基于區塊鏈的跨源多維政務數據治理與服務創新

黃壽孟，楊博雄，楊 明

（1.三亞學院 信息與智能工程學院，海南 三亞 572022；2.三亞學院 陳國良院士團隊創新中心，海南 三亞 572022；3.三亞學院 容淳銘院士工作站，海南 三亞 572022）

為了積極響應貫徹落實黨的十九大報告中的“政府大數據應用專項行動”，全國各地政府正積極實施“數字政府”的應用服務。同時國務院辦公廳也頒發了“政務信息系統”相關管理實施方案，也就是說在國家層面已經制定了政務數據管理的一系列相關政策，從數據共享的頂層規劃與可行性研究到數據共享的項目管理與服務應用，從數據共享的技術落地到數據多維度融合，政策中都有明確規定，從數據使用層面來說，可以通過技術打破數據孤島，實現數據互通的跨源多維政務數據共享與服務管理[1]。

從數據治理的技術層面來說，大數據技術、人工智能技術、網絡通信、云計算等技術的廣泛應用，跨源多維數據的清洗分析、比對挖掘、共享分析可以由大數據技術實現，而數據的存儲集約、管理利用等操作可以由云計算技術完成[2]。當然這些數據資源的應用須由人工智能技術、網絡通信技術等技術手段來實現，比如新的信息技術可以完成政務信息資源管理，數據管道技術可以實現政府部門之間的數據共享。目前已有地方政府進行各自數據共享平臺的各種測試，實現數據匯聚的新技術也相繼出現，比如支撐大數據的存儲與管理的spark Mllib、DeepLearning、Caffe、Oryx2框架等，從而更新政府各部門政務服務模式[3]。

本文提出政務數據治理與服務創新就是要解決“互聯網+政務服務”數據共享問題，首先完善跨源多維政務數據的概念，它是政務數據治理理論的補充，其次對跨源多維政務數據治理平臺、模型、方法和技術實現方案進行研究，采用多項先進技術（如區塊鏈、數據管道、分布式計算等）以及多個學科融合搭建數據共享平臺，其目的是在進一步豐富數字政府政務治理理論研究的同時，為政府數據中心、政務共享與服務創新的實踐應用提供有指導意義和價值的示范或參考。

1 相關工作

1.1 研究現狀述評

政務數據治理是國內外學者關注的熱點研究內容，從信息化層面來看，美國推行政務數據信息化服務較早，美國支持的重大信息化工程 “信息高速公路”“訪問美國”一直支撐著政府信息化服務[4]。2017年Barrientos分析了數據安全的共享模式，提出政務數據共享模型，在某些事務上實現了政務數據與服務創新[5]。2016年Welch通過研究政務數據開放共享機制，挖掘民眾組織與政府機構的數據共享關聯，發現市級政府與民眾組織的數據共享意愿較為強烈[6]?？梢娒绹男畔⒒芾硎侄?，在政務事務的崗位中充分利用信息資源，不斷進行資源整合共享，滿足組織機構的服務創新，或者說美國已經意識到政務數據共享的統一管理，實現“一門一窗一網”的政務創新服務。

另外澳洲、歐洲、亞洲的國家正積極實施電子政務信息化服務[7]。比如歐盟建立了“開放數據門戶”“歐盟開放數據門戶”“歐洲數據門戶”，通過這些門戶平臺采集了6 000多個數據集，為歐盟統計局提供了包括人文地理、經濟、氣候在內的各種統計數據，讓政府決策相關策略提供科學數據[8]。

而國內的政務信息化起點比較晚，但信息化政務發展很快，自從出現信息網絡化后，短短20年的時間實現了政務服務信息化[9]。2018年，張會平等從政務信息化的業務關聯與場景應用方面完善數據治理[10]；同年鄧念國學者通過分析阻礙政務數據治理的主客觀因素，提出政務數據共享的相關機制、技術服務的破解方案[11]。2019年，安小米等提出政府大數據治理體系的最大資產化[12]；同年李軍等學者們設計政務數據服務架構，構建政務數據共享與服務創新的治理框架[13]。另外，在國家層面,政務事務信息管理已經實現了一個數據中心管理模式，地方政府的數據中心也取得了一定的創新服務，但是在數據共享層面，數據利用率較低，跨單位、跨部門、跨業務的數據共享服務有待改善。

