基于區(qū)塊鏈技術推動地質調查項目智能化管理的思考

魏翔， 譚永杰， 馬騁， 錢建利

(1.中國地質調查局發(fā)展研究中心，北京 100037； 2.中國地質科學院地質力學研究所，北京 100081；3.中國地質調查局西安礦產資源調查中心，陜西 西安 710000)

0 引言

區(qū)塊鏈技術基于多種技術組合建立了新的信任機制和信息連接方式，在促進社會治理結構扁平化、治理及服務過程透明化、提高政府社會治理數(shù)據可信性和安全性等方面具有獨特優(yōu)勢[1]。作為一項前沿技術，區(qū)塊鏈在技術革新和產業(yè)變革中起著重要作用[2]，中央和地方政府的高度重視也為區(qū)塊鏈技術和產業(yè)的發(fā)展營造了良好的政策環(huán)境。截至2019年2月底，北京、上海、廣州、重慶、深圳、江蘇、浙江、貴州、山東、江西、廣西等地已發(fā)布了區(qū)塊鏈政策指導信息，重點扶持區(qū)塊鏈應用，以帶動地方區(qū)塊鏈相關產業(yè)的發(fā)展[3-4]。區(qū)塊鏈技術在國家戰(zhàn)略布局中可概括為3個方面： 一是將區(qū)塊鏈技術作為新產業(yè)、新技術的基礎，應用區(qū)塊鏈技術推動行業(yè)發(fā)展，加快區(qū)塊鏈技術與現(xiàn)實場景的落地結合[5]； 二是鼓勵區(qū)塊鏈行業(yè)與其配套設施、產業(yè)鏈上下游、服務設施等基礎建設保持同步發(fā)展[6]，促進基礎技術的進步； 三是對區(qū)塊鏈行業(yè)發(fā)展提出要求，通過一定的監(jiān)管措施引導其發(fā)展方向，促進其提供更高質量的產品，使有利于民計民生的技術不斷出現(xiàn)[7]。

區(qū)塊鏈技術的研究和實踐多集中在技術促進和產業(yè)應用方面。目前，區(qū)塊鏈技術已應用在身份認證、食品安全、精準扶貧、公證、仲裁、審計、域名、物流、醫(yī)療、郵件、簽證、投票等民生服務中[7-8]。歐洲中央銀行構建了基于區(qū)塊鏈的跨平臺交易模型[9]； 麻省理工學院開發(fā)了基于區(qū)塊鏈的學位證明平臺[10]； IBM利用區(qū)塊鏈設計了供應鏈溯源系統(tǒng)“Trade Lens”[11]。區(qū)塊鏈技術還可以降低物聯(lián)網成本[12]或應用在邊緣計算中[13]。盡管區(qū)塊鏈技術的應用場景正在高速增長，但在項目管理體系建設中的研究和實踐較少。

地質云是由中國地質調查局研發(fā)的國家地球科學大數(shù)據共享服務平臺。自2016年以來，由“地質云1.0”發(fā)展到了“地質云3.0”，信息化建設作為新時代地質調查事業(yè)轉型升級的2大引擎之一，發(fā)揮的作用日益凸顯?！暗刭|云3.0”按照地球系統(tǒng)科學理論，整合構建了多圈層、多專業(yè)、多要素的地球科學“一張圖”大數(shù)據體系，包含了基礎地質、能源礦產、水資源、土地資源、森林資源、草地資源、濕地資源、海洋地質、地下空間等11大類和近百個核心數(shù)據庫，數(shù)據范圍涉及地上與地下、陸地與海洋，精度從1∶1 200萬到1∶1萬，同時還實現(xiàn)了大量重要原始數(shù)據的上云共享及重要動態(tài)監(jiān)測數(shù)據的實時上云服務，為全社會提供權威的地球科學數(shù)據信息服務。

本文以中國地質調查局所屬的地質調查項目管理為例，探討以地質云為基礎技術架構，構建基于區(qū)塊鏈技術的地質調查項目智能化管理體系，旨在為區(qū)塊鏈的實際應用提供參考。

