CN112016133A - 一种基于区块链的工程监测数据管理系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的工程监测数据管理系统及其工作方法，该工程监测数据管理系统包括区块链网络以及分布于区块链网络中的至少一个区块链节点，区块链节点上安装有身份认证模块、数据上传模块、数据共识模块、数据分析模块、数据存储模块、数据公开模块中的一种或多种组合；该方法对上传的监测数据进行加密并增加身份签证，实现监测数据可追溯；在监测数据分析前对数据真实性进行验证，提高数据报警状态的可靠性；将数据报警状态存储至区块链中实现监测数据的报警状态实时更新与状态变更信息追溯。

Description

一种基于区块链的工程监测数据管理系统及其工作方法

技术领域

本发明属于工程监测技术领域，具体涉及一种基于区块链的工程监测数据管理系统及其工作方法。

背景技术

随着城市建设的逐步开展，新建工程往往面临更复杂的水土环境及周边环境，工程风险系数高、施工难度大。工程信息化监测对于指导施工具有十分重要的意义。现阶段对监测数据的管理一般是建立中心化信息系统，实现监测数据采集、处理、分析、预警、发布等。这种中心化信息系统管理方式存在如下信任及安全缺陷：

（1）数据采集存在误传、漏传、恶意修改等情况，数据来源无法有效存证；

（2）数据分析处理及预报警过程在系统后台根据数据采集情况直接运行，对数据来源缺乏验证，对报警过程及报警更新情况无法有效追溯；

（3）采用中心化数据库，当面向行业企业应用时数据权属无法保障；

（4）中心化数据库被一次性攻击的概率大，且难以监管中心化数据库是否存在数据篡改行为。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于区块链的工程监测数据管理系统及其工作方法，该工程监测数据管理系统对上传的监测数据进行加密并增加身份签证，实现监测数据可追溯；在监测数据分析前对数据真实性进行验证，提高数据报警状态的可靠性；将数据报警状态存储至区块链中实现监测数据的报警状态实时更新与状态变更信息追溯。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于区块链的工程监测数据管理系统，其特征在于所述工程监测数据管理系统包括区块链网络以及分布于所述区块链网络中的至少一个区块链节点，所述区块链节点之间相互通信，所述区块链节点上安装有身份认证模块、数据上传模块、数据共识模块、数据分析模块、数据存储模块、数据公开模块中的一种或多种组合；

所述身份认证模块，用于向所有的所述区块链节点配置身份签证并分发，并使各所述区块链节点获得公钥和私钥；

所述数据上传模块，用于向所述数据共识模块发送监测数据的上链请求；所述数据共识模块，用于对来自于所述数据上传模块的所述监测数据的上链请求进行验证、生成区块数据，并将验证结果反馈给所述数据上传模块；用于对来自于所述数据分析模块的报警状态的上链请求进行验证、生成并更新所述区块数据；

所述数据分析模块，用于接收来自于所述数据上传模块的所述监测数据并执行预警分析智能合约以获得所述监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向所述数据共识模块发送进行上链请求；

所述数据存储模块，用于接收来自于所述数据共识模块的区块数据并存储；

所述数据公开模块，用于从所述数据存储模块中实时获取所述区块数据以实现查询所述监测数据的上传记录以及报警状态。

所述工程监测数据管理系统包括五个所述区块链节点，分别为：

第一区块链节点，安装有所述身份认证模块以及所述数据存储模块；

第二区块链节点，安装有所述数据上传模块以及所述数据存储模块；

第三区块链节点，安装有所述数据共识模块以及所述数据存储模块；

第四区块链节点，安装有所述数据分析模块以及所述数据存储模块；

第五区块链节点，安装有所述数据公开模块以及所述数据存储模块。

一种涉及任一所述的基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于所述工作方法包括以下步骤：

（S100）搭建区块链网络，将各区块链节点加入所述区块链网络中，所述区块链节点上的身份认证模块向所有的所述区块链节点配置身份签证并分发，并基于所述身份签证加密生成各所述区块链节点的公钥和私钥；

（S200）数据上传模块向数据共识模块发送监测数据的上链请求；

（S300）所述数据共识模块对所述监测数据的上链请求进行验证、生成、广播包含加密监测数据及其签名信息的区块数据；数据共识模块对一个或多个经验证通过的上链请求进行排序并打包生成区块；区块是区块链的基本结构，包括区块头、区块体，区块头为本区块属性信息及上一区块哈希值，区块体存储数据上链请求信息及监测数据报警信息；

