區塊鏈+BIM信息管理平臺方案及構架研究

張聰

摘要：在建筑業實現信息化發展的環境下，以BIM技術為基礎的信息管理平臺已廣泛應用，項目建設過程中各環節信息分散，協同效率低，信息處理滯后等問題依然存在。本文針對建設工程中應用BIM技術進行信息管理的項目，提出構建基于區塊鏈技術的BIM信息管理平臺，利用區塊鏈的技術優勢結合基于BIM理念的管理模式，進行平臺方案及平臺構架的初步探索。

關鍵詞：區塊鏈;BIM;信息管理

1.引言

隨著BIM技術的快速發展，其在建筑行業的設計、建造、運營等領域的應用越來越廣泛。然而，目前BIM技術仍多為局部應用，其在有效信息集成和共享方面，仍存在所有權不明確、信息數據濫用及信息修改權限等問題，無法完全適應工程多方協作、統籌管理的需要。區塊鏈具有"去中心化"、"分布式記賬"、"公開透明"、"不可篡改"等特征，可提高工程項目中重要數據信息加密以及認證等保護機制的安全性。參與者的身份信息、所有活動和共享數據都將被寫入不可偽造的分布式賬本中，其特征有利于構建更完善的BIM信息管理平臺。

2區塊鏈技術與BIM信息管理平臺現狀分析

2.1區塊鏈技術及主要特征分析

區塊鏈是一種在區塊中生產和存儲數據，以時間順序首尾相連的鏈式結構，同時加持密碼學不可偽造防篡改的特性，對數據傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本。

其特征有：

去中心化。系統中所有節點都是對等節點，每個節點都可將觀測到的行為進行記錄，維護整個系統的數據真實準確性。

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

可追溯性。區塊鏈使用帶有時間戳的鏈式結構對數據進行儲存，鏈式結構為數據提供了定位功能，具有較強的可追溯性。

高可靠性。區塊鏈系統支持拜占庭容錯，系統或任意一個節點被攻克，也不影響系統正常運轉。

2.2BIM技術及其特征

BIM技術，即建筑信息模型，具有具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性的特點，在項目設計階段能夠做到深化設計、碰撞檢查，降低施工過程中因設計問題導致的圖紙變更的幾率，為實現將項目前期、設計、施工、運行維護各階段信息充分利用。其本質更應該體現在實現基于模型的建筑信息協同和信息共享上。

2.3BIM信息管理平臺應用及研究現狀

目前BIM信息管理平臺研究及應用集中在項目建設過程中不同專業和領域內部，單向信息交互頻繁。例如岳荷構建了基于BIM的工程監理信息管理系統框架，并介紹了該系統的實施方法和條件。凡月將BIM應用于建筑項目全過程造價管理中，并搭建了基于BIM技術的造價咨詢企業信息管理平臺。胡友斌基于BIM技術在裝配式建筑中應用，從設計角度提出有效提高預制構件設計效率的方法。由此可見，眾多BIM信息管理平臺主要服務于設計、咨詢或某一領域的信息管理。因此建立多方全過程的信息管理平臺就很有必要。

3區塊鏈技術在BIM信息管理平臺方案探究

3.1平臺運作思路

建設工程項目中BIM信息管理平臺的用戶主體包括：政府、業主、設計、總承包商、分包商、監理、其他參與方，如勘測、造價等單位。平臺用戶在平臺上進行項目信息交互和共享，平臺后端系統數據層進行集成后再利用區塊鏈技術特有功能，確保信息的安全性和準確性，實現全方位信息協同。

3.2平臺技術構架

區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層及應用層六層結構組成，根據網絡范圍及參與節點特性，平臺系統區塊鏈類型為聯盟鏈，不需要激勵層的內容，因此具備五個層次的功能和作用。

數據層：主要進行數據存儲和加密，以非對稱加密技術、哈希算法、時間戳等作技術支撐。

網絡層：采用P2P網絡模式主要包含平臺系統的信息傳遞及數據驗證機制等方面。

共識層：主要依據拜占庭容錯共識算法，主要應對外在欺騙和攻擊行為，達成系統內對數據信息有效性的一致共識。

合約層：包含各類腳本代碼、算法機制和智能合約。在平臺交易過程中降低人為因素對不利于合約執行的風險。

應用層：主要包含平臺各功能板塊，實現用戶對數據信息的管理和決策，兼容眾多BIM模型格式導入，實現全方位立體化信息集成管理。

3.3平臺功能

基于區塊鏈技術的BIM信息管理平臺主要包括系統管理、權限管理、合約機制、信息共享四大功能模塊，擁有如下功能特征：

系統管理模塊功能主要包含用戶登錄及注冊、用戶的使用權限等身份信息管理。建設方或政府主導各方參與區塊鏈服務平臺，可委托專業信息管理團隊為平臺管理員，授權其對平臺日常維護運轉。

權限管理模塊主要由建設方對各參與方進行授信管理。包括業主方、總承包方、分包方、設計和監理等咨詢方、項目其他參與方等。

合約機制模塊以數字化方式達成共識、履約、監控履約過程并驗證履約結果的自動化合同，擴展平臺功能。

信息共享模塊主要功能是對項目決策、建設、運營過程中產生的信息進行集成管理。初步包含信息上傳、查詢、下載等功能。

4結語

本文將區塊鏈技術引入建筑行業信息管理領域，對區塊鏈技術在BIM信息管理平臺構建方案進行研究。主要針對區塊鏈信息管理平臺的運作思路分析，并對平臺的技術架構及功能模塊進行設計。有助于推動該類平臺的開發與應用，為加快建筑業實現信息化提供了新的途徑。

參考文獻：

[1]岳荷.基于BIM協作平臺的工程監理信息管理研究[J].蘭州交通大學學報，2015，34（01）：180-184.

[2]凡月.BIM 在造價咨詢企業信息管理中的應用研究[D].北方工業大學，2018.

[3]胡友斌.基于BIM的裝配式建筑設計效率研究[J].土木建筑工程信息技術，2018，10（1）：4854.

[4]]趙峰，劉剛.基于BIM和物聯網的預制裝配建筑信息管理平臺的研究及應用[J].土木建筑工程信息技術，2021，13（03）：101-106.