李俊亭 梁立立 李穎涵 董藝佳

(1.西安石油大學土木工程學院 西安 710065；2.西安石油大學經(jīng)濟管理學院 西安 710065)

當前，數(shù)據(jù)已成為推動全國各個行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展新的生產(chǎn)要素，數(shù)據(jù)協(xié)同是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值最大化的必要手段[1]。雖然各行各業(yè)在數(shù)智化轉型進程中已取得顯著成效，但因數(shù)據(jù)的開放與共享程度偏低，導致協(xié)同效果不理想、顛覆性轉型瓶頸難以突破等問題出現(xiàn)。就智能建造而言，由于參與方(單位)眾多、各類數(shù)據(jù)信息龐雜，參與方內部上鏈信息與參與方之間的上鏈信息存在很大差異，由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)存證、數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)協(xié)同，以及業(yè)務數(shù)據(jù)耦合、人員互信等機理問題[2]?；趨^(qū)塊鏈技術，智能建造中各參與者節(jié)點因處于去中心化網(wǎng)絡中，使各節(jié)點所接收數(shù)據(jù)能夠保持一致性，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的公開透明性，而數(shù)據(jù)區(qū)塊構成的鏈條又使得數(shù)據(jù)可追溯，且公有鏈、私有鏈以及聯(lián)盟鏈等滿足了各節(jié)點對數(shù)據(jù)隱私的不同需求，最終減少各組織的分散性，改善信任關系，提高整體效率[3]。但在智能建造特定場景下，針對區(qū)塊鏈技術如何與業(yè)務整合，實現(xiàn)技術功能匹配業(yè)務需求，數(shù)據(jù)交易真實透明[4-5]以及數(shù)據(jù)協(xié)同安全等問題的研究較少[6]。本文旨在通過分析引入?yún)^(qū)塊鏈技術后智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同所面臨的問題和困境，從系統(tǒng)視角剖析區(qū)塊鏈技術下數(shù)據(jù)協(xié)同的機理，構建基于區(qū)塊鏈技術的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同框架，提出數(shù)據(jù)上鏈機制、集成與共享、安全與隱私保護方式以及協(xié)同策略等，為區(qū)塊鏈技術下的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同研究提供一定的借鑒。

1 問題解構：區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的困境

以區(qū)塊鏈技術為代表的新一代信息技術為建造業(yè)的精細化管理、集約式發(fā)展、數(shù)字化轉型提供了強有力的技術支撐[7]，多種技術的集成為消除信息壁壘、重構組織模式、建立數(shù)智化新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了一個路徑[8-10]。但是，如何重構區(qū)塊鏈技術(共識機制、智能合約、分布式賬本)以適應智能建造特定場景下的應用？數(shù)據(jù)協(xié)同如何支撐業(yè)務的開展？區(qū)塊鏈智能建造平臺一旦構建起來，會延伸出哪些組織管理“觸角”？這些問題使區(qū)塊鏈技術下的智能建造實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同面臨諸多困境。

1.1 缺乏區(qū)塊鏈系統(tǒng)與數(shù)據(jù)協(xié)同業(yè)務的耦合設計

現(xiàn)有研究只將區(qū)塊鏈作為安全性保障手段，以確保數(shù)據(jù)協(xié)同共享的安全性，并未涉及數(shù)據(jù)協(xié)同業(yè)務的耦合策略問題。在具體進行區(qū)塊鏈系統(tǒng)設計時，應探析共識算法、智能合約、賬本結構等區(qū)塊鏈技術與智慧建造數(shù)據(jù)協(xié)同業(yè)務之間的作用關系，對二者進行協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的耦合設計，從而提升數(shù)據(jù)協(xié)同效率。正如Steven Graham指出：“目前，還沒有一個真正匯集工程項目各參與方的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)信息共享平臺”[11]。