1 區(qū)塊鏈技術在項目管理中的優(yōu)勢

區(qū)塊鏈是一種由分布式數(shù)據存儲、智能合約、點對點傳輸、共識機制、加密算法等多種技術構成的組合創(chuàng)新型技術[14]。區(qū)塊鏈技術最早的應用是比特幣。作為比特幣技術核心的區(qū)塊鏈是一種具有普適性的底層技術框架，其發(fā)展大致經歷了3個階段： 第一階段(2007—2015年)以比特幣為代表的數(shù)字貨幣的應用為標志； 第二階段(2015—2020年)以引入智能合約為標志，以程序的方式締結和運行各種合約，提供除貨幣交易功能外更靈活的合約功能，極大提高了區(qū)塊鏈技術的靈活性，為智能合約提供了一個可靠的執(zhí)行環(huán)境； 第三階段(2020年至今)以可編程社會為特征，在社會治理領域有了重要的應用場景。當應用范圍擴大到整個社會時，區(qū)塊鏈技術有可能成為“萬物互聯(lián)”的一種最底層協(xié)議[11]。

區(qū)塊鏈技術具有去中心化、不易篡改、全程留痕、可追溯、集體維護、公開透明的特點[15]，保證了區(qū)塊鏈的“誠實”和“透明”，為區(qū)塊鏈創(chuàng)造信任奠定了基礎。因此，區(qū)塊鏈的核心優(yōu)勢在項目管理中的科研誠信體系建設方面可以得到充分發(fā)揮。其核心優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下幾點。

(1)規(guī)范科研不端，提高項目成果的可信度和可靠性。利用區(qū)塊鏈全程留痕、可追溯等特點，建設開放數(shù)據共享平臺，用戶可以快速查找與研究相關的記錄，包括研究過程、研究數(shù)據等具體信息。作者的閱讀和引用行為會由系統(tǒng)自動轉化為“記錄”，載入區(qū)塊鏈之中，這就從技術上根本解決了學術規(guī)范問題，可以有效遏制抄襲、剽竊等侵權與不誠信行為。

(2)提高項目評審的專業(yè)性、公正性和嚴謹性。由于專家記錄進入區(qū)塊以后無法被更改和撤銷，通過區(qū)塊鏈技術收集和確認專家身份及相關信用信息，可以保證專家記錄的真實性。此外，同行評議的結果也會被加密保存至區(qū)塊鏈中并對特定用戶公開，促使專家在評議時保證專業(yè)性、公正性和嚴謹性。同時，由于專家的每一次評審行為及結果都被記錄在區(qū)塊鏈中，專家的評審身份得到認可，評審工作以量化方式得到了激勵。

(3)通過智能合約，實現(xiàn)項目合同的穿透式管理。將基于區(qū)塊鏈技術的電子合同上傳到區(qū)塊鏈平臺，以智能合約的方式確認付款路徑，不僅能夠解決傳統(tǒng)工程項目中違約轉包、資金挪用、項目安全質量隱患等痛點問題[16]，同時作為共同維護誠信體系的成員，用戶可以通過誠信體系的管理系統(tǒng)，為后續(xù)合同的制定提供借鑒，實現(xiàn)對承擔方長期約束和管理的功能。

(4)提高項目成果的原始性和可信度，促進人才健康發(fā)展。區(qū)塊鏈技術可實現(xiàn)項目參與者、項目管理部門等的機密數(shù)據在加密后再將每次業(yè)務和管理工作記錄在區(qū)塊鏈上，形成不可篡改的記錄內容，并經過一定的授權對項目管理者和項目結題評審專家開放，這既保證了項目成果的原始性，也提高了項目的可信度。利用區(qū)塊鏈技術構建的中國地質調查局系統(tǒng)人才庫收錄了各層次人才的優(yōu)勢專業(yè)領域、主持相關項目的情況和崗位職位變化情況等記錄，為開展各類項目選人用人提供決策依據，可以更好地促進各類人才的流動和健康發(fā)展。

2 在地質調查項目管理中應用區(qū)塊鏈技術的可行性

2.1 地質調查項目管理改革的需求

中國地質調查局黨組在“十三五”規(guī)劃中已經提出了地質調查項目信息化的云平臺、大數(shù)據和智能化“三位一體”的建設要求，推動區(qū)塊鏈等技術應用到項目質量智能評估和科研誠信體系建設的工作中，可促進技術創(chuàng)新，是大數(shù)據背景下提升地質調查項目管理體系建設和管理水平的必然要求。

