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2021-05-19 05:23:30阮環(huán)陽張萬里
工業(yè)安全與環(huán)保 2021年5期
阮環(huán)陽 張萬里
(1.浙江國際海運職業(yè)技術學院 浙江舟山316021； 2.浙江省化工研究院有限公司 杭州 310023)
0 引言
近十年我國石油化工生產(chǎn)安全事故總數(shù)和傷亡人數(shù)均呈下降趨勢，但近幾年重特大化工生產(chǎn)事故時有發(fā)生，如2015年“8·12天津港”、2019年“3·21江蘇響水”等爆炸事故，給國民經(jīng)濟造成了重大損失。隨著新媒體傳播技術的進步，化工安全事故輿情影響逐漸增大，從業(yè)人員和生產(chǎn)主體的安全管理意識逐漸增強，企業(yè)在安全管理方面投入的成本也逐年增加。但是，技術手段的改進仍只停留在生產(chǎn)現(xiàn)場安全監(jiān)督體系升級改造、增加HAZOP危險性因素分析等傳統(tǒng)方法上[1-2]，對于先進技術如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等領域的關注與應用尚處于起步階段。
1 ?；钒踩芾砉ぷ鞯男蝿?/h2>
危險化學品(簡稱?；?是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒和助燃等性質(zhì)，對人體、設施及環(huán)境具有危害的劇毒化學品和其他化學品。危化品安全管理涉及其生產(chǎn)、倉儲、使用、運輸和經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)。近十年我國在政府和企業(yè)兩個層面主要從以下幾個方面開展?；返陌踩芾砉ぷ?。
1.1 政府層面優(yōu)化頂層設計，完善安全管理制度
一是以法律政策保障?；返陌踩a(chǎn)、流通與使用，落實安全生產(chǎn)責任制，加強對從業(yè)主體的約束管理[3]。二是針對“化工圍城”等突出問題，通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，將分散的化工生產(chǎn)企業(yè)集中搬遷，進行科學規(guī)劃與指導，淘汰落后產(chǎn)能，推進化工園區(qū)和綠色石化基地建設，對?；愤M行集中生產(chǎn)處理，減少中間流通環(huán)節(jié)[4]。三是針對危化品運輸?shù)闹攸c環(huán)節(jié)，建立了有關車輛、人員、道路和物流等方面的針對性政策制度，如加強對危化品道路運輸車輛的管理[5-6]，加強對?；愤\輸人員的安全培訓，改進車輛、包裝和安全設備設施的裝配水平[7]。
1.2 企業(yè)層面推進科技強安，建立安全生產(chǎn)標準化體系
一是通過加強培訓管理，提升崗位人員安全責任意識；貫徹安全教育制度，強化安全技術培訓和考核，提升崗位人員專業(yè)素質(zhì)和知識水平；完善安全檢查制度，加大安全巡檢頻率并建立監(jiān)督機制，對違規(guī)作業(yè)進行制約管理[8]。二是進行技術改造和升級，對儀表控制系統(tǒng)進行改造，提升自動化水平；增設預警報警系統(tǒng)裝置，減少危險崗位作業(yè)人員；生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進如化工過程危害分析(HAZOP分析)、保護層分析(LOPA)及SIL定級分析等重要?；钒踩L險分析工具[2,9]。近幾年，以中石化為代表的大型能源公司在流通環(huán)節(jié)發(fā)展了以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的?；愤\輸監(jiān)控管理系統(tǒng)，全面提升了危化品物流管理水平[10-11]。
在2015年“8·12天津港”爆炸事故之后，國務院調(diào)查組建議建立全國統(tǒng)一的?；繁O(jiān)管信息平臺，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術手段,對危化品的生產(chǎn)、經(jīng)營、運輸、儲存、使用及廢棄處置進行全過程、全鏈條的信息化管理，實現(xiàn)?；穪碓纯裳?、去向可溯、狀態(tài)可控，實現(xiàn)企業(yè)、監(jiān)管部門、公安消防部門及專業(yè)應急救援隊伍之間信息共享。
2 區(qū)塊鏈技術概述
