CN114900527A - 一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法 - Google Patents

一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，包括如下步骤：根据桥梁的结构特征，在桥梁的风险区正确安装监测设备；布置区块链节点，形成私有链，并建立区块链和桥梁监测设备的联系；区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块；激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能持续的获取监测部位状态信息；区块链各记账节点对监测部位状态信息进行分析，最后通过区块链共识算法判断各监测部位状态信息是否在状态安全信息范围内；本发明通过区块链技术对桥梁风险部位状态信息进行监测，通过区块链共识算法判断监测部位是否安全。

Description

一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，自动化监测技术，尤其涉及一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法。
背景技术
区块链技术是一种分布式账本存储技术，保存在其中的数据具有去中心化和防篡改的功能，因此保存在其中的数据是十分安全的。
区块链共识机制是区块链处理数据达到安全存储目的的核心技术；区块链共识机制的过程是：首先由所有的记账节点对数据进行处理，判断数据是否合法；然后各记账节点把处理的结果发送到区块链网络***中，区块链***对所有记账节点判定的结果进行处理，通过共识算法，确定该数据是否合法，将合法的数据信息保存在区块链新形成的区块，该过程就是区块链的共识过程。
近年来，因区块链技术的突出优越性，越来越受到各界的重视，区块链渐渐应用到各种生活场景；其中，桥梁作为大型土木空间项目，目前监测桥梁安全的传统方法主要存在以下问题：(1)连续性弱：有些项目一年或两年进行一次监测；(2)实效性差：很难保证数据的稳定获取，尤其是在恶劣天气下；(3)准确性低：***误差和随机误差比较大；(4)数据可靠性差：数据存储和传输过程安全性保障低；因此怎么将区块链技术运用到桥梁上，并且实现对桥梁的自动化监测，是桥梁空间结构自动化监测的一个新的研究方向。
发明内容
为克服以上技术中存在的一个或几个问题，本发明提供一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，该方法包括：
根据桥梁的结构特征，在桥梁的风险区正确安装监测设备；
布置区块链节点，形成私有链，并建立区块链和桥梁监测设备的联系；
区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块；
实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能持续的获取监测部位状态信息；
区块链将获取的各监测部位状态信息传递到区块链各记账节点，区块链各记账节点对监测部位状态信息进行分析，判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内，并将判断的结果发送到区块链网络***中；
通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断，最终确定各监测部位状态信息是否在状态安全信息范围内；
区块链各记账节点对监测部位状态信息不在状态安全信息范围内的部位进行报警。
在桥梁的风险区正确安装监测设备的方法为：根据桥梁的结构模型，考虑当地气候和环境因素，确定桥梁结构模型比较容易出现工程问题的结构位置，并在该结构位置安装监测设备。
将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块的方法为：区块链将各监测部位的状态安全信息范围转化为哈希值，然后将监测部位的状态安全信息范围对应的哈希值按照一定的顺序保存到区块链的首区块的默克尔树结构中。
实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约的方法：区块链***实时向各监测部位对应的设备发送获取监测部位状态信息的信息，通过各监测设备实时获取各监测部位的最新状态信息。
通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断的方法为：区块链***通过共识算法，通过计算各个监测部位状态信息在它所对应的状态安全信息范围内的记账节点数量所占总记账节点的比例，来确定区块链***对各个监测部位的状态信息是否在它的状态安全信息范围内的结果。
通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断包括：通过区块链共识算法中各记账节点对监测部位状态信息的分析，初步判断记账节点、设备和监测部位故障情况。
在桥梁的风险区正确安装监测设备包括：根据桥梁的结构模型，考虑当地气候和环境因素，在比较容易出现工程问题的结构位置安装监测设备，每个结构位置安装监测设备的数量根据实际情况而定。
