基于区块链的工程质量检验检测服务平台框架构建.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 S1 期2023 年 7 月Vol.44 No.S1Jul.2023摘要：研究基于区块链的建设工程质量检验检测服务平台构建框架，利用区块链典型特性解决传统检验检测工作存在的问题。首先确定服务平台构建的目标与构架，进一步研究平台采用的数据结构以及基于平台的检验检测业务流程。最后，分析基于区块链的检验检测服务平台优势价值。该平台将有力地保障检验检测机构和相关方的多重权益，为建立健全机构服务体系提供强有力工具，有助于完善建设工程质量市场监督机制，为构建信用社会夯实基础。关键词：区块链；检验检测；服务平台中图分类号：TP391.44文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）S1-0320-06DOI：10.14181/ki.1002-851x.2023S1320Research on the Framework of Construction Project Inspection and Detection Service Platform Based on Block-chain TechnologyWU Boting1，WEI Ying1，MA Jie2（1.Sichuan Institute of Building Research，Sichuan 610036，China；2.Sichuan Testing Center For Construction Engineering Quality Co.，Ltd，Sichuan 610036，China）Abstract：This paper studies the framework of inspection and detection service platform based on block-chain.The service platform aims to solve the problems of inspection and detection by using the characteristics of the block-chain.This paper firstly determines the goal and architecture of the service platform，and further studies the data structure adopted by the platform and the inspection and detection business process based on the platform.Finally，the paper analyzes the advantages of the service platform based on block-chain.The platform will effectively protect the interests of institutions and related parties，provide a powerful tool for improving the institutional service system，and improve the market supervision mechanism of construction project quality，laying a solid foundation for building a credit society.Keywords：block-chain；inspection and detection；service platform近年来，随着国家“放、管、服”改革推进，以及计量认证资质放开，工程质量检测机构数量和检测行业产业规模均逐年增长，检验检测服务呈现出良好发展势头。据统计，2021年我国检验检测市场规模为4090.22亿元，同比增长14.06%，出具检测报告数量达到6.84亿份，同比增长20.58%。