基于区块链的智慧城市项目管理建设研究

李军 李姗姗 张明华

阜阳师范大学 物理与电子工程学院 阜阳 236037

摘要 智慧城市项目管理是智慧城市建设的重点，但现阶段智慧城市项目建设仍存在一些问题。本文基于区块链技术，利用区块链弱中心化、分布式存储、点对点传输等特性，将区块链技术应用于项目管理，有效解决智慧城市项目建设中存在的项目间信息孤岛、项目数据量大、项目建设过程轻重不一等问题。

关键词：区块链；智慧城市；项目管理

引言

智慧城市是以数字城市为基础，通过物联网感知将城市各部分相互联系，利用云计算、大数据分析等方式进行数据处理，以智能的方式使城市各项功能相互协调，形成智慧的空间^[1]。我国智慧城市始建于2012年，经过8年的发展，截至2020年，我国总计有超过600座城市均明确提出或正在建设智慧城市。目前智慧城市正向着全面信息化、互联互通、高度人性化的方向发展^[2]。

1智慧城市项目建设、管理中存在的问题

目前智慧城市已经进入高质量、精细化建设阶段，随着智慧城市项目建设的深入发展，智慧城市项目建设种类、数量、设计内容不断增加，同时为智慧城市项目建设、管理带来一定问题。

（1）各项目间联系程度低，出现信息孤岛问题

智慧城市项目在建设时往往较多注重单个项目的建设，各项目间信息不互通，建设时信息封闭，通信时数据结构与流通接口不统一、标准化程度不够，易出现项目间信息孤岛问题^[3]。

2. 项目信息量庞大，出现项目管理难问题

智慧城市项目建设涉及种类、数量众多，数据量类型不统一，智慧城市数据中心数据存储、分析、处理难度加大，出现项目监督、管理难问题^[4]。

2. 项目建设过程轻重不一，出现实施、验收问题

目前智慧城市项目实施与验收阶段轻重不一，项目建设初期投入较大，实施时存在施工不规范、监管不规范问题，验收时存在满意度不够、难验收问题。

2区块链特点

区块链本质上是一种分布式账本数据库，结合分布式存储、共识机制、密码学算法等技术于一体的新一代信息技术。其具有如下特点：

1. 去中心化：区块链各节点形成一个P2P网络，各节点间通过共识机制进行联系^[5]。

2. 分布式存储：区块链节点可分为主节点和副本节点，主节点主要用于区块共识上链，副本节点主要用于分布式数据存储^[6]。

3. 公开透明：区块链各节点相互独立，上链信息在相应链内公开透明，各节点均可查看。

3智慧城市项目管理建设内容及区块链架构研究

智慧城市项目管理以区块链技术为基础，引入多个政府机构部门作为区块链节点，对智慧城市项目管理进行全方面监督和管理。

3.1建设内容研究

智慧城市项目建设遵循闭环管理的要求，针对智慧城市项目建设出现的问题，对项目建设全生命周期数据进行采集，从项目策划到验收再到后期运行进行全方位管理。

1. 针对项目间信息孤岛问题，建设项目库管理系统

运用区块链去中心化，给予相应读写权限即可实现信息共享，加强项目间有机联系，减少信息孤岛。项目库管理系统包括待立项项目库管理和已建设项目库管理。部门机构以节点身份对待建设项目数据整合、评审，达成共识后进行上链管理。对链上数据信息进行全方位监督、管控，审批合格后进入已立项项目库。对已建设项目进行信息整合，对实施、验收、评价、运行等过程进行管理，从待立项项目到已建设项目形成一个闭环，实现闭环管理。

（2）针对项目数据量大、难管理，建设分布式存储、项目查询分析系统

项目大量信息分布式存储于各节点间，实行信息分级管理，解决项目因数据多、杂出现的管理难问题。同时各区块链节点可查看项目建设信息，通过搜索功能对待立项项目、已建设项目进行搜索，搜索完成后点击对应项目即可查询项目信息，包括基本信息、审批信息、进度状态等信息。对项目建设情况进行分析，包括历史建设情况、正在建设情况和将要建设情况，形成完整的项目查询分析系统。

（3）针对项目建设过程轻重不一，建设项目全生命周期管控系统

区块链技术对项目策划、评审、立项、实施、验收等过程进行全方位管控，避免项目实施、验收等出现问题。智慧城市项目建设完成后进入项目运行阶段，将运行产生的大量数据分布式存储于区块链之中，运用区块链技术对项目运维进行管理。同时根据项目运行效率、使用情况等对项目建设情况进行多维度评价，评价结果为智慧城市政府决策提供重要依据。

3.2建设方案区块链架构研究

基于区块链的智慧城市项目管理部署于区块链智能合约中，并在以太坊虚拟机EVM中运行，对项目各种信息进行区块链共识、数据加密、区块上链等处理。智慧城市项目管理建设分为四层架构：

1. 区块链基础层：区块链基础由区块链基本技术组成，包括加密算法、时间戳、P2P网络、共识机制等，其共同构建区块链运行环境，存储项目信息数据。

2. 虚拟机EVM：EVM是智能合约运行环境，其将可用、合格的智能合约代码发布到区块链上，调用智能合约时只需发送一个合约地址即可。

3. 智能合约层：智能合约是区块链中可自动执行的承诺和协议，其依靠虚拟机以二进制代码运行，智能合约是系统的关键一层，支撑着系统的运行。

4. 应用层：主要包括项目库管理、项目查询分析、项目运维和效果评价等。用于对上链项目信息进行合理、高效管理。

架构各层进交互流程如图1所示

图1 架构交互流程图

区块链基础层与EVM进行双向数据交互，实现区块链底层运行。智能合约嵌入虚拟机，在虚拟机中调用智能合约代码。根据触发智能合约项目信息，智能实现城市项目管理。

4结语

智慧城市项目管理目前存在着一些问题，利用新一代信息技术区块链技术的独有特性可有效解决项目管理中遇到的信息孤岛问题、数据量大不易管理问题、项目实施验收等问题。对智慧城市项目进行管理和分析，从而提高项目建设的质量和效率，避免资源浪费，促进智慧城市项目效益最大化，进一步实现智慧城市项目健康、可持续发展。

参考文献

1. 汤蕙溶,黄泽绵，孙妍,等.智慧城市发展研究综述与国内建设实践探索[J].技术与应用,2021(11):41-43.

2. 王艳.新型智慧城市建设路径的困境及其对策研究[J].技术与应用,2021(08):31-33.

3. 齐晓琳,温志强.区块链视角下智慧城市建设研究[J].科学与社会,2020,47(12):71-74.

4. 吕俊华.基于区块链的智慧城市体系结构[J].信息技术与应用,2020,(04):17-20.

5. 姚浩男,卢清华,张卫山,等.基于区块链的数据管理设计模式[J].计算机系统应用,2020,29(7):12-23.

6. 沈鑫,裴庆祺,刘雪峰.区块链技术综述[J].网络与信息安全学报,2016,2(11):11-20.

通讯作者：李姗姗

项目：阜阳新型智慧城市建设问题研究（FYSK2019QD01），基于Ethereum DApp的智慧城市建设项目区块链监管研究与应用示范-以国家级智慧城市阜阳市为例（S202004a05020071），疲劳驾驶智能监控及预警系统（XDHX201734）