布置区块链节点包括：区块链节点为连接区块链网络***的节点，布置区块链节点数量越多越安全，区块链节点的数量需多于桥梁需要监测部位的数量；在区块链还未形成时，区块链节点全部为普通节点；在区块链形成的过程中，区块链不断生成新的区块，区块链节点分为记账节点和普通节点；在区块链形成的过程中，在区块链最后一个普通节点变为记账节点后，区块链节点全为记账节点，一个节点可以同时作为多个区块的记账者。
布置区块链节点还包括：通过区块链节点挑选记账者形成私有链，私有链即私有区块链；挑选记账者的方法为任一种随机挑选记账者的方法；在新区块形成的同时，区块链***进入随机挑选记账者的算法流程，将本轮挑选的节点作为该新区块的记账者。
区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块包括：根据桥梁工程结构情况，通过测量和计算，得出每个监测部位的状态安全信息范围；所述状态安全信息范围指：当该监测部位的监测部位状态信息在状态安全信息范围内，则该监测部位不存在发生事故的风险；当该监测部位的监测部位状态信息不在状态安全信息范围内，则该监测部位存在发生事故的风险；区块链提取每个监测部位的状态安全信息范围，并将状态安全信息范围按照每个监测部位对应的设备号保存到区块链的首区块。
使得区块链能持续的获取监测部位状态信息包括：根据桥梁结构中容易发生事故部位的实际情况，规定指定的时间间隔作为区块链激活监测设备获取监测部位状态信息的请求；区块链通过激活监测设备获取监测部位状态信息，获取监测部位对应的监测设备采集到的监测部位状态信息作为该监测部位的监测部位状态信息；若一个监测部位有多个监测设备进行监测，则取它们测得的监测部位状态信息的平均值作为该监测部位的监测部位状态信息。
判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内包括：区块链各节点提取区块链首区块中保存的各监测部位的状态安全信息范围，根据设备号匹配各监测部位的监测部位状态信息，判断该轮中各监测部位的监测部位状态信息是否在它们的状态安全信息范围内；规定若监测部位的监测部位状态信息在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息处在正常范围，不存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位合格；若监测部位的监测部位状态信息不在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息脱离正常信息范围，存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位不合格。
判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内还包括：区块链各记账节点对各监测部位的监测部位状态信息进行分析指：区块链的每个记账节点对所有的监测部位状态信息进行分析，每个记账节点均得出一组对所有监测部位的监测部位状态信息的合格性的判定；区块链所有记账节点均得到一组对监测部位的监测部位状态信息的合格性的判定后，将判定结果发送到区块链网络。
通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断包括：区块链通过统计记账节点发送的各监测部位的监测部位状态信息的合格性，通过统计同一个监测部位判定合格的记账节点数量占参与判定的所有记账节点数量超过一个特定比例，则区块链上所有记账节点达成共识：该监测部位的监测部位状态信息合格，不存在发生事故的风险；若同一个监测部位判定合格的记账节点数量占参与判定的所有记账节点数量不超过一个特定比例，则区块链上所有记账节点达成共识：该监测部位的监测部位状态信息不合格，存在发生事故的风险。
区块链各记账节点对监测部位状态信息不在状态安全信息范围内的部位进行报警包括：区块链***根据统计的各监测部位的监测部位状态信息结果，将监测部位状态信息不合格的监测部位对应的设备信息发送到各区块链记账节点，区块链记账节点进行可视化的图像显示和报警。
本发明的有益效果是：
本发明a)设置固定时间间隔，实时获取桥梁空间结构部位的状态信息，大大增强了地下空间结构监测的连续性；b)采用区块链共识机制对采集到的数据信息进行分析，即使有一个或几个记账节点不能正常工作，也不会影响结果的判断，在任何时候都能够稳定的获得监测部位状态信息，增强获取数据的时效性；c)采用区块链共识机制对采集到的监测部位状态信息进行处理，增加了准确性，减少了***误差和随机误差；d)采用区块链数据存储技术对获得的桥梁空间结构的监测部位状态信息进行存储和传输，将增强数据的可靠性，增加数据存储和传输过程安全性的保障。
附图说明
图1：基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法流程图。
图2：各监测部位的状态安全信息范围示意图。
图3：各监测部位的监测部位状态信息示意图。
图4：存入首区块的默克尔树结构示意图。
图5：其他区块的默克尔树结构示意图。
图6：提取状态信息达成共识过程的示意图。