1.2 缺乏特定場景下數(shù)據(jù)協(xié)同的“交易協(xié)議”研究

智能建造應用智能合約可以將設計、調試、施工、運輸和資產(chǎn)管理等任務自動化執(zhí)行，從而減少支付時間，降低交易及管理成本[12-14]。智能合約的本質是將數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈上可以自動運行的腳本，它被定義為一種通過代碼程序自動執(zhí)行的交易協(xié)議[15]，其立足于完全契約的理想情境[16]。但是，智能建造中的各參與方不是完全的“合同”關系，參與方之間大量的數(shù)據(jù)交互需要依賴“契約”來維系，也需要分析有關數(shù)據(jù)的社會契約關系[17]。但目前學者們對基于契約關系的智能合約構建及其應用機理的研究比較匱乏[18-19]。因此，設計特定場景下的區(qū)塊鏈智能合約將是解決社會契約條件下數(shù)據(jù)協(xié)同的關鍵。

1.3 缺乏特定場景下數(shù)據(jù)協(xié)同的系統(tǒng)研究

在智能建造中各組織內部以及各組織間都會進行數(shù)據(jù)交互，涉及“鏈下”與“鏈上”數(shù)據(jù)甄選、上鏈機制設計和工程數(shù)據(jù)可信存儲等問題[20]。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同，不僅要對數(shù)據(jù)進行全生命周期管理以實現(xiàn)數(shù)據(jù)開放與共享以及歷史數(shù)據(jù)完整可追溯[21]，而且要對數(shù)據(jù)進行風險管理以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全和隱私保護等[22]。將區(qū)塊鏈技術引入智能建造特定場景下的系統(tǒng)機理分析和數(shù)據(jù)協(xié)同框架思路，將有助于智能建造中形成完整的數(shù)據(jù)流，從而提升建造過程數(shù)據(jù)協(xié)同質量和整體效率。

2 機理分析：區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同機理

在智能建造應用場景中引入?yún)^(qū)塊鏈技術，不僅需要考慮區(qū)塊鏈技術本身的技術支持問題，還需要探討區(qū)塊鏈技術與智能建造數(shù)據(jù)交互的融合問題。本文采用系統(tǒng)工程“物理-事理-人理(WSR)”方法論，研究區(qū)塊鏈引入智能建造領域的數(shù)據(jù)協(xié)同機理[23]，并借鑒朱曉武等人[24]提出的研究范式，構建基于區(qū)塊鏈技術的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的WSR方法分析框架，如圖1所示。

圖1 智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的WSR分析框架

2.1 區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的“物理”分析

2.2 區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的“事理”分析

在WSR方法論中“事理”是指做事(數(shù)據(jù)處理)的機理。在智能建造中，由于參與方節(jié)點記錄員匯報的信息不一定是真實準確的，因此最終達成的共識也并非一定反映真實情況。所以，提出兩種思路以解決數(shù)據(jù)共識質量問題：一是可以借鑒信息經(jīng)濟學模型，重點分析參與方節(jié)點記錄員誤報的情況，通過構建謊報代理人效用函數(shù)分析參與方契約機會成本的方法，分析其謊報的概率，構建信息不確定條件(謊報概率條件)下的pk·ωk共識權重；二是借鑒通證經(jīng)濟學(Token economy)原理，分析各參與方“數(shù)字資產(chǎn)”(即參與方規(guī)模、資產(chǎn)和證書等形成數(shù)據(jù)信用背書)，把分散的、投機的、不平等的各參與方串聯(lián)起來(通證身份)，從而形成良好的數(shù)據(jù)共識質量機制。

在高質量數(shù)據(jù)共識形成的過程中，還需要考慮數(shù)據(jù)協(xié)同的組織模式和數(shù)據(jù)的社會契約關系。首先基于區(qū)塊鏈共識過程，分析各參與方數(shù)據(jù)類型要素，構建信息網(wǎng)絡聯(lián)盟；通過信息交互過程推演，分析網(wǎng)絡節(jié)點設置和組織信息交流；其次基于鏈節(jié)點存儲過程，確定信息節(jié)點數(shù)據(jù)結構；最后通過信息交流的加密算法形成數(shù)據(jù)的發(fā)布和共享。數(shù)據(jù)的社會契約關系依賴于具體的應用場景，可以依據(jù)各類合同或示范文本的條款分析各參與方合作所隱含的“契約”關系，通過提取各參與關方、活動事項、觸發(fā)等關鍵信息，實現(xiàn)對合同條款的數(shù)據(jù)表示，并以智能合約形式使數(shù)據(jù)協(xié)同合約化，從而形成高質量的數(shù)據(jù)協(xié)同機制。

