5G 時代區(qū)塊鏈技術在建筑工程資料管理中的應用研究

高鵬舉

（中國新興建設開發(fā)有限責任公司，北京 100039）

0 引言

在工程項目建設過程中，資料管理是一項重要的工作。工程資料記錄了整個項目的建設過程，記載了所有項目的參與方在各個環(huán)節(jié)各自完成的工作內容，記錄了時間節(jié)點、審批過程、試驗數(shù)據(jù)、驗收內容等事項。盡管現(xiàn)在的所有資料都是通過工程資料管理軟件打印歸檔，但是沒有具體做到真正的無紙化辦公，沒有做到資料歸檔電子化，沒有做到數(shù)據(jù)共享。各個環(huán)節(jié)的流轉和簽字，基本上還是文件互相傳遞和流轉，往往是一式幾份原件，相關方各保存一份原件，其他部門需要查閱具體資料內容時，資料員提供復印件，資料管理不能具體做到在線共享和電子流轉簽名。這樣就浪費了大量的紙張和時間，復印和打印耗材，大量的資料盒和文件柜，以及每個單位投入人力資源來管理資料。比如建設項目的各參與方：建設方、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位、招投標單位和相關政府部門等，對于一個建設項目，從項目立項到竣工備案，整個建設過程各個單位都有專人來負責溝通，協(xié)調，對接，管理項目的相關資料和存檔，不但耗費了大量的人力物力，而且在資料的查閱和使用上效率低下，部門之間的借閱，需要登記，單位之間文件往來更是謹慎或互相提防，以免丟失原件造成損失。在互聯(lián)網(wǎng)速度飛速發(fā)展的 5G 時代，Internet 的速度已經(jīng)為現(xiàn)代化辦公提供了基本條件，區(qū)塊鏈技術大范圍的創(chuàng)新應用已經(jīng)成熟，一旦區(qū)塊鏈技術應用到資料管理中，資料信息就可以達到相互分享，而且資料內容不可以隨意更改或毀壞，杜絕資料造假，同時方便備份不容易丟失。大容量的云端存儲技術為電子資料備份和安全保存提供了條件，一旦工程資料完全可以做到區(qū)塊鏈平臺共享電子化，在線簽名，建設項目各方就可以互相分項信息。更重要的是竣工備案，檔案館就不需要施工單位和建設方提供大量的圖紙、資料盒和花時間審核備案資料是否遺漏和缺項，這將節(jié)省時間和方便快捷。電子化資料存檔，也為后期的使用提供了很多方便，建設項目的售后使用說明，后續(xù)的物業(yè)管理維修查閱，通過設定訪問權限，管理流程非常簡單，方便后續(xù)建設項目各個部門的溝通，物業(yè)與相關設計方，建設方，施工方的溝通。這將是資料管理技術的重大創(chuàng)新和進步。本文的宗旨是論述區(qū)塊鏈技術如何應用到工程資料管理中，做到工程資料整理歸檔無紙化，工程資料數(shù)據(jù)共享和快速電子簽字流轉及文件歸檔電子化。提出的具體解決方法是，應用區(qū)塊鏈技術和云端大數(shù)據(jù)存儲技術，做到數(shù)據(jù)透明共享，記錄內容準確安全，流程高效和節(jié)約紙張。期望的結論是，在 5G 時代、高速網(wǎng)絡的大環(huán)境下，工程資料數(shù)據(jù)云端存儲和共享提供了保證的前提下，一旦區(qū)塊鏈技術和云存儲技術在資料管理中得到了廣泛的推廣應用，這將是工程資料管理的一個偉大的創(chuàng)新和進步，將促使資料管理不但高效便捷，而且會更加規(guī)范，節(jié)約能源消耗和勞動力成本。

