區(qū)塊鏈技術(shù)、思維在水利行業(yè)應(yīng)用前景分析

戴春勝，郭龍勝，費(fèi) 超，吳 遷

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命迅猛發(fā)展，深刻地改變著社會(huì)生產(chǎn)生活方式，區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，正在以技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新“策源地”的姿態(tài)推動(dòng)“信息互聯(lián)網(wǎng)”向“價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)”變遷。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開透明等特點(diǎn)[1]。其應(yīng)用已滲透到金融服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易、電子商務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域[2]。由于區(qū)塊鏈特質(zhì)的思維模式建立了各環(huán)節(jié)、各要素的共識(shí)、共贏、共享機(jī)制，最大化激發(fā)各環(huán)節(jié)要素的活力、消除中間環(huán)節(jié)，形成節(jié)約、高效、安全的商業(yè)形態(tài)，具有可期的應(yīng)用前景。

水利是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)不可或缺的首要條件，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)支撐[3]，是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)，水利行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)領(lǐng)域關(guān)系到資源安全、生態(tài)安全、經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)安全，在支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中處于基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性地位。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技的日益進(jìn)步，水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化成為迫切需要。利用新技術(shù)、新理念推動(dòng)水利工程建設(shè)、水資源與水生態(tài)環(huán)境、水利防災(zāi)減災(zāi)等管理與服務(wù)現(xiàn)代化是亟待探索和發(fā)展的重要課題。區(qū)塊鏈的技術(shù)能夠以更低的成本解決水利行業(yè)中的信任問題，特別是在實(shí)現(xiàn)信息共享、透明公開、數(shù)據(jù)安全與可追溯方面有可期的前景。目前，水利行業(yè)的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用尚處于初期研究與探索階段，就行業(yè)關(guān)注的智慧水利、水利工程建設(shè)方面的應(yīng)用談些粗淺認(rèn)識(shí)。

1 智慧水利

智慧水利建設(shè)是推進(jìn)水利現(xiàn)代化的著力點(diǎn)和突破口[4]，智慧水利通過充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建天地空一體化水利監(jiān)測體系[5]，建設(shè)高速泛在的水利信息網(wǎng)絡(luò)，集成水利大數(shù)據(jù)中心，形成水利基礎(chǔ)云，搭建智能應(yīng)用平臺(tái)，并提供高保障能力的信息安全管理和信息災(zāi)備系統(tǒng)。

通過區(qū)塊鏈技術(shù)的介入，可望消除物聯(lián)終端宕機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)安全性造成的威脅，并解決物聯(lián)終端設(shè)備海量增長對(duì)傳統(tǒng)中心化網(wǎng)絡(luò)模式帶來的中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入和維護(hù)投入壓力，形成物聯(lián)網(wǎng)自我治理節(jié)約新模式，使物聯(lián)網(wǎng)能夠發(fā)展到分布式、智能化的高級(jí)狀態(tài)。“智慧水利”大數(shù)據(jù)分析和人工智能需建立在有效數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，利用區(qū)塊鏈的驗(yàn)證機(jī)制、不可篡改性和可追溯性特點(diǎn)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，確保線下實(shí)物準(zhǔn)確向線上映射，提高有效數(shù)據(jù)的占比，減少無效數(shù)據(jù)量，在降低各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)冗余備份壓力同時(shí)，提高數(shù)據(jù)的高信度質(zhì)量，以保證數(shù)據(jù)分析正準(zhǔn)性和挖掘效果。

“智慧水利”建設(shè)在數(shù)據(jù)上縱向涉及水利部門各專業(yè)環(huán)節(jié)，橫向聯(lián)通農(nóng)業(yè)、市政、環(huán)保、國土、氣象、交通、林業(yè)等諸多部門，區(qū)塊鏈的分布式記賬和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息交易流通，既實(shí)現(xiàn)水利內(nèi)部信息系統(tǒng)的縱向集成，也形成各相關(guān)部門的橫向集成，由此突破單向的數(shù)據(jù)流通模式和信息孤島制約，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向橫向流通機(jī)制，將智慧水利的定向共享升級(jí)為全社會(huì)領(lǐng)域的共建共享。

智慧水利從自身業(yè)務(wù)層面看涵蓋水文、水質(zhì)、水資源、供水節(jié)水、防洪排澇以及河湖與水工程管理信息等諸多專業(yè)領(lǐng)域。其核心基礎(chǔ)在于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過各類傳感器設(shè)備監(jiān)測水文水質(zhì)以及河湖與水工程基礎(chǔ)信息等要素，并上傳到互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)信息智能化利用，提升水運(yùn)行智能化管理水平。區(qū)塊鏈技術(shù)可解決以往物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心化體系結(jié)構(gòu)的成本高、安全度低的問題。通過安全、透明、去中心化這樣一個(gè)低成本的公共賬本，以區(qū)塊鏈技術(shù)記錄水運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)，保證任意方無法以非法行為隱藏或篡改真實(shí)信息并能及時(shí)遞交給公眾。確保水信息真實(shí)、安全、透明、可靠地得到利用與開發(fā)，這對(duì)智慧水利的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生積極的影響。而其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)募夹g(shù)特征在智慧水務(wù)的管理服務(wù)上也獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，尤其是在智能水交易實(shí)現(xiàn)上，無需全天候依賴中心化的機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的水權(quán)交易[6]。同時(shí)用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)的氣象氣候、經(jīng)濟(jì)與市場的信息決定用水策略，不同的用戶、管理和服務(wù)對(duì)象都可以使用這些信息來決定水資源優(yōu)化配置與利用策略。

2 水利工程建設(shè)