图7：各记账节点显示不合格的监测部位图像示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明，应该理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。
如图1所示：为本发明的基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法流程图；该流程图包括如下步骤：步骤S100，根据桥梁的结构特征，在桥梁的风险区正确安装监测设备；步骤S101，布置区块链节点，形成私有链，并建立区块链和桥梁监测设备的联系；步骤S102，区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块；步骤S103，实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能持续的获取监测部位状态信息；步骤S104，区块链将获取的各监测部位状态信息传递到区块链各记账节点，区块链各记账节点对监测部位状态信息进行分析，判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内，并将判断的结果发送到区块链网络***中；步骤S105，通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断，最终确定各监测部位状态信息是否在状态安全信息范围内；步骤S106，若存在监测部位状态信息不在状态安全信息范围内，则将监测部位状态信息不合格的部位在各记账节点上进行显示和报警；若各监测部位状态信息均在状态安全信息范围内，则该轮所有监测部位的监测部位状态信息均合格。
具体地，该方法通过对桥梁整体结构进行分析，确定桥梁结构容易出现事故的点，如桥梁结构的连接处、与水接触的部位，以及其他受温度、风力和地震影响容易变形的部位；在各个需要监测的部位安装各种传感器；随后，布置区块链节点，区块链节点可以设置在城市的各个地方，前提是所有节点处在一个区块链网络***中；其中，区块链节点用于形成区块链和生成区块链记账节点，区块链记账节点对监测部位的监测部位状态信息进行分析，然后区块链各记账节点把分析的结果广播到区块链网络***中，区块链***采用共识算法对结果进行分析，统计各个监测部位状态信息合格的记账节点数量和总的记账节点比值，若当比值大于某个特定值时，则证明区块链达成共识，该监测部位的状态信息合格，该监测部位不存在发生事故的风险；同理，若当比值不大于某个特定值时，则证明区块链达成共识，该监测部位的状态信息不合格，该监测部位存在发生事故的风险，区块链根据该监测部位所对应的设备号，在区块链各记账节点上进行工程图像显示和报警。
在上述实施例中，步骤S100，根据桥梁的结构特征，在桥梁的风险区正确安装监测设备；具体地，根据该桥梁结构的模型，考虑当地气候和环境因素，通过数据模型分析，确定比较容易出现工程问题的结构位置，在该类结构位置上安装监测设备，每个结构位置安装监测设备的数量根据实际情况而定。
优选地，确定安装监测部位的监测设备的数量方法：根据监测设备的结构特征和风险情况确定安装监测设备的数量，若根据桥梁结构特征，该结构属于桥梁整体结构发生事故的较低风险区域，则在该桥梁结构安装一台监测设备即可很好的完成对该桥梁结构的监测工作；根据桥梁结构特征，该结构属于桥梁整体结构发生事故的较高风险区域，则在该桥梁结构需要同时正确安装多台监测设备，同时完成该桥梁结构的监测工作，通过该方法能够避免由于个别设备出现事故，造成不能及时采集到监测部位状态信息，甚至引起工程事故的发生。
步骤S101，布置区块链节点，形成私有链，并建立区块链和桥梁监测设备的联系；具体地，根据桥梁需要监测的部位数，根据需求合理布置区块链的节点，用于形成私有链和私有链中的记账者，并将监测设备连接到私有链网络***中，建立起私有链和监测设备之间的联系。
在上述实施例中，布置区块链节点数量越多越安全，区块链节点的数量需多于桥梁需要监测部位的数量；在区块链还未形成时，区块链节点全部为普通节点；在区块链形成的区块数量较少时，区块链不断生成新的区块，区块链节点不断变成记账节点，区块链节点分为记账节点和普通节点；在区块链形成的过程中，在区块链最后一个普通节点变为记账节点后，区块链节点全为记账节点，一个节点可以同时作为多个区块的记账者。
具体地，布置区块链节点需根据监测人员的生活环境、习惯合理多点位的布置区块链的节点，防止节点的大量聚集，以便方便监测人员的观察和增加监测***的安全性。
具体地，生成私有区块链的方法为：设置特定的时间间隔，区块链网络***提取所有监测部位的状态信息，当所有的监测部位状态信息提取完成，则激活区块链形成新的区块，同时随机挑选区块链中的节点作为记账者。
优选地，区块链形成新区块的过程中，比如设置每十分钟区块链***获取一次桥梁监测部位的状态信息，则在区块链***提取全部的桥梁监测部位的状态信息后，激活区块链形成新的区块，同时挑选记账者，并将该轮获取的监测部位状态信息保存到新形成的区块中。
优选地，挑选记账者的方法为：首先对所有的节点进行编号：x1、x2、x3…xn形成差为1的连续数列，然后通过生成伪随机数的方式不断生成伪随机数m(m在连续数列xn中)，m属于所有节点中编号的哪一个，则该节点就是本轮区块链刚形成新区块的记账者。