2.3 區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的“人理”分析

在WSR方法論中“人理”是指做人(數(shù)據(jù)應用)的機理。因數(shù)據(jù)的共識、傳遞等過程均離不開人的參與，而有人的參與必然會引起一些社會問題，所以在智能建造中，如果參與方“上鏈”信息存在虛假報告且概率較高，或者參與方“鏈下”信息存在共謀等情況，勢必會產(chǎn)生“檸檬市場問題”“組織節(jié)點間共謀”等問題。

由于人的參與使數(shù)據(jù)協(xié)同問題變得廣泛而復雜，所以本文采用博弈論的思想將構建演化博弈模型作為一種解決方式。例如采用雙方博弈，將博弈方分為數(shù)據(jù)上傳者(Pi)和數(shù)據(jù)監(jiān)管者(Pj)，雙方的策略分別為{規(guī)范，共謀}和{監(jiān)管，不監(jiān)管}。設數(shù)據(jù)上傳者采取規(guī)范行為的概率為x,數(shù)據(jù)監(jiān)管者進行監(jiān)管的概率為y。數(shù)據(jù)協(xié)同基礎收益為Rk，協(xié)同效果系數(shù)為βk，懲罰系數(shù)為θk(k=i,j;0<θk<1<βk)。進而可構建如圖2所示的效用矩陣。

圖2 效用矩陣

由圖2可得Pi的期望效用函數(shù)為：

ui(x,y)=xyβiRi+x(1-y)βiRi-(1-x)yθiRi-(1-x)(1-y)θiRi=xβiRi-(1-x)θiRi

Pj的期望效用函數(shù)為：

uj(x,y)=xyβjRj+(1-x)yβjRj-x(1-y)θjRj-(1-x)(1-y)θjRj=yβjRj-(1-y)θjRj

由該模型可見，{規(guī)范，監(jiān)管}為最優(yōu)策略集，此策略有助于最大限度改善數(shù)據(jù)協(xié)同中的“人理”問題，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)協(xié)同機制。

3 框架構建：基于區(qū)塊鏈技術的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同

3.1 區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的框架模型

本文基于區(qū)塊鏈核心技術，依托智能建造的應用場景構建數(shù)據(jù)協(xié)同邏輯模型。首先進行區(qū)塊鏈選型，目前根據(jù)技術及應用場景將區(qū)塊鏈主要分為私有鏈、聯(lián)盟鏈和公有鏈三大類型，因公有鏈沒有監(jiān)管方限制節(jié)點的出入，私有鏈設置了準入規(guī)則，適合參與方內部的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，聯(lián)盟鏈主要為利益相關的不同主體構成的業(yè)務聯(lián)盟服務，依據(jù)智能建造特定場景中各參與方之間的平等合作關系，在本架構中以聯(lián)盟鏈作為基礎區(qū)塊鏈。其次考慮基于分布式賬本(DLTs)的數(shù)據(jù)存儲、交互框架，構建各參與方數(shù)據(jù)信息列表、交互、記賬、查詢的邏輯層、交互層、存儲層的多維數(shù)據(jù)框架模型。因此，本文提出基于區(qū)塊鏈的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同平臺框架(如圖3所示)，該協(xié)同框架模型主要由參與主體、數(shù)據(jù)層、區(qū)塊鏈層及數(shù)據(jù)協(xié)同層構成[25]。

