CN114219431A - 一种基于联盟链的高速公路管养信息平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，系统平台由区块链服务API、区块链应用中间件、区块链服务平台构成，系统可以对高速公路的监测、养护等数据进行标准化存储，对采集数据进行统计分析，针对问题数据建立统一的错误感知模型，再通过对外开放接口，将上链后标准化数据提供给各类高速公路管理系统使用。本发明专利不仅能够解决高速公路工程健康监测和养护过程中的数据安全、数据可信、可追溯的问题，形成高速公路管养信息资源共享机制，还能够整合高速公路运行环境、运行荷载等数据资源，为政府和交通管理部门提供运维管理信息化支撑，确保作出正确及时的管理措施，为现有管养工作提供增值服务，进而提升高速公路管养水平。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，具体为一种基于联盟链的高速公路管养信息平台。
背景技术
高速公路是交通设施基础工程，是国民经济发展和社会生活安全的重要保障。高速公路长期以来重建设、轻养护的思想导致公路的养护工作不足，养护工作无法跟上建设速度，导致高速公路的养护工作滞后。“重建设，轻管养”的模式让高速公路相当一部分高速路段带病服役，安全隐患不容小觑。
作为公路工程全产业链的一环，高速公路管养又可看作全产业链的缩影，它需要施工，也可反溯设计，需要多方协同，同时又涉及到供应链。物联网技术的出现和在工程监测领域的广泛应用，使高路公路状况信息实时采集和自主分析预警成为可能。将物联网、大数据与区块链等新兴技术和高速公路管养的深度融合，打造信息化、智能化的高速公路管养产业链创新体系，是解决现有低层次重复、资源分散分隔、成果转化不足和多产业领域合作难等问题的一种策略。
学术界对区块链技术并没有统一的定义，但一般认为，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合形成的特定数据结构，并以密码学方式保证其不可篡改和不可伪造的去中心化、去信任的分布式共享总账系统。区块链的提出是计算机科学的一个突破，它有望降低个人和组织建立、维护信任的成本，让没有信任关系的人们在无中心化信任机构的情况下合作。区块链可以分为3类：公共链、联盟链和私有链。其中联盟链可以根据应用场景来决定对公众的开放程度，其网络由成员机构共同维护，节点通过成员机构的网关节点接入，因此适用于物联网行业背景下多成员机构对动态数据的存储、管理、授权、监控和审计。高速公路设计、建设、运营及运输行业相关成员机构可纳入联盟链成员机构。基于此，平台设计是采用联盟链实现高速公路管养全过程数据共享。
发明内容
本发明专利设计了一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其解决的技术问题是：(1)多方协同效率低，管养工作需多单位、跨部门协作，各单位工作机制、团队水平参差不齐，统筹协调难度大，管养实时性难以保障；(2)信息化水平低，高速公路路段繁多、管养规则不统一，常存在管养存档不全、资料缺失、已有信息系统因缺乏数据而成为摆设或者信息孤岛等问题；(3)管养数据不及时、不可靠。
为了解决上述存在的技术问题，本发明专利采用了以下方案：
一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，包括区块链服务API、区块链应用中间件、区块链服务平台；
区块链服务API，实现监测数据、养护定论信息上链，并为第三方信息化应用提供可信数据，区块链应用中间件为区块链服务平台提供数据上链、数据标签相关工具，还为区块链服务API提供业务数据处理、智能合约等接口所需的基础库，区块链服务平台，其完成数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
本发明的进一步技术：
优选的，区块链服务API包括监测数据、养护管理信息上链，通过制定标注化接口，接入第三方高速公路管养数据，同时对外提供数据查询接口，供第三方管养系统调用。
优选的，区块链应用中间件包含业务逻辑处理、业务数据处理、智能合约、数据记录和管理、消息队列和消息服务。
优选的，业务逻辑处理模块细分业务类型，实现业务可扩展功能，虚拟化业务间关联关系，为复杂多样的业务数据汇集提供相应的处理流程。
优选的，业务数据处理模块提供数据加工、数据验证、数据分析服务。
优选的，：智能合约包括合约设计，约简数据流、确认各单位管养过程中的角色和任务。
优选的，数据记录和管理主要包括数据分布式存储和数据更新操作；消息队列和消息服务主要为数据传输过程中控制数据库之间数据上传、下载的服务系统。
优选的，消息队列和消息服务主要为数据传输过程中控制数据库之间数据上传、下载的服务系统。
优选的，区块链服务平台主要包括区块链SDK及API、联盟链管理、业务通道管理、证书秘钥管理、区块链治理、智能合约管理、区块链监控服务，完成数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
该基于联盟链的高速公路管养信息平台与现有高速公路管养信息系统相比，具有以下有益效果：
(1)本发明专利不仅能够整合道路运行环境、运行荷载等数据资源，也能够分析处理数据，实现高速公路管养全过程数据共享。
(2)本发明专利为各类型高速公路管养数据分阶段、分节点为数据打上印戳，防止数据篡改、提供溯源链路。
(3)本发明专利的智能合约可以提高工程分包质量，即各分包商、实施商上链，采用智能合约制定管养过程中的财、物分配流程，同时记录合约执行结果，为下一次管养提供资信参考，不断提升管养团队服务水平，也为后期运营管养提供可信的数据支持。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明系统区块链服务API功能示意图；
图3为本发明系统区块链中间件功能示意图；
图4为本发明系统区块链服务平台功能示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，包括区块链服务API、区块链应用中间件、区块链服务平台，系统平台实现高速公路管养信息化数据的采集、处理、上链、数据共享功能。
区块链服务API包括监测数据、养护管理等信息上链，通过制定标注化接口，接入第三方高速公路管养数据，同时对外提供数据查询接口，供第三方管养系统调用。
本发明中：区块链服务API，实现监测数据、养护定论等信息上链，并为第三方信息化应用提供可信数据。
区块链应用中间件包含业务逻辑处理、业务数据处理、智能合约、数据记录和管理、消息队列和消息服务，业务逻辑处理模块细分业务类型，实现业务可扩展功能，虚拟化业务间关联关系，为复杂多样的业务数据汇集提供相应的处理流程；业务数据处理模块提供数据加工、数据验证、数据分析服务；智能合约包括合约设计，约简数据流、确认各单位管养过程中的角色和任务；数据记录和管理主要包括数据分布式存储和数据更新操作；消息队列和消息服务主要为数据传输过程中控制数据库之间数据上传、下载的服务系统。
