5G 时代区块链技术在建筑工程资料管理中的应用研究

高鹏举

（中国新兴建设开发有限责任公司，北京 100039）

0 引言

在工程项目建设过程中，资料管理是一项重要的工作。工程资料记录了整个项目的建设过程，记载了所有项目的参与方在各个环节各自完成的工作内容，记录了时间节点、审批过程、试验数据、验收内容等事项。尽管现在的所有资料都是通过工程资料管理软件打印归档，但是没有具体做到真正的无纸化办公，没有做到资料归档电子化，没有做到数据共享。各个环节的流转和签字，基本上还是文件互相传递和流转，往往是一式几份原件，相关方各保存一份原件，其他部门需要查阅具体资料内容时，资料员提供复印件，资料管理不能具体做到在线共享和电子流转签名。这样就浪费了大量的纸张和时间，复印和打印耗材，大量的资料盒和文件柜，以及每个单位投入人力资源来管理资料。比如建设项目的各参与方：建设方、设计单位、施工单位、监理单位、招投标单位和相关政府部门等，对于一个建设项目，从项目立项到竣工备案，整个建设过程各个单位都有专人来负责沟通，协调，对接，管理项目的相关资料和存档，不但耗费了大量的人力物力，而且在资料的查阅和使用上效率低下，部门之间的借阅，需要登记，单位之间文件往来更是谨慎或互相提防，以免丢失原件造成损失。在互联网速度飞速发展的 5G 时代，Internet 的速度已经为现代化办公提供了基本条件，区块链技术大范围的创新应用已经成熟，一旦区块链技术应用到资料管理中，资料信息就可以达到相互分享，而且资料内容不可以随意更改或毁坏，杜绝资料造假，同时方便备份不容易丢失。大容量的云端存储技术为电子资料备份和安全保存提供了条件，一旦工程资料完全可以做到区块链平台共享电子化，在线签名，建设项目各方就可以互相分项信息。更重要的是竣工备案，档案馆就不需要施工单位和建设方提供大量的图纸、资料盒和花时间审核备案资料是否遗漏和缺项，这将节省时间和方便快捷。电子化资料存档，也为后期的使用提供了很多方便，建设项目的售后使用说明，后续的物业管理维修查阅，通过设定访问权限，管理流程非常简单，方便后续建设项目各个部门的沟通，物业与相关设计方，建设方，施工方的沟通。这将是资料管理技术的重大创新和进步。本文的宗旨是论述区块链技术如何应用到工程资料管理中，做到工程资料整理归档无纸化，工程资料数据共享和快速电子签字流转及文件归档电子化。提出的具体解决方法是，应用区块链技术和云端大数据存储技术，做到数据透明共享，记录内容准确安全，流程高效和节约纸张。期望的结论是，在 5G 时代、高速网络的大环境下，工程资料数据云端存储和共享提供了保证的前提下，一旦区块链技术和云存储技术在资料管理中得到了广泛的推广应用，这将是工程资料管理的一个伟大的创新和进步，将促使资料管理不但高效便捷，而且会更加规范，节约能源消耗和劳动力成本。

1 资料的管理内容和资料数据的建立和使用单位

从建设项目立项到竣工验收资料存档备案的整个过程（见图 1），项目的各参与方在完成整个项目建设过程中，共计有 8 大类型的资料和十余家项目的参与单位。 资料类型有：从项目的建设时间上来划分，在项目的前期阶段，主要由建设方来完成，包括：项目的立项审批，规划，勘查设计和招投标工作；在项目的后期阶段的资料整理主要由施工单位来完成，包括工程的开工备案，建设过程的验收和检验，实验资料，材料的检验，工程的竣工验收。竣工后，建设方和施工方共同完成整体工程的档案馆竣工备案。项目的参与单位有：建设方，施工单位，监理公司，设计公司，招投标咨询公司，试验单位；政府部门包括：质检站，规划院，土地规划局，环评部门，建设委员会（建委），消防部门，国家档案馆。

