CN117592871B - 一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土施工质量管理技术领域，具体公开一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，通过依据混凝土生产、运输和施工过程分别进行子区块构建和实施环节划分，并将实施环节与各参与方关联，由此将各实施环节上采集的数据存储到相应的子区块上，使得采集的数据能够在溯源系统中实现分类，有效避免出现数据查询访问混乱的现象，在这样的分类下参与方能够实现各自数据的快速访问，使得访问效率得到大大提升，同时在未经过授权的情况下子区块上的数据能够避免被无关联人员访问，能够最大限度减少数据泄露的发生率，另外在区块链上存储的数据具有高度的透明性和不可篡改性，也能够有效降低数据存储的风险。

Description

一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统

技术领域

本发明属于混凝土施工质量管理技术领域，具体为一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统。

背景技术

混凝土作为建筑领域中最常用的建筑材料之一，常用于建筑基体建设，如果混凝土施工质量不达标，可能导致基体结构开裂、变形，从而威胁建筑物的安全性，由此可见混凝土施工质量的重要性。

由于现在建筑工程的施工一般都是由施工人员操作，存在无法实时保障混凝土施工质量的情况，为了能够加快建造进程，有必要在检测到混凝土施工质量问题时进行施工质量溯源，但决定混凝土施工质量的因素不仅仅为施工方式，还跟混凝土自身质量有关，而混凝土自身质量除了与混凝土生产过程有关，还与运输过程有关，在这种情况下亟需采集数据建立全面的施工质量溯源追踪管理系统。

在施工质量溯源追踪管理系统中数据采集管理是非常关键的环节，是实现施工质量追溯的基础，然而现有技术中的数据采集管理存在以下不足：1、由于混凝土生产、运输和施工中会产生大量的数据，现有技术在依据采集的数据建立溯源系统时未将数据进行归类存储，使得数据的查询访问混乱，一方面会降低访问效率，另一方面会使一些数据被无关联人员访问，进而造成数据泄露，存在安全风险。

2、由于溯源追踪的目的是追踪混凝土存在质量问题的来源，数据的准确、不被篡改能够直接影响到追踪的可靠性。现有技术中一般使用传感器进行自动化地数据采集，虽然相比人工输入而言，能够大大降低输入错误的可能性，但传感器采集的数据也会存在有效性的问题，例如在异常运行状态下，而现有技术在使用传感器进行数据采集时未对数据进行有效性识别，可能会导致建立的溯源系统中存在错误、无效的数据，这将影响混凝土施工质量溯源的准确性，使得最终的溯源结果可能不符合实际情况。

3、传感器采集数据后需要将其传输至溯源系统，由于不同数据涉及的内容不一样，为了保障数据传输的安全性，有些数据就需要选择加密传输，但现有技术在进行加密传输选择时只考虑到了数据本身的重要性，忽略了对通信网络质量的考虑，导致加密传输选择存在局限，容易造成选择不合理，进而无法满足传输需求，在一定程度上降低了数据传输安全性的保障力度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，通过从数据归类、数据采集、数据传输等方面进行优化，有效解决了现有技术在建立施工质量溯源追踪管理系统中数据采集管理存在的不足。

本发明具体采用以下技术方案来实现：一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，包括：区块链架构建立模块，用于获取混凝土生产、运输、施工过程中存在的参与方，并创建去中心化的区块链网络，进而基于参与方将区块链划分为若干子区块，各子区块对应一个参与方。

实施环节划分模块，用于将混凝土生产、运输、施工过程划分为若干实施环节，并将各实施环节与子区块一一对应。

二维码标记模块，用于在拌合站的混凝土生产点，使用二维码标签对混凝土的生产原材料进行标记。

实施环节混凝土数据采集模块，用于在使用混凝土的生产原材料进行混凝土生产、运输和施工过程中由设置在各实施环节的传感器采集相应实施环节的混凝土数据。

混凝土数据分类传输模块，用于分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度，以此将混凝土数据分类传输至相应的子区块。