區(qū)塊鏈通過分布式賬本的存儲與管理模式，使項目的組織結構從星狀變?yōu)榫W狀，推動項目管理擺脫主觀因素, 為實現(xiàn)數(shù)據化和智能化創(chuàng)造了可能。

2.2 承載區(qū)塊鏈的技術基礎

現(xiàn)有的地質云基于分布式的架構，采用專業(yè)網、互聯(lián)網和保密網3套網絡架構，為中國地質調查局及各省地勘單位的節(jié)點建設提供了良好的網絡基礎，同時也為區(qū)塊鏈技術在全局的應用和推廣打下了底層鏈路基礎。

為更好地提供地質大數(shù)據服務，2019年地質云編制了地質數(shù)據共享聯(lián)盟章程，同各地勘單位建立了地質數(shù)據共享聯(lián)盟，拓展了地質云的相關服務節(jié)點和服務力度，并為了進一步解決地質數(shù)據共享、產權保護、應用服務等現(xiàn)存問題，基于區(qū)塊鏈技術，通過開發(fā)完善賦予唯一標識碼、地質大數(shù)據知識產權存證、地質數(shù)據權限控制與審核等模塊功能，基本完成了與外網云匯系統(tǒng)應用場景的對接，探索了區(qū)塊鏈技術在地質大數(shù)據知識產權等方面的應用，為區(qū)塊鏈在地質調查項目管理和誠信體系建設中的應用奠定了基礎。

3 構建基于區(qū)塊鏈技術的地質調查項目管理

3.1 建立地質調查項目可信區(qū)塊鏈聯(lián)盟機制

基于區(qū)塊鏈思維發(fā)起地質調查誠信聯(lián)盟倡議，秉承全局私有鏈內完全開放透明、公正公平的原則，面向中國地質調查局的局屬單位及相關合作單位，構建地質調查項目可信區(qū)塊鏈聯(lián)盟機制，并依據地質調查可信公共信息服務平臺節(jié)點部署方案，設置相對應的節(jié)點及權限，推進地質調查的智能化管理。相關的節(jié)點設置建議見表1。

表1 項目管理聯(lián)盟機構及對應節(jié)點設置建議Tab.1 Suggestions for project management allianceinstitutions and corresponding node setting

3.2 研發(fā)基于區(qū)塊鏈技術的系統(tǒng)功能

研發(fā)中國地質調查項目可信區(qū)塊鏈公共服務平臺區(qū)塊鏈系統(tǒng)，錄入基于區(qū)塊鏈的地質調查項目專家、項目合作單位等信息，完成誠信等信息的關聯(lián)、存儲管理及更新； 項目合作智能合約關聯(lián)； 地質調查項目成果(論文、專利、軟著、專著)智能關聯(lián)； 地質調查項目質量風險智能識別； 地質調查成果數(shù)據的自動匯交、服務以及獎勵績效的綜合評價關聯(lián)等。

研發(fā)基于區(qū)塊鏈技術的項目管理系統(tǒng)需要統(tǒng)籌規(guī)劃與多方技術合力，共建協(xié)同創(chuàng)新體系。區(qū)塊鏈技術的應用是一項系統(tǒng)工程，需要多方面的配合協(xié)調方能有效推進。但由于已有的節(jié)點規(guī)模、性能、容錯難以平衡，導致難以實現(xiàn)跨鏈互聯(lián)[17]，缺少統(tǒng)一的標準，鏈上鏈下數(shù)據難以保證一致等問題，因此需要統(tǒng)籌規(guī)劃鏈條參與方、技術提供方等在內的利益相關方，共同參與構建區(qū)塊鏈技術的協(xié)同創(chuàng)新體系。在技術創(chuàng)新方面要重視區(qū)塊鏈與人工智能、物聯(lián)網、大數(shù)據等信息技術的融合式集成創(chuàng)新，避免新興技術的“孤島式”發(fā)展，充分發(fā)揮已有地質云平臺的作用，避免重復建設，提高集約效應。