步骤S102，区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块；具体地，根据桥梁工程结构情况，通过测量和计算分析，得出每个监测部位的状态安全信息范围；所述状态安全信息范围指该桥梁结构安全状态下的一种取值范围；即当该监测部位的监测部位状态信息在状态安全信息范围内，则该监测部位不存在发生事故的风险；当该监测部位的监测部位状态信息不在状态安全信息范围内，则该监测部位存在发生事故的风险；区块链提取每个监测部位的状态安全信息范围，并将状态安全信息范围按照每个监测部位对应的设备号保存到区块链的首区块。
优选地，区块链将各监测部位的状态安全信息范围保存到首区块的方法为：区块链将各监测部位的状态安全信息范围转化为哈希值，然后将监测部位的状态安全信息范围对应的哈希值按照一定的顺序保存到区块链的首区块的默克尔树结构中；所述按照一定的顺序指将状态安全信息范围转化的哈希值按照桥梁结构对应的设备信息进行排序，即区块中的哈希值和设备信息是一一对应的。
优选地，保存到首区块中的哈希值和设备信息是一一对应的指保存到首区块中的哈希值和设备信息的设备号一一对应。
步骤S103，实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能持续的获取监测部位状态信息；具体地，首先，在区块链中加入一段代码，该代码为获取监测部位状态信息的智能合约；在以后的桥梁结构部位的监测中，通过不断激活该获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能够不断获取最新的桥梁结构监测部位的监测部位状态信息。
具体地，区块链***激活获取监测部位状态信息的智能合约，区块链***向桥梁监测部位的各监测设备发送获取监测部位状态信息的请求，各监测设备接收到该请求后，将激活监测设备获取监测部位的监测部位状态信息，最后监测设备将采集到的监测部位状态信息发送到区块链。
具体地，区块链***规定指定的时间间隔作为区块链激活监测设备获取监测部位状态信息的请求；区块链通过激活监测设备获取监测部位状态信息，获取监测部位对应的监测设备采集到的监测部位状态信息作为该监测部位的监测部位状态信息；若一个监测部位有多个监测设备进行监测，则取它们测得的监测部位状态信息的平均值作为该监测部位的监测部位状态信息。
优选地，区块链***每十分钟向桥梁监测部位的监测设备发送获取监测部位状态信息的请求；监测设备接收到该请求后，获取此刻的监测部位状态信息，并将获得的监测部位状态信息传递给区块链。
优选地，对于一个桥梁监测部位有多个监测设备同时进行监测时，则激活该监测部位的所有监测设备获取监测部位的监测部位状态信息，然后求取它们的平均值作为该监测部位的最终监测部位状态信息；特别指出，当某个监测设备采集到的状态信息和其他监测设备差距较大时，则把该监测设备采集到的状态信息舍去，采用其他几个监测设备采集到的监测部位状态信息的平均值作为最终的监测部位状态信息；例如：一个桥梁监测部位有四台监测设备同时进行监测，在一轮对该监测部位的监测部位状态信息采集中，四台监测设备获得的数据分别是：8.2、8.1、8.3和9.5，则在处理数据的时候，因为其中一台设备采集到的状态信息9.5与其他三台设备采集到的数据相差较大，超出了误差允许的范围，所以将数据中9.5舍去，最后求取其他三台设备采集的状态信息的平均值为8.2作为本轮该监测部位的监测部位状态信息。
步骤S104，区块链将获取的各监测部位状态信息传递到区块链各记账节点，区块链各记账节点对监测部位状态信息进行分析，判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内，并将判断的结果发送到区块链网络***中；具体地，区块链各记账节点提取区块链首区块中保存的各监测部位的状态安全信息范围，根据设备号匹配各监测部位的监测部位状态信息，判断该轮中各监测部位的监测部位状态信息是否在它们的状态安全信息范围内；规定，若监测部位的监测部位状态信息在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息处在正常范围，不存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位合格；若监测部位的监测部位状态信息不在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息脱离正常信息范围，存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位不合格。
具体地，区块链各记账节点对所有的监测部位的监测部位状态信息进行分析，通过比对该监测部位的状态安全信息范围，判断该轮中提取的监测部位状态信息是否在该监测部位的状态安全信息范围内；如果在，则证明该轮监测该监测部位的监测部位状态信息合格；如果不在，则证明该轮监测该监测部位的监测部位状态信息不合格。