本发明中：应用中间件实现BaaS与业务的对接，采用区块链中间件等形式实现数据链上流转。充分挖掘区块链技术优势，梳理管养业务流程，综合分析监测、养护数据上链的维度，在确保全程可信的条件下，降低数据上链代价。上链过程密切结合现有业务信息化系统，在信赖现有系统的基础上，分阶段、分节点为数据打上印戳，防止数据篡改、提供溯源链路。
本发明中：智能合约作为“仲裁人”，在合约触发前，负责监管相关方资产，一旦触发，将严格按照事先商定的规则自动执行，该过程无法通过人为进行干预。设计合约的前提是充分梳理业主、设计单位、养护单位、监理单位等各方在一次管养过程中的角色和任务，约简数据流、确认多方授信规则、预判价值流转方式。
区块链服务平台主要包括区块链SDK及API、联盟链管理、业务通道管理、证书秘钥管理、区块链治理、智能合约管理、区块链监控等服务，完成数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本等等，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
本发明中：区块链服务平台选取开源协议Hyperledger Fabric(1.4LTS)，并配套实现资源创建、管控运维、安全治理等BaaS基础服务，实现数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本等等，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
平台整体采用微服务建构，采用HTTP/HTTPS协议，为第三方信息化平台提供准入接口，同时提供数据输出服务，实现高速公路监测数据、养护记录的无缝对接。考虑数据上链代价，除区块链服务外，项目拟开发/完善一系列业务系统和手机应用终端。新业务系统研制同样采用微服务架构，手机端应用可基于微信小程序等轻量化、跨平台实现方式。
本发明工作原理，通过智能合约提高工程分包质量，即各分包商、实施商上链，采用智能合约制定管养过程中的财、物分配流程，同时记录合约执行结果，为下一次管养提供资信参考，不断提升管养团队服务水平，也为后期运营管养提供可信的数据支持。
本发明应用效果，通过对区块链技术与高速公路工程管养模式的融合，研究设计基于联盟链的高速公路管养信息资源共享平台，该平台应能够对监测、养护等数据进行标准化存储，对采集数据进行统计分析，针对问题数据建立统一的错误感知模型等，从而解决高速公路工程健康监测和养护过程中的数据安全、数据可信、可追溯的问题，形成高速公路管养信息资源共享机制，提升高速公路管养水平。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：包括区块链服务API、区块链应用中间件、区块链服务平台；
区块链服务API，实现监测数据、养护定论信息上链，并为第三方信息化应用提供可信数据，区块链应用中间件为区块链服务平台提供数据上链、数据标签相关工具，还为区块链服务API提供业务数据处理、智能合约等接口所需的基础库，区块链服务平台，其完成数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
2.根据权利要求1中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：区块链服务API包括监测数据、养护管理信息上链，通过制定标注化接口，接入第三方高速公路管养数据，同时对外提供数据查询接口，供第三方管养系统调用。
3.根据权利要求1中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：区块链应用中间件包含业务逻辑处理、业务数据处理、智能合约、数据记录和管理、消息队列和消息服务。
4.根据权利要求3中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：业务逻辑处理模块细分业务类型，实现业务可扩展功能，虚拟化业务间关联关系，为复杂多样的业务数据汇集提供相应的处理流程。
5.根据权利要求3中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：业务数据处理模块提供数据加工、数据验证、数据分析服务。
6.根据权利要求3中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：智能合约包括合约设计，约简数据流、确认各单位管养过程中的角色和任务。
7.根据权利要求3中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：数据记录和管理主要包括数据分布式存储和数据更新操作；消息队列和消息服务主要为数据传输过程中控制数据库之间数据上传、下载的服务系统。
8.根据权利要求3中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：消息队列和消息服务主要为数据传输过程中控制数据库之间数据上传、下载的服务系统。
9.根据权利要求1中所述的一种基于联盟链的高速公路管养信息平台，其特征在于：区块链服务平台主要包括区块链SDK及API、联盟链管理、业务通道管理、证书秘钥管理、区块链治理、智能合约管理、区块链监控服务，完成数据上链、节点管理、共识算法、分布式账本，并最终打包成服务API供常规云平台调用。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116775665A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 云南省交通投资建设集团有限公司 | 一种基于高速公路日常运维管理的全自动任务发布系统 |
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2021
- 2021-12-09 CN CN202111500532.8A patent/CN114219431A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN116775665A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 云南省交通投资建设集团有限公司 | 一种基于高速公路日常运维管理的全自动任务发布系统 |
| CN116775665B (zh) * | 2023-08-24 | 2023-10-27 | 云南省交通投资建设集团有限公司 | 一种基于高速公路日常运维管理的全自动任务发布系统 |
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