（S400）所述数据上传模块接收来自于所述数据共识模块反馈的验证结果，若验证通过则触发数据上传指令，将所述监测数据上传至数据分析模块；若验证不通过，则终止所述监测数据的下一步操作；

（S500）数据存储模块接收来自于所述数据共识模块广播的所述区块数据，验证广播所述区块数据的所述区块链节点的身份签证，验证通过后存储所述区块数据；

（S600）所述数据分析模块对接收到的所述监测数据执行预警分析智能合约，以分析获得所述监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向所述数据共识模块发送进行上链请求；

（S700）所述数据共识模块对报警状态的上链请求消息进行验证、生成、广播包含报警状态及其签名信息的区块数据；

（S800）所述数据存储模块接收来自于步骤S700中所述数据共识模块广播的所述区块数据，验证广播所述区块数据的所述区块链节点的身份签证，验证通过后存储所述区块数据；

（S900）数据公开模块根据其所在的所述区块链节点的身份签证从所述数据存储模块中实时获取所述区块数据，用户通过所述数据公开模块查询所述监测数据以及报警状态。

步骤S200包括以下步骤：

S201：所述数据上传模块将监测数据进行加密以获得加密的所述监测数据；

S202：使用所述数据上传模块所在的所述区块链节点的所述私钥进行签名；

S203：向所述数据共识模块发送已签名且加密的所述监测数据的上链请求。

步骤S300包括以下步骤：

S301：所述数据共识模块接收加密的所述监测数据的上链请求消息，使用发出上链请求的所述区块链节点的所述公钥验证发出上链请求的所述区块链节点的身份；

S302：向发出上链请求的所述区块链节点返回验证结果以及所述数据共识模块所在的所述区块链节点的身份签证；

S303：所述数据共识模块生成包含所述加密监测数据及其签名信息的区块数据并向所有的所述区块链节点上的所述数据存储模块广播所述区块数据。

步骤S600包括以下步骤：

S601：所述数据分析模块接收来自于所述数据上传模块所述监测数据以及来自于步骤S303中所述数据共识模块的所述区块数据；

S602：采用步骤S201中相同的加密方法对来自于数据上传模块的所述监测数据进行加密，并将加密后的所述监测数据与所述区块数据中的加密数据进行数据对比；

S603：若数据完全一致，将所述监测数据存储在所述数据分析模块所在的所述区块链节点的数据存储模块中，对所述监测数据执行预警分析智能合约以获得所述监测数据的报警状态；

S604：使用所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述私钥对报警状态进行签名并向所述数据共识模块发送报警状态的上链请求。

步骤S700包括以下步骤：

S701：所述数据共识模块接收报警状态的上链请求消息，使用发出上链请求的所述区块链节点的所述公钥验证发出上链请求的所述区块链节点的身份；

S702：所述数据共识模块生成包含报警状态及其签名信息的区块数据并向所有的所述区块链节点上的所述数据存储模块广播所述区块数据。

所述预警分析智能合约的方法为：

i、从经过验证的本次所述监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，监测数据关联区块时间戳D_i；

ii、从所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述数据存储模块中提取与本次所述监测数据关联的上次监测数据集C_Li-1及上次区块时间戳D_i-1；

iii、判断本次监测数据集C_Li的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li- C_Li-1）/（D_i- D_i-1）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历监测数据集C_Li，获得累计报警状态数据集L_i及变化速率报警状态数据集B_i，L_i与B_i即为测点报警状态信息；

iv、对L_i与B_i数据集数据进行汇总分析，若报警状态包含1则本批次上传的所述监测数据对应项目报警状态R_ID为1，若报警状态全为0则项目报警状态R_ID为0；

v、累计报警状态数据集L_i、变化速率报警状态数据集B_i、项目报警状态R_ID为报警状态，后续执行步骤S604。

所述预警分析智能合约的方法为：

i、从所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述数据存储模块中提取与所述区块链网络中所有上传的所述区块数据中对应的所述监测数据，并从中提取出大数据分析样本A_i；

ii、基于样本及机器学习的提升算法理论构建监测大数据分析预测模型M_i；

iii、从经过验证的本次监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，本次监测数据关联区块时间戳D_i,下阶段施工工况时间D_i+1，下阶段施工工况阶段名称；

iv、输入本次监测数据集C_Li、下阶段施工工况时间D_i+1、下阶段施工工况阶段名称至监测大数据分析预测模型M_i，获得下阶段施工工况对应的大数据分析预测值数据集C_Li+1；