圖3 智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的框架模型

依據(jù)上述智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的機理分析可知，數(shù)據(jù)協(xié)同與業(yè)務開展二者不可分割，這種可信數(shù)據(jù)協(xié)同的網(wǎng)絡系統(tǒng)很適合數(shù)字資產(chǎn)的聯(lián)合使用及數(shù)據(jù)交易、多方聯(lián)合的追征溯源、業(yè)務協(xié)作及風險把控等工作。a.參與主體(數(shù)據(jù)源)。各參與主體作為智能建造數(shù)據(jù)的產(chǎn)出者及利用者，是協(xié)同平臺的重要組成部分。各參與主體除了上傳自身產(chǎn)出的數(shù)據(jù)外，還要申請查看并使用其他方的數(shù)據(jù)。在協(xié)同系統(tǒng)中，各方不需要承擔維護網(wǎng)絡及系統(tǒng)的工作，但需要確保上傳數(shù)據(jù)的準確性、及時性與標準性。b.數(shù)據(jù)層。該層是數(shù)據(jù)協(xié)同平臺的基礎。數(shù)據(jù)層主要包括智能建造中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，涵蓋了智能建造整個生命周期中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄通過網(wǎng)絡傳輸方式對不同渠道的數(shù)據(jù)進行采集，并對原始數(shù)據(jù)進行清洗、融合、封裝等加工之后，將其轉化為標準數(shù)據(jù)存儲于分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)在存儲過程中高可用、可擴展及可通過數(shù)據(jù)備份的方式，減少數(shù)據(jù)災難，斷點不可續(xù)、不能負載均衡的問題是值得關注的。c.區(qū)塊鏈層。該層是系統(tǒng)架構的核心部分。區(qū)塊鏈層包括共識機制、智能合約、分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、非對稱加密技術等計算機基礎設施及網(wǎng)絡管理等服務。在區(qū)塊鏈層中，采用塊鏈式結構將經(jīng)過哈希函數(shù)加密的數(shù)據(jù)信息按照時間順序進行存儲，并利用分布式節(jié)點共識機制更新數(shù)據(jù)，這樣既能保證數(shù)據(jù)的安全可靠，又能追根溯源。此外，智能合約自動操作應用數(shù)據(jù)，還可以保證操作的便捷有效。區(qū)塊鏈層讀取并存儲經(jīng)過標準化處理的參與主體生成的數(shù)據(jù)，并為各主體之間共享數(shù)據(jù)提供服務。d.數(shù)據(jù)協(xié)同層。數(shù)據(jù)協(xié)同就是由數(shù)據(jù)共享加多方計算而生成的數(shù)據(jù)協(xié)同網(wǎng)絡，可以解決各參與方的業(yè)務問題。該層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)在智能建造業(yè)務中的安全共享，其核心是根據(jù)智能建造流程將可信數(shù)據(jù)進行存儲、交互和安全計算，進而實現(xiàn)其在業(yè)務流程之間的協(xié)同，使各方主體在協(xié)作中實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)共享。

3.2 區(qū)塊鏈技術下數(shù)據(jù)協(xié)同的上鏈機制

數(shù)據(jù)的上鏈機制是可信數(shù)據(jù)存儲的關鍵，一般包括身份認證、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)交易和監(jiān)督管理四個主要業(yè)務部分。用戶在身份認證模塊通過提交注冊信息成為正式用戶，并在注冊成功之后可以查看本人信息并進行信息監(jiān)管等。用戶在智能建造過程中會產(chǎn)生一系列資料并將相關數(shù)據(jù)提交協(xié)同平臺。數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈平臺的上傳流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)協(xié)同平臺上傳數(shù)據(jù)業(yè)務流程