區(qū)塊鏈技術被認為是第四次工業(yè)革命的重要驅(qū)動力之一。區(qū)塊鏈是一種將數(shù)據(jù)區(qū)塊根據(jù)時間戳以鏈式相連并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本技術[12-13]。隨著區(qū)塊鏈在數(shù)字加密貨幣中的成功應用，它正在加速與各領域的融合，如金融、民生、政務、智慧城市和工業(yè)控制等領域。區(qū)塊鏈技術的集成應用在技術革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用，把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新共同發(fā)展[14-15]。
現(xiàn)行的?；钒踩芾磙k法體系復雜，在生產(chǎn)和流通過程中多采用中心化模式進行管理，即上下級負責制，同級部門之間不存在相互制約的關系，信息分享不暢通。例如，消防部門在面對易燃?；肥鹿蕰r，不能在第一時間得知事故現(xiàn)場的?；穬Υ鏀?shù)量、種類和處置方法，導致消防員在化學災害事故救援時可能造成自身傷害。區(qū)塊鏈技術采用去中心化模式，即分布式賬本，將原來只有一個賬本的管理變成多個區(qū)塊的多賬本管理，這個賬本即“鏈塊”記錄著所有權、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和價值等信息，每個人都有權限訪問并參與其中。該賬本可以及時進行更新，同時驗證賬本各方是否達成共識。加入賬本中的數(shù)據(jù)不可隨意篡改，只有對每個人都有效才會允許更新，賬本數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡中不同的網(wǎng)址、位置或機構進行共享。網(wǎng)絡中所有參與者都有自己的賬本身份信息副本，賬本中任何改變都會反映到各方的副本中。區(qū)塊鏈技術使得同級部門之間建立起相互制約和信任的關系。將區(qū)塊鏈技術引入?；钒踩芾恚刮；肥鹿侍幚碛杀粍討獙D(zhuǎn)變?yōu)榉e極預防。
3 “區(qū)塊鏈+危化品安全管理”的應用模型
目前區(qū)塊鏈技術已經(jīng)成功應用于化學品物流的交易環(huán)節(jié)，針對?；返纳a(chǎn)、運輸和使用等其他環(huán)節(jié)的應用尚停留在理論探索階段[16-18]。本文參照區(qū)塊鏈技術在金融、教育及工業(yè)控制等領域的應用和發(fā)展情況[19-20]，結(jié)合危化品安全管理現(xiàn)狀與需求，構建將區(qū)塊鏈技術應用于危化品安全管理的模型。
3.1 構建基于區(qū)塊鏈的危化品數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡平臺
該?；窋?shù)據(jù)網(wǎng)絡平臺由參與?；飞a(chǎn)、運輸、經(jīng)營和消費的企業(yè)，以及消防、公安和政府監(jiān)管部門等節(jié)點共同參與賬本建設。在網(wǎng)絡賬本中，由?；飞a(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生第一組源頭數(shù)據(jù)，生產(chǎn)企業(yè)在?；烦鰪S之前發(fā)布其種類、數(shù)量、包裝等“創(chuàng)世”數(shù)據(jù)信息，并生成對應的RFID數(shù)據(jù)標簽。信息存入?yún)^(qū)塊鏈以后，由經(jīng)營和生產(chǎn)企業(yè)生成交易信息，轉(zhuǎn)交運輸企業(yè)完成運輸交易，各節(jié)點根據(jù)自身實際職能參與維護更新?；焚~本數(shù)據(jù)，如圖1所示。節(jié)點之間相互信任的關系通過共識算法來實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)，由于賬本數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中存在多個副本，即使某個節(jié)點發(fā)生賬本遺失也不會影響數(shù)據(jù)的存儲。這樣的存儲邏輯關系成為構建分布式網(wǎng)絡的基礎，改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中存在上下級制度的中心節(jié)點模式，實現(xiàn)了危化品數(shù)據(jù)的公開透明與共建維護。
圖1 分布式賬本數(shù)據(jù)結(jié)構
3.2 ?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈建設