iii、判断预测值数据集C_Li+1的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li+1- C_Li）/（D_i+1- D_i）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历预测值数据集C_Li+1，获得累计报警状态数据集L_i+1及变化速率报警状态数据集B_i+1，L_i+1与B_i+1即为测点预警状态信息；

iv、对累计报警状态数据集L_i+1及变化速率报警状态数据集B_i+1进行汇总分析，若报警状态包含1则监测数据对应项目预警状态Y_ID为1，若报警状态全为0则项目预警状态Y_ID为0；

v、累计报警状态数据集L_i+1、变化速率报警状态数据集B_i+1、项目预警状态Y_ID为报警状态，后续执行步骤S604。

本发明的优点是：

1）对上传的监测数据进行加密并增加身份签名，实现数据上传存证，落实数据上传责任，防篡改，实现监测数据上传记录可追溯；

2）在监测数据分析前对数据真实性进行验证，提高数据分析结果即数据报警状态的可靠性；

3）将数据报警状态存储至区块链中实现监测数据报警状态的实时更新与状态变更信息追溯；

4）仅存储数据上传行为及数据报警状态，对监测数据采取链下本地存储的方式，降低区块链系统存储压力，提高系统运行效率。

附图说明

图1为本发明中基于区块链的工程监测数据管理系统的示意图；

图2为本发明中基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种基于区块链的工程监测数据管理系统，该工程监测数据管理系统包括区块链网络以及分布于区块链网络中的至少一个区块链节点，各区块链节点之间相互通信，区块链节点为参与区块链网络的计算机、服务器以及轻量化的移动设备等，区块链节点上可安装身份认证模块、数据上传模块、数据共识模块、数据分析模块、数据存储模块、数据公开模块中的一种或多种组合，其中：

身份认证模块，用于向所有的区块链节点配置身份签证并分发，并使各区块链节点获得公钥和私钥；

数据上传模块，用于向数据共识模块发送监测数据的上链请求；

数据共识模块，用于对来自于数据上传模块的监测数据的上链请求进行验证、生成区块数据，并将验证结果反馈给数据上传模块；用于对来自于数据分析模块的报警状态的上链请求进行验证、生成并更新区块数据；

数据分析模块，用于接收来自于数据上传模块的监测数据并执行预警分析智能合约以获得监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向数据共识模块发送报警状态的上链请求；

数据存储模块，用于接收来自于数据共识模块的区块数据并存储；

数据公开模块，用于从数据存储模块中实时获取区块数据以实现查询监测数据的上传记录以及报警状态。

如图1、2所示，本实施例中的区块链网络上具体部署有五个区块链节点，分别为第一区块链节点、第二区块链节点、第三区块链节点、第四区块链节点以及第五区块链节点，具体地：

第一区块链节点，安装有身份认证模块以及数据存储模块；

第二区块链节点，安装有数据上传模块以及数据存储模块；

第三区块链节点，安装有数据共识模块以及数据存储模块；

第四区块链节点，安装有数据分析模块以及数据存储模块；

第五区块链节点，安装有数据公开模块以及数据存储模块。

需要说明的是，本实施例中的监测数据包括但不限于工程结构本体监测数据、周边岩土体监测数据、周边环境监测数据等信息，还包括工程项目信息、周边环境及水文地质信息、巡视信息、施工工况信息、围护设计信息、各测项报警指标信息、各测项数据分析信息等。

如图1、2所示，本实施例中基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法包括以下步骤：

（S100）搭建区块链网络，将五个区块链节点加入区块链网络中，即前述的第一区块链节点、第二区块链节点、第三区块链节点、第四区块链节点以及第五区块链节点；第一区块链节点上的身份认证模块向所有的区块链节点配置身份签证并分发，并基于身份签证加密生成各区块链节点的公钥和私钥。

（S200）第二区块链节点上的数据上传模块向第三区块链节点上的数据共识模块发送监测数据的上链请求；具体的：

S201：第二区块链节点上的数据上传模块将监测数据进行加密以获得加密的监测数据；

S202：使用第二区块链节点的私钥进行数字签名；

S203：向第三区块链节点上的数据共识模块发送已签名且加密的监测数据的上链请求。

（S300）第三区块链节点的数据共识模块对监测数据的上链请求进行验证、生成区块数据；具体的：

S301：第三区块链节点的数据共识模块接收来自于第二区块链节点上加密的监测数据的上链请求消息，使用第二区块链节点的公钥验证发出上链请求的第二区块链节点的身份，也就是说，将公钥和私钥进行配对验证；