水利工程建設(shè)與管理方面，區(qū)塊鏈技術(shù)在采購、設(shè)計(jì)、施工管理，以及計(jì)劃、組織、協(xié)同配合、監(jiān)管等活動(dòng)上的應(yīng)用都具有廣泛的可想象空間。

在項(xiàng)目招投標(biāo)方面，可以利用分布式記賬系統(tǒng)永久地安全存儲(chǔ)由政府機(jī)構(gòu)核發(fā)的各類許可證、登記表、執(zhí)照、證明、認(rèn)證和記錄[7]，隨時(shí)隨地證明某項(xiàng)信息的存在性和真實(shí)性，方便資信管理，也有利于政府的服務(wù)創(chuàng)新。可以輔助招投標(biāo)過程資信驗(yàn)證，降低交易成本和時(shí)間，提升招投標(biāo)活動(dòng)透明度、公正性，有利于廣泛推行“電子招投標(biāo)”。

在合同管理方面，利用區(qū)塊鏈提供智能合約機(jī)制，不依賴中間機(jī)構(gòu)監(jiān)督合同簽署雙方的合約執(zhí)行，精準(zhǔn)追蹤違約行為、執(zhí)行違約追責(zé)，避免監(jiān)管不力導(dǎo)致合同執(zhí)行的爛尾[8]。在工程總承包模式下，信息透明能夠使總包對(duì)各分包合同執(zhí)行情況實(shí)施全面掌控，業(yè)主作為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，可以監(jiān)管項(xiàng)目質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化了對(duì)項(xiàng)目最終成果的把控度。智能合約由于其去中心化存儲(chǔ)和驗(yàn)證程序代碼而非實(shí)體來保障執(zhí)行的合約，可為水利工程建設(shè)過程中的合同、監(jiān)管提供簡約安全、公平公正，具有創(chuàng)新性的解決方案。

在建設(shè)過程管理方面，將采購、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各主體納入到區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中，通過各節(jié)點(diǎn)P2P協(xié)作，使參建各主體方間的材料、圖紙、施工作業(yè)面等的移交更加迅速。結(jié)合智能合約，設(shè)計(jì)、施工、采購各方情況的對(duì)接和反饋更加及時(shí)，有助于履約率和監(jiān)管能力的提升[9]。基于去中心化機(jī)制，將建設(shè)工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，能夠有效解決數(shù)據(jù)的信任和各相關(guān)方共識(shí)、認(rèn)同問題?；诓豢纱鄹?、可追溯的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隨時(shí)追蹤，便于對(duì)分歧、事故等調(diào)查與處置。

區(qū)塊鏈在創(chuàng)新管理與服務(wù)模式，提高運(yùn)行效率和資產(chǎn)利用率的同時(shí)，也不可避免的帶來一些新的挑戰(zhàn)。首先，區(qū)塊鏈系統(tǒng)是以數(shù)學(xué)算法為基礎(chǔ)的去中心化系統(tǒng)，會(huì)直接改變或削弱中心機(jī)構(gòu)的監(jiān)管或服務(wù)職能，在一定程度上弱化了對(duì)中心機(jī)構(gòu)的管理依賴。如水行政管理部門由于信息的透明、共享、去中心化，由傳統(tǒng)管理資源的掌控者轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)塊鏈系統(tǒng)的參與者，這必然會(huì)推動(dòng)管理職能、行為方式轉(zhuǎn)變和社會(huì)服務(wù)的變革，帶來陣痛。其次，雖然去中心化交易在成本、效率方面具有優(yōu)勢(shì)，但區(qū)塊鏈去中心化的龐大改造過程緩慢，現(xiàn)有的中心化管理體制將會(huì)與其長時(shí)間并存、磨合與銜接，同時(shí)去中心化公用事業(yè)運(yùn)營模式(如水權(quán)、水生態(tài)補(bǔ)償?shù)冉灰?的建立同樣也需要付出相應(yīng)代價(jià)。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用目前還缺少專門性法規(guī)保障，需要在區(qū)塊鏈確權(quán)、監(jiān)管、權(quán)益保障等方面逐步提供相應(yīng)的法律法規(guī)制度配套。

區(qū)塊鏈既是一項(xiàng)新的技術(shù)解決手段，也提供了一種新的思維方式。圍繞“價(jià)值的可信流通”形成的思維方法和解決方案對(duì)企業(yè)經(jīng)營管理具有借鑒意義。區(qū)塊鏈技術(shù)帶來了更多新技術(shù)便利，豐富了我們技術(shù)想象，同時(shí)也對(duì)人的個(gè)體和組織行為帶來新的要求和約束，由于區(qū)塊鏈促成的價(jià)值傳遞方式改變，亦或形成社會(huì)協(xié)作方式的變革。所以，區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用與發(fā)展的同時(shí)，也是新的協(xié)作、服務(wù)、管理方式和規(guī)則形成的過程。作為水利企業(yè)管理者，在專注現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)人才培養(yǎng)的同時(shí)，更具意義的是推動(dòng)管理人員以至全體員工及時(shí)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)經(jīng)營理念、管理行為，跟上和適應(yīng)區(qū)塊鏈新技術(shù)革命創(chuàng)新發(fā)展的腳步。

3 結(jié) 語

當(dāng)下區(qū)塊鏈技術(shù)方興未艾，而國家信息化建設(shè)和社會(huì)治理現(xiàn)代化的需求也日益強(qiáng)烈。本文通過介紹區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)及水利行業(yè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)重要性，初探區(qū)塊鏈技術(shù)、思維在水利行業(yè)應(yīng)用前景。從智慧水利、水利工程建設(shè)兩個(gè)層面對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了歸納，分析總結(jié)了區(qū)塊鏈技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用中面臨的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，并簡述其給水利企業(yè)管理者帶來的思考。