混凝土数据传输验证模块，用于对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证，并对验证不通过的混凝土数据进行不通过标识。

管理参考库，用于存储混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度及各归类属性对应的属性重要度，存储混凝土运输环节对应各采集主体的作用因子，存储混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子。

混凝土数据无效识别模块，用于对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别，并将识别到的无效混凝土数据进行无效标识。

作为本发明的进一步创新，所述参与方包括生产方、运输方和施工方，实施环节包括生产环节、运输环节和施工环节。

作为本发明的进一步创新，所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度参见下述过程：将生产环节采集的混凝土数据进行生产流程归类，得到各项混凝土数据对应的生产流程。

将生产环节采集的混凝土数据进行属性归类，得到各项混凝土数据对应的归类属性。

将生产环节中各项混凝土数据对应的生产流程与管理参考库存储的混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的阶段重要度。

将生产环节中各项混凝土数据对应的归类属性与管理参考库存储的混凝土生产环节中各归类属性对应的属性重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的属性重要度。

获取生产环节中各项混凝土数据对应传感器的采集精度，并进行转化，得到各项混凝土数据对应的采集精度代表值。

将生产环节中各项混凝土数据对应的阶段重要度、属性重要度、采集精度代表值导入公式，计算生产环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中/>表示为自然常数。

作为本发明的进一步创新，所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度还包括下述过程：将运输环节采集的混凝土数据进行采集主体识别，得到各项混凝土数据对应的采集主体，并与管理参考库存储的混凝土运输环节中各采集主体的作用因子进行匹配，得到各项混凝土数据对应的作用因子。

将运输环节采集的混凝土数据进行采集间隔时长获取，得到各项混凝土数据对应的采集间隔时长。

将运输环节中各项混凝土数据对应的作用因子和采集间隔时长通过表达式，计算运输环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中总间隔时长是指运输环节中各项混凝土数据对应采集间隔时长的总和。

作为本发明的进一步创新，所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度又包括下述过程：将施工环节采集的混凝土数据与管理参考库存储的混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对施工质量的影响因子，作为施工环节中各项混凝土数据对应的采集重要度。

作为本发明的进一步创新，所述将混凝土数据分类传输至相应的子区块如下过程：在执行各实施环节对应混凝土数据的传输时进行通信网络质量检测，计算待传输时的通信网络质量达标度。

基于各实施环节中各项混凝土数据对应的采集重要度和待传输时的通信网络质量达标度进行传输安全需求指数解析，解析公式为，式中/>表示为设定常量，且/>。

将各实施环节中各项混凝土数据对应的传输安全需求指数与设置的有效传输安全需求指数进行对比，通过传输方式选取模型，得到各实施环节中各项混凝土数据的传输方式。

按照各实施环节中各项混凝土数据的传输方式将混凝土数据传输至相应的子区块。

作为本发明的进一步创新，所述对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证实施如下：在进行各实施环节对应混凝土数据的采集时添加时间戳，得到相应混凝土数据的采集时间。

在进行各实施环节对应混凝土数据的传输时添加时间戳，得到传输到相应混凝土数据传输到子区块的传输时间。

将混凝土数据的传输时间与采集时间进行对比，得到传输时长。

将混凝土数据的传输时长结合传输方式通过传输验证模型，得到混凝土数据的传输验证结果，模型中，1表示验证通过，0表示验证不通过。

作为本发明的进一步创新，所述对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别实现步骤为：基于各实施环节对应混凝土数据的采集时间戳从相应传感器终端提取传感器在相应采集时间的运行指征。

获取传感器的型号规格，由此得到传感器的正常运行指征。

将传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征进行对比，若某项混凝土数据对应传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征不一致，则识别该项混凝土数据为无效混凝土数据。

作为本发明的进一步创新，还包括溯源链路构建模块，用于收集历史混凝土建筑工程，并从质量验收记录中提取质量验收指标，进而对质量验收指标基于各子区块内的混凝土数据进行溯源链路构建，具体构建过程如下：从历史混凝土建筑工程对应的质量验收记录中提取不合格质量验收指标及不合格原因。

