一种基于区块链的建筑物料信息处理方法及系统

本发明属于建筑物料信息化管理，具体涉及一种基于区块链的建筑物料信息处理方法及系统。

背景技术：

1、建筑物料是指在进行建筑工程中应用的各种材料，建筑物料信息的高效处理与可信管控，是提升建筑工程管理效率、保障工程质量的关键。

2、传统的建筑物料管理方案多基于中心化的关系型数据库或单机bim系统。在实际应用中，建筑供应链涉及建设单位、施工单位、供应商及第三方监测机构等多方异构主体，各参与方之间数据不互通，形成“信息孤岛”；同时中心化存储机制缺乏有效的防篡改校验，上链前的原始数据真实性难以通过多方协同验证；当建筑工程出现质量问题时，也无法快速定位对应物料批次及全链条存证信息，导致责任追溯流程复杂、周期长、成本高，无法满足建筑工程高效、可信的物料管理与质量监管需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种基于区块链的建筑物料信息处理方法及系统，用以解决上述背景技术中的问题。其具体方案如下：

2、本发明公开了一种基于区块链的建筑物料信息处理方法，包括以下步骤：

3、为建筑物料分配物理防伪编码与区块链数字标识，经哈希绑定后形成物料孪生标识；提取与所述物料孪生标识绑定的bim构件单元的三维空间坐标集、计划施工时间窗口，构成bim时空绑定锚点；

4、在建筑物料的业务流转环节，采集对应的业务数据及实时轨迹数据并处理后，比对所述实时轨迹数据与bim时空绑定锚点的偏差度；当偏差度在预设阈值内时，按节点属性动态分配共识权重并执行多方签名验证，所述验证通过后生成该环节的状态流转凭证并上链存证；

5、以建筑工程的单位工程为根节点、bim构件单元为末端节点、建筑物料为叶子节点，基于有向无环图构建bim构件-物料全链路的绑定状态图谱；

6、建筑物料发生形态变更或加工组装时，同步更新绑定状态图谱的有向边；多源物料聚合成单一目标构件的，在绑定状态图谱中执行节点聚合操作，将对应叶子节点的有向边指向同一目标末端节点，对各源物料的状态流转凭证进行级联哈希计算，生成聚合存证哈希并锚定至目标末端节点中；

7、接收到目标建筑构件的追溯请求时，通过bim构件单元id定位绑定状态图谱中的对应节点，沿有向无环图反向边深度遍历，校验沿途节点的聚合存证哈希与数字签名完整性，提取全链路存证数据。

8、可选地，物理防伪编码为与建筑物料一一对应的唯一标识，包括二维码、rfid标签或nfc标签中的任意一种；所述哈希绑定为将物理防伪编码的唯一序列号与区块链数字标识进行不可逆哈希计算，生成全局唯一的物料孪生标识；所述物料孪生标识与建筑物料全生命周期的所有数据一一对应绑定；所述三维空间坐标集为bim构件单元在项目统一工程坐标系下的完整边界坐标集合；所述计划施工时间窗口包括建筑物料计划进场时间与计划施工时间；所述bim时空绑定锚点为建筑物料流转合规性校验的唯一前置校验基准。

9、可选地，实时轨迹数据的处理具体为：

10、将所述实时轨迹数据通过项目基准点七参数转换算法，转换为与bim时空绑定锚点一致的项目统一工程坐标系；

11、在所述计划施工时间窗口内对转换后的轨迹点进行聚类，得到该时间窗口内的轨迹点集；

12、将所述轨迹点集与bim构件单元的完整边界坐标集合进行比对，计算落入构件空间范围的轨迹点占比，或轨迹点到构件边界的最小空间距离，作为后续偏差度比对的量化基础。

13、可选地，当所述实时轨迹数据与bim时空绑定锚点的偏差度超出预设阈值时，触发合规预警；所述合规预警包括：锁定对应建筑物料的后续业务流转权限，驳回本次数据上链存证请求，将偏差异常数据、对应物料孪生标识同步至区块链监管节点，并推送预警信息至对应业务环节的责任主体。

14、可选地，按节点属性动态分配共识权重，具体为：按业务流转环节的责任优先级与环节关联度，为建设单位、监理单位、施工单位、物料供应商、第三方检测机构节点动态分配对应共识权重。

15、可选地，bim构件-物料全链路的绑定状态图谱，以单位工程为根节点，依次向下设置分部工程节点、分项工程节点、bim构件单元末端节点、建筑物料叶子节点，各层级节点间通过单向不可逆的有向边建立归属与流转关联；所述有向边的属性包含节点绑定时间、对应物料孪生标识哈希值、关联节点的数字签名。

16、可选地，绑定状态图谱的有向边更新，需经对应业务环节的多方签名验证通过后方可执行；所述级联哈希计算具体为：按各源物料的业务流转时序，将所有源物料的状态流转凭证哈希值串联后进行迭代不可逆哈希计算，生成全局唯一的聚合存证哈希。

