基于区块链的接触网设备供应-装配信息共享方法研究

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现有铁路接触网信息化系统存在参建单位信任缺乏、信息不透明、过程难溯源等问题,从而导致接触网设备供应-装配信息的分散与不对称。同时,BIM与电子标签(RFID)等既有信息化工具也在接触网设备供应-装配场景中没有实际性的适配应用。本文针对接触网设备供应-装配信息共享场景特性,评估区块链技术的优势与适用性,并进一步设计满足该场景需求的信息共享框架。最后构建数值模型,分析区块链技术在接触网设备供应-装配信息共享场景中的应用价值。本文的主要研究内容如下:(1)基于贝叶斯BWM(Best-Worst Method)和模糊TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)模型,构建接触网设备供应-装配信息共享方案的评价指标体系和决策模型。首先利用贝叶斯BWM模型确定评价指标权重,然后根据权重结果和模糊TOPSIS模型计算信息共享方案的优劣得分,最后确定最优信息共享模式,提高建设单位使用区块链技术的积极性。结果表明,在接触网设备供应-装配信息共享场景中区块链信息共享模式优于传统信息共享模式。(2)基于BAF(Blockchain Applicability Framework)评估框架,分析区块链技术与接触网设备供应-装配信息共享场景的适用性。BAF框架通过设计评估选项,进行权重分配和决策计算,得出区块链技术适用性结果。结果表明,基于Po A共识机制的有权限/联盟链技术方案适用于接触网设备供应-装配信息共享场景。(3)构建基于区块链的接触网设备供应-装配信息共享框架。根据场景中的信息类别和参建单位维度,设计信息共享框架的节点架构、网络构造、身份管理、加密算法、智能合约,满足接触网设备供应-装配信息共享场景对安全性、准确性和溯源性的要求。(4)基于构建的接触网设备供应误差放大模型,证明区块链技术对接触网设备供应信息共享的应用价值。总结传统接触网设备供应误差放大问题的成因和危害,设计基于区块链技术的设备供应信息共享模型和共享流程。通过Arena模拟仿真,量化信息匹配度与滞后期参数,从而比较区块链模式与传统模式的供应预测需求量方差与实际需求量方差比值。结果表明,基于区块链技术的信息共享模式在点对点信息数据管理、智能化流程衔接等方面与传统信息共享模式相比具有去信任、过程透明和易溯源的优势,其设备供应误差放大效应较小。(5)基于构建的装配信息匹配度模型,证明区块链技术对接触网设备装配信息共享的应用价值。首先比较各信息共享模式的优缺点,然后说明提高装配信息匹配度的必要性,最后通过模拟仿真,量化装配信息匹配度。结果表明,基于区块链技术的装配信息共享模式有利于整合参建单位之间的信息共享流程,具有更高的可溯源性、可信度和安全性,其装配信息匹配度更高。图44幅,表33个,参考文献107篇
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