2018年我國工信部發布了《中國區塊鏈產業白皮書》[14]，表明了區塊鏈的作用以及其廣泛應用，強調加大支持區塊鏈技術應用的產業發展。2019年北京將區塊鏈技術應用于政務服務[15]，將不動產交易業務、房產信息、用電過戶等業務辦理簡化流程，解決部門之間數據共享問題、業務繁瑣耗時問題。南京將區塊鏈技術結合證件電子照構建一個證照共享平臺[16]，對接各個政務部門的電子證件業務，推動政務數據共享進度，方便民眾便捷辦事，提升政務辦理效率[17]。在國外，烏克蘭政府使用區塊鏈存儲政務信息并公開、透明展示給公眾；美國實行“區塊鏈倡議行動”[18]，應用區塊鏈技術實現企業檔案信息保存、法律體系數據共享等業務；Svein等從實現技術層面提出區塊鏈技術與政務系統結合，實現政務部門間數據安全可控的共享方案[19-21]。

傳統政務時代的數據治理強調無紙化辦公，是以電腦辦公自動化為目的，重在提高政務辦公效率，體現政務數據處理的積極作用，而政務信息化時代則實現了項目管理，構建“數字政府”的理念，更加強調數據、企業（個人）和政府之間的聯系，實現技術、業務和模式的規范管理，強調法治政府、服務型政府的探索與創新。我國從1978年開始推動電子政務，逐步實現“金字”工程，建立政務內網與政務外網的數據聯網，全面推進電子政務協同創新發展?，F階段我國提出以區塊鏈技術創新驅動的電子政務服務，滿足“互聯網+政務服務”的用戶體驗需求。

其實政務信息化時代的服務創新是許多學者思考與探索的重要內容，其中不少學者提出政務服務的創新，不僅從實踐歸納總結，還可以模擬情景進行試驗，比如趙生輝設計了一套服務業務與使用者之間溝通交流和協同工作的環境，該環境模擬了多種條件下的業務開展情況，將普通的政務服務開放給測試對象，由多元化的測試主體進行協同互動，推動創新進程[26]；也有不少學者提出政務服務的個性化、精準化服務，比如鄧念國提出通過轉換治理理念、提供基礎技術支撐、推進“智慧整合”、提供個性化和精準化服務、擴大社會參與和自助服務來加以完善，實現電子政務服務創新與優化[22]；還有安小米、郭明軍等提出政府部門的電子政務建設，需要以民意為導向，實現政務服務的個性化，實現公共服務的價值共創，滿足人民日益增長的政務服務個性化需求[23]。

綜上所述，電子政務服務創新包括技術、理念和模式3個重要的方面，這三個方面相輔相成，技術與制度協調發展，技術與模式的創新使公眾能更加積極、透明地參加到政務活動中，從而積極推動電子的發展。

1.2 政務數據治理研究

文獻[24]解析了我國政務數據應用服務的影響因素，建立政務數據服務共享機制與技術服務策略、工作考核機制的理論研究。文獻[25]構建“激勵-統籌-約束”的數據共享理論模型（ECC 模型），實現了組織、機構、部門協同合作的共治模式。事實上，數據共享是一種系統工程，現有的文獻分析出政務數據共享模式有2種: 一種是集中共享服務，以國家數據中心為服務集中節點，實現相關事務的數據共享。該類政務數據共享架構可實現統一進行數據集成、整合、標準化處理；另一種是分布式共享服務，以市級單位為節點，實現本市相關業務的數據共享。這種政務數據共享架構是以相關的應用平臺支撐起服務應用與技術應用。不管是集中共享服務模式還是分布式共享模式，都稱為IT治理[26]。IT技術實現電子政務治理的應用拓展，構建政務數據共享創新服務的關鍵性指導，探索“數字政府”理念的工作模式實現項目管理服務信息化的技術體制[27]。文獻[28]提出了電子政務數據治理的頂層規劃框架，闡述了數據治理結構、治理模式、治理機制以及三者之間的聯動關系，其中治理模式下的治理決策與技術決策作用于治理機制下的監控機制、溝通機制、激勵機制，完善數據治理結構的上下層規劃設計。治理機制采用區塊鏈技術、管道技術、大數據等技術體系[29-30]，其中區塊鏈技術因實現數據可靠性、可信性、可溯源等特點在數據治理等領域已被廣泛應用；管道技術可實現多維數據的關聯，完成事務數據對接，實現構件共享匯聚；而大數據技術實現分布式數據處理，完成數據鏈路預測、個性化服務推薦應用。當然在政務數據治理中還采用其他信息化技術，比如人工智能技術，這些問題相關專家已進行深入的研究。