图1 工程资料的类型及相关参与单位示意图

2 资料的流转和签证

就目前项目资料审批的流程来分析，是以建设单位和施工单位牵头的与其他建设相关单位和政府审批各部门的单向流转。比如建设单位收到批复文件后，根据工作进展，文件单向向需要的各个单位流转。施工现场资料由施工单位项目部工程师牵头，报内部技术部审批后流转到监理及甲方和设计单位。现场资料随着施工进度，分类填报，根据工程进度，质量检查，签字完成后，整理归档，直到工程完工验收，整体资料备案。企业技术处保留一份原件，其余资料移交国家档案馆备案。分析资料管理的整个过程，资料流转基本是靠面对面传递和签字；资料分类整理到归档，管理工作量大，国家档案室空间需求越来越大，耗费大量的人力资本和费用较多；所有项目参方之间资料的流转，以及各个参与方与政府部门之间的配合和文件资料审批，既耗费时间，又效率低下，如图 2 所示（实际情况较图示复杂）。

图2 工程资料签字关系方示意图

3 三大技术的综合应用

3.1 互联网 5 G 的特点和应用

在现代化办公时代，网络速度是一个核心的要素。网络速度决定着办公效率、时间，影响企业成本。比如工程资料管理过程中，要做到数据共享，就会有大量的文件和图片资料以及会议或视频资料等上传或下载。文件在线查阅，网络速度是一个基本的保证。未来 5G 技术的特点是：“速度快是一个基本的特点，5G 网络的大量覆盖和数据传输速率远远高于以前的商业用户的蜂窝网络，最高可达 10 Gbit/s 以上，比先前的 4GLTE 蜂窝网络快 100 多倍。5G 的超大带宽的传输能力，比如观看HD 的高清视频电影、360 度全景视频在线会议，以及多客户同时在线讨论，都不会出现卡顿、停止、延后的情况。视频质量和效果相当清晰，更重要的是可以同时录制会议内容或讨论内容，存档电子文本，相当于电子会议纪要。显而易见在建筑工程项目资料管理的领域，协同在线文件的传输、上传、下载，图片文件和视频文件上传或下载，对网络速度是一个基本的要求，5 G 科技可以提供一个速度上的基本保证。

3.2 云存储和资料内容共享

随着计算机的诞生，存储设备从开始的磁盘存储，USB 移动闪盘，移动硬盘；存储容量逐渐增加，从 512 kb 到 10 G，1 000 G，到目前的云存储。数据可以共享，数据存放在服务器供应商的设备空间，用户只需要支付使用费即可，数据的安全，备份，保存都有服务器专业公司负责。云端存储的诞生，为数据共享、区块链技术在工程资料管理提供了技术上的可行性。云端存储的基本优势是，可以方便数据备份、归档和丢失数据恢复。使用方把数据给予第三方的专业服务器供应商来托管，文件可以共享和共同在线编辑。它的工作原理是：“云存储的概念与云计算类似，它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统，保证数据的安全性，并节约存储空间。简单来说，云存储就是将储存资源放到专业化的大型存储设备上，供分散用户存取和共享的一种创新技术方案。用户可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云端方便地存取和查阅数据”。显而易见，云存储技术为资料的备份、归档提供了安全的、便捷的和经济的保证，更主要的是资料的使用者，会更加便捷，通过设置授权就可以查阅或批改文件，提高工作效率。

3.3 区块链技术

区块链技术，通俗的解释是使用互联网数据库技术，把数据的使用方或相关方在数据平台上相互关联，形成一个区域链，每个相关的个体就是链上的一个点，可以同时记录各自的工作内容、工作方式、工程质量情况、具体工作的完成时间和节点，同时所有的工作内容类似记账或账本一样，不可以删除或更改。区块链技术在很多领域得到了推广应用，比如快递物流行业，用户根据收到的跟踪码，可以随时查到自己的包裹信息，具体的运输时间和地点，快递人员的联系方式和收到包裹的预计时间。这就是一个简单的区块链技术在物流领域的具体应用。区块链技术能够把快递公司、投寄人、快递员及中间物流周转站、包裹接受人之间的信息做到实时共享。比如食品安全或药品安全领域，应用区块链技术来监督管理，在生产的原材料供货方，生产厂家，批发商，用户之间一旦建立了区块链技术信息共享平台，用户就可以知道产品的生产情况、保存情况、价格情况、质量情况和用户反馈，厂家的反馈都会透明，提高管理监督的透明度。在资料管理方面，以建设方为首的所有项目的参与单位，都要求在平台上注册同一工程项目的关联方用户码，在获得一个用户码（相当于追踪码）后，形成一个关联用户群，任何一方的工作记录和反馈意见，其它方都能够及时获得。比如施工方上传基础验收申请，监理方和设计方就会马上得到信息，监理方就会反馈质量检查情况和整改意见，二次验收的时间和整改结果，具体哪些人员需要参加验收，比如总监或其它工程师要求参加，要求和意见就会上传被及时记录。现场基础验收完成，监理及相关方就会在线电子签证资料。显而易见，区块链技术一旦应用到资料管理中，会提高工作效率，增加透明度，提高团队合作的效果（见图 3）。