将属于相同不合格质量验收指标对应的不合格原因进行归类，得到各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因及各不合格原因对应的占比率。

基于各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因从各子区块内的混凝土数据中识别出不合格原因对应的指向子区块及指向混凝土数据。

依据各不合格质量验收指标对应的指向子区块及指向混凝土数据进行溯源链路构建。

将各不合格质量验收指标对应的不合格原因按照占比率由大到小的顺序进行排列，进而结合不合格原因对应的指向混凝土数据得到各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排列结果。

从排列结果中提取排位数，并将各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排位数在相应的溯源链路中进行标识。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过依据混凝土生产、运输和施工过程分别进行子区块构建和实施环节划分，并将实施环节与各参与方关联，由此将各实施环节上采集的数据存储到相应的子区块上，使得采集的数据能够在溯源系统中实现分类，有效避免出现数据查询访问混乱的现象，在这样的分类下参与方能够实现各自数据的快速访问，使得访问效率得到大大提升，同时在未经过授权的情况下子区块上的数据能够避免被无关联人员访问，能够最大限度减少数据泄露的发生率，另外在区块链上存储的数据具有高度的透明性和不可篡改性，也能够有效降低数据存储的风险。

2、本发明在利用传感器采集各实施环节的数据时通过调取传感器的运行指征，并将其结合正常运行指征进行数据有效性识别，能够及时发现传感器采集数据中的无效数据，进而有利于减少无效数据的使用，从而最大限度避免无效数据对施工质量溯源准确性的影响，使得溯源结果更接近实际情况。

3、本发明在进行传感器采集数据的传输时通过获取数据本身的采集重要度，并在传输时进行通信网络质量检测，得到待传输时的通信网络质量达标度，由此结合数据本身的采集重要度和通信网络质量达标度进行传输方式选取，实现了数据传输方式的合理化选择，使得需要选取加密传输的数据能够保障传输需求，大大弥补了现有技术中加密传输选择局限的不足，在一定程度上提升了数据传输安全性的保障力度。

4、本发明在进行传感器采集数据传输时还增加了传输验证功能，通过在数据采集和传输时增加时间戳，由此得到传输时长，进而将其结合传输方式进行传输验证，能够识别传输时长超过预期的数据，进而让这类数据验证不通过，有利于通过避免这类数据的使用，从而减少对施工质量溯源准确性的影响，实现了数据传输安全性的强化保障。

5、本发明通过增加溯源链路构建功能，从历史混凝土建筑工程中的质量验收记录中提取质量验收指标，并基于不合格质量验收指标及不合格原因从各子区块对应存储的混凝土数据中识别出不合格原因对应的指向子区块及指向混凝土数据，由此构建溯源链路，实现了溯源系统中数据溯源关联的分析呈现，能够施工质量的溯源提供真实、可靠的实施渠道，大大提高了溯源效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统各模块连接示意图。

图2为本发明中溯源链路构建示意图。

附图说明：1——排位数为1，2——排位数为2，3——排位数为3。

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。

参见图1所示，本发明提出一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，包括：区块链架构建立模块、实施环节划分模块、二维码标记模块、实施环节混凝土数据采集模块、混凝土数据分类传输模块、混凝土数据传输验证模块、混凝土数据无效识别模块、管理参考库和溯源链路构建模块。

上述中实施环节划分模块和二维码标记模块分别与区块链架构建立模块连接，实施环节混凝土数据采集模块和区块链架构建立模块均与混凝土数据分类传输模块连接，混凝土数据分类传输模块分别与混凝土数据传输验证模块和混凝土数据无效识别模块连接，混凝土数据传输验证模块和混凝土数据无效识别模块均与溯源链路构建模块连接，管理参考库分别与混凝土数据分类传输模块和混凝土数据传输验证模块连接。

