区块链技术、思维在水利行业应用前景分析

戴春胜，郭龙胜，费 超，吴 迁

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

数字经济推动产业技术革命迅猛发展，深刻地改变着社会生产生活方式，区块链作为一项颠覆性技术，正在以技术创新和模式创新“策源地”的姿态推动“信息互联网”向“价值互联网”变迁。区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点[1]。其应用已渗透到金融服务、物联网、供应链管理、数字资产交易、电子商务等多个领域[2]。由于区块链特质的思维模式建立了各环节、各要素的共识、共赢、共享机制，最大化激发各环节要素的活力、消除中间环节，形成节约、高效、安全的商业形态，具有可期的应用前景。

水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑[3]，是生态环境改善不可分割的保障系统，水利行业作为国民经济的基础领域关系到资源安全、生态安全、经济安全和社会安全，在支撑经济社会发展中处于基础性、战略性地位。随着经济社会发展和科技的日益进步，水利治理体系和治理能力现代化成为迫切需要。利用新技术、新理念推动水利工程建设、水资源与水生态环境、水利防灾减灾等管理与服务现代化是亟待探索和发展的重要课题。区块链的技术能够以更低的成本解决水利行业中的信任问题，特别是在实现信息共享、透明公开、数据安全与可追溯方面有可期的前景。目前，水利行业的区块链技术应用尚处于初期研究与探索阶段，就行业关注的智慧水利、水利工程建设方面的应用谈些粗浅认识。

1 智慧水利

智慧水利建设是推进水利现代化的着力点和突破口[4]，智慧水利通过充分利用物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，构建天地空一体化水利监测体系[5]，建设高速泛在的水利信息网络，集成水利大数据中心，形成水利基础云，搭建智能应用平台，并提供高保障能力的信息安全管理和信息灾备系统。

通过区块链技术的介入，可望消除物联终端宕机对数据安全性造成的威胁，并解决物联终端设备海量增长对传统中心化网络模式带来的中心基础设施建设投入和维护投入压力，形成物联网自我治理节约新模式，使物联网能够发展到分布式、智能化的高级状态。“智慧水利”大数据分析和人工智能需建立在有效数据基础之上，利用区块链的验证机制、不可篡改性和可追溯性特点，结合物联网和人工智能技术，确保线下实物准确向线上映射，提高有效数据的占比，减少无效数据量，在降低各节点数据冗余备份压力同时，提高数据的高信度质量，以保证数据分析正准性和挖掘效果。

“智慧水利”建设在数据上纵向涉及水利部门各专业环节，横向联通农业、市政、环保、国土、气象、交通、林业等诸多部门，区块链的分布式记账和点对点的信息交易流通，既实现水利内部信息系统的纵向集成，也形成各相关部门的横向集成，由此突破单向的数据流通模式和信息孤岛制约，实现数据纵向横向流通机制，将智慧水利的定向共享升级为全社会领域的共建共享。

智慧水利从自身业务层面看涵盖水文、水质、水资源、供水节水、防洪排涝以及河湖与水工程管理信息等诸多专业领域。其核心基础在于物联网技术，通过各类传感器设备监测水文水质以及河湖与水工程基础信息等要素，并上传到互联网，进行数据交换和通讯，以实现信息智能化利用，提升水运行智能化管理水平。区块链技术可解决以往物联网技术中心化体系结构的成本高、安全度低的问题。通过安全、透明、去中心化这样一个低成本的公共账本，以区块链技术记录水运行相关数据，保证任意方无法以非法行为隐藏或篡改真实信息并能及时递交给公众。确保水信息真实、安全、透明、可靠地得到利用与开发，这对智慧水利的发展会产生积极的影响。而其点对点传输的技术特征在智慧水务的管理服务上也独具优势，尤其是在智能水交易实现上，无需全天候依赖中心化的机构而实现点对点的水权交易[6]。同时用户可以根据实时的气象气候、经济与市场的信息决定用水策略，不同的用户、管理和服务对象都可以使用这些信息来决定水资源优化配置与利用策略。

