羅少卿

（湖南大唐先一科技有限公司，湖南 長沙 410000）

我國是一個(gè)以煤炭為主體的能源消費(fèi)大國，長期以來，煤炭一直是我國的主體能源，在火電行業(yè)占成本的70%以上。由于各火電企業(yè)來煤結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸方式、煤場設(shè)置差異很大，供應(yīng)商摻雜使假手段不斷翻新，原系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)已無法辨別，對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)、經(jīng)營成本產(chǎn)生了較大影響，造成大量國有資產(chǎn)流失，也給企業(yè)的燃料人員帶來了一定的廉政風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)燃料管理系統(tǒng)計(jì)劃、采購、調(diào)運(yùn)、驗(yàn)收、結(jié)算方面精細(xì)化、系統(tǒng)化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行過程化管控，閉環(huán)管理，提升燃料管控水平，最大限度的降低生產(chǎn)成本。雖然很多電廠在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器控制方面增加了安全防護(hù)，并在數(shù)據(jù)庫增加了審計(jì)程序，對(duì)數(shù)據(jù)的異動(dòng)進(jìn)行報(bào)警及統(tǒng)計(jì)。但從數(shù)據(jù)報(bào)警及時(shí)性、報(bào)警方式、數(shù)據(jù)源頭控制及數(shù)據(jù)追溯等方面還存在不足，數(shù)據(jù)預(yù)警機(jī)制滯后，一旦數(shù)據(jù)在源頭被造假，后續(xù)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)應(yīng)用及分析則毫無意義。引入應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，利用其去中心化、不可篡改、全程可追溯等特性，對(duì)燃煤流程管理方面具有重要的里程碑意義。

1 燃料環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)影響分析

燃料管理重點(diǎn)數(shù)據(jù)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的變動(dòng)、異動(dòng)都會(huì)影響燃料管理有關(guān)管理以及決策與分析，如基礎(chǔ)信息、采樣、計(jì)量、化驗(yàn)、合同、結(jié)算等，燃料數(shù)據(jù)方面管理對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益、廉政管理帶來巨大挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)。

（1）基礎(chǔ)信息。車輛信息，如車型、核載重、皮重、車輛長寬、拉筋位置，影響汽車入廠時(shí)車輛定位、采樣方案生成，以及計(jì)量數(shù)據(jù)判斷，同時(shí)也影響入廠環(huán)節(jié)安全生產(chǎn)。供應(yīng)商信息，企業(yè)名稱、稅號(hào)、聯(lián)系人、銀行賬號(hào)等，影響對(duì)供應(yīng)商服務(wù)評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)統(tǒng)合統(tǒng)計(jì)分析，供應(yīng)商財(cái)務(wù)付款。（2）采樣信息。采樣方案，如采樣點(diǎn)數(shù)、采樣點(diǎn)區(qū)位、采樣點(diǎn)坐標(biāo)，這些信息會(huì)影響對(duì)煤樣采樣均勻性，采煤樣不具代表性，也是弄虛作假、摻雜使假的重要環(huán)節(jié)。（3）煤量信息。毛重、皮重的誤差關(guān)系來煤凈重，是結(jié)算重量來源。煤量數(shù)據(jù)變化間接影響結(jié)算成本。（4）化驗(yàn)信息?；?yàn)信息包括各具體化驗(yàn)指標(biāo)項(xiàng)，是結(jié)算質(zhì)量來源。化驗(yàn)數(shù)據(jù)變化間接影響結(jié)算成本。（5）合同信息。合同包括具體計(jì)價(jià)條款、考核條款等方面，是煤款結(jié)算的重要依據(jù)。合同信息變化影響煤款結(jié)算單。（6）結(jié)算信息。結(jié)算信息的變化直接影響結(jié)算成本。