所述区块链架构建立模块用于获取混凝土生产、运输、施工过程中存在的参与方，并创建去中心化的区块链网络，进而基于参与方将区块链划分为若干子区块，各子区块对应一个参与方，具体地，参与方包括生产方、运输方和施工方。

所述实施环节划分模块用于将混凝土生产、运输、施工过程划分为若干实施环节，具体地，实施环节包括生产环节、运输环节和施工环节，并将各实施环节与子区块一一对应，其中生产环节对应生产方，运输环节对应运输方，施工环节对应施工方。

本发明通过依据混凝土生产、运输和施工过程分别进行子区块构建和实施环节划分，并将实施环节与各参与方关联，由此将各实施环节上采集的数据存储到相应的子区块上，使得采集的数据能够在溯源系统中实现分类，有效避免出现数据查询访问混乱的现象，在这样的分类下参与方能够实现各自数据的快速访问，使得访问效率得到大大提升，同时在未经过授权的情况下子区块上的数据能够避免被无关联人员访问，能够最大限度减少数据泄露的发生率，另外在区块链上存储的数据具有高度的透明性和不可篡改性，也能够有效降低数据存储的风险。

所述二维码标记模块用于在拌合站的混凝土生产点，使用二维码标签对混凝土的生产原材料进行标记，通过对原材料进行标记，一方面可以追溯到原材料的来源。这有助于确保使用的水泥、骨料、添加剂等原材料符合质量标准和工程设计要求，另一方面使得整个混凝土生产过程中的每个步骤都可以被追溯，这有助于建立全生命周期的质量管理体系，确保混凝土的每个环节都符合标准。

所述实施环节混凝土数据采集模块用于在使用混凝土的生产原材料进行混凝土生产、运输和施工过程中由设置在各实施环节的传感器采集相应实施环节的混凝土数据。

所述混凝土数据分类传输模块用于分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度，以此将混凝土数据分类传输至相应的子区块。

应用于上述实施例，各实施环节中混凝土数据的采集重要度参见下述过程：将生产环节采集的混凝土数据进行生产流程归类，得到各项混凝土数据对应的生产流程。

示例性的混凝土的生产流程包括配合比配置、原材料混合、搅拌等。

又一示例地，生产环节采集的混凝土数据包括水灰比、搅拌时长、搅拌速度、搅拌温度等。

将生产环节采集的混凝土数据进行属性归类，得到各项混凝土数据对应的归类属性。

需要知道的是，上述提到的属性是指混凝土数据的归类属性，其中归类属性包括配合比、生产工艺、搅拌机性能、生产环境等，具体地属于配合比的混凝土数据包括水灰比、添加剂使用量等，属于生产工艺的混凝土数据包括搅拌时长、搅拌速度、搅拌温度等，属于搅拌机性能的混凝土数据包括电压、电流、能耗等，属于生产环境的混凝土数据包括温度、湿度、光照强度等。

将生产环节中各项混凝土数据对应的生产流程与管理参考库存储的混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的阶段重要度。

作为上述方案的一个示例，混凝土生产环节中配合比设计环节与搅拌环节的阶段重要度比原材料混合环节的阶段重要度大。

将生产环节中各项混凝土数据对应的归类属性与管理参考库存储的混凝土生产环节中各归类属性对应的属性重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的属性重要度。

获取生产环节中各项混凝土数据对应传感器的采集精度，并进行转化，得到各项混凝土数据对应的采集精度代表值，其中采集精度代表值的获取方式为将各项混凝土数据对应传感器的采集精度与管理参考库中该项混凝土数据对应各种采集精度对应的采集精度代表值进行匹配，由此获取各项混凝土数据对应的采集精度代表值。

需要理解的是，数据的采集精度越高，代表着采集的数据更接近实际值，有助于确保数据的准确性，一般来说，对于影响力大，较为重要的数据来说，其对准确性要求较高，进而使得对采集精度要求较高，因而通过混凝土数据的采集精度能够在一定程度上反映混凝土数据的重要度。

将生产环节中各项混凝土数据对应的阶段重要度、属性重要度、采集精度代表值导入公式，计算生产环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中/>表示为自然常数。