?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈建設的本質(zhì)是通過哈希函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與交易共識。區(qū)塊鏈通常并不直接用來保存原始數(shù)據(jù)或存儲相關交易過程,而是直接用來保存其中的哈希函數(shù)值,即將原始數(shù)據(jù)編碼為特定時間長度的由數(shù)字和英文字母組成的字符串后記入其中的區(qū)塊鏈。充分利用哈希函數(shù)的特點,有效保障區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲符合一定的邏輯常理,保證存儲數(shù)據(jù)的有效性。每個區(qū)塊由當前區(qū)塊頭和相鄰區(qū)塊體共同構成,區(qū)塊頭由散列值、時間戳、當前區(qū)塊頭對Pow計算問題的難度值、當前區(qū)塊頭對Pow計算問題的解(以及滿足要求的隨機哈希函數(shù))及Merkle根組成；區(qū)塊體則包含了關于區(qū)塊的完整交易信息和Merkle樹。時間戳是通過在每一個前置區(qū)塊頭中直接封裝一個前置區(qū)塊頭哈希值的方式,將每個區(qū)塊相互進行連接從而形成鏈式的結(jié)構。其工作原理主要是通過利用時間戳對區(qū)塊頭的前后排列哈希值對應的每一個位置區(qū)塊進行了標記,時間戳Time對每一個區(qū)塊在鏈中的前后排列順序和時間進行了確認,區(qū)塊的前后順序排列與時間戳進行標記的區(qū)塊歷史時間順序一致,當區(qū)塊頭哈希函值發(fā)生變化時,相鄰區(qū)塊頭的前后排列哈希值隨之發(fā)生變化,則區(qū)塊需重新計算哈希值以確定新的前置區(qū)塊順序和時間關系,由此形成了具有時間前后順序的鏈式區(qū)塊鏈結(jié)構，如圖2所示。編號為N的當前區(qū)塊頭哈希值為Hash(N)，在交易流通中該區(qū)塊的?；焚~本數(shù)據(jù)發(fā)生變動時，一定會引起 Hash(N)變化。而且由于該哈希值與編號為N+1的區(qū)塊頭哈希值Hash(N+1)存在聯(lián)動效應，即Hash(N)的變化會引起Hash(N+1)的變化，這種變化進而沿著鏈生長方向傳遞下去，形成一個動態(tài)的順序儲存結(jié)構?？梢岳斫鉃楫攨^(qū)塊頭N哈希值發(fā)生變化時，在N之后的所有區(qū)塊頭哈希值均隨之發(fā)生變化，新的哈希值由服務器更新計算。區(qū)塊頭設計的優(yōu)勢是體積小，其數(shù)據(jù)容量通常占整個區(qū)塊鏈體積的千分之一以下，所以為輕型節(jié)點如智能手機、平板電腦、移動計算機的實現(xiàn)提供依據(jù)。
圖2 ?；穮^(qū)塊鏈模型
?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈的使用可在以下方面起到重要作用：①縮減生產(chǎn)企業(yè)、運輸單位、消防部門、監(jiān)管部門之間的溝通成本，提升?；肥褂眉罢{(diào)度過程的效率，解決?；窋?shù)據(jù)造假等漏洞問題；②企業(yè)用戶通過加密技術和匿名化處理，對自己的數(shù)據(jù)有選擇地進行加密或者公開，保護了經(jīng)營者的商業(yè)秘密；③區(qū)塊鏈技術可以實現(xiàn)危化品的生產(chǎn)、運輸、消費全供應鏈信息共享。
4 區(qū)塊鏈應用于危化品安全管理面臨的問題
4.1 數(shù)據(jù)的采集與真實性
區(qū)塊鏈技術本身具有相當?shù)臄?shù)據(jù)防篡改安全特性，但是數(shù)據(jù)本身是由各節(jié)點參與生成的，這就需要保障數(shù)據(jù)錄入的真實性，而目前?；窋?shù)據(jù)的全維全時采集仍然發(fā)展滯后，主要是企業(yè)的信息化程度仍然不高。解決數(shù)據(jù)的采集與保障真實性等問題，需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等技術來實現(xiàn)。首先需要將數(shù)據(jù)和設備聯(lián)網(wǎng)上鏈，?；飞a(chǎn)企業(yè)對即將流通的危化品發(fā)出“創(chuàng)世”信息，在后續(xù)流通中要求每個參與主體都依照相同的申請流程，對產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)包括?；返膬Υ鏀?shù)量及地點、MSDS信息、主要用途、危險特性、儲存使用和運輸?shù)陌踩?、出現(xiàn)危險情況的應急處置措施等內(nèi)容進行合法錄入，以實現(xiàn)一定程度的信息共享，為監(jiān)管、公安等部門提供真實有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)和執(zhí)法依據(jù)。
4.2 數(shù)據(jù)安全與隱私
在區(qū)塊鏈上，采用非對稱加密技術通過一對公鑰和私鑰進行數(shù)據(jù)加密，只有對應的公鑰和私鑰才能打開閱讀賬本數(shù)據(jù)。公鑰對全網(wǎng)用戶公開，所有信息公開透明，每個節(jié)點都有一份完整的數(shù)據(jù)備份，保證各區(qū)塊數(shù)據(jù)的開放性和透明性；私鑰只對用戶本身或授權者開放，但數(shù)據(jù)安全完全由私鑰決定，私鑰一旦泄露或者丟失，將會有不可預知的風險。因此，“去中心化”的特點也可能會帶來一定的監(jiān)管難題。
