地檢測出來。