2 區(qū)塊鏈在燃料應(yīng)用前景

區(qū)塊鏈，就是一個(gè)又一個(gè)區(qū)塊組成的鏈條，每個(gè)區(qū)塊中利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)塊以時(shí)間順序相連的方式組合成的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。這個(gè)鏈條被保存在系統(tǒng)的服務(wù)器集群中，只要系統(tǒng)的服務(wù)器集群中有一臺(tái)服務(wù)器可以工作，整條區(qū)塊鏈就是安全的。這些服務(wù)器在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中被稱為節(jié)點(diǎn)，它們?yōu)檎麄€(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間和算力支持。如果要修改區(qū)塊鏈中的信息，必須征得半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)的同意并修改所有節(jié)點(diǎn)中的信息，而這些節(jié)點(diǎn)通常掌握在不同的主體手中，篡改信息的成本遠(yuǎn)超于數(shù)據(jù)本身價(jià)值。因此篡改區(qū)塊鏈中的信息是一件極其難以付諸、且性價(jià)比極低的冒險(xiǎn)行動(dòng)。綜上所述，區(qū)塊鏈信息難以篡改、去中心化特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有燃料管理系統(tǒng)有著非常大的啟發(fā)，通過企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中部署多個(gè)節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器集群），節(jié)點(diǎn)之間互聯(lián)互通。在節(jié)點(diǎn)上安裝區(qū)塊鏈管理平臺(tái)，利用其區(qū)塊鏈相關(guān)核心技術(shù)解決燃料實(shí)際應(yīng)用中的問題。同時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)有燃料系統(tǒng)進(jìn)行一定改造，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并行為業(yè)務(wù)、數(shù)鏈兩個(gè)通道并增加事務(wù)處理機(jī)制。即業(yè)務(wù)通道實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，數(shù)鏈通道實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)上傳區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)調(diào)整后，每個(gè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同時(shí)，一方面調(diào)用業(yè)務(wù)通道，另一方面調(diào)用數(shù)鏈通道。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在上傳數(shù)鏈通道后，通過區(qū)塊鏈管理平臺(tái)自身特性，其他節(jié)點(diǎn)也會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)采用特殊加密，以確保數(shù)據(jù)的唯一性、一致性。

2.1 分布式賬本

賬本是指節(jié)點(diǎn)上交易記錄臺(tái)賬，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別維護(hù)。分布式賬本指由分布在不同地方的各節(jié)點(diǎn)共同組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄是一個(gè)完整的賬目，互為備份。區(qū)塊鏈管理平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)管理，動(dòng)態(tài)分配資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)同步。因此，節(jié)點(diǎn)之間都可以參與監(jiān)督交易合法性，同時(shí)也可以共同為其作證。每個(gè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)，除保存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫外，數(shù)據(jù)會(huì)同步至各節(jié)點(diǎn)中。

2.2 非對(duì)稱加密

存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上的交易記錄信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下才能訪問到，從而保證了數(shù)據(jù)的安全和個(gè)人的隱私。

2.3 共識(shí)機(jī)制

共識(shí)機(jī)制就是所有記賬節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成共識(shí)方式，從而去認(rèn)定一個(gè)記錄的有效性，它是認(rèn)定的手段，也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識(shí)機(jī)制，適用于不同的應(yīng)用場景，在效率和安全性之間取得平衡。根據(jù)燃料業(yè)務(wù)特點(diǎn)，采用基于No-op（無須共識(shí)）或者PBFT 共識(shí)具有最終性，一旦達(dá)成共識(shí)就不可逆轉(zhuǎn)，更符合當(dāng)前實(shí)際場景需求。

2.4 監(jiān)管體系

針對(duì)燃料業(yè)務(wù)場景下的監(jiān)管需求，基于PKI 證書體系，可以實(shí)現(xiàn)交易的追蹤、認(rèn)責(zé)、不可抵賴、數(shù)據(jù)授權(quán)訪問、監(jiān)管和審計(jì)等特性。BTC 或ETH 等公有鏈數(shù)據(jù)全公開、完全匿名且無監(jiān)管并不可控。

2.5 靈活部署

根據(jù)用戶場景以及業(yè)務(wù)需求，可靈活配置按分級(jí)組織機(jī)構(gòu)、按同級(jí)組織、按業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署、按內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)部署（同機(jī)構(gòu)內(nèi)部）等多種部署方式。大多數(shù)火電企業(yè)可采用分級(jí)組織機(jī)構(gòu)來部署，即在集團(tuán)公司、二級(jí)分公司、三級(jí)火電企業(yè)上的服務(wù)器上分別部署節(jié)點(diǎn)，并形成星形網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集群。

3 區(qū)塊鏈在燃料管理領(lǐng)域應(yīng)用場景

3.1 入廠車輛基本信息

3.1.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)的車輛基礎(chǔ)信息的新增、修改功能邏輯進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息的變更記錄在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕。針對(duì)系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)采取技術(shù)手段一次循環(huán)調(diào)用，確保所有電廠的車輛基本信息存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+車牌號(hào)碼”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上的唯一性。加密內(nèi)容包括車輛長、寬、高、底板高、車皮重量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進(jìn)行連接。（2）在系統(tǒng)巡檢服務(wù)程序中，增加車輛信息對(duì)比邏輯。

3.1.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有車輛的基本信息。車輛信息的修改記錄在各節(jié)點(diǎn)上留痕存證。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)（最后一次存儲(chǔ)）進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括車輛信息更改前后對(duì)比情況、歷次更改軌跡，與同車型車輛信息對(duì)比分析。

