区块链技术在建筑工程项目管理中的应用

区块链技术在建筑工程项目管理中的应用摘要：目前，区块链技术在全球各行各业工作流程中的实施都受到了广泛的关注。但截至目前，建筑行业在区块链的实现方面进展缓慢。据估计，与其他行业相比，建筑行业的工作效率在过去五十年中只提升了一半。建筑工程项目经常受到一系列项目执行问题的困扰，特别是协作、信任、透明度和监管的问题。目前，区块链技术在建筑工程项目管理中的应用还处于起步阶段，因此探讨其在实际建筑工程项目管理中的应用具有重要的理论和现实意义。本文主要分析区块链技术在建筑工程项目管理中的应用。关键词：区块链；建筑业；建筑工程；项目管理；数字化；信息引言近年来，建筑新结构和综合系统的复杂化已成为大型结构项目的一个显著特点，设计的复杂性需要建筑行业对性能需求重新进行思考。随着技术发展速度呈指数级增长，作为建筑工程项目的管理者必须学会通过采用新的实践和技术来适应不断变化的环境。目前，区块链就是这样一种技术，在金融、征信、政务、知识产权保护等方面进行了探索利用。尽管它在多个行业中获得了良好的发展势头，但为了充分理解其在建筑行业中的潜力，还需进行更深入的研究。1、区块链概述区块链一词最早出现在中本聪发表的《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文中，为了解决在现实社会中进行点对点技术实现的电子现金系统中，需要通过可信第三方的金融机构来保证交易的安全可靠，中本聪在论文中指出，在目前已有的技术手段中，可以通过数字签名的方式解决需要可信任第三方金融机构去保证交易的安全可靠这一问题，但是数字签名并不能保证在进行支付时不发生双重支付，区块链的产生正是针对这一问题而提出的解决方案。在区块链中，通过随机的散列对全部交易加上时间戳，并将它们合并在一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明的链条中作为交易记录，除非重新完成所有的交易的工作量证明，否则形成的交易记录将不可更改。其中，最长的区块的链条不仅被认为是提交交易记录发生时间先后顺序的证明，而且被看作是来自CPU计算能力最大的池，只要网络中的大多数节点没有联合起来进行攻击，那么诚实的节点就一定会比恶意的节点生成的链条更长，即可以保证在区块链中交易的不可篡改。由此诞生了以中本聪为核心人物的区块链。区块链1.0被称为可编程货币，主要是以比特币为核心。它主要围绕比特币区块链展开诸多业务及周边服务，如钱包、工具、交易所、挖矿、矿机业务等。在1.0时代，人们过多地关注建立在区块链技术上的虚拟货币，关注它们的价值、获得比特币的途径以及利用比特币进行交易的方式。随着越来越多人关注比特币，使用比特币作为支付手段产生的交易也越来越多。因为在比特币的系统中区块的大小固定，并且产生一个区块的时间固定在10ｍｉｎ左右，导致利用比特币转账的速度越来越慢，再加上比特币只用于支付、流通等功能，使得比特币不能被更广泛地应用到生活当中，带来了些许不便。针对此问题，人们在区块链1.0的基础上增加了一套系统，即可以自动执行一系列操作标志着这套系统为“智能合约”。智能合约的产生，标志着区块链进入了以以太坊区块链为代表的区块链2.0时代。2、区块链与智慧化建筑技术的融合应用2.1在交易安全方面的应用建筑行业由于其自身特点，工程建设周期长、利益相关者多，特别是在采购环节方面内部事务较为复杂，不可避免地会出现产权不清等方面的问题。区块链技术的应用就能够轻松解决这一类问题。由于区块链核心技术是哈希算法和非对称加密算法，能够确保交易过程中的真实性、公开性和透明性，保证交易数据信息不可篡改。