同时，在检验检测机构数量方面，国内相关机构数已达到51947家。然而，与市场规模快速增长相对的是，在检验检测行业处于改革变更的关键时期，市场上存在管理模式落后、服务水平不高、诚信意识淡薄、市场竞争混乱等诸多问题，建设工程质量检验检测数据造假、报告失真等现象时有发生，对检验检测报告的社会公信力和行业口碑产生了极大的负面影响，已严重影响行业健康发展。建筑工程质量检验检测数据量*基金项目：四川省科技服务业示范项目“建筑工程质量检验检测智能化综合服务平台研发与示范”（2021GFW016）；四川省科技服务业示范项目“基于区块链的建设工程质量检验检测服务平台研究与示范”（2020GFW062）作者简介：吴柏廷，硕士，工程师，经济师，主要从事生产管理、信息化管理相关工作。魏莹，经济师，主要从事工程信息化管理相关工作。基于区块链的工程质量检验检测服务平台框架构建*吴柏廷1，魏莹1，马杰2（1.四川省建筑科学研究院有限公司，四川 成都 610036；2.四川省建筑工程质量检测中心有限公司，四川 成都 610036）第 44 卷第 S1 期321巨大，依靠传统方式难以做到有效的监管和服务。而以区块链技术为代表的信息技术具备防篡改、可追溯、高透明等特点，可有效解决上述问题。因此，亟需引入以区块链技术为代表的新技术新思想，破解工程质量检验检测数据管理遭遇的难题。目前针对区块链技术在检验检测行业的应用，现有研究主要集中于不同细分行业内部的区块链检验检测系统建设研究，如包装行业的二维码跟踪管理系统、建筑材料领域的材料管理系统、工商部门涉及的商品售后检测服务系统等。另外，也有一部分研究致力于探究将区块链技术应用于建筑行业业务的可行性，包括将区块链应用于工程资料存证、计量数据溯源、产品供应链的理论探讨，面向智能城市与共享经济、智慧政府、智慧家庭、智慧交通、BIM和施工管理的相关研究，以及对区块链应用于建筑市场诚信管理平台的研究。还有一部分学者已着眼于区块链对于检测信息链应用的提升研究，并指出利用区块链分布式账本、不可篡改的技术解决方案，能够实现检测报告存证管理以及可信验伪。然而，上述研究多从整体角度着眼于区块链在不同行业中的应用探索，尚缺少在多主体、多任务、多角色情境下，对基于区块链的建设工程质量检验检测平台构建框架的研究。因此，本文将提出一个可行的，具备防篡改、可追溯、高安全、高可信特征的工程质量检验检测服务平台系统建设框架，以期通过信息化手段提升检验检测的服务水平，保证检验检测的公正性，助力建筑行业高质量发展。1工程质量检验检测报告基本要求、管理现状及利益相关方分析检验检测报告是检验检测过程及成果数据集中体现的载体，也是相关质量管理工作的重中之重。随着我国工程质量检验检测市场规模快速增大，检验检测工作愈发呈现出数量不断增长、业务复杂度不断提升、检测参数不断增加等新特征。与此同时，针对检验检测报告的客诉量也在不断增加。因此，构建基于区块链的建设工程质量检验检测服务平台，应当以检验检测报告管理为核心和着力点，与上下游管理工作和过程数据形成联动，实现对检验检测全过程服务的动态 控制。1.1检验检测报告管理基本要求根据有关体系文件的管理要求，检验检测机构应准确、清晰、明确、客观地出具检验检测结果，结果通常以检验检测报告或证书的形式发出。报告上应当包含报告唯一性标识、客户名称和联系信息、检验检测方法的识别、样品状态描述、检验检测日期、相关条件信息等内容。检验检测机构需在客户要求时，对报告或证书做出必要的意见和解释。工程质量检验检测报告是体现相应检测对象质量要素的关键文件资料，且体现了检验检测机构的工作成果和责任，需要得到妥善保存和有效管理，对其真实性、完整性形成可靠保证，并能够被监管机构查询监督。可见，检验检测数据的管理需着重关注对真实性、可溯源性、可长期储存性等方面的 优化。1.2工程质量检验检测报告管理现状工程质量检验检测报告的出具形式主要分为纸质报告和电子报告两种形式。其中纸质报告主要存在于检验检测机构完成相关检测工作后，以线下用印和交付的方式所出具的检测报告。