优选地，区块链首区块保存的各监测部位的状态安全信息范围为一个范围值，而监测部位的监测部位状态信息为一个数值；该方法通过判断监测部位的监测部位状态信息是否在与它对应的监测部位的状态安全信息范围内，来确定区块链节点对该监测部位状态信息是否合格的判断；比如：一个区块链记账节点提取到的某监测部位的状态安全信息范围为：[87°，90°]，此次提取的该监测部位的监测部位状态信息为88°，因为：88°∈[87°，90°]，所以该监测部位的监测部位状态信息在它的状态安全信息范围内；因此该记账节点分析得：该轮中该监测部位的监测部位状态信息合格，不存在发生事故的风险；若此次提取的该监测部位的监测部位状态信息为86°，即该轮监测的监测部位状态信息不在与它对应的状态安全信息范围内；因此该记账节点分析得：该轮中该监测部位的监测部位状态信息不合格，存在发生事故的风险。
步骤S105，通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断，最终确定各监测部位状态信息是否在状态安全信息范围内；具体地，区块链***获得各区块链记账节点发送的关于各监测部位的监测部位状态信息是否合格的判断，通过对结果的整理，通过设备号，整理出每个监测部位的监测部位状态信息合格性记账节点的数量，判断合格记账节点的数量占总记账节点的比值，通过比值判断每个监测部位的监测部位状态信息在该轮监测中的最终合格性，并将判定结果发送到区块链各记账节点，达成节点的共识。
优选地，规定对监测部位状态信息合格的记账节点数量占总节点数量的2/3以上，则认为该轮中该监测部位的监测部位状态信息合格，即该监测部位合格，暂时不存在发生事故的风险；若监测部位状态信息合格的记账节点数量占总节点数量的2/3及2/3以下，则认为该轮中该监测部位的监测部位状态信息不合格，即该监测部位不合格，存在发生事故的风险。
优选地，该方法通过区块链记账节点对各监测部位的合格性判断情况可以初步判断记账节点、设备和监测部位故障情况；若对于同一监测部位的合格性判断，出现某一记账节点与大多数记账节点的判断情况不同，则该记账节点可能存在故障、破坏问题；在记账节点均正常工作的前提下，若测得的监测部位状态信息与上次相差较大，初步判断可能是设备出现故障或遇到极端变化的环境，导致监测部位状态信息急剧变化。
步骤S106，若存在监测部位状态信息不在状态安全信息范围内，则将监测部位状态信息不合格的部位在各记账节点上进行显示和报警；若各监测部位状态信息均在状态安全信息范围内，则该轮所有监测部位的监测部位状态信息均合格；具体地，通过上述技术方案，将监测部位状态信息不在与它对应的状态安全信息范围的监测部位挑选出来，并在区块链各个记账节点上进行图像显示和报警。
在上述技术方案中，优选地，在记账节点上建立桥梁各监测部位的三维模型，通过三维模型能够知道桥梁各监测部位的具***置；通过监测部位对应的设备号在区块链记账节点上进行图像显示，能够得出存在风险的监测部位，通过三维模型，得出存在风险的监测部位在桥梁的具***置，同时在各记账节点上安装报警器进行报警；技术人员发现报警后，通过图像显示和桥梁监测部位三维模型确定出现风险的监测部位具***置，以便对监测部位进行维修和加固。
如图2所示：为本发明各监测部位的状态安全信息范围示意图；具体地，监测部位的状态安全信息范围由各监测部位对应的设备号和提取的监测部位安全信息范围组成；该图中，监测部位1的状态安全信息范围为：设备号1+安全范围A，其中设备号1是通过人为进行的编号作为该监测设备对应的设备号，监测部位1和设备号1是一一对应的因此在应用监测部位的状态安全信息范围的时候，只要通过状态安全信息范围的设备号，就可以完成对监测部位的状态安全信息范围的比对。
如图3所示：为本发明各监测部位的监测部位状态信息示意图；具体地，监测部位的监测部位状态信息为由各监测部位对应的设备号和采集到的各监测部位的监测部位状态信息组成；该图中，在一轮监测部位的信息提取中，监测部位1的监测部位状态信息为：设备号1+状态信息a，其中设备号1为人为对设备进行的编号，监测部位1和设备号1是一一对应的。
具体地，区块链对监测部位的监测部位状态信息和状态安全信息范围进行比对的方式为：区块链上各记账节点通过匹配各监测部位的设备号完成对监测部位的监测部位状态信息和状态安全信息范围进行匹配，然后再进行分析，分析各监测部位的监测部位状态信息是否合格。
优选地，当监测部位上的监测设备是多个时，该监测部位的对应的设备号选择方式为：将该监测部位的全部监测设备看成一个整体，对这个整体进行编号，如：在一轮提取该监测部位的监测部位状态信息时，几台设备采集到的监测部位状态信息分别为：8、8.1、8.2和8.3，则该监测部位的最终监测部位状态信息为几台设备采集到的监测部位状态信息的平均值，即8.15，假如该监测部位对应的看做一个整体的监测设备的设备号为：设备号&，则该轮中该监测部位的监测部位状态信息为：设备号&+状态信息8.15。
如图4所示：为本发明存入首区块的默克尔树结构示意图；具体地，获取到的监测部位的状态安全信息范围保存到区块链区块的方式为：以哈希值的形式保存到区块链中的默克尔树中；该图中，获取的状态安全信息范围分别是：设备号1+安全范围A、设备号2+安全范围B、设备号3+安全范围C和设备号4+安全范围D；将它们写入区块链的方式为：首先，通过哈希算法计算出各监测部位的安全信息范围对应的哈希值：设备号1+安全范围A的哈希值为H1，设备号2+安全范围B的哈希值为H2，设备号3+安全范围C的哈希值为H3，设备号4+安全范围D的哈希值为H4；然后通过默克尔树结构模型，将哈希值两两组合，形成树状结构，直到得到默克尔根值Hk，并将默克尔根值保存到区块链的首区块中。