2 跨源多維政務數據治理模型

2.1 跨源多維政務數據的界定

政務數據指政府所擁有和管理的數據，具體包含了自然信息、城市建設、城市健康管理統計監察和服務與民生消費類數據。從宏觀意義上看，政務數據是基于政府產生的，它記錄的包括面向政府和政府自有兩方面，涉及到生活數據、服務數據、公共數據3項，其中包括電力、醫療、環保、教育、住房、道路交通等數據。政務數據具有實時性、權威性、真實性、完整性4大特點，所以它也是大多數項目建設的數據來源。為了適應國家政務治理更新需要，新一輪的電子政務系統正轉型與改革進程中，跨源多維政務數據治理、數據集成共享創新是一項基礎而關鍵的課題。政務數據共享是地方政府間各業務部門單位內部數據的共享（也可指各地政府間數據共享）。政務數據開放是指地方政府各業務部門單位通過對內部數據的整理清洗、安全隱私處理后向公眾開放的數據?！翱缭炊嗑S政務數據”是指電子政務數據的中不同部門、不同業務、不同來源、不同結構的政務數據，比如政務數據中會使用工商、民政、行政等結構化數據，也會使用到證照、身份證圖像等半結構數據，還有審批文件、申報資料等非結構數據，又如政府部門各政務間內網、外網或者與之問卷調查相關的各種來源不同的政務數據。同時政務數據也是多維的，它的維度（屬性）不是平時所說的二維表能表示出來，而是高維度的事實數據表來表示，如果多維數據具有多個事實數據表，則每個事實數據表中的度量值均被組織到度量值組中，并且通過定義維度關系使得每個度量值組都與特定的一組維度相關，比如各種類型的貿易交易數據、Web 文檔、基因表達數據、用戶評分數據、Web使用數據及多媒體數據等。

2.2 數據治理模型

基于區塊鏈技術的政務數據治理平臺除了解決用戶數據共享問題，還需要解決用戶數據安全需求，因此基于區塊鏈的政務數據共享交換平臺有應用層、區塊鏈層、數據層3層架構，為了確保數據在整個平臺操作過程中的安全，需要從用戶、數據自身、共享過程、數據操作記錄等多個方面來考慮實現政務數據的安全共享。同時為了方便各個部門對元數據操作控制權限的分配設定，提供數據權限的判斷功能，則在元數據合約中為各個部門分別設定其使用元數據上傳或獲取功能的權限。管理合約相關功能有用戶管理、數據共享、操作記錄、反饋功能等，系統平臺中功能實現離不開調用合約的功能范圍。

新一輪的電子政務系統需要解決跨源數據和多維數據，這是因為不同政務部門，其業務數據不同，數據結構也不同，比如政務處理中業務數據是結構化數據，而政務審批、申報的數據是非結構化數據，還有系統日志的數據是半結構化數據，因此需要采用區塊鏈技術與數據管道技術來實現各種數據的交互對接。數據層采用管道技術實現數據對接，平臺層采用區塊鏈技術解決數據安全問題，應用層實現政務流程的優化與服務創新，體現了模型結構與機制模式創新的數據治理新形式。

跨源多維政務數據治理模型中的數據交換平臺是采用區塊鏈技術構建多個節點的數據共享交換平臺，也就是說運用區塊鏈技術構建一個分布式的數據庫系統，不同的數據源與不同的數據節點進行對接，而各個節點又采用了共識機制實現各個節點數據的同步，從而確保了政務數據的同步性與安全性。

2.3 數據治理模型的創新點

跨源多維政務數據共享平臺是實現數據治理的精準對接平臺，完成平臺監管者與運營者、數據使用者與提供者不同角色的服務對接。政務數據共享用戶角色分析如表1所示。

表1 數據治理的角色表Table 1 Roles for data governance

從表1中可得知各個角色在明確數據權責的基礎上完成政府各業務部門的數據共享，實現數據精準對接。數據監管者負責數據管理機構的監控功能，如數據管理局履行管理監督數據的運營決策；數據運營者主要實現數據治理服務，包括政務數據采集、清洗、脫密等數據交換技術與共享服務技術；數據采集者主要負責不同結構、不同類型、不同維度的數據，完成跨源多維數據的提供與流轉；數據使用者主要完成政務數據開放、數據訪問需求與開放數據服務需求。