纸质报告目前仍然是主流的凭证载体，上面记载了大量的数据信息。然而，由于纸质报告在客户保存、转移携带以及使用过程当中存在诸多不便之处，且存在较大的损毁和丢失的风险，因此将对检测凭证的长期保存产生较大的不利 影响。为了避免纸质检测报告所带来的诸多不利影响，检验检测机构有时也会在出具纸质报告的同时，将电子报告作为纸质版本报告的补充。采用电子报告的形式在一定程度上能够避免纸质报告存在的携带和保存上的不便问题，然而电子报告存在的问题在于，它的存在需要依托于各个检测机构自己的服务器硬件设备，而这些设备部署在各个检测机构内部，第三方监管部门很难直接对机构出具的检测报告进行监管，还可能出现硬件故障导致数据丢失问题。同时，由于这些电子报告存储在机构内部，使得其查询方式、查询入口等内容都是由各个机构自行设计实现的，并不统一，导致客户在使用过程中存在较大的困难。另外，由于相关硬件设备及门户网站均是由机构自行维护，导致一旦出现故障错误，会直接影响客户对检测报告的获取和查询验证 操作。1.3工程质量检验检测报告的利益相关方分析工程质量检验检测报告是对所检测对象参数情况的全面描述，也是相关主体对工程质量评判的重要依据。正因为检验检测报告具备的此种功能，导致其在工程实践过程中，往往会对工程建设各个利益相关方产生利弊各异的影响，导致不同利益主体对报告产生的检验吴柏廷，等基于区块链的工程质量检验检测服务平台框架构建建 筑 经 济2023年322检测结果或结论形成不同的看法和预期。这也导致检验检测报告的检测过程与结果数据对不同利益相关方存在较为敏感的属性，其真实性、完整性、不可修改性也变得愈加重要。总体而言，工程质量检验检测报告涉及的利益相关方主要包括检验检测委托方、检测机构、行政主管部门等主体。其中检验检测委托方主要涉及工程项目相关建设方、施工方等，委托方对报告中的内容可能存在不同的预期，机构所出具的检测报告也可能对项目正常顺利推进或工程质量事件处理结果造成不同影响。当最终结果与预期不一致时，将影响不同相关方诉求的实现。检测机构作为检验检测报告的出具方，同时也是检验检测工作的实际执行方，对于检验检测报告的质量起着最直接的影响作用。而由于检验检测报告对于委托方产生的种种影响，也使得检测机构可能受到来自委托方的各种影响，导致报告出具后产生数据篡改、失真等一系列问题。政府行政主管部门是检验检测工作的监管方，也是保证检验检测工作依法合规开展的主要监督者。应当充分运用信息化手段，保证监管方能够有效获取本地区检测机构出具的各类检测报告信息，从而确保检验检测信息真实透明，也利于行政主管部门有效履行监管 职能。2检验检测综合服务平台设计目标与架构2.1平台设计目标工程质量检验检测报告是体现检验检测质量要素的关键性材料，同时，由于工程质量检验检测工作涉及的利益相关方较多，各利益主体的需求并不一致，导致检验检测报告结果可能受到多种因素影响，必须对其进行更加有效的监管。本文在传统监管模式基础上，引入区块链技术，借助该技术所具有的防篡改、可追溯、高透明度特征，设计构建一个基于区块链的检验检测综合服务平台框架。该平台设计目标是全面实现对检验检测各参与方的高可用性，同时能够实现检验检测报告内容不可篡改、过程可以溯源、线上分布式永久保存、数据对监管方高度透明等关键功能，从而达到推动检验检测工作合规有效开展的最终目的。2.2平台基本架构为提升检验检测机构的标准化业务能力和服务水平，解决检测数据来源的可信性问题，针对实验室检验检测和工程现场检验检测，基于区块链的分布式记账技术，研究构建了工程质量检验检测多中心分布式结构，使每一个参与检验检测的链上节点都记录并存储下所有的数据，未来不同参与主体都可以便捷地根据自己的权限，上链查询相应的检验检测信息。借助区块链的多中心分布式结构，在多方共识机制的驱动下，构建起了检验检测综合服务平台的三层次体系架构。该架构主要包括顶层的用户应用交互服务层、系统数据服务中间层以及底层的核心区块链技术层（图1）。对于顶层用户应用层而言，主要的作用是为各个参与主体提供对应的应用服务，包括样品信息查询和报告下载、机构诚信排名查询、样品流转记录查询、检测工作计划设置、数据统计、查询从业人员职业操守记录、设置平台人员权限、业务功能设计等。