S302：向发出上链请求的第二区块链节点返回验证结果以及第三区块链节点的身份签证；

S303：数据共识模块生成区块数据并向所有的区块链节点上的数据存储模块广播该区块数据。

（S400）第二区块链上的数据上传模块接收来自于第三区块链节点上的数据共识模块所反馈的验证结果，若验证通过则触发监测数据上传指令，将监测数据上传至第四区块链节点上的数据分析模块；若验证不通过，则终止该监测数据的下一步操作。

（S500）所有的区块链节点，即第一区块链节点到第五区块链节点通过各自的数据存储模块接收步骤S300中第三区块链节点上的数据共识模块所发出的区块数据，验证广播该区块数据的区块链节点的身份签证，验证通过后将区块数据分别存储在各区块链节点的数据存储模块中。

（S600）第四区块链节点上的数据分析模块对接收到的监测数据执行预警分析智能合约，以分析获得监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向第三区块链节点上的数据共识模块发送上链请求；具体的：

S601：第四区块链节点上的数据分析模块接收来自于第二区块链节点上数据上传模块的监测数据以及来自于第三区块链节点上的数据共识模块的区块数据；

S602：将监测数据采用步骤301中相同的加密方法进行加密，并与区块数据中的加密数据进行数据对比；

S603：若数据完全相同，将监测数据存储在第四区块链节点的数据存储模块中，对监测数据执行预警分析智能合约以获得监测数据的报警状态；

S604：使用第四区块链节点的私钥对报警状态进行数字签名并向第三区块链节点上的数据共识模块发送报警状态的上链请求。

（S700）第三区块链节点上的数据共识模块对报警状态的上链请求消息进行验证、生成区块数据，并广播区块数据；具体的：

S701：第三区块链节点上的数据共识模块接收报警状态的上链请求消息，使用第四区块链节点的公钥验证发出上链请求的区块链节点的身份；

S702：第三区块链节点上的数据共识模块生成区块数据并向所有的区块链节点上的数据存储模块广播区块数据。

（S800）各区块链节点上的数据存储模块接收来自于步骤S700中第三区块链节点上的数据共识模块广播的区块数据，验证广播区块数据的区块链节点的身份签证，验证通过后存储更新后的区块数据。

（S900）第五区块链节点上的数据公开模块根据第五区块链节点的身份签证从其数据存储模块中实时获取区块数据，用户通过数据公开模块查询监测数据以及报警状态。

需要说明的是，本实施例中步骤S600中的预警分析智能合约可以采用报警指标体系分析方法实现对监测数据进行报警状态分析，该方法的优势在于数据来源真实可靠、分析结果进行区块存证实现测点及工程报警状态的可追溯，具体方法为：

i、从经过验证的本次监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，监测数据关联区块时间戳D_i；

ii、从第四区块链节点本地的数据存储模块中提取与本次监测数据关联的上次监测数据集C_Li-1及上次区块时间戳D_i-1；

iii、判断本次监测数据集C_Li的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li- C_Li-1）/（D_i- D_i-1）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历监测数据集C_Li，获得累计报警状态数据集L_i及变化速率报警状态数据集B_i，L_i与B_i即为测点报警状态信息；

iv、对L_i与B_i数据集数据进行汇总分析，若报警状态包含1则本批次上传的监测数据对应项目报警状态R_ID为1，若报警状态全为0则R_ID为0；

v、数据集L_i、B_i，项目报警状态R_ID为监测报警状态数据，后续执行智能合约步骤（S604）。

除此之外，本实施例中步骤S600中的预警分析智能合约可以采用基于大数据分析的数据分析方法实现对监测数据的报警状态分析，该方法的优势在于大数据分析仓库中的数据来源于区块验证的历史监测数据，并随着区块链的运行大数据分析仓库中的数据不断壮大与优化，有利于提高分析模型分析结果的可靠性。具体为：

i、从第四区块链节点的本地数据存储模块中提取与区块链网络中所有上传的区块数据中对应的监测数据，并从中提取出大数据分析样本A_i；

ii、基于样本及机器学习的提升算法理论构建监测大数据分析预测模型M_i；

iii、从经过验证的本次监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，本次监测数据关联区块时间戳D_i,下阶段施工工况时间D_i+1，下阶段施工工况阶段名称等；