为此，区块链技术能够更好地实现建筑工程领域的交易安全。区块链平台与建筑工程总承包方、建筑工程总承包方和分包方以及分包方与施工团队之间所产生的所有合同、票证以及银行流水等所有信息都传输至区块链系统，由于区块链技术自身特点，所有上传的信息无法篡改，有助于建筑工程领域货权交易明晰化、透明化，确保交易安全。除此之外，区块链技术还可以与建筑信息模型技术结合，运用区块链技术记录建筑工程项目管理全过程，记录从工程立项审批、施工管理再到竣工验收等过程中的权益转移，通过区块链数据信息记录可以实时掌握建筑工程进度，调整工期。2.2在提升建筑工程高效管理方面的应用区块链自身所具备的特点就意味着其在很多领域将会有着十分广泛的应用，在建筑工程建设领域中有助于提升其高效管理，主要表现在以下几个方面：（1）由于区块链技术中数据的不可篡改，建筑工程从业人员的数据信息将会被记录在系统之中，便于对建筑工程从业人员的经验和技能进行考核，保证信息公开、透明，加强建筑工程建设的人员保障。（2）由于区块链技术的去中心化特点，能够实现建筑用工人员的灵活和高效管理，如可以通过区块链平台发布用工需求，建筑行业用工人员可以根据用工需求在区块链系统中完成交易，提高建筑工程从业人员的人岗匹配效率。（3）由于区块链技术中数据的可追溯，可以通过区块链技术实现合同交易与管理，并可以实现随时备查交易信息，在建筑工程建设阶段内记录所有合同和资金信息，实现工程项目合同、工程进度和资金流信息耦合，让建筑工程建设项目各个项目生命周期阶段数据信息更加透明。无论是在建筑工程规划设计阶段、建造阶段还是运维阶段区块链技术都可以与建筑信息模型技术相结合进一步打造高效率的智慧建筑工程项目。2.3保证行业的可持续发展在工程建设领域，我们基于区块链具有的“去中心化”“公开透明”等的优点，将其运用到工程管理中，从业主到总承包方再到分包商都处于区块链的节点之中，业主作为区块链中的一分子对整个工程项目都是实时把控的，由于区块链中数据不可更改但可以回溯信息源，业主可以清楚地知道工程的每个环节、分包商的每个动作，最大限度地避免了承包方非法转包、发包方拖欠工程款、建筑商偷工减料、采购方压价要回扣等影响工程质量的问题。把区块链技术运用到工程管理中是建筑行业发展的趋势，不但提高了工程建设行业的核心竞争力，也保证了行业的可持续发展。3、区块链技术在建筑业的应用建筑项目的实施是一个高度规范的过程。近年来，各国政府均针对建筑项目实施了一系列规范和条例，并为项目中的各种要素规定了最低实施标准，这些标准需要个人和权威机构的联合认证和批准。同时，也暴露出建筑行业内很常见的信任问题，这种信任冲突的产生是由于项目的高度复杂性、风险性和不确定性造成的。由此可见，信任和透明度正在成为施工管理者面临的巨大挑战。3.1信息管理近几年，区块链的潜力在建筑行业得到了广泛关注，能够为建筑行业的信息管理问题提供有效的解决方案。在过去，建筑过程在一定程度上是分散的，企业要么专攻信息流程，要么专攻材料流程。信息流程由一连串的纸质文档和人们以紧密合作的方式创建，然后再通过整理与合并成为大型的完整文档，但存在的问题是信息的共享并不频繁。如今，数字技术使施工过程进一步碎片化，数字化沟通导致公司规模越来越小，跨越组织和法律边界的信息交流更加频繁。现在规划和设计过程几乎完全数字化，信息以数字格式共享。目前，区块链技术在建筑领域的使用案例有维护数字财产记录、时间戳行为或交易、多签名交易等。3.2建筑信息模型与区块链技术的融合BIM是一种基于3D模型的智能流程，它不仅为建筑、工程和施工专业人员提供了极大的便利，同时还有助于更加高效地进行规划、设计、施工和管理建筑。