如图5所示：为本发明其他区块的默克尔树结构示意图；具体地，获取到的监测部位的监测部位状态信息保存到区块链区块的方式为：以哈希值的形式保存到区块链中的默克尔树中；该图中，获取的监测部位状态信息分别是：设备号1+状态信息a、设备号2+状态信息b、设备号3+状态信息c和设备号4+状态信息d；将它们写入区块链的方式为：首先，通过哈希算法计算出各监测部位的监测部位状态信息对应的哈希值：设备号1+状态信息a的哈希值为h1，设备号2+状态信息b的哈希值为h2，设备号3+状态信息c的哈希值为h3，设备号4+状态信息d的哈希值为h4；然后通过默克尔树结构模型，将哈希值两两组合，形成树状结构，直到得到默克尔根值hk，并将默克尔根值保存到区块链的区块中。
优选地，将监测部位的监测部位状态信息保存到区块链区块默克尔树中的位置要和各监测部位的状态安全信息范围保存的位置一致，采取的方式为将设备号按照一定的顺序作为默克尔树结构最底层数据，保存到区块链的区块；通过该方法，区块链能够快速锁定指定设备号，以便提取该监测部位对应的状态安全信息范围和监测部位状态信息。
如图6所示：为本发明提取状态信息达成共识过程的示意图；该图中：首先，提取所有监测部位的监测部位状态信息，它们分别为：状态信息a、状态信息b、状态信息c等；区块链***将获得的各监测部位状态信息发送到区块链的各记账节点，随后区块链各记账节点对它们进行分析，判断各监测部位的监测部位状态信息是否在与它对应的状态安全信息范围内，即各节点判断各监测部位的监测部位状态信息是否合格；随后，各记账节点将判定的结果发送到区块链网络***中，区块链网络***对每个记账节点的判断进行计数，计数对于每个监测部位判定合格的记账节点数量，再通过计算判定合格的记账节点数量与总记账节点数量的比，最终判断该监测部位的状态信息是否合格；若不合格，则对不合格的监测部位进行报警，若合格，则等待下一轮状态信息的分析，同时将判定结果传递到区块链的每个记账节点，完成共识。
如图7所示：为本发明各记账节点显示不合格的监测部位图像示意图；具体地，各记账节点保存有各监测部位和设备号的对应形式，以部位信息+设备号的形式进行对应；以对监测部位和设备号保存的形式进行红色和绿色两种标记显示，来进行监测部位状态信息的不合格显示和合格显示；如该图中，部位信息1+设备号1表明监测部位1和设备号1相互对应；部位信息2+设备号2表明监测部位2和设备号2相互对应，以此类推；部位信息1+设备号1显示绿色，表明设备号1对应的监测部位的监测部位状态信息合格；部位信息3+设备号3显示红色，表明设备号3对应的监测部位的监测部位状态信息不合格；对于不合格的监测部位，技术人员在收到记账节点的报警信息后，需及时查看具体是哪些监测部位的监测部位状态信息出现不合格的情况，并及时对监测部位状态信息不合格的监测部位进行维修和加固。
需要理解，上述实施例为本发明的个别或几个实施例，而不是全部实施例，从事本发明的普通技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本发明的篡改、同等变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据桥梁的结构特征，在桥梁的风险区正确安装监测设备；
布置区块链节点，形成私有链，并建立区块链和桥梁监测设备的联系；
区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块；
实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约，使得区块链能持续的获取监测部位状态信息；
区块链将获取的各监测部位状态信息传递到区块链各记账节点，区块链各记账节点对监测部位状态信息进行分析，判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内，并将判断的结果发送到区块链网络***中；
通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断，最终确定各监测部位状态信息是否在状态安全信息范围内；
区块链各记账节点对监测部位状态信息不在状态安全信息范围内的部位进行报警；
所述在桥梁的风险区正确安装监测设备的方法为：根据桥梁的结构模型，考虑当地气候和环境因素，确定桥梁结构模型比较容易出现工程问题的结构位置，并在该结构位置安装监测设备；
所述将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块的方法为：区块链将各监测部位的状态安全信息范围转化为哈希值，然后将监测部位的状态安全信息范围对应的哈希值按照一定的顺序保存到区块链的首区块的默克尔树结构中；
所述实时激活区块链获取监测部位状态信息的智能合约的方法：区块链***实时向各监测部位对应的设备发送获取监测部位状态信息的信息，通过各监测设备实时获取各监测部位的最新状态信息；
所述通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断的方法为：区块链***通过共识算法，通过计算各个监测部位状态信息在它所对应的状态安全信息范围内的记账节点数量所占总记账节点的比例，来确定区块链***对各个监测部位的状态信息是否在它的状态安全信息范围内的结果；