17、可选地，追溯请求包括质量问题追溯、合规审计追溯、物料全链路溯源；所述提取全链路存证数据后，还包括：基于全链路存证数据定位问题对应的业务环节、责任主体与凭证依据，生成不可篡改的物料全生命周期溯源报告。

18、可选地，偏差度的比对、共识权重的分配、多方签名验证、绑定状态图谱更新、级联哈希计算、溯源遍历操作，均通过区块链上预先部署的智能合约自动执行；所述区块链为工程联盟链，链上节点包括建设单位、监理单位、施工单位、物料供应商、工程质量监督管理部门。

19、本发明还公开了一种基于区块链的建筑物料信息处理系统，用于执行上述建筑物料信息处理方法，包括：

20、标识与锚点构建模块，用于生成物料孪生标识与bim时空绑定锚点；

21、流转校验与存证模块，用于完成物料流转数据的合规校验、动态共识验证与上链存证；

22、图谱构建模块，用于基于有向无环图构建bim构件-物料全链路的绑定状态图谱；

23、图谱更新与聚合模块，用于物料形态变更时的绑定状态图谱更新，及多源物料聚合时的级联哈希存证；

24、溯源执行模块，用于接收追溯请求，完成全链路数据校验、存证提取与溯源报告生成。

25、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明通过构建物料孪生标识与bim时空绑定锚点，实现了建筑物料物理实体与数字身份的唯一绑定及流转过程的时空双重合规校验，有效解决了传统物料管理中身份标识脱节、数据易篡改的问题；依托有向无环图搭建的绑定状态图谱，可对物料形态变更与多源聚合场景进行差异化处理，结合级联哈希存证机制打通多源物料不可逆聚合后的溯源断点，保障全生命周期溯源链路完整连贯；通过动态共识权重分配与多方签名验证机制，在兼容人工录入的同时保证数据真实可信，且全流程依托智能合约自动执行，系统架构轻量化、部署运维成本低，能够适配工程现场终端的实时应用需求，最终实现建筑物料全流程可信管控、质量问题快速定位与责任主体准确界定，大幅提升建筑工程物料管理的规范化、智能化水平与工程质量监管效率。

1.一种基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述物理防伪编码为与建筑物料一一对应的唯一标识，包括二维码、rfid标签或nfc标签中的任意一种；所述哈希绑定为将物理防伪编码的唯一序列号与区块链数字标识进行不可逆哈希计算，生成全局唯一的物料孪生标识；所述物料孪生标识与建筑物料全生命周期的所有数据一一对应绑定；所述三维空间坐标集为bim构件单元在项目统一工程坐标系下的完整边界坐标集合；所述计划施工时间窗口包括建筑物料计划进场时间与计划施工时间；所述bim时空绑定锚点为建筑物料流转合规性校验的唯一前置校验基准。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述实时轨迹数据的处理具体为：

4.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，当所述实时轨迹数据与bim时空绑定锚点的偏差度超出预设阈值时，触发合规预警；所述合规预警包括：锁定对应建筑物料的后续业务流转权限，驳回本次数据上链存证请求，将偏差异常数据、对应物料孪生标识同步至区块链监管节点，并推送预警信息至对应业务环节的责任主体。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述按节点属性动态分配共识权重，具体为：按业务流转环节的责任优先级与环节关联度，为建设单位、监理单位、施工单位、物料供应商、第三方检测机构节点动态分配对应共识权重。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述bim构件-物料全链路的绑定状态图谱，以单位工程为根节点，依次向下设置分部工程节点、分项工程节点、bim构件单元末端节点、建筑物料叶子节点，各层级节点间通过单向不可逆的有向边建立归属与流转关联；所述有向边的属性包含节点绑定时间、对应物料孪生标识哈希值、关联节点的数字签名。

7.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述绑定状态图谱的有向边更新，需经对应业务环节的多方签名验证通过后方可执行；所述级联哈希计算具体为：按各源物料的业务流转时序，将所有源物料的状态流转凭证哈希值串联后进行迭代不可逆哈希计算，生成全局唯一的聚合存证哈希。

8.根据权利要求1所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述追溯请求包括质量问题追溯、合规审计追溯、物料全链路溯源；所述提取全链路存证数据后，还包括：基于全链路存证数据定位问题对应的业务环节、责任主体与凭证依据，生成不可篡改的物料全生命周期溯源报告。

9.根据权利要求1至8任一项所述的基于区块链的建筑物料信息处理方法，其特征在于，所述偏差度的比对、共识权重的分配、多方签名验证、绑定状态图谱更新、级联哈希计算、溯源遍历操作，均通过区块链上预先部署的智能合约自动执行；所述区块链为工程联盟链，链上节点包括建设单位、监理单位、施工单位、物料供应商、工程质量监督管理部门。

10.一种基于区块链的建筑物料信息处理系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9中任意一项所述的一种基于区块链的建筑物料信息处理方法，包括：