5 結(jié)語
分析?；穼е碌氖鹿屎腿松韨?，發(fā)現(xiàn)根本原因是對危化品的管理不善。按照現(xiàn)行《危險化學品安全管理條例》的要求，監(jiān)管體系復雜，部門間信息交流不暢，數(shù)據(jù)共享程度不高，也使?；钒踩O(jiān)管工作難上加難。
危化品安全管理領域與區(qū)塊鏈有著良好的應用契合點，雖然目前還無法準確預估區(qū)塊鏈技術對?；钒踩芾眍I域?qū)a(chǎn)生多大影響，但是就區(qū)塊鏈技術的特點而言，區(qū)塊鏈技術有助于簡化復雜的流程，實現(xiàn)作業(yè)標準化，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術還能對?；窋?shù)據(jù)進行分散收集、精確分析與聯(lián)動管理，讓各部門之間的信息溝通更便捷。區(qū)塊鏈技術有助于各部門進行?；返乃菰垂芾?，通過對化工廠中?；返臄?shù)據(jù)信息進行統(tǒng)籌管理，能幫助化工廠更合理地進行?；返膬Υ婧凸芾恚粎^(qū)塊鏈技術還能將可穿戴設備上的數(shù)據(jù)進行共享，通過與消防等部門互通互聯(lián)，實現(xiàn)對?；返膶崟r有效跟蹤，消除部門之間的溝通壁壘。將區(qū)塊鏈技術應用在危化品安全管理中，能豐富現(xiàn)行危化品管理的技術手段，減少石油化工行業(yè)事故發(fā)生的頻率，預防重特大事故的發(fā)生；能為消防、環(huán)保和安監(jiān)等部門迅速提供泄漏物質(zhì)的種類、性質(zhì)以及該物質(zhì)的分布情況，為事故發(fā)生后的處理方案提供最及時準確的救援依據(jù)，最大程度降低次生災害的發(fā)生。
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0 引言
近十年我國石油化工生產(chǎn)安全事故總數(shù)和傷亡人數(shù)均呈下降趨勢，但近幾年重特大化工生產(chǎn)事故時有發(fā)生，如2015年“8·12天津港”、2019年“3·21江蘇響水”等爆炸事故，給國民經(jīng)濟造成了重大損失。隨著新媒體傳播技術的進步，化工安全事故輿情影響逐漸增大，從業(yè)人員和生產(chǎn)主體的安全管理意識逐漸增強，企業(yè)在安全管理方面投入的成本也逐年增加。但是，技術手段的改進仍只停留在生產(chǎn)現(xiàn)場安全監(jiān)督體系升級改造、增加HAZOP危險性因素分析等傳統(tǒng)方法上[1-2]，對于先進技術如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等領域的關注與應用尚處于起步階段。
1 ?；钒踩芾砉ぷ鞯男蝿?/h2>
危險化學品(簡稱?；?是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒和助燃等性質(zhì)，對人體、設施及環(huán)境具有危害的劇毒化學品和其他化學品。危化品安全管理涉及其生產(chǎn)、倉儲、使用、運輸和經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)。近十年我國在政府和企業(yè)兩個層面主要從以下幾個方面開展?；返陌踩芾砉ぷ?。
1.1 政府層面優(yōu)化頂層設計，完善安全管理制度
一是以法律政策保障?；返陌踩a(chǎn)、流通與使用，落實安全生產(chǎn)責任制，加強對從業(yè)主體的約束管理[3]。二是針對“化工圍城”等突出問題，通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，將分散的化工生產(chǎn)企業(yè)集中搬遷，進行科學規(guī)劃與指導，淘汰落后產(chǎn)能，推進化工園區(qū)和綠色石化基地建設，對?；愤M行集中生產(chǎn)處理，減少中間流通環(huán)節(jié)[4]。三是針對危化品運輸?shù)闹攸c環(huán)節(jié)，建立了有關車輛、人員、道路和物流等方面的針對性政策制度，如加強對危化品道路運輸車輛的管理[5-6]，加強對?；愤\輸人員的安全培訓，改進車輛、包裝和安全設備設施的裝配水平[7]。
1.2 企業(yè)層面推進科技強安，建立安全生產(chǎn)標準化體系
一是通過加強培訓管理，提升崗位人員安全責任意識；貫徹安全教育制度，強化安全技術培訓和考核，提升崗位人員專業(yè)素質(zhì)和知識水平；完善安全檢查制度，加大安全巡檢頻率并建立監(jiān)督機制，對違規(guī)作業(yè)進行制約管理[8]。二是進行技術改造和升級，對儀表控制系統(tǒng)進行改造，提升自動化水平；增設預警報警系統(tǒng)裝置，減少危險崗位作業(yè)人員；生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進如化工過程危害分析(HAZOP分析)、保護層分析(LOPA)及SIL定級分析等重要?；钒踩L險分析工具[2,9]。近幾年，以中石化為代表的大型能源公司在流通環(huán)節(jié)發(fā)展了以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的?；愤\輸監(jiān)控管理系統(tǒng)，全面提升了危化品物流管理水平[10-11]。