在政務數據治理過程中，需要打通數據壁壘，確保政務需求的創新服務，從技術層面來說需要采用數據管道技術來解決此難題，同時還要確保數據的安全，這就要采用區塊鏈技術，發揮數據的價值，解決數據治理的管理問題。數據治理平臺建設是一項極其復雜的系統工程，需要深入分析影響因素，特別是新技術下的數據共享影響因素。通過文獻分析與梳理，本文將影響因素分為6個方面，具體情況如表2所示。

從表2 中得知，影響驅動力是推動政務數據治理的關鍵因素，其主要目的就是為了提高數據治理的共享能力，實現不同部門、不同業務數據共享與協同服務的應用；本級政府條件是數據治理實施過程中所需要的各項資源，協調多個政府部門圍繞跨源多維政務數據治理的相關事宜而開展實施工作；實施條件是數據治理實現“運管分離”的電子政務治理理論中角色分責的體現，技術層面由外包團隊實現，也是跨源數據治理有效實施的一個重要因素；管理平臺是從組織角度讓跨源數據治理有嚴格的工作規范，是數據治理工作管理的重要影響因素；而運維機構也是數據治理中技術選型是否主流、自動化運維的重要影響因素。

3 服務創新分析

從跨源多維政務數據治理的影響因素中分析出政務數據服務的對策建議，數據的匯聚與服務創新是一項持續且相互促進的發展過程，同時數據治理也是“共享與服務”的創新管理體制，是在匯聚過程中就開始以需求為導向的服務創新，實現數據共享與匯聚的良性循環。

3.1 政務數據治理的技術服務創新

采用信息技術優化政務服務，通過區塊鏈技術實現數據安全優化創新。政務數據治理系統融合數據共享與信息化工程，實現數據資源驅動服務創新的業務流程優化協同，構建政務服務一體化的大平臺，實現電子政務數據治理的協同聯動，具體的融合平臺架構如圖1所示。

圖1 基于區塊鏈的數據協同創新系統Figure 1 Data collaborative innovation system based on block chain

從圖1中得知服務創新系統是以區塊鏈技術為核心，在云平臺中部署電子政務數據資源，實現數據共享的安全可靠高效的運行方式；數據層則是以管道技術、微服務架構進行整合，讓可公開、可使用的數據“上鏈”，消除政務系統數據孤島問題，實現多維度的數據匯聚；應用層是實現數據聯動共享的信用規范，連接便民服務、民生服務等體系工作信息，實現法人與自然人的畫像以及數據審計等服務內容，這里采用區塊鏈中的聯盟鏈來實現，只有利益相關的特定區塊鏈服務客戶才能使用（即同類業務部門）。節點只有經過授權許可后方可接入網絡（即國家、省主管部門授權），接入節點按照規則參與共識和讀寫數據（即自然人或法人），因此它具有較弱的去中心化的特征。這里需要對“中心化、去中心化”的含義做出澄清。去中心化不是不要中心，不是無政府主義。在去中心化的終點，中心化部分的絕對值比中心化時期還要高；區別只在于中心化部分占有資源的比重降到1/3以下。這很像工業化中農業產值不僅沒下降,比農業經濟還上升許多，但農業產值比重從98%下降到6%。所以只有在舊的問題解決之后，輪到騰出手面對與解決新問題時，用轉型方式而非應用方式發揮區塊鏈去中心化所長才比較現實。

基于區塊鏈技術為核心的數據治理平臺連接了數據層各個部門單位“上鏈”的數據接口，通過區塊鏈的智能合約確保數據安全，同時又支撐應用層各個業務部門中的數據信任服務，從而把政務服務能力和社會治理能力融合為一個全新的聯動平臺，完成基于信任數據、高效協作、互聯互通、公開透明的政務聯動管理系統。通過系統完成跨部門的無紙化審批流程、區塊鏈電子簽名完成電子檔案文件的存儲和共享，實現“零跑腿”的便民服務，大大提高工作效率和部門聯動能力。

3.2 政務服務模式創新

數字政府背景下的政務服務方式把傳統被動服務變為主動服務的“互聯網+政務服務”形式，因此利用數據治理和信息技術以改進政務服務效率為目標核心，實現服務模式創新（包括對外服務與對外應用），同時保護政務數據的隱私敏感部分，若部分數據經過數據清洗后還是不能對外開放，就需要進行服務模式的轉變，由大眾化服務轉變為數據的個性化服務。如圖2所示，從政府數據治理的角度來說，政務服務創新的核心是優化營商環境，協調經營貿易主體。營商主體包括企業單位、事業單位、民眾、服務業務部門、數據運營單位等，而多方主體參與有助于數據治理的使用價值，優化個性化服務。