对于系统数据服务中间层，主要涉及的内容是根据顶层需求，将检验检测业务全流程管理服务、报告信息追溯服务以及机构信用监管服务的所有过程信息整合并存储至区块链结构当中，将对应于各个信息集合的数据内容进行打包，形成一个个完整的项目报告信息块，这个块当中即包含了与该项检测相关联的所有过程数据、时间、拥有者、检验检测设备等信息。对于底层的核心区块链技术层，将主要对检验检测数据进行处理，与中间层系统服务进行交互，以实现去中心化、安全可信、不可篡改等数据协作功能。其主要涵盖了区块链的全部重要的功能模块和组件，包括数字签名、密码算法、隐私保护、时间戳、共识算法、智能合约等技术。基于上述技术，检验检测平台的底层区块链上将形成多个区块，能够同时保留同一数据库的多个共享副本，使分布式账本难以被篡改。每个区块将样品的标识、流转过程、检测过程、不同节点不同检测项目的信息整合后写入区块链，且每一条信息都拥有唯一的区块链ID，并附有检测样品、检测报告的数字签名和时间戳，提供良好的底层数据支撑，使检验检测各参与主体能对样品检测结果进行有效的把控。3检验检测综合服务平台功能研究与流程设计3.1平台数据结构工程质量检验检测服务平台分布式数据存储在一个由主管部门、检测机构、委托单位等工程建设相关部门组成的区块链上。各部门或组织作为区块链网络节点，均保留有一份完整账本（数据），通过共识机制保证账本信息的一致性，通过公有链和私有链智能合约及其他相关技术，实现对检测报告文档信息的保护、验证和追溯。检验检测服务平台涉及的数据主要来自于委托第 44 卷第 S1 期323单位、检验检测机构、内部流转信息、分割保存信息、检测结果和报告信息等维度，这些信息在底层区块链上将被分成多个区块，每个区块的结构体相同，存储着与检验检测项目不同阶段相关的文件数据信息。每个区块都具有一部分关键数据，包括前置哈希值（hash）、时间戳以及计算结构体，它们相当于每个区块的唯一性身份标识。基于这一身份标识特征，检验检测综合服务平台将通过公有链、私有链、IPFS文件对象、本地数据库文件这一层次关系，对检验检测项目数据信息进行逐级验证，达到对数据信息的防篡改目的。3.2平台功能设计工程质量检验检测综合服务平台主要涉及三大子系统，包括检验检测业务管理子系统、报告查询与追溯子系统以及机构诚信与排名子系统（图2）。检验检测业务管理子系统将主要面向检验检测业务全流程的样品流转、信息采集、报告出具等业务过程。报告查询与追溯子系统主要面向检验检测委托方、施工方、政府部门、实验室、质监部门等检验检测全流程业务活动相关主体，提供检验检测活动全过程信息记录和查询服务。机构诚信与排名子系统主要面向检验检测机构诚信体系建设，为政府主管部门和各方市场主体提供量化的检验检测机构评分，并作为机构诚信等级的重要参考。3.3平台业务流程服务平台主要涉及的业务流程是检验检测业务全流程管理，这也是平台另外两个子系统运行的基础（图3）。检验检测系统服务首先从委托阶段便需要开始介入执行。每一项检测信息录入都会获得完整的操作要素记录，如拥有者、操作时间、完成动作、涉及数据项等。当委托人扫描检测机构提供的在线委托二维码进行委托，选择检测公司后输入账号密码进行登录，填写送样信息、报告信息并点击保存，该条送样信息便被打上当前的时间戳、信息拥有者等标识，并被上传至平台分布式结构存储。收样人员收到相应委托信息后，将通过小程序委托、系统委托或主管部门平台委托三类形式，填吴柏廷，等基于区块链的工程质量检验检测服务平台框架构建图1检验检测综合服务平台基本架构示意图建 筑 经 济2023年324写委托单并与特定检测室关联，形成委托信息和缴费记录信息存储至系统中。检测人员在接收到任务委托单后，将借助智能化检测设备进行检测工作。检验检测数据被采集并上传至检测平台后，将被相应进行唯一性标记，并由检测人员在平台上进行对应操作编制检验检测报告，报告的每一级审批及审批意见都将被记录和加密存储。报告完成审批后形成特异化的报告编号（哈希值），并被存储至分布式结构当中。