进一步应用于上述实施例，将运输环节采集的混凝土数据进行采集主体识别，得到各项混凝土数据对应的采集主体，并与管理参考库存储的混凝土运输环节中各采集主体的作用因子进行匹配，得到各项混凝土数据对应的作用因子。

具体地，运输环节采集的混凝土数据包括但不限于运输距离、运输温度、混凝土振动频率、混凝土容器清洁度等。

需要补充的是，采集主体是指针对哪个主体采集的混凝土数据，其中采集主体可以是运输车辆、混凝土容器、搅拌车或是混凝土自身。

将运输环节采集的混凝土数据进行采集间隔时长获取，得到各项混凝土数据对应的采集间隔时长。

需要理解的是，运输环节混凝土数据的采集间隔时长反映了混凝土数据的采集实时性，其中采集间隔时长越短，采集实时性要求越高。一般来说，直接影响混凝土运输质量的数据对采集实时性要求较高，示例性地，这类数据包括运输温度、混凝土振动频率等，对于一些相对次要的数据对实时性要求较低，这类数据包括混凝土容器清洁度、混凝土容器密封性等。

将运输环节中各项混凝土数据对应的作用因子和采集间隔时长通过表达式，计算运输环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中总间隔时长是指运输环节中各项混凝土数据对应采集间隔时长的总和。

又应用于上述实施例，将施工环节采集的混凝土数据与管理参考库存储的混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对施工质量的影响因子，作为施工环节中各项混凝土数据对应的采集重要度。

作为一个示例，施工环节采集的混凝土数据包括混凝土浇筑时长、混凝土浇筑速度、混凝土浇筑厚度、施工现场温度等。

优选地，将混凝土数据分类传输至相应的子区块如下过程：在执行各实施环节对应混凝土数据的传输时进行通信网络质量检测，其中通信网络质量指标包括丢包率、延迟率和抖动率，与此同时从管理参考库中提取在数据传输状态下的容忍通信网络质量指标，由此计算待传输时的通信网络质量达标度，其中通信网络质量达标度具体计算公式为，式中/>表示为通信网络质量达标度，/>、/>、/>分别表示为丢包率、延迟率、抖动率，/>、/>、/>分别表示为数据传输状态下的容忍丢包率、容忍延迟率、容忍抖动率。

基于各实施环节中各项混凝土数据对应的采集重要度和待传输时的通信网络质量达标度进行传输安全需求指数解析，解析公式为，式中/>表示为设定常量，且/>，示例性的，/>，其中采集重要度越大，通信网络质量达标度越小，传输安全需求指数越大。

将各实施环节中各项混凝土数据对应的传输安全需求指数与设置的有效传输安全需求指数进行对比，通过传输方式选取模型，得到各实施环节中各项混凝土数据的传输方式。

需要知道的是，虽然加密传输能够提高传输安全性，但加密传输需要占据一定的传输时长，同时对传输成本也有一定的要求，因而并不是所有混凝土数据都要选择加密传输。

上述中由于传输安全需求指数的取值范围为，则有效传输安全需求指数可以设为0.8。

按照各实施环节中各项混凝土数据的传输方式将混凝土数据传输至相应的子区块。

本发明在进行传感器采集数据的传输时通过获取数据本身的采集重要度，并在传输时进行通信网络质量检测，得到待传输时的通信网络质量达标度，由此结合数据本身的采集重要度和通信网络质量达标度进行传输方式选取，实现了数据传输方式的合理化选择，使得需要选取加密传输的数据能够保障传输需求，大大弥补了现有技术中加密传输选择局限的不足，在一定程度上提升了数据传输安全性的保障力度。

所述混凝土数据传输验证模块用于对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证，并对验证不通过的混凝土数据进行不通过标识。

在上述方案的具体实施中，对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证实施如下：在进行各实施环节对应混凝土数据的采集时添加时间戳，得到相应混凝土数据的采集时间。