所述通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断包括：通过区块链共识算法中各记账节点对监测部位状态信息的分析，初步判断记账节点、设备和监测部位故障情况。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述在桥梁的风险区正确安装监测设备包括：根据桥梁的结构模型，考虑当地气候和环境因素，在比较容易出现工程问题的结构位置安装监测设备，每个结构位置安装监测设备的数量根据实际情况而定。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述布置区块链节点包括：区块链节点为连接区块链网络***的节点，布置区块链节点数量越多越安全，区块链节点的数量需多于桥梁需要监测部位的数量；在区块链还未形成时，区块链节点全部为普通节点；在区块链形成的过程中，区块链不断生成新的区块，区块链节点分为记账节点和普通节点；在区块链形成的过程中，在区块链最后一个普通节点变为记账节点后，区块链节点全为记账节点，一个节点可以同时作为多个区块的记账者。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述布置区块链节点还包括：通过区块链节点挑选记账者形成私有链，私有链即私有区块链；挑选记账者的方法为任一种随机挑选记账者的方法；在新区块形成的同时，区块链***进入随机挑选记账者的算法流程，将本轮挑选的节点作为该新区块的记账者。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述区块链***提取桥梁各监测设备对应的监测部位的状态安全信息范围，并将监测部位的状态安全信息范围保存到区块链的首区块包括：根据桥梁工程结构情况，通过测量和计算，得出每个监测部位的状态安全信息范围；所述状态安全信息范围指：当该监测部位的监测部位状态信息在状态安全信息范围内，则该监测部位不存在发生事故的风险；当该监测部位的监测部位状态信息不在状态安全信息范围内，则该监测部位存在发生事故的风险；区块链提取每个监测部位的状态安全信息范围，并将状态安全信息范围按照每个监测部位对应的设备号保存到区块链的首区块。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述使得区块链能持续的获取监测部位状态信息包括：根据桥梁结构中容易发生事故部位的实际情况，规定指定的时间间隔作为区块链激活监测设备获取监测部位状态信息的请求；区块链通过激活监测设备获取监测部位状态信息，获取监测部位对应的监测设备采集到的监测部位状态信息作为该监测部位的监测部位状态信息；若一个监测部位有多个监测设备进行监测，则取它们测得的监测部位状态信息的平均值作为该监测部位的监测部位状态信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内包括：区块链各节点提取区块链首区块中保存的各监测部位的状态安全信息范围，根据设备号匹配各监测部位的监测部位状态信息，判断该轮中各监测部位的监测部位状态信息是否在它们的状态安全信息范围内；规定，若监测部位的监测部位状态信息在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息处在正常范围，不存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位合格；若监测部位的监测部位状态信息不在它们的状态安全信息范围内，则证明该监测部位状态信息脱离正常信息范围，存在发生事故的风险，视为该节点分析该监测部位不合格。
8.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述判断各监测部位状态信息是否在它的状态安全信息范围内还包括：区块链各记账节点对各监测部位的监测部位状态信息进行分析指：区块链的每个记账节点对所有的监测部位状态信息进行分析，每个记账节点均得出一组对所有监测部位的监测部位状态信息的合格性的判定；区块链所有记账节点均得到一组对监测部位的监测部位状态信息的合格性的判定后，将判定结果发送到区块链网络***。
9.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述通过区块链共识算法对各记账节点判断的各监测部位状态信息的合格性进行判断包括：区块链通过统计记账节点发送的各监测部位的监测部位状态信息的合格性，通过统计同一个监测部位判定合格的记账节点数量占参与判定的所有记账节点数量超过一个特定比例，则区块链上所有记账节点达成共识：该监测部位的监测部位状态信息合格，不存在发生事故的风险；若同一个监测部位判定合格的记账节点数量占参与判定的所有记账节点数量不超过一个特定比例，则区块链上所有记账节点达成共识：该监测部位的监测部位状态信息不合格，存在发生事故的风险；记账节点达成共识，将监测部位的监测部位状态信息保存到区块链的区块中。