圖2 政務數據治理的服務模式Figure 2 Service mode of government data governance

4 績效評價

跨源多維政務數據治理協同創新系統由4部分組成：頂層規劃、治理實施、創新應用以及服務評價。其總體框架如圖3所示，其中頂層規劃包括“數據可視化監控”的治理機制、數據治理模式及與之分離的治理結構，實施項目涉及到跨源數據的匯聚、互聯互通，通過數據管道、區塊鏈技術實現數據創新服務應用，最后以用戶服務體驗評價政務創新應用的成效。

4.1 評價方法

數據包絡分析法（Data Envelopment Analysis，簡稱DEA）是由Charnes等在1978年首次提出[29]，可以解決多投入產出決策單元（Multiple Dmus Unit，簡稱DMU）的非參數統計估算。采用DEA的優點主要體現在3方面：一是不需預先設計權重，每個投入產出的權重由DMU 實際數據求得最優權重，可以避免主觀因素的影響；二是以DMU 各投入產出的權重為變量，直接使用原始數據進行分析；三是適合處理復雜關系的決策問題。

但是DEA也存在不足之處，無法對相對有效的DMU進行效率排序評價，因為超效率DEA模型在評價第i個DMU時，不再包含第i個DMU在內，而是被其他所有的DMU投入產出進行線性組合替代，從而達到對DMU進行充分比較和排序的目的[21]。

4.2 樣本數據來源

以2019年某市政府公安局、教育局、農業局等7個部門為研究對象，每個部門為一個DMU，共有8個投入指標和1個產出指標，采用DEA評價方法分析出該市政務數據共享的績效。具體數據如表3所示，其中投入間接指標計量單位為“次”，投入指標單位為“萬元”，產出指標為問卷得票數，表中數值0.001代表缺失值或0值，數據標準化后基本達到效度測量的要求。

表3 政府各部門指標數據Table 3 Index data of government departments

4.3 結果分析

為了更好地描述該市政務數據投入產出效率，將每個部門為一個DMU構建DEA超效率模型，并采用MATLAB軟件計算出超效率值，得知2019年該市政府各部門數據共享信息化服務的效能結果如下表4所示。

表4 政府各部門效率評價值Table 4 Efficiency evaluation value of government departments

從表4 中得知，DEA 評價值小于1 說明該部門存在資源浪費現象，即資源轉化成效不高，評價值越低表示資源浪費越嚴重，可通過優化資源配置或改進資源管理方式來提高資源有效轉化；DEA 評價值大于1說明該部門投入規模有效轉化、規模效率提升有效利用，評價值越高說明資源利用效率越高，評價最高為教育局。

根據DEA 超效率模型分析政務數據信息化服務的效率，目的是為了政府各部門重視跨源多維數據共享的資源轉化，構建合理“人、財、物”資源框架體系，積極發揮資源的效率。從表3與表4中得知不同部門投入與產出的轉化區別較大，因此必須采取具有針對性政策與資源投入來推動跨源多維數據共享與服務創新的高效優化升級，滿足民眾對信息化服務的高要求，所以在實施項目管理時將政務治理中管理方法運用于數據共享與服務管理中，從而提高資源使用效率，同時提升政務數據共享的水平，并以提升用戶體驗服務創新為目標來優化評價結果。

5 結語

本文提出“跨源多維政務數據治理”理論，是傳統電子政務理論的服務創新，是一種數據科學與管理科學的創新方案。在傳統數據共享平臺上綜合分析、歸納總結出符合新時代的政務服務平臺，在管理科學層面上加入技術層面實踐的探索，是政務服務實踐理論的補充與創新：一是采用區塊鏈技術確保政務數據安全、優化政務服務、實現無紙化辦公的升級創新；二是構建“數字政府”框架，轉變政務服務方式，由傳統的被動服務向現代的主動服務，提高政務工作效率；三是數據共享的個性化服務，為了確?？缭磾祿陌踩?，政府無法對社會直接開放政務數據，只能根據社會工作的需求，對數據再次開發利用，為社會企業提供個性化推送服務，解決了政務數據中心化、共享程度低、數據量大的實際問題，實現政務事務一站式辦理。該平臺還存在不足之處，比如同一時間點流入區塊鏈可能會造成擁堵，導致數據共享效率緩慢，影響運行效率與穩定性，希望后期不斷完善分析政務數據個性化的價值，為數字政府和營商環境提供決策輔助與支持。