在进行各实施环节对应混凝土数据的传输时添加时间戳，得到传输到相应混凝土数据传输到子区块的传输时间。

将混凝土数据的传输时间与采集时间进行对比，得到传输时长。示例性地，假设混凝土数据的传输时间为9:30:45，采集时间为9：30：03，则传输时长为42秒。

将混凝土数据的传输时长结合传输方式通过传输验证模型，得到混凝土数据的传输验证结果，模型中，1表示验证通过，0表示验证不通过。

需要补充的是，传输方式对应的预期传输时长范围获取过程为：获取混凝土数据的占用空间和当前通信网络传输速度，并从管理参考库中提取普通传输和加密传输在参考通信网络传输速度下单位占用空间对应的传输时长，由此得到普通传输方式对应的预期传输时长范围和加密传输方式对应的预期传输时长范围，其中/>、/>分别表示为普通传输、加密传输在参考通信网络传输速度下单位占用空间对应的传输时长，/>表示为混凝土数据的占用空间，/>表示为参考通信网络传输速度，/>表示为当前通信网络传输速度，/>表示为设置的保护间隔时长。

需要知道的是，在预测数据传输时长时设置保护间隔时长是一种常见的实践，用于应对潜在的延迟、数据包丢失、网络拥塞等因素造成的传输延迟。这种保护间隔时长可以称为预留传输时长。

需要理解的是，当混凝土数据的传输时长过长时会使数据在传输过程中越久暴露在网络中，就越容易成为攻击者的目标，从而增加了数据被窃取或截取的风险。

本发明在进行传感器采集数据传输时还增加了传输验证功能，通过在数据采集和传输时增加时间戳，由此得到传输时长，进而将其结合传输方式进行传输验证，能够识别传输时长超过预期的数据，进而让这类数据验证不通过，有利于通过避免这类数据的使用，从而减少对施工质量溯源准确性的影响，实现了数据传输安全性的强化保障。

所述管理参考库用于存储混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度及各归类属性对应的属性重要度，存储混凝土运输环节对应各采集主体的作用因子，存储混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子，存储混凝土生产环节中各混凝土数据对应各采集精度对应的采集精度代表值，存储在数据传输状态下的容忍通信网络质量指标，并存储普通传输和加密传输在参考通信网络传输速度下单位占用空间对应的传输时长。

所述混凝土数据无效识别模块用于对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别，并将识别到的无效混凝土数据进行无效标识。

具体地，对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别实现步骤为：基于各实施环节对应混凝土数据的采集时间戳从相应传感器终端提取传感器在相应采集时间的运行指征，其中运行指征包括运行电压、运行电流、运输温度、运行湿度。

获取传感器的型号规格，由此从使用说明书中得到传感器的正常运行指征。

将传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征进行对比，若某项混凝土数据对应传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征不一致，则识别该项混凝土数据为无效混凝土数据。

特别地，由于传感器的正常运行指征通常以区间表示，因而在将传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征进行对比时是将运行指征与正常运行指征区间表示，当某运行指征不处于正常运行指征区间内，则识别混凝土数据为无效混凝土数据。

本发明在利用传感器采集各实施环节的数据时通过调取传感器的运行指征，并将其结合正常运行指征进行数据有效性识别，能够及时发现传感器采集数据中的无效数据，进而有利于减少无效数据的使用，从而最大限度避免无效数据对施工质量溯源准确性的影响，使得溯源结果更接近实际情况。

所述溯源链路构建模块用于收集历史混凝土建筑工程，并从质量验收记录中提取质量验收指标，其中质量验收指标包括混凝土坍落度、混凝土强度、混凝土气孔率等，进而对质量验收指标基于各子区块内的混凝土数据进行溯源链路构建，具体构建过程如下：从历史混凝土建筑工程对应的质量验收记录中提取不合格质量验收指标及不合格原因。

将属于相同不合格质量验收指标对应的不合格原因进行归类，得到各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因及各不合格原因对应的占比率，其中占比率计算方式为不合格原因的出现频次除以所有不合格原因对应出现频次总和。

