摘要
區塊鏈技術在傳統建築行業的引入將有助於建築行業更高效、更智慧、更安全、更環保，有助於最佳化和改善現有的建築業務模式和服務方法。分析BIM對建築業的影響，以區域鏈技術為導向，介紹了與其BIM、CIM的結合方法。
01
基本概念
1.1BIM的概念
BIM是一個完備的三維空間及多維資訊模型，可以將整個生命週期不同階段的建設專案的工程資訊、施工流程等資源整合到一個模型中，方便專案參與者使用。
1.2 CIM的概念
城市規劃，設計和管理過程中的智慧決策在對城市實體資訊的細化、視覺化、動態和整合的影響。這是城市數字描述和表達的技術描述，即CIM（城市資訊模型）。CIM是一種數字描述和各種物理指標及其在城市和地下，室內和室外的時空狀態。
1.3 區塊鏈（blockchain）的概念
區塊鏈是基於P2P網路技術，數學，密碼學和時間戳技術的電子現金系統的架構概念，其是基於透過網際網路技術產生的人和人之間互信的概念。
02
BIM對建築業的影響
2.1 BIM技術對傳統建築業的地位
隨著建築業資訊科技的快速發展，建築企業應更加註重資訊、知識和技術，透過最佳化生產資源和要素的分配，使生產方法更加高效和密集。而隨著BIM技術的普及和應用，建築業的增長方式將轉向知識型的生產、傳播和應用。
2.2 BIM技術最佳化建築專案各流程
BIM技術的產業化應用對經濟、社會和環境都有很大的影響。斯坦福大學綜合設施工程中心（CIFE）分析了使用BIM的32個專案的研究，並得出結論，BIM將使用在建築行業並會產生以下影響：
（1）消除40%的預算外變化；
（2）成本估算控制精度在3%以內；
（3）降低成本的預計時間減少了80%；
（4）透過識別和解決衝突，將合同價格降低10%；
（5）專案期限縮短7%, 投資回報提前實現。BIM技術在建築行業的應用與發展，不僅節約了資源, 提高了生產率，還促進了產業升級，提高了建築業的經濟效益。
2.3 BIM技術是推動建築業綠色建築快速發展的重要手段
綠色建築的目標是節省土地、能源、水、材料，資本，並確保低碳排放，而BIM正是實現這一目標的一種有效的手段。BIM是良好的建築資訊載體。使用這種載體，可以整合各種建築材料裝置、資源和系統等各種資訊，集中管理，以實現所有資訊的完整性、準確性、可控性和一致性，最終可控制成本，保證質量和效率。
2.4 由建築資訊模型（BIM）轉向智慧城市 CIM）
CIM在城市規劃、土地資源管理、綜合管廊管控、交通治理等領域承擔著越來越重要的角色，技術人員和一些學者開始關注如何發展城市建模技術，以更好地對城市進行數字化描述和表達。
03
區塊鏈如何結合BIM
根據NBS的調查，目前Level 2 BIM在英國的應用己經有了很大的進步，因此英國政府開始開展Level 3 BIM的工作。Level 3 BIM的核心是強調所有的建築參與者在一個統一的、共享的模型進行工作，以促進更深的合作，但是會面臨很多問題，如合同糾紛、智慧財產權、安全性等，區塊鏈技術可能是開啟Level 3 BIM的鑰匙之一。
3.1 記錄不可更
根據Level 3 BIM的要求，BIM模型需要分享，不可避免地會面臨模型之前的記錄被刪除或被惡意篡改的風險。運用區塊鏈技術，使得擁有者和後來者都無法刪除或篡改曾經做過的任何記錄。同時，由於區塊鏈技術記錄了整個專案從無到有的過程，也使得專案更加透明，避免了合同糾紛等問題。
3.2 模型、數字構件的擁有權和智慧財產權的證明
模型和數字構件一旦共享給其他不同專業和不同公司之中，也會產生擁有權和智慧財產權的問題。使用區塊鏈技術，可以給每個構件和模型賦予一個地址（如比特幣的地址）並記錄在區塊鏈上。如某個暖通設計師建立了一個空氣處理器的族，並賦予其區塊鏈中一個特定地址。後來者只能看到該族，但無法修改和佔有該族。後來者需要使用該族，就必須向擁有者申請。
3.3 將模型與實物連結
在施工過程中，區塊鏈技術可以將BIM中的構件與實物進行連結。實物在工廠生產過程中新增一個可以連線網際網路的微晶片，並且與已存在區塊鏈的BIM相通。這樣一方面記錄實物的位置，同時也將實物的數量和BIM對應了，提高了施工的供應鏈管理。過去雖然也使用WSN（天線感測器網路）技術用來記錄實物，但是由於WSN技術是非去中心化的，所以面臨安全的問題。相反，區塊鏈技術可以解決。
3.4 去中心化的公共資料環境 CDE
公共資料環境是英國定義中央資料儲存庫，內容包括建設專案所有文件，非幾何資產和BIM模型，旨在增加專案成員之間的協作，減少錯誤和避免重複。但是CDE有個致命問題：安全，尤其是涉及到涉密或敏感專案。或許區塊鏈技術的去中心化和加密機制能有效解決這個問題。
4.1 應用方向
區塊鏈+CIM中，區塊鏈分為以下4方面應用
（1）記錄價值的交換；
（2）監管智慧合約；
（3）去中心化性；
（4）確認資料的存在。
4.2發展設想
4.2.1 智慧合約
一個智慧合約是一套以數字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執行這些承諾的協議。數字形式意味著合約不得不寫入計算機可讀的程式碼中。這是必須的，因為只要參與方達成協定，智慧合約建立的權利和義務，是由一臺計算機或者計算機網路執行的。將BIM與區塊鏈技術結合也可促進智慧合約的使用，這是一種旨在執行專案條款的計算機化交易協議，取代了對於第三方“中間人”的相互信任。
4.2.2 DAO （去中心化的匿名組織）
一系列的智慧合約可以用於建立一個DAO，這個組織遵循著基於智慧合約編譯成計算機程式的規則而執行。在建築內可以安裝的測量裝置感測器，其透過物聯網 IOT）與區塊鏈相連，則該建築在工程開始、建造和使用階段都可以被設定成為和視作一個DAO。
4.2.3 身份的驗證授權
電子ID的建立使得人們可共享經過權威機構驗證的相關資訊。供應商的身份可在區塊鏈上被安全地記錄，同時這些資訊可用於工作和合同中信譽的建立。這個身份和信譽系統可使並不互相瞭解和信任的人們發生商業聯絡。
04
區塊鏈+CIM技術應用
在河北雄安新區規劃綱要中，有提到“推動資訊保安技術研發應用，發展規模化自主可控的網路空間安全產業。超前佈局區塊鏈、太赫茲、認知計算等技術研發及試驗”。在雄安新區全球推介活動上，有提出雄安將擁有功能強大的“城市大腦”，運用大資料、BIM、雲端計算、區塊鏈、人工智慧等新技術，規劃建設雄安智慧城市大腦的看法。未來雄安將在數字城市中模擬模擬，在現實城市中最佳化執行，真正實現城市智慧治理和公共資源智慧化配置。雄安新區也設立區塊鏈資金管理平臺，"數字雄安”建設要聚焦大資料重點應用領域，抓緊建立雄安公民個人資料賬戶系統、雄安房屋租賃大資料管理系統，搭建雄安新區區塊鏈及數字誠信應用平臺，設立"數字雄安”視覺化展示中心等。未來，隨著雄安新區為試點，將會有越來越多的城市開展“CIM”工程。