1 資料的管理內容和資料數(shù)據(jù)的建立和使用單位

從建設項目立項到竣工驗收資料存檔備案的整個過程（見圖 1），項目的各參與方在完成整個項目建設過程中，共計有 8 大類型的資料和十余家項目的參與單位。 資料類型有：從項目的建設時間上來劃分，在項目的前期階段，主要由建設方來完成，包括：項目的立項審批，規(guī)劃，勘查設計和招投標工作；在項目的后期階段的資料整理主要由施工單位來完成，包括工程的開工備案，建設過程的驗收和檢驗，實驗資料，材料的檢驗，工程的竣工驗收。竣工后，建設方和施工方共同完成整體工程的檔案館竣工備案。項目的參與單位有：建設方，施工單位，監(jiān)理公司，設計公司，招投標咨詢公司，試驗單位；政府部門包括：質檢站，規(guī)劃院，土地規(guī)劃局，環(huán)評部門，建設委員會（建委），消防部門，國家檔案館。

圖1 工程資料的類型及相關參與單位示意圖

2 資料的流轉和簽證

就目前項目資料審批的流程來分析，是以建設單位和施工單位牽頭的與其他建設相關單位和政府審批各部門的單向流轉。比如建設單位收到批復文件后，根據(jù)工作進展，文件單向向需要的各個單位流轉。施工現(xiàn)場資料由施工單位項目部工程師牽頭，報內部技術部審批后流轉到監(jiān)理及甲方和設計單位。現(xiàn)場資料隨著施工進度，分類填報，根據(jù)工程進度，質量檢查，簽字完成后，整理歸檔，直到工程完工驗收，整體資料備案。企業(yè)技術處保留一份原件，其余資料移交國家檔案館備案。分析資料管理的整個過程，資料流轉基本是靠面對面?zhèn)鬟f和簽字；資料分類整理到歸檔，管理工作量大，國家檔案室空間需求越來越大，耗費大量的人力資本和費用較多；所有項目參方之間資料的流轉，以及各個參與方與政府部門之間的配合和文件資料審批，既耗費時間，又效率低下，如圖 2 所示（實際情況較圖示復雜）。

圖2 工程資料簽字關系方示意圖

3 三大技術的綜合應用

3.1 互聯(lián)網(wǎng) 5 G 的特點和應用

在現(xiàn)代化辦公時代，網(wǎng)絡速度是一個核心的要素。網(wǎng)絡速度決定著辦公效率、時間，影響企業(yè)成本。比如工程資料管理過程中，要做到數(shù)據(jù)共享，就會有大量的文件和圖片資料以及會議或視頻資料等上傳或下載。文件在線查閱，網(wǎng)絡速度是一個基本的保證。未來 5G 技術的特點是：“速度快是一個基本的特點，5G 網(wǎng)絡的大量覆蓋和數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的商業(yè)用戶的蜂窩網(wǎng)絡，最高可達 10 Gbit/s 以上，比先前的 4GLTE 蜂窩網(wǎng)絡快 100 多倍。5G 的超大帶寬的傳輸能力，比如觀看HD 的高清視頻電影、360 度全景視頻在線會議，以及多客戶同時在線討論，都不會出現(xiàn)卡頓、停止、延后的情況。視頻質量和效果相當清晰，更重要的是可以同時錄制會議內容或討論內容，存檔電子文本，相當于電子會議紀要。顯而易見在建筑工程項目資料管理的領域，協(xié)同在線文件的傳輸、上傳、下載，圖片文件和視頻文件上傳或下載，對網(wǎng)絡速度是一個基本的要求，5 G 科技可以提供一個速度上的基本保證。