基于各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因从各子区块内的混凝土数据中识别出不合格原因对应的指向子区块及指向混凝土数据。

示例性地，假设不合格质量验收指标为混凝土坍落度，且混凝土坍落度对应的不合格原因包括水灰比配置不当、运输温度控制不当、混凝土浇筑时长控制不当，其中水灰比配置不当对应的指向子区块为生产方对应的子区块，指向混凝土数据为水灰比，运输温度控制不当对应的指向子区块为运输方对应的子区块，指向混凝土数据为运输温度，混凝土浇筑时长控制不当对应的指向子区块为施工方对应的子区块，指向混凝土数据为混凝土浇筑时长。

依据各不合格质量验收指标对应的指向子区块及指向混凝土数据进行溯源链路构建，参见图2所示。

将各不合格质量验收指标对应的不合格原因按照占比率由大到小的顺序进行排列，进而结合不合格原因对应的指向混凝土数据得到各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排列结果。

从排列结果中提取排位数，并将各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排位数在相应的溯源链路中进行标识。

本发明通过增加溯源链路构建功能，从历史混凝土建筑工程中的质量验收记录中提取质量验收指标，并基于不合格质量验收指标及不合格原因从各子区块对应存储的混凝土数据中识别出不合格原因对应的指向子区块及指向混凝土数据，由此构建溯源链路，实现了溯源系统中数据溯源关联的分析呈现，能够施工质量的溯源提供真实、可靠的实施渠道，大大提高了溯源效率。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，其特征在于，包括：

区块链架构建立模块，用于获取混凝土生产、运输、施工过程中存在的参与方，并创建去中心化的区块链网络，进而基于参与方将区块链划分为若干子区块，各子区块对应一个参与方；

实施环节划分模块，用于将混凝土生产、运输、施工过程划分为若干实施环节，并将各实施环节与子区块一一对应；

二维码标记模块，用于在拌合站的混凝土生产点，使用二维码标签对混凝土的生产原材料进行标记；

实施环节混凝土数据采集模块，用于在使用混凝土的生产原材料进行混凝土生产、运输和施工过程中由设置在各实施环节的传感器采集相应实施环节的混凝土数据；

混凝土数据分类传输模块，用于分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度，以此将混凝土数据分类传输至相应的子区块；

混凝土数据传输验证模块，用于对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证，并对验证不通过的混凝土数据进行不通过标识；

管理参考库，用于存储混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度及各归类属性对应的属性重要度，存储混凝土运输环节对应各采集主体的作用因子，存储混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子；

混凝土数据无效识别模块，用于对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别，并将识别到的无效混凝土数据进行无效标识；

所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度参见下述过程：

将生产环节采集的混凝土数据进行生产流程归类，得到各项混凝土数据对应的生产流程；

将生产环节采集的混凝土数据进行属性归类，得到各项混凝土数据对应的归类属性；

将生产环节中各项混凝土数据对应的生产流程与管理参考库存储的混凝土生产环节中各生产流程对应的阶段重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的阶段重要度；

将生产环节中各项混凝土数据对应的归类属性与管理参考库存储的混凝土生产环节中各归类属性对应的属性重要度进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对应的属性重要度；

获取生产环节中各项混凝土数据对应传感器的采集精度，并进行转化，得到各项混凝土数据对应的采集精度代表值；

将生产环节中各项混凝土数据对应的阶段重要度、属性重要度、采集精度代表值导入公式，计算生产环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中/>表示为自然常数；

所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度还包括下述过程：

将运输环节采集的混凝土数据进行采集主体识别，得到各项混凝土数据对应的采集主体，并与管理参考库存储的混凝土运输环节中各采集主体的作用因子进行匹配，得到各项混凝土数据对应的作用因子；

将运输环节采集的混凝土数据进行采集间隔时长获取，得到各项混凝土数据对应的采集间隔时长；

将运输环节中各项混凝土数据对应的作用因子和采集间隔时长通过表达式，计算运输环节中各项混凝土数据对应的采集重要度，式中总间隔时长是指运输环节中各项混凝土数据对应采集间隔时长的总和；