iv、输入本次监测数据集C_Li、下阶段施工工况至监测大数据分析预测模型M_i，获得下阶段施工工况对应的大数据分析预测值数据集C_Li+1；

iii、判断预测值数据集C_Li+1的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li+1- C_Li）/（D_i+1- D_i）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历预测值数据集C_Li+1，获得累计报警状态数据集L_i+1及变化速率报警状态数据集B_i+1，L_i+1与B_i+1即为测点预警状态信息；

iv、对L_i+1与B_i+1数据集数据进行汇总分析，若报警状态包含1则监测数据对应项目预警状态Y_ID为1，若报警状态全为0则Y_ID为0；

v、数据集L_i+1、B_i+1，项目预警状态Y_ID为监测预警状态数据，后续执行智能合约步骤（S604）。

Claims (9)

1.一种基于区块链的工程监测数据管理系统，其特征在于所述工程监测数据管理系统包括区块链网络以及分布于所述区块链网络中的至少一个区块链节点，所述区块链节点之间相互通信，所述区块链节点上安装有身份认证模块、数据上传模块、数据共识模块、数据分析模块、数据存储模块、数据公开模块中的一种或多种组合；

所述身份认证模块，用于向所有的所述区块链节点配置身份签证并分发，并使各所述区块链节点获得公钥和私钥；

所述数据上传模块，用于向所述数据共识模块发送监测数据的上链请求；

所述数据共识模块，用于对来自于所述数据上传模块的所述监测数据的上链请求进行验证、生成区块数据，并将验证结果反馈给所述数据上传模块；用于对来自于所述数据分析模块的报警状态的上链请求进行验证、生成并更新所述区块数据；

所述数据分析模块，用于接收来自于所述数据上传模块的所述监测数据并执行预警分析智能合约以获得所述监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向所述数据共识模块发送报警状态上链请求；

所述数据存储模块，用于接收来自于所述数据共识模块的区块数据并存储；

所述数据公开模块，用于从所述数据存储模块中实时获取所述区块数据以实现查询所述监测数据的上传记录以及报警状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统，其特征在于所述工程监测数据管理系统包括五个所述区块链节点，分别为：

第一区块链节点，安装有所述身份认证模块以及所述数据存储模块；

第二区块链节点，安装有所述数据上传模块以及所述数据存储模块；

第三区块链节点，安装有所述数据共识模块以及所述数据存储模块；

第四区块链节点，安装有所述数据分析模块以及所述数据存储模块；

第五区块链节点，安装有所述数据公开模块以及所述数据存储模块。

3.一种涉及权利要求1-2任一所述的基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于所述工作方法包括以下步骤：

（S100）搭建区块链网络，将各区块链节点加入所述区块链网络中，所述区块链节点上的身份认证模块向所有的所述区块链节点配置身份签证并分发，并基于所述身份签证加密生成各所述区块链节点的公钥和私钥；

（S200）数据上传模块向数据共识模块发送监测数据的上链请求；

（S300）所述数据共识模块对所述监测数据的上链请求进行验证、生成、广播包含加密监测数据及其签名信息的区块数据；

（S400）所述数据上传模块接收来自于所述数据共识模块反馈的验证结果，若验证通过则触发数据上传指令，将所述监测数据上传至数据分析模块；若验证不通过，则终止所述监测数据的下一步操作；

（S500）数据存储模块接收来自于步骤S300中所述数据共识模块广播的所述区块数据，验证广播所述区块数据的所述区块链节点的身份签证，验证通过后存储所述区块数据；

（S600）所述数据分析模块对接收到的所述监测数据执行预警分析智能合约，以分析获得所述监测数据的报警状态，并将分析获得的报警状态向所述数据共识模块发送报警状态的上链请求；

（S700）所述数据共识模块对报警状态的上链请求消息进行验证、生成、广播包含报警状态及其签名信息的区块数据；

（S800）所述数据存储模块接收来自于步骤S700中所述数据共识模块广播的所述区块数据，验证广播所述区块数据的所述区块链节点的身份签证，验证通过后存储所述区块数据；

（S900）数据公开模块根据其所在的所述区块链节点的身份签证从所述数据存储模块中实时获取所述区块数据，用户通过所述数据公开模块查询所述监测数据以及报警状态。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于步骤S200包括以下步骤：

