区块链技术在装配式建筑工程中的应用研究

区块链技术在装配式建筑工程中的应用研究

雷剑平

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摘要：随着经济发展和人们生活品质的提高，人工费也不断攀升，而且近几年我国多个地区环境污染严重，传统的粗放型建筑生产方式不再适应时代发展。装配式建筑是解决这一系列问题的关键技术，它采用先进的技术手段，为建筑工程施工进度、成本、质量、安全和绿色环保提供有效保障。装配式建筑颠覆传统的作业模式，把原现场作业搬移到工厂进行，通过批量加工制作好建筑配件，然后运输到施工现场按一定的工艺进行组装。在政策驱动和市场引领下，装配式建筑带动了设计、生产、施工、装修、构件运输、装配安装构配件生产等一系列相关产业链的发展。然而，装配式建筑工程由于结构复杂，涉及的建筑参与主体众多，建设环节复杂。设计方、生产方、物流方、施工方等各方的信息在各自的系统中进行资料维护与管理，未能实现有效共享。从整个工程过程来看，由于数据存储在各参与方的独立系统中，形成了一些信息孤岛，不易形成信息集成，信息资源得不到便捷共享，无法有效串联、发挥协同功能。通过传统的沟通模式存在信息不全面、信息流过程无法管控、安全监管困难等现象已经严重制约装配式建筑的发展。基于此，本篇文章对区块链技术在装配式建筑工程中的应用进行研究，以供参考。

关键词：区块链技术；装配式建筑工程；应用分析

引言

面对发展新形势，装配式建筑供应链也日趋复杂，供应链各节点间在信息传递上暴露了各种问题。块流是一种分布式会计技术，作为信任的关键特征，在这种情况下，它在应用中具有显着的优势。分块链与装配供应链相结合，不仅为装配供应链信息流中出现的问题提供了解决方案，而且为装配中的供应链管理实践开辟了新的前景。

1区块链的概念与结构

区块链是一种分布式共享账本，可按时间顺序对数据进行分布式加密存储。它具有去中心化、安全透明、可追溯等特点，目前被广泛应用于金融、政务、医疗以及供应链管理等诸多领域。区块链按照其对外开放程度可分为三类：公有链、私有链、联盟链。公有链以比特币为代表，处于完全公开状态，所有人都可参与其中；私有链在公有链基础上引入身份验证机制，处于完全封闭状态，只允许特定组织的特定人员参与，信息高度保密；联盟链介于两者之间，由几个组织共同参与和维护，信息由参与方共享。区块链是由区块有序串联而成的链式数据结构，区块是构成区块链的基本单元，包含区块头与区块体，区块头中存储着时间戳、版本号、前区块的哈希值（ＰｒｅｖＨａｓｈ）、本区块的目标哈希值（Ｔａｒ－ｇＨａｓｈ）以及Ｍｅｒｋｌｅ树根等；区块体中包含以二叉Ｍｅｒｋｌｅ树的哈希过程存储的交易信息。Ｍｅｒｋｌｅ树的叶子节点存储溯源数据，分支节点存储子节点的哈希值，一旦底层节点所存储的数据发生变化，就会逐级向上传递至位于区块头的Ｍｅｒｋｌｅ树根，由此可确定发生篡改的节点。

2装配式建筑施工技术

相对于传统的建筑工程施工技术来说，装配式建筑工程施工技术的应用简单、合理，不但能够优化建筑结构装配，还能实现对工厂预制结构的优化。另外，通过技术的实际应用，预制施工机械的预处理过程可以准确控制建筑物结构的制造，使建筑物的实际施工更加合理有效。例如，工厂需要完成预制楼梯、预制地板、预制墙板等加工。同时，通过合理应用预制连接模块、连接件和锚固件，可以成功地完成施工现场的装配工作，更合理、合理地管理整个施工项目技术应用，从而提高装配项目的质量。预制建筑施工工艺具有工期短、空间利用率高、利用能源充分减少材料消耗、减少环境污染等优点。第一，工期短。组装的建筑物在30分钟内完成单位施工和组装，横梁施工、木板、柱子施工也只需要4 ~ 5名职员。建筑物体积小，一天内可以完成2-3层建筑，比单体建设时间短6年半。第二，空间利用率高。采用预制施工技术，不仅可以保证建筑物的质量，还可以满足对房屋数量和结构的需求，甚至可以在不影响建筑物的情况下，根据自己的实际需求，最大限度地改变房屋设计。第三，环境污染少。在传统单体建筑施工过程中，施工过程中会产生很大噪音，造成严重的环境污染和噪音污染，工业建筑废水也会造成水污染，甚至会释放大量有害气体。采用预制建筑工程技术可以有效地解决这些问题。短的施工时间不会产生很大的噪音，所有零部件都是在指定工厂生产的，不会污染水和大气，也不需要浇混凝土。能保证施工工作的持续稳定发展。第四，利用能源可以完全减少材料消耗。建筑零部件可以在工厂完成，减少钢筋混凝土和水泥的使用量，有效减少模板使用量，提高建筑材料和建筑消耗品的利用率，降低工程成本，提高工程的实际经济效益。

3传统装配式建筑供应链的不足

预制建筑链是制造订单的供应链，贯穿建设项目的整个生命周期，以业主的有效需求为切入点，以总承包商为核心企业，通过设计单位、材料设备供应单位、、将物流、信息流、资金流连接到一个功能整体的施工网络在预制建筑供应链中，各部门的合作方式取决于设计和供求关系。为了减少工程施工过程中的不确定性，现阶段收集的建筑材料供应链开始关注链条内外的综合管理。近年来，随着装配技术的发展，预制建筑的供应链越来越复杂，相关节点越来越多，并出现了供应链节点间信息传递失真等问题。由此可见，促进预制建筑供应链高效运行的关键是提高供应链各方之间的信息互动水平。

4区块链技术在装配式建筑工程中的应用分析

4.1系统架构

一般情况下，区块链系统架构可分为五层，分别是：数据层、网络层、共识层、合约层和应用层。数据层对链中交易数据和账户数据等进行存储，并有效保障数据的可溯源性和不可篡改性；网络层一般通过Ｐ２Ｐ通信协议完成网络中的节点交易、消息广播、区块数据传输等工作；共识层通过共识算法和激励机制（公有链需要激励，联盟链一般无需激励选出特定节点主持交易；合约层通过各类智能合约技术完成发起交易、创建合约、执行合约等工作；应用层负责用户接口调用工作，支撑区块链实现在各个领域的应用落地。

4.2数据架构

以总承包商为核心，由业主、设计单位、建设单位、施工单位、生产厂商、供应商、监理单位、检测单位、运输单位、政府相关主管部门以及金融保险机构等，涉及单位多，数据量大，交互较为复杂，需要建立一套有效互信的信息沟通机制。为解决装配式建筑供应链信息流中信息安全可靠、交互效率等问题，结合区块链技术建立装配式建筑供应链信息流模型。

结束语

通过分析装配式建筑的关键技术和区块链在建筑产品质量追溯应用中的问题，构建了包括数据层、网络共识层和应用层的装配式建筑建造全过程区块链质量管理平台。

参考文献

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