3.3 集成整合現(xiàn)有項目管理功能

掌握好、運用好區(qū)塊鏈技術可以大幅提升地質調查項目的管理效率、降低管理成本、優(yōu)化管理機制、支撐創(chuàng)新發(fā)展，成為治理體系和治理能力現(xiàn)代化的一個重要抓手。但對新技術的運用不當或失于管控，不僅不會給治理能力帶來正向效應，反而會導致技術誤導下的畸形化漸變，給治理體系和治理能力現(xiàn)代化帶來深刻挑戰(zhàn)[18]。例如： 目前傳統(tǒng)中心化的監(jiān)管模式難以適應區(qū)塊鏈的內在技術需求； 區(qū)塊鏈技術的應用對新技術的利用和熟練掌握程度、行政思想意識的現(xiàn)代化理念轉變等也提出了更高的要求。因此，為更好地推動區(qū)塊鏈技術應用于治理體系與治理能力現(xiàn)代化，需要行政管理和全社會治理理念的轉變及治理能力的提升。

通過跨級別、跨部門的數(shù)據互聯(lián)互通可信環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據資源共享、統(tǒng)一業(yè)務辦理入口和精細化管理，避免重復錄入基礎數(shù)據和重復審核，推動項目業(yè)務全生命周期在線、協(xié)同以及“一網通辦”式管理，降本提質增效，推進職能服務轉型。采用點對點加密傳輸，智能合約快速審批，記錄數(shù)據調用行為，信息安全加密、透明可追溯、權責界定明晰，創(chuàng)造誠信、良好的地質工作生態(tài)。重點攻關區(qū)塊鏈數(shù)據模型、存儲方式、跨網互聯(lián)、遷移部署現(xiàn)有的項目管理系統(tǒng)、數(shù)據結構的轉換及上鏈等關鍵核心技術?，F(xiàn)有功能集成整合及上鏈設想見表2。

表2 現(xiàn)有功能集成整合及上鏈設想Tab.2 Integration of existing functions andassumptions on chaining

3.4 利用區(qū)塊鏈搭建公共服務平臺及應用，實現(xiàn)地質調查項目全流程智能化管理

構建公共服務平臺的原則是公有鏈與私有鏈混合。公有鏈部分主要強調上鏈加入，如全國誠信體系(全國信用信息共享平臺)，方便獲得合作單位的相關資質(智能合約)與財務部門信息(電子發(fā)票、報銷流程、科研項目的自動關聯(lián))。私有鏈以局屬單位為節(jié)點，依托地質調查業(yè)務網，以地質調查項目管理為抓手。

公共服務平臺建設包括面向地質調查的“互聯(lián)網+”可信區(qū)塊鏈公共服務平臺框架設計及功能開發(fā)，底層鏈基礎設施建設包括業(yè)務網、保密網的利用和改善，區(qū)塊鏈數(shù)據模型、區(qū)塊鏈管理系統(tǒng)等關鍵技術攻關以及中國地質調查項目可信區(qū)塊鏈公共服務應用的推廣和示范。

公共服務平臺建設周期為3～5 a，需要全局信息化團隊與業(yè)務部門、管理部門緊密結合，成立專門團隊，基于現(xiàn)有的地質云成果及網絡基礎，抓好應用試點，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，逐一突破。

4 結論

區(qū)塊鏈技術能實現(xiàn)真正的扁平化管理，某些中心節(jié)點被消除掉，使得組織結構由原來的星狀結構變?yōu)镻2P的網狀結構，以此實現(xiàn)溝通和交易的便捷高效，不需要中心信息轉換和決策節(jié)點，減小組織結構的系統(tǒng)風險。如果任何一個節(jié)點出現(xiàn)失真和缺失的情況，其他網絡節(jié)點馬上就可以填充和補缺，有效避免了中心化節(jié)點一旦出現(xiàn)問題會造成整個系統(tǒng)崩盤的問題。區(qū)塊鏈技術將對未來的管理模式產生很大的影響，集中體現(xiàn)在價值轉移和組織扁平化管理2個方面。這也會使組織內信任數(shù)據的產生和評價方式呈現(xiàn)多中心化的發(fā)展趨勢。