3.2 云存儲和資料內容共享

隨著計算機的誕生，存儲設備從開始的磁盤存儲，USB 移動閃盤，移動硬盤；存儲容量逐漸增加，從 512 kb 到 10 G，1 000 G，到目前的云存儲。數(shù)據(jù)可以共享，數(shù)據(jù)存放在服務器供應商的設備空間，用戶只需要支付使用費即可，數(shù)據(jù)的安全，備份，保存都有服務器專業(yè)公司負責。云端存儲的誕生，為數(shù)據(jù)共享、區(qū)塊鏈技術在工程資料管理提供了技術上的可行性。云端存儲的基本優(yōu)勢是，可以方便數(shù)據(jù)備份、歸檔和丟失數(shù)據(jù)恢復。使用方把數(shù)據(jù)給予第三方的專業(yè)服務器供應商來托管，文件可以共享和共同在線編輯。它的工作原理是：“云存儲的概念與云計算類似，它是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的安全性，并節(jié)約存儲空間。簡單來說，云存儲就是將儲存資源放到專業(yè)化的大型存儲設備上，供分散用戶存取和共享的一種創(chuàng)新技術方案。用戶可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網(wǎng)的裝置連接到云端方便地存取和查閱數(shù)據(jù)”。顯而易見，云存儲技術為資料的備份、歸檔提供了安全的、便捷的和經(jīng)濟的保證，更主要的是資料的使用者，會更加便捷，通過設置授權就可以查閱或批改文件，提高工作效率。

3.3 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈技術，通俗的解釋是使用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術，把數(shù)據(jù)的使用方或相關方在數(shù)據(jù)平臺上相互關聯(lián)，形成一個區(qū)域鏈，每個相關的個體就是鏈上的一個點，可以同時記錄各自的工作內容、工作方式、工程質量情況、具體工作的完成時間和節(jié)點，同時所有的工作內容類似記賬或賬本一樣，不可以刪除或更改。區(qū)塊鏈技術在很多領域得到了推廣應用，比如快遞物流行業(yè)，用戶根據(jù)收到的跟蹤碼，可以隨時查到自己的包裹信息，具體的運輸時間和地點，快遞人員的聯(lián)系方式和收到包裹的預計時間。這就是一個簡單的區(qū)塊鏈技術在物流領域的具體應用。區(qū)塊鏈技術能夠把快遞公司、投寄人、快遞員及中間物流周轉站、包裹接受人之間的信息做到實時共享。比如食品安全或藥品安全領域，應用區(qū)塊鏈技術來監(jiān)督管理，在生產(chǎn)的原材料供貨方，生產(chǎn)廠家，批發(fā)商，用戶之間一旦建立了區(qū)塊鏈技術信息共享平臺，用戶就可以知道產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、保存情況、價格情況、質量情況和用戶反饋，廠家的反饋都會透明，提高管理監(jiān)督的透明度。在資料管理方面，以建設方為首的所有項目的參與單位，都要求在平臺上注冊同一工程項目的關聯(lián)方用戶碼，在獲得一個用戶碼（相當于追蹤碼）后，形成一個關聯(lián)用戶群，任何一方的工作記錄和反饋意見，其它方都能夠及時獲得。比如施工方上傳基礎驗收申請，監(jiān)理方和設計方就會馬上得到信息，監(jiān)理方就會反饋質量檢查情況和整改意見，二次驗收的時間和整改結果，具體哪些人員需要參加驗收，比如總監(jiān)或其它工程師要求參加，要求和意見就會上傳被及時記錄。現(xiàn)場基礎驗收完成，監(jiān)理及相關方就會在線電子簽證資料。顯而易見，區(qū)塊鏈技術一旦應用到資料管理中，會提高工作效率，增加透明度，提高團隊合作的效果（見圖 3）。