用戶在完成注冊后向平臺發(fā)出上傳標準數(shù)據(jù)的請求，并向根據(jù)共識機制產(chǎn)生的審核節(jié)點提交相關建造數(shù)據(jù)。審核節(jié)點將通過非對稱加密算法得到的哈希值、時間戳及數(shù)字簽名打包成區(qū)塊，再上傳至原區(qū)塊鏈，然后向全網(wǎng)廣播。所有節(jié)點驗證結果并更新區(qū)塊鏈。這樣的數(shù)據(jù)上傳方式即鏈上存儲方式，數(shù)據(jù)直接存儲在區(qū)塊中，數(shù)據(jù)資源也匯集在區(qū)塊鏈中。但并不是所有的數(shù)據(jù)資源都適合鏈上存儲方式，因為區(qū)塊鏈有限的存儲性與交易的處理性同時會限制數(shù)據(jù)的上鏈。比如在智能建造中，制造過程中產(chǎn)生的鋼筋質量數(shù)據(jù)及施工過程中產(chǎn)生的檢測等數(shù)據(jù)，對這些需要開放共享的信息不需要上鏈，而有關設計圖紙、BIM、合同等涉及機密的數(shù)據(jù)則需要通過加密處理后再上鏈存證，從而保證數(shù)據(jù)的安全、不可篡改及可溯源。由此數(shù)據(jù)協(xié)同平臺參考標準定義了不同類型協(xié)同數(shù)據(jù)的上鏈方式，如表1所示。

表1 智能建造協(xié)同數(shù)據(jù)上鏈方式

根據(jù)數(shù)據(jù)開放程度和數(shù)據(jù)存儲量來確定智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同平臺的上鏈方式，其中，數(shù)據(jù)開放程度可分為完全開放、半開放和不開放三種類型，數(shù)據(jù)存儲量分為大、中、小三個值。上鏈方式分別為：不上鏈、哈希上鏈和加密上鏈。加密上鏈是指如組織資源配置等涉及機密的私有數(shù)據(jù)不能直接上鏈，需要通過加密技術進行加密處理，在數(shù)據(jù)協(xié)同平臺上傳加密處理后的數(shù)據(jù)，只有獲得訪問權限的用戶才能通過密鑰訪問數(shù)據(jù)。

3.3 區(qū)塊鏈技術下數(shù)據(jù)協(xié)同的集成與共享

智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同是消除系統(tǒng)孤島，讓數(shù)據(jù)信息有效聯(lián)動的過程。首先需要梳理智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同業(yè)務，形成業(yè)務數(shù)據(jù)協(xié)同需求，其次根據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)同需求構建數(shù)據(jù)倉庫，并進行數(shù)據(jù)同步。在數(shù)據(jù)同步完成后提交數(shù)據(jù)集成請求，區(qū)塊鏈平臺管理員對數(shù)據(jù)集成請求進行審核，包括對數(shù)據(jù)上傳方進行資質評估及數(shù)據(jù)的有效性驗證，審核通過則隨時觸發(fā)上鏈事件，根據(jù)上鏈規(guī)則執(zhí)行上鏈任務。最后通過集成關系型數(shù)據(jù)庫對鏈上數(shù)據(jù)進行持久化處理，實現(xiàn)鏈上鏈下數(shù)據(jù)同步。具體如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)協(xié)同平臺數(shù)據(jù)協(xié)同集成過程

智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同共享主要包括兩種共享模式：a.直接共享模式。數(shù)據(jù)擁有者提前對數(shù)據(jù)授權方式進行設置，對某申請者授權直接訪問數(shù)據(jù)權限，被授權者可直接進行數(shù)據(jù)訪問。b.申請審核模式。數(shù)據(jù)使用者向數(shù)據(jù)擁有者提交數(shù)據(jù)訪問申請，經(jīng)過數(shù)據(jù)擁有者的審核批準或拒絕之后，數(shù)據(jù)使用者可以進一步獲得數(shù)據(jù)或者被拒絕無法訪問數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)共享過程如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)協(xié)同共享模式：直接共享模式(左)申請審核模式(右)