S201：所述数据上传模块将监测数据进行加密以获得加密的所述监测数据；

S202：使用所述数据上传模块所在的所述区块链节点的所述私钥进行签名；

S203：向所述数据共识模块发送已签名且加密的所述监测数据的上链请求。

5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于步骤S300包括以下步骤：

S301：所述数据共识模块接收加密的所述监测数据的上链请求消息，使用发出上链请求的所述区块链节点的所述公钥验证发出上链请求的所述区块链节点的身份；

S302：向发出上链请求的所述区块链节点返回验证结果以及所述数据共识模块所在的所述区块链节点的身份签证；

S303：所述数据共识模块生成包含所述加密的监测数据及其签名信息的区块数据并向所有的所述区块链节点上的所述数据存储模块广播所述区块数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于步骤S600包括以下步骤：

S601：所述数据分析模块接收来自于所述数据上传模块的所述监测数据以及来自于步骤S303中所述数据共识模块的所述区块数据；

S602：采用步骤S201中相同的加密方法对来自于所述数据上传模块的所述监测数据进行加密，并将加密后的所述监测数据与所述区块数据中的加密数据进行数据对比；

S603：若数据完全一致，将所述监测数据存储在所述数据分析模块所在的所述区块链节点的数据存储模块中，对所述监测数据执行预警分析智能合约以获得所述监测数据的报警状态；

S604：使用所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述私钥对报警状态进行签名并向所述数据共识模块发送报警状态的上链请求。

7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于步骤S700包括以下步骤：

S701：所述数据共识模块接收报警状态的上链请求消息，使用发出上链请求的所述区块链节点的所述公钥验证发出上链请求的所述区块链节点的身份；

S702：所述数据共识模块生成包含报警状态及其签名信息的区块数据并向所有的所述区块链节点上的所述数据存储模块广播所述区块数据。

8.根据权利要求6所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于所述预警分析智能合约的方法为：

i、从经过验证的本次所述监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，监测数据关联区块时间戳D_i；

ii、从所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述数据存储模块中提取与本次所述监测数据关联的上次监测数据集C_Li-1及上次区块时间戳D_i-1；

iii、判断本次监测数据集C_Li的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li- C_Li-1）/（D_i- D_i-1）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历监测数据集C_Li，获得累计报警状态数据集L_i及变化速率报警状态数据集B_i，L_i与B_i即为测点报警状态信息；

iv、对L_i与B_i数据集数据进行汇总分析，若报警状态包含1则本批次上传的所述监测数据对应项目报警状态R_ID为1，若报警状态全为0则项目报警状态R_ID为0；

v、累计报警状态数据集L_i、变化速率报警状态数据集B_i、项目报警状态R_ID为报警状态，后续执行步骤S604。

9.根据权利要求6所述的一种基于区块链的工程监测数据管理系统的工作方法，其特征在于所述预警分析智能合约的方法为：

i、从所述数据分析模块所在的所述区块链节点的所述数据存储模块中提取与所述区块链网络中所有上传的所述区块数据中对应的所述监测数据，并从中提取出大数据分析样本A_i；

ii、基于样本及机器学习的提升算法理论构建监测大数据分析预测模型M_i；

iii、从经过验证的本次监测数据中提取对应项目ID、各测项本次监测数据集C_Li,各测项累计报警数据集Δ_L，各测项变化速率报警数据集Δ_B，本次监测数据关联区块时间戳D_i,下阶段施工工况时间D_i+1，下阶段施工工况阶段名称；

iv、输入本次监测数据集C_Li、下阶段施工工况时间D_i+1、下阶段施工工况阶段名称至监测大数据分析预测模型M_i，获得下阶段施工工况对应的大数据分析预测值数据集C_Li+1；

iii、判断预测值数据集C_Li+1的数据大小是否超过各测项累计报警数据集Δ_L中对应的累计报警阈值，若超过则累计报警状态为1，否则为0；

判断（C_Li+1- C_Li）/（D_i+1- D_i）值是否超过各测项变化速率报警数据集Δ_B中对应的变化速率报警阈值，若超过则变化速率报警状态为1，否则为0；

依上述规则遍历预测值数据集C_Li+1，获得累计报警状态数据集L_i+1及变化速率报警状态数据集B_i+1，L_i+1与B_i+1即为测点预警状态信息；

iv、对累计报警状态数据集L_i+1及变化速率报警状态数据集B_i+1进行汇总分析，若报警状态包含1则监测数据对应项目预警状态Y_ID为1，若报警状态全为0则项目预警状态Y_ID为0；

v、累计报警状态数据集L_i+1、变化速率报警状态数据集B_i+1、项目预警状态Y_ID为报警状态，后续执行步骤S604。

Images