10.根据权利要求1所述的一种基于区块链监测桥梁部位状态信息的方法，其特征在于，所述区块链各记账节点对监测部位状态信息不在状态安全信息范围内的部位进行报警包括：区块链***根据统计的各监测部位的监测部位状态信息结果，将监测部位状态信息不合格的监测部位对应的设备信息发送到各区块链记账节点，区块链记账节点进行可视化的图像显示和报警。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115174648A (zh) * 2022-09-07 2022-10-11 保利长大工程有限公司 一种桥梁施工设备操控的前端设备控制方法
CN115600294A (zh) * 2022-10-25 2023-01-13 中铁十局集团第四工程有限公司（Cn） 一种大型转体桥梁的施工监控方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109547407A (zh) * 2018-10-16 2019-03-29 北京英视睿达科技有限公司 一种环境监测数据的全过程追踪方法及区块链节点
CN109903155A (zh) * 2019-01-14 2019-06-18 无锡一邦网络科技有限公司 Iift区块链共识算法
US20200092704A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 RaGaPa Inc. Distributed, crowdsourced internet of things (iot) discovery and identification using block chain
CN111199400A (zh) * 2019-12-31 2020-05-26 北京笔新互联网科技有限公司 区块链网络的安全监控方法及装置
CN111368004A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 深圳市望岳安全技术有限公司 一种区块链金融数据处理***
CN112633779A (zh) * 2021-02-25 2021-04-09 北京英视睿达科技有限公司 一种对环境监测数据可信度进行评估的方法
CN113111427A (zh) * 2021-05-12 2021-07-13 广州番禺职业技术学院 一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置
CN113239042A (zh) * 2021-05-12 2021-08-10 广州番禺职业技术学院 一种区块链存储地下结构状态信息的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200092704A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 RaGaPa Inc. Distributed, crowdsourced internet of things (iot) discovery and identification using block chain
CN109547407A (zh) * 2018-10-16 2019-03-29 北京英视睿达科技有限公司 一种环境监测数据的全过程追踪方法及区块链节点
CN109903155A (zh) * 2019-01-14 2019-06-18 无锡一邦网络科技有限公司 Iift区块链共识算法
CN111199400A (zh) * 2019-12-31 2020-05-26 北京笔新互联网科技有限公司 区块链网络的安全监控方法及装置
CN111368004A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 深圳市望岳安全技术有限公司 一种区块链金融数据处理***
CN112633779A (zh) * 2021-02-25 2021-04-09 北京英视睿达科技有限公司 一种对环境监测数据可信度进行评估的方法
CN113111427A (zh) * 2021-05-12 2021-07-13 广州番禺职业技术学院 一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置
CN113239042A (zh) * 2021-05-12 2021-08-10 广州番禺职业技术学院 一种区块链存储地下结构状态信息的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115174648A (zh) * 2022-09-07 2022-10-11 保利长大工程有限公司 一种桥梁施工设备操控的前端设备控制方法
CN115174648B (zh) * 2022-09-07 2023-03-24 保利长大工程有限公司 一种桥梁施工设备操控的前端设备控制方法
CN115600294A (zh) * 2022-10-25 2023-01-13 中铁十局集团第四工程有限公司（Cn） 一种大型转体桥梁的施工监控方法

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