3.4 區(qū)塊鏈技術下數(shù)據(jù)協(xié)同的隱私保護

智能建造的基礎區(qū)塊鏈類型使得跨鏈技術的加持成為必然趨勢，然而參與方在進行跨鏈數(shù)據(jù)交互時往往面臨數(shù)據(jù)隱私泄露的問題。目前有公證人機制、哈希時間鎖定和側鏈/中繼鏈三種主流跨鏈技術[26]。在公證人機制中，中間人(即公證人)的選擇對于數(shù)據(jù)的成功交互起到?jīng)Q定性作用，因為惡意的中間人會對數(shù)據(jù)安全造成威脅；在哈希時間鎖定中，黑客有可能通過竊取處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)的用戶錢包私鑰的方式破壞資金的安全性；因側鏈/中繼鏈既不能對主鏈數(shù)據(jù)進行追溯，又無法保證側鏈所有節(jié)點的可信度，所以系統(tǒng)安全及數(shù)據(jù)隱私則會面臨一定風險。

“區(qū)塊鏈+隱私計算”應成為數(shù)據(jù)協(xié)同隱私保護的一種重要方案。隱私計算以安全多方計算(Multi-Party Computation，MPC)、聯(lián)邦學習(Federated Learning，F(xiàn)L)以及可信執(zhí)行環(huán)境(Trusted Execution Environment，TEE)為主要技術體系[27]，區(qū)塊鏈與其具有天然互補性。區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)了鏈上數(shù)據(jù)的公開透明以及不可篡改，但數(shù)據(jù)的安全及隱私性難以保證。MPC可在存在不可信參與方的情況下，完成對數(shù)據(jù)的隱私處理從而實現(xiàn)個體間的數(shù)據(jù)協(xié)同。盡管FL不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的協(xié)同，而且在其數(shù)據(jù)不出域的核心思想下實現(xiàn)了數(shù)據(jù)隱私的保護，但卻面臨著被惡意攻擊的風險，而區(qū)塊鏈技術的可追溯性等可幫助系統(tǒng)找出惡意節(jié)點并及時止損。TEE不僅幫助區(qū)塊鏈實現(xiàn)鏈下復雜數(shù)據(jù)的安全處理，維護特定數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，同時也提高整個系統(tǒng)的運行效率。因此，區(qū)塊鏈與隱私計算的結合是提高原區(qū)塊鏈及跨鏈系統(tǒng)中節(jié)點間的數(shù)據(jù)安全性及隱私性，促進各方數(shù)據(jù)協(xié)同的關鍵。

4 協(xié)同策略：區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同應用

通過上述關于區(qū)塊鏈技術下智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的問題解構及機理分析，可繪制如圖7所示的解決方案邏輯圖，其自上而下展示了基于WSR方法論的數(shù)據(jù)協(xié)同“問題-原因-方案”的對應邏輯。針對圖中的事理解析(焦點：怎么做)，結合區(qū)塊鏈的技術特征，以及智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同的客觀需求，本文提出了區(qū)塊鏈技術下的“數(shù)據(jù)存證-可信共享-數(shù)據(jù)協(xié)同”智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同策略。

圖7 基于WSR的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同解決方案邏輯圖

a.借助區(qū)塊鏈技術去中心化、不可篡改、可追溯的特點，構建“智能建造下數(shù)據(jù)協(xié)同自組織”運作機制。這就避免了傳統(tǒng)建造中因各參與方因信息不對稱而造成的各種質量問題。要求各參與主體對建造服務基礎數(shù)據(jù)進行哈希運算，并在區(qū)塊鏈中予以記錄，以實現(xiàn)去中心化。智能建造的總承包商負責數(shù)據(jù)協(xié)同平臺的維護、運營和監(jiān)管工作。利用區(qū)塊鏈技術使每個數(shù)據(jù)集的被訪問信息和被利用信息都被紀錄和“封存”，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改，這樣不僅可以確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護，同時也為各參與主體追溯數(shù)據(jù)提供了便利，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可追溯。這種典型的不依賴外部指令的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)協(xié)同平臺按照默認的規(guī)則構建的，是能讓各參與方各盡其責而又協(xié)調的自組織。這種機制中，數(shù)據(jù)存證是數(shù)據(jù)協(xié)同的基礎。