3.2 采樣機(jī)信息

3.2.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)的采樣方案生成邏輯進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)生成的原始采樣方案數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕，確保所有電廠所有車輛采樣方案加密存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+車牌號(hào)碼+CY+流水號(hào)”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上的唯一性。加密內(nèi)容包括采樣區(qū)域、采樣坐標(biāo)點(diǎn)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進(jìn)行連接。（2）在系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)程序中，增加采樣方案對(duì)比邏輯。

3.2.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有車輛的采樣方案信息。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的采樣方案信息、實(shí)際采樣結(jié)果進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括采樣方案更改前后對(duì)比情況、指定日期時(shí)間段內(nèi)指定供應(yīng)商不同車輛采樣方案分布情況、指定日期時(shí)間段內(nèi)采樣方案區(qū)位分析。

3.3 衡器信息

3.3.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)的過重、過輕生成邏輯進(jìn)行改造，在過重、過輕數(shù)據(jù)生成上傳燃料系統(tǒng)后，同時(shí)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕，確保所有電廠所有車輛的過重、過輕數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+車牌號(hào)碼+GZ+流水號(hào)”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上的唯一性。加密內(nèi)容包括過衡位、過衡重量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進(jìn)行連接。（2）在系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)程序中增加過重、過輕數(shù)據(jù)對(duì)比邏輯。

3.3.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有車輛的過重信息、過輕信息。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的過重信息、過輕信息進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括車輛過重、過輕數(shù)據(jù)更改前后對(duì)比情況，指定時(shí)間段內(nèi)指定車輛不同運(yùn)次下得過重、過輕情況，指定車輛指定日期時(shí)間段內(nèi)過重、過輕情況分析。

3.4 煤質(zhì)化驗(yàn)

3.4.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)的化驗(yàn)報(bào)告生成邏輯進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)生成的原始化驗(yàn)報(bào)告指標(biāo)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕，確保所有電廠的化驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+入廠批次+制樣批次”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上唯一性。（2）在系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)程序中，增加化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比邏輯。

3.4.2 應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有入廠批次的化驗(yàn)報(bào)告信息。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的化驗(yàn)報(bào)告信息進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中，對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括化驗(yàn)報(bào)告更改前后的情況，指定供應(yīng)商指定日期時(shí)間段內(nèi)的化驗(yàn)情況分析。

3.5 燃料結(jié)算

3.5.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)結(jié)算單邏輯進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)燃料結(jié)算數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕，確保所有電廠的所有結(jié)算單主要指標(biāo)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+結(jié)算單編號(hào)”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上的唯一性。加密內(nèi)容包括煤量、煤價(jià)、煤款等指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進(jìn)行連接。（2）在系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)程序中，增加燃料結(jié)算單指標(biāo)對(duì)比邏輯。

3.5.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有結(jié)算單信息。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的結(jié)算單指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括結(jié)算單更改前后的情況。

3.6 燃料月報(bào)

3.6.1 系統(tǒng)改造要點(diǎn)

（1）對(duì)燃料系統(tǒng)月報(bào)處理邏輯進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)燃料月報(bào)數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上留痕，確保所有電廠的所有月報(bào)主要指標(biāo)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上。簽名信息由“機(jī)構(gòu)編碼+月份”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺(tái)上的唯一性。加密內(nèi)容包括煤量、煤價(jià)、運(yùn)費(fèi)、總煤款等指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進(jìn)行連接。（2）在系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)程序中，增加月報(bào)指標(biāo)對(duì)比邏輯。

3.6.2 系統(tǒng)改造效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺(tái)上密文存儲(chǔ)了所有電廠所有月份的月報(bào)信息。（2）系統(tǒng)后臺(tái)巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺(tái)中簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的月報(bào)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行巡檢，對(duì)數(shù)據(jù)異常進(jìn)行報(bào)警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報(bào)警信息模塊中，對(duì)數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行展示，包括月報(bào)更改前后的情況、指定時(shí)間段指定單位的月報(bào)情況分析。

4 結(jié)語

時(shí)代在不斷進(jìn)步，技術(shù)在不斷迭代更新，企業(yè)的管理手段與方法也要與時(shí)俱進(jìn)行。本文以火電企業(yè)燃料管理中相關(guān)難點(diǎn)痛點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，從源頭上發(fā)現(xiàn)根源所在，通過技術(shù)創(chuàng)新引入并融合當(dāng)前前沿主流技術(shù)，以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)完成系統(tǒng)改造升級(jí)，從而推動(dòng)管理手段不斷完善。目前該成果在中國XX 集團(tuán)大規(guī)模化實(shí)踐應(yīng)用已初顯成效，保障管理各環(huán)節(jié)安全生產(chǎn)，提高數(shù)據(jù)安全性與數(shù)據(jù)透明度，為企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)營成本、廉政方面管理發(fā)揮重要作用。