所述分析各实施环节中混凝土数据的采集重要度又包括下述过程：

将施工环节采集的混凝土数据与管理参考库存储的混凝土施工环节中混凝土数据对施工质量的影响因子进行匹配，从中匹配出各项混凝土数据对施工质量的影响因子，作为施工环节中各项混凝土数据对应的采集重要度；

所述将混凝土数据分类传输至相应的子区块包括如下过程：

在执行各实施环节对应混凝土数据的传输时进行通信网络质量检测，其中通信网络质量指标包括丢包率、延迟率和抖动率，从管理参考库中提取在数据传输状态下的容忍通信网络质量指标，计算待传输时的通信网络质量达标度；

通信网络质量达标度具体计算公式为，式中/>表示为通信网络质量达标度，/>、/>、/>分别表示为丢包率、延迟率、抖动率，/>、/>、分别表示为数据传输状态下的容忍丢包率、容忍延迟率、容忍抖动率；

基于各实施环节中各项混凝土数据对应的采集重要度和待传输时的通信网络质量达标度进行传输安全需求指数解析，解析公式为，式中/>表示为设定常量，且/>；

将各实施环节中各项混凝土数据对应的传输安全需求指数与设置的有效传输安全需求指数进行对比，通过传输方式选取模型，得到各实施环节中各项混凝土数据的传输方式；

按照各实施环节中各项混凝土数据的传输方式将混凝土数据传输至相应的子区块。

2.如权利要求1所述的一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，其特征在于：所述参与方包括生产方、运输方和施工方，实施环节包括生产环节、运输环节和施工环节。

3.如权利要求1所述的一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，其特征在于：所述对传输到子区块的混凝土数据进行传输验证实施如下：

在进行各实施环节对应混凝土数据的采集时添加时间戳，得到相应混凝土数据的采集时间；

在进行各实施环节对应混凝土数据的传输时添加时间戳，得到传输到相应混凝土数据传输到子区块的传输时间；

将混凝土数据的传输时间与采集时间进行对比，得到传输时长；

将混凝土数据的传输时长结合传输方式通过传输验证模型，得到混凝土数据的传输验证结果，模型中/>，1表示验证通过，0表示验证不通过。

4.如权利要求3所述的一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，其特征在于：所述对传输验证通过的混凝土数据进行无效识别实现步骤为：

基于各实施环节对应混凝土数据的采集时间戳从相应传感器终端提取传感器在相应采集时间的运行指征；

获取传感器的型号规格，由此得到传感器的正常运行指征；

将传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征进行对比，若某项混凝土数据对应传感器在相应采集时间的运行指征与正常运行指征不一致，则识别该项混凝土数据为无效混凝土数据。

5.如权利要求1所述的一种基于大数据的混凝土质量安全溯源追踪管理系统，其特征在于：还包括溯源链路构建模块，用于收集历史混凝土建筑工程，并从质量验收记录中提取质量验收指标，进而对质量验收指标基于各子区块内的混凝土数据进行溯源链路构建，具体构建过程如下：从历史混凝土建筑工程对应的质量验收记录中提取不合格质量验收指标及不合格原因；

将属于相同不合格质量验收指标对应的不合格原因进行归类，得到各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因及各不合格原因对应的占比率；

基于各不合格质量验收指标对应的若干种不合格原因从各子区块内的混凝土数据中识别出不合格原因对应的指向子区块及指向混凝土数据；

依据各不合格质量验收指标对应的指向子区块及指向混凝土数据进行溯源链路构建；

将各不合格质量验收指标对应的不合格原因按照占比率由大到小的顺序进行排列，进而结合不合格原因对应的指向混凝土数据得到各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排列结果；

从排列结果中提取排位数，并将各不合格质量验收指标对应指向混凝土数据的排位数在相应的溯源链路中进行标识。