圖3 數(shù)據(jù)平臺后端 3 大技術構造示意圖

4 實現(xiàn)建筑工程資料電子化管理和資料電子化竣工備案的構想

4.1 引進區(qū)塊鏈技術創(chuàng)建云端數(shù)據(jù)平臺

建議建設主管單位，比如建設管理委員會或國家檔案館牽頭，建立全國性的或以省市為單位的區(qū)域性的數(shù)據(jù)共享資料管理平臺。使用單位為各個區(qū)域管轄范圍內的建設項目業(yè)主、施工方及相關設計等參與方。每個工程一旦在平臺注冊，自然會生成一個項目代碼或信息追蹤碼。各個參與方通過建設方授權，得到在統(tǒng)一項目建設碼下的用戶代碼，項目從開始到竣工備案，記錄各自的工作內容、驗收程序、紀要，同時做到數(shù)據(jù)共享。它將為資料上傳、查閱、下載、存儲提供保障；方便快捷的云端數(shù)據(jù)共享，為小組工作。團隊協(xié)作成為常態(tài)，提高了工作效率；區(qū)塊鏈技術可以安全記錄團隊工作的具體內容，合作各相關參與方的工作節(jié)點、工作類型，完成的各自工作的驗收具體時間，完成的工作質量評價，其它項目成員的反饋意見和使用情況，整個工作進展狀況和進度控制清晰可見。一旦資料形成，安全和不會被串改或丟失。平臺一旦大量地推廣使用，這將是工程資料管理上的創(chuàng)新，大大節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。

4.2 數(shù)據(jù)資源共享模型

網(wǎng)絡模型的構建，是點對點和一對多點的模式。 達到中心可以和各個點共享數(shù)據(jù)，點和點之間也可以互相交換數(shù)據(jù)，各點也可以直接向中心共享數(shù)據(jù)（見圖 4），中心數(shù)據(jù)備份在云端；網(wǎng)絡平臺的搭建和使用基本包括 3 大模塊，用戶截面、數(shù)據(jù)中心（區(qū)塊鏈技術，上傳和查閱）和云端備份；一個新建設項目為一個注冊單元。數(shù)據(jù)可以設定具體的保存和存檔方式，比如完成一個分項資料或每 30 s 自動備份，確保資料安全，同時可設定數(shù)據(jù)的查閱權限，在線授權查閱和使用的權限，在用戶截面申請和獲得權限等。

4.3 電子資料云端竣工存檔與物業(yè)管理公司數(shù)據(jù)共享

圖4 用戶端數(shù)據(jù)共享應用示意圖

在工程竣工備案后，電子資料需要單獨在云端備份存檔，視為機密文件，需要檔案館特殊授權才可以訪問。但后續(xù)的物業(yè)管理，通過物業(yè)公司注冊申請，在建設項目的主代碼下，可以申請用戶代碼，追加到區(qū)塊鏈平臺用戶體系中，方便查閱工程圖紙、質量情況，同時記載維修情況和維修的內容、質量驗收情況、使用安全等。

5 結語

隨著科學技術的發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和網(wǎng)速的大大提高，在各個領域，管理技術和管理模式每天都在發(fā)生著重大變化。所以在建筑工程資料管理上迫切需要創(chuàng)新，根據(jù)筆者多年在此領域的工作經(jīng)驗，提出區(qū)塊鏈技術和數(shù)據(jù)共享技術應該應用到工程資料管理和竣工備案中。特別是 5G 時代，網(wǎng)絡速度的提升，云存儲的誕生，區(qū)塊鏈技術在不同領域的成功應用，建筑工程資料管理引進區(qū)塊鏈技術，建立數(shù)據(jù)共享平臺，電子資料備案，無紙化辦公是完全可行的。本文從用戶關系、資料管理類型和流程、技術分析和互聯(lián)網(wǎng)平臺的建立模型，及數(shù)據(jù)共享的模式構想詳細論述了一旦三大技術——區(qū)塊鏈、云存儲和 5G 技術在工程資料管理領域得到綜合應用，這將是一項偉大的技術創(chuàng)新。它可以真正達到資料管理數(shù)據(jù)共享，在線簽證和資料電子化，大大提高辦事效率，節(jié)約成本，節(jié)約紙張和能源，提高經(jīng)濟和社會效益的目的。但是本文也有局限性，數(shù)據(jù)共享模型只是一個理論性的構想，在具體的實施過程中，細節(jié)性的環(huán)節(jié)和關鍵節(jié)點的技術處理要根據(jù)具體的計算機環(huán)境和服務器的供應商和云端服務商的特點做實時的技術調整，本文僅限于理論論述。