报告信息查询与追溯子系统的相关业务流程则主要存在于检验检测项目过程中和结束后，由信息追溯发起人在服务平台上在线发起追溯流程。系统服务层随即通过中间层向底层核心区块链发出请求，由底层区块链完成对相应数据链码的读取工作后完成数据下链操作，并将相关查询信息反馈至顶层用户层，完成数据追溯工作。机构诚信与排名子系统主要根据机构及人员既往执业过程中的业务完成情况、客户投诉情况、监管检查情况等，形成对应的机构及人员评分并存储于平台的区块链当中。能够实现实时动态更新并对全平台用户公开，并且无法篡改。4检验检测综合服务平台优势分析工程质量检验检测综合服务平台由检验检测业务管理子系统、报告查询与追溯子系统以及机构诚信与排名子系统三大子系统构成，能够为检验检测机构、建设单位、施工单位、社会公众和政府主管部门提供对应权限的服务，具备极佳的适应性和可操作性。该平台最重要的特色优势是引入了区块链技术，能够有效实现工程质量检验检测全过程数据线上保存留痕，并且能够完全实现相关数据的防篡改功能，对后期主管部门及各相关单位的反向溯源，以及确保检验检测数据真实完整性提供了有力保障。同时，由于工程质量检验检测活动涉及庞杂的方法标准和质量控制环节，导致我国检验检测行业的人力成本较高。通过平台系统对检验检测需求和检验检测方法进行精细化和标准化的管理，建立相应的信息系统连通检验检测活动的各个环节，大幅提升了检验检测数据获取、传导、报告编制等环节的自动化水平，在提高检验检测准确率和可信度的同时降低了成本。此外，数字化手段的引入也使检验检测机构能够充分利用大数据技术对客户需求进行分析，并针对客户差异化的需求提供个性化的服务，进而提升自身经营效率和盈利能力。另外，随着目前国产应用软件技术的逐步成熟，数据信息安全的重要性日益凸显，以及国家对于国产软件的大力倡导和推进，检验检测综合服务平台的推广应用正处于一个有利时期。同时，平台在“区块链”“互联网图2检验检测综合服务平台功能体系第 44 卷第 S1 期325+”等新技术的加持下，能够解决很多传统方式难以解决的实际业务问题，这也为平台的推广应用打下了坚实的基础。5结语工程质量检验检测工作是事关工程质量的重要工作环节，必须得到有效监管，以保证相关成果信息的真实完整和有据可查。为此，本文基于区块链技术，探讨了基于区块链的工程质量检验检测服务平台构建框架，主要研究了平台的设计目标与架构、所依托的数据结构以及平台的业务流程，并对该平台所具有的优势进行了分析。该服务平台致力于确保检验检测各利益相关方对该平台功能的共同应用，以及成果数据的可靠性和完整性，助力工程质量检验检测行业快速健康发展。参考文献1 国家市场监督管理总局.2021年度全国检验检测服务业统计简报R.北京：2022.2 吴岳忠，陈蓉蓉，邵宗苗，等.基于区块链的二维码包装广告监管和防伪溯源系统J.包装学报，2019（1）：25-32.3 李蒙，鲁曼，余宏亮.区块链技术下的建筑材料信息技术架构研究J.建筑经济.2019（10）：103-107.4 袁波，邱望洁，范文杰，等.基于区块链的售后服务凭证公共服务平台J.情报工程，2019（6）：4-14.5 梅松，蒋丹，楼皓光，等.区块链技术在建筑工程领域的应用研究J.建筑经济，2019（11）：5-8.6 Li J，Greenwood D，Kassem M.Blockchain in the built environment and construction industry：A systematic review，conceptual models and practical use casesJ.Automation in Construction，2019（6）：288-307.7 孙建荣.基于区块链技术的建筑市场诚信管理平台构建J.建筑经济，2020（7）：112-117.8 刘清，朱敖兰.基于区块链技术的检测信息链建设研究J.甘肃科技，2020（14）：6-10.9 李文洁，王德华，佘美蓉，等.浅谈建设工程质量监督管理信息系统的开发实践J.四川建筑科学研究，2013（3）：357-360.吴柏廷，等基于区块链的工程质量检验检测服务平台框架构建图3检验检测综合服务平台业务流程示意图