图3 数据平台后端 3 大技术构造示意图

4 实现建筑工程资料电子化管理和资料电子化竣工备案的构想

4.1 引进区块链技术创建云端数据平台

建议建设主管单位，比如建设管理委员会或国家档案馆牵头，建立全国性的或以省市为单位的区域性的数据共享资料管理平台。使用单位为各个区域管辖范围内的建设项目业主、施工方及相关设计等参与方。每个工程一旦在平台注册，自然会生成一个项目代码或信息追踪码。各个参与方通过建设方授权，得到在统一项目建设码下的用户代码，项目从开始到竣工备案，记录各自的工作内容、验收程序、纪要，同时做到数据共享。它将为资料上传、查阅、下载、存储提供保障；方便快捷的云端数据共享，为小组工作。团队协作成为常态，提高了工作效率；区块链技术可以安全记录团队工作的具体内容，合作各相关参与方的工作节点、工作类型，完成的各自工作的验收具体时间，完成的工作质量评价，其它项目成员的反馈意见和使用情况，整个工作进展状况和进度控制清晰可见。一旦资料形成，安全和不会被串改或丢失。平台一旦大量地推广使用，这将是工程资料管理上的创新，大大节约成本，提高经济效益。

4.2 数据资源共享模型

网络模型的构建，是点对点和一对多点的模式。 达到中心可以和各个点共享数据，点和点之间也可以互相交换数据，各点也可以直接向中心共享数据（见图 4），中心数据备份在云端；网络平台的搭建和使用基本包括 3 大模块，用户截面、数据中心（区块链技术，上传和查阅）和云端备份；一个新建设项目为一个注册单元。数据可以设定具体的保存和存档方式，比如完成一个分项资料或每 30 s 自动备份，确保资料安全，同时可设定数据的查阅权限，在线授权查阅和使用的权限，在用户截面申请和获得权限等。

4.3 电子资料云端竣工存档与物业管理公司数据共享

图4 用户端数据共享应用示意图

在工程竣工备案后，电子资料需要单独在云端备份存档，视为机密文件，需要档案馆特殊授权才可以访问。但后续的物业管理，通过物业公司注册申请，在建设项目的主代码下，可以申请用户代码，追加到区块链平台用户体系中，方便查阅工程图纸、质量情况，同时记载维修情况和维修的内容、质量验收情况、使用安全等。

5 结语

随着科学技术的发展，特别是互联网技术的发展和网速的大大提高，在各个领域，管理技术和管理模式每天都在发生着重大变化。所以在建筑工程资料管理上迫切需要创新，根据笔者多年在此领域的工作经验，提出区块链技术和数据共享技术应该应用到工程资料管理和竣工备案中。特别是 5G 时代，网络速度的提升，云存储的诞生，区块链技术在不同领域的成功应用，建筑工程资料管理引进区块链技术，建立数据共享平台，电子资料备案，无纸化办公是完全可行的。本文从用户关系、资料管理类型和流程、技术分析和互联网平台的建立模型，及数据共享的模式构想详细论述了一旦三大技术——区块链、云存储和 5G 技术在工程资料管理领域得到综合应用，这将是一项伟大的技术创新。它可以真正达到资料管理数据共享，在线签证和资料电子化，大大提高办事效率，节约成本，节约纸张和能源，提高经济和社会效益的目的。但是本文也有局限性，数据共享模型只是一个理论性的构想，在具体的实施过程中，细节性的环节和关键节点的技术处理要根据具体的计算机环境和服务器的供应商和云端服务商的特点做实时的技术调整，本文仅限于理论论述。