b.借助區(qū)塊鏈分布式賬本數(shù)據(jù)存儲技術，構建“智能建造下的多元異構節(jié)點的數(shù)據(jù)集成”管理機制。區(qū)塊鏈技術使各參與方有必要維護自身數(shù)據(jù)的隱私性和開放性(鏈下與鏈上數(shù)據(jù))，但各參與方之間相互業(yè)務協(xié)作又產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)交互與數(shù)據(jù)邏輯存儲：一方面是各參與方本身的數(shù)據(jù)管理。在數(shù)據(jù)協(xié)同平臺框架下制定配置策略，通過限制數(shù)據(jù)任務執(zhí)行過程中對數(shù)據(jù)節(jié)點的訪問、操作動作范圍及規(guī)則、指定語義映射、多節(jié)點降級順序等數(shù)據(jù)協(xié)同策略；另一方面是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理，即鏈下與鏈上數(shù)據(jù)的協(xié)同治理。區(qū)塊鏈技術可以保障“鏈上”數(shù)據(jù)的真實性、準確性和一致性，但對于“鏈下”數(shù)據(jù)，則無法保證其質量。而高質量的鏈下數(shù)據(jù)是高質量鏈上數(shù)據(jù)的前提。因此，各參與方應采取有效的技術和管理手段，對數(shù)據(jù)的采集、獲取、存儲、維護、應用等方面進行全面的識別、度量和改進。

c.借助區(qū)塊鏈共識機制、智能合約、密碼學等技術，構建“智能建造下高質量數(shù)據(jù)協(xié)同”管理機制?；趨^(qū)塊鏈技術，可將智能建造的各參與方聯(lián)合起來搭建一個基于聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)協(xié)同平臺，通過協(xié)調各方數(shù)據(jù)上鏈，以數(shù)據(jù)信息分布式記賬、集體維護、互相效驗的方法保證數(shù)據(jù)信息真實有效且形成不被篡改的記錄。但是數(shù)據(jù)是為業(yè)務服務的，需要通過特定區(qū)塊鏈應用場景的共識機制、智能合約的機理分析(數(shù)據(jù)協(xié)同的WSR機理分析)，從而形成有效的數(shù)據(jù)協(xié)同。依托區(qū)塊鏈共識機制解決智能建造特定場景節(jié)點應用問題，進一步設計有效的共識算法；依托智能合約解決智能建造中各參與方之間的社會契約關系，進一步定義區(qū)塊鏈自動執(zhí)行的腳本程序；而依托密碼學技術，并結合安全多方計算、同態(tài)加密、零知識證明等隱私保護技術，提升數(shù)據(jù)的可信執(zhí)行環(huán)境。

5 結 語

區(qū)塊鏈技術是數(shù)字時代的新智慧，能夠實現(xiàn)智能建造中各參與主體間的高效協(xié)作及數(shù)據(jù)協(xié)同，從而形成有序結構的數(shù)據(jù)自組織新模式，滿足行業(yè)數(shù)字化轉型升級和國家戰(zhàn)略布局的迫切需求。建造業(yè)本身存在著組織間的信任關系薄弱、數(shù)據(jù)安全監(jiān)管困難、信息不對稱等問題，區(qū)塊鏈技術能夠解決其數(shù)據(jù)協(xié)同中的諸多難題。然而，智能建造領域引入?yún)^(qū)塊鏈技術后既涉及特定場景下的技術應用問題，又涉及與智能建造業(yè)務融合的問題。本文基于技術與業(yè)務融合的視角，從機理分析、框架構建、協(xié)調策略層面，通過對關鍵鏈節(jié)點把控、協(xié)調耦合實現(xiàn)、互信機制形成等方面進行深入研究，為基于區(qū)塊鏈技術的智能建造數(shù)據(jù)協(xié)同提供了一個可行方案。在未來工作中，將進一步以區(qū)塊鏈技術為切入點，以智能建造場景為背景，深入完善區(qū)塊鏈技術在智能建造特定場景下的數(shù)據(jù)協(xié)同應用,同時通過采用實證研究等方法來測試并驗證相應方案的有效性。