2 水利工程建设

水利工程建设与管理方面，区块链技术在采购、设计、施工管理，以及计划、组织、协同配合、监管等活动上的应用都具有广泛的可想象空间。

在项目招投标方面，可以利用分布式记账系统永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录[7]，随时随地证明某项信息的存在性和真实性，方便资信管理，也有利于政府的服务创新。可以辅助招投标过程资信验证，降低交易成本和时间，提升招投标活动透明度、公正性，有利于广泛推行“电子招投标”。

在合同管理方面，利用区块链提供智能合约机制，不依赖中间机构监督合同签署双方的合约执行，精准追踪违约行为、执行违约追责，避免监管不力导致合同执行的烂尾[8]。在工程总承包模式下，信息透明能够使总包对各分包合同执行情况实施全面掌控，业主作为系统节点，可以监管项目质量与风险，强化了对项目最终成果的把控度。智能合约由于其去中心化存储和验证程序代码而非实体来保障执行的合约，可为水利工程建设过程中的合同、监管提供简约安全、公平公正，具有创新性的解决方案。

在建设过程管理方面，将采购、设计、施工、监理等各主体纳入到区块链节点中，通过各节点P2P协作，使参建各主体方间的材料、图纸、施工作业面等的移交更加迅速。结合智能合约，设计、施工、采购各方情况的对接和反馈更加及时，有助于履约率和监管能力的提升[9]。基于去中心化机制，将建设工程的监测数据进行分布式存储，能够有效解决数据的信任和各相关方共识、认同问题。基于不可篡改、可追溯的特点可以实现数据的随时追踪，便于对分歧、事故等调查与处置。

区块链在创新管理与服务模式，提高运行效率和资产利用率的同时，也不可避免的带来一些新的挑战。首先，区块链系统是以数学算法为基础的去中心化系统，会直接改变或削弱中心机构的监管或服务职能，在一定程度上弱化了对中心机构的管理依赖。如水行政管理部门由于信息的透明、共享、去中心化，由传统管理资源的掌控者转变为区块链系统的参与者，这必然会推动管理职能、行为方式转变和社会服务的变革，带来阵痛。其次，虽然去中心化交易在成本、效率方面具有优势，但区块链去中心化的庞大改造过程缓慢，现有的中心化管理体制将会与其长时间并存、磨合与衔接，同时去中心化公用事业运营模式(如水权、水生态补偿等交易)的建立同样也需要付出相应代价。另外，区块链技术的应用目前还缺少专门性法规保障，需要在区块链确权、监管、权益保障等方面逐步提供相应的法律法规制度配套。

区块链既是一项新的技术解决手段，也提供了一种新的思维方式。围绕“价值的可信流通”形成的思维方法和解决方案对企业经营管理具有借鉴意义。区块链技术带来了更多新技术便利，丰富了我们技术想象，同时也对人的个体和组织行为带来新的要求和约束，由于区块链促成的价值传递方式改变，亦或形成社会协作方式的变革。所以，区块链技术创新应用与发展的同时，也是新的协作、服务、管理方式和规则形成的过程。作为水利企业管理者，在专注现代技术应用与技术人才培养的同时，更具意义的是推动管理人员以至全体员工及时转变生产经营理念、管理行为，跟上和适应区块链新技术革命创新发展的脚步。

3 结 语

当下区块链技术方兴未艾，而国家信息化建设和社会治理现代化的需求也日益强烈。本文通过介绍区块链技术特点及水利行业对社会经济重要性，初探区块链技术、思维在水利行业应用前景。从智慧水利、水利工程建设两个层面对区块链技术在水利行业应用进行了归纳，分析总结了区块链技术在水利行业应用中面临的风险和挑战，并简述其给水利企业管理者带来的思考。