BIM技术正因它的协作特点和建立数据共享的方法在彻底改变建筑过程。但从法律的角度看，输入到BIM的大量信息都具有相关性，因此可以说BIM也是指对具有法律意义的信息进行管理。针对此问题，有人提出法律和安全问题是BIM采用的主要障碍。目前，国外一些公司正在开发一个基于区块链的解决方案，该方案要将BIM革新为一个具有法律约束力的协作平台。这个平台的最终目的是创建一个去中心化的BIM版本，它旨在将分布式账本技术整合到BIM流程、工具和数据中。如今已经在三维数字建模以及与项目管理、建筑控制、保险和支付相关的正式且具有法律约束力的纸质流程之间建立了联系。从交易的角度来看，BIM的区块链不同于传统的区块链应用，如比特币。比特币涉及数十亿个1千字节的交易，而BIM的区块链则由数百个千兆字节的交易组成。“BIM交易区块链”将区块链的去中心化、不可改变的特性充分整合在BIM服务器中，而且区块链方案内存储的数据量明显大于当前的BIM方案，这便使得信息共享量大大增加。同时，运用区块链技术可以使拥有者和后来者均无法删除或篡改曾经做过的任何记录，也使得项目更加透明，避免了合同纠纷等问题。3.3安全智能监测系统特点智能化监测1）通过传感器、监测设备定时自动采集现场周边管线水平位移、水位等相关监测数据，有效降低人工监测成本和失误，使数据采集过程自动化、智能化。监测数据通过区块链平台上链存证，利用数字签名确认身份，保证数据来源真实可靠，不可抵赖。且区块链链上信息受司法认可，便于有效追责，提高查证验证的效率，降低成本。2）系统自动对深基坑监测原始数据进行计算。通过智能合约和SDK事先设置的规则，自动对传感器传输过来的数据进行处理，避免人为介入操作。数据处理过程智能化，保证了规则一致性和处理结果的真实性。智能判断监测数据是否满足预警条件，发现异常时通过短信等方式自动通知相关人员。预警信息及处理结果上链存证，基于区块链技术保证数据真实记录，监控过程更简单直观，有效提高了监控效率，降低监控成本。修改数据这一操作需要足够的计算能力才能实现，现有计算机性能需要上万年的时间才能完成。结合上面的账本同步覆盖原理，即使成功篡改了本地数据也会被同步覆盖。所以可以说，监测数据一旦上链将无法篡改。结束语区块链赋能建筑业数字化转型主要体现在三个层面：技术层面，区块链可从信息管理、合同管理、协同设计、供应链管理以及智能监测等方面，推进项目流程自动化；组织层面，区块链通过促进信息共享、建构信任关系和转换管理模式，加快形成相互合作、相互监督的竞合关系；环境层面，区块链可协助政府监管，推动政策的制定与完善。区块链技术的应用障碍可从技术、组织与环境三方面表述，技术障碍表现为吞吐量低、数据存储成本高和互操作性研究不足；组织障碍表现为使用意愿低、核心人才与技术缺乏和动力不足；环境障碍表现为法律体系不完善、行业区块链技术认知不全面与基础设施不健全。建筑领域区块链的研究尚处在初步探索阶段，未来可从拓展区块链技术的应用、提高利益相关方的使用意愿以及明确区块链的应用策略等方面展开深入研究，进一步推进区块链技术在建筑领域的发展与应用。参考文献：[1]钟玮琦，武瑞佳，徐东英.基于区块链技术与ZigBee技术的建筑消防系统[J].物联网技术，2020，10（9）：92-95.[2]冯衍达，王峰.基于区块链的物联网技术应用[J].物联网技术，2021，11（12）：120-122.[3]姜晖.区块链在建筑领域数字产权保护中的应用研究[J].建筑经济，2019，40（3）：117-120.[4]吴明