在2015年“8·12天津港”爆炸事故之后，國務院調(diào)查組建議建立全國統(tǒng)一的?；繁O(jiān)管信息平臺，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術手段,對危化品的生產(chǎn)、經(jīng)營、運輸、儲存、使用及廢棄處置進行全過程、全鏈條的信息化管理，實現(xiàn)?；穪碓纯裳?、去向可溯、狀態(tài)可控，實現(xiàn)企業(yè)、監(jiān)管部門、公安消防部門及專業(yè)應急救援隊伍之間信息共享。
2 區(qū)塊鏈技術概述
區(qū)塊鏈技術被認為是第四次工業(yè)革命的重要驅(qū)動力之一。區(qū)塊鏈是一種將數(shù)據(jù)區(qū)塊根據(jù)時間戳以鏈式相連并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本技術[12-13]。隨著區(qū)塊鏈在數(shù)字加密貨幣中的成功應用，它正在加速與各領域的融合，如金融、民生、政務、智慧城市和工業(yè)控制等領域。區(qū)塊鏈技術的集成應用在技術革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用，把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新共同發(fā)展[14-15]。
現(xiàn)行的?；钒踩芾磙k法體系復雜，在生產(chǎn)和流通過程中多采用中心化模式進行管理，即上下級負責制，同級部門之間不存在相互制約的關系，信息分享不暢通。例如，消防部門在面對易燃?；肥鹿蕰r，不能在第一時間得知事故現(xiàn)場的?；穬Υ鏀?shù)量、種類和處置方法，導致消防員在化學災害事故救援時可能造成自身傷害。區(qū)塊鏈技術采用去中心化模式，即分布式賬本，將原來只有一個賬本的管理變成多個區(qū)塊的多賬本管理，這個賬本即“鏈塊”記錄著所有權、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和價值等信息，每個人都有權限訪問并參與其中。該賬本可以及時進行更新，同時驗證賬本各方是否達成共識。加入賬本中的數(shù)據(jù)不可隨意篡改，只有對每個人都有效才會允許更新，賬本數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡中不同的網(wǎng)址、位置或機構進行共享。網(wǎng)絡中所有參與者都有自己的賬本身份信息副本，賬本中任何改變都會反映到各方的副本中。區(qū)塊鏈技術使得同級部門之間建立起相互制約和信任的關系。將區(qū)塊鏈技術引入?；钒踩芾恚刮；肥鹿侍幚碛杀粍討獙D(zhuǎn)變?yōu)榉e極預防。
3 “區(qū)塊鏈+危化品安全管理”的應用模型
目前區(qū)塊鏈技術已經(jīng)成功應用于化學品物流的交易環(huán)節(jié)，針對?；返纳a(chǎn)、運輸和使用等其他環(huán)節(jié)的應用尚停留在理論探索階段[16-18]。本文參照區(qū)塊鏈技術在金融、教育及工業(yè)控制等領域的應用和發(fā)展情況[19-20]，結(jié)合危化品安全管理現(xiàn)狀與需求，構建將區(qū)塊鏈技術應用于危化品安全管理的模型。
3.1 構建基于區(qū)塊鏈的危化品數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡平臺
該?；窋?shù)據(jù)網(wǎng)絡平臺由參與?；飞a(chǎn)、運輸、經(jīng)營和消費的企業(yè)，以及消防、公安和政府監(jiān)管部門等節(jié)點共同參與賬本建設。在網(wǎng)絡賬本中，由?；飞a(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生第一組源頭數(shù)據(jù)，生產(chǎn)企業(yè)在?；烦鰪S之前發(fā)布其種類、數(shù)量、包裝等“創(chuàng)世”數(shù)據(jù)信息，并生成對應的RFID數(shù)據(jù)標簽。信息存入?yún)^(qū)塊鏈以后，由經(jīng)營和生產(chǎn)企業(yè)生成交易信息，轉(zhuǎn)交運輸企業(yè)完成運輸交易，各節(jié)點根據(jù)自身實際職能參與維護更新?；焚~本數(shù)據(jù)，如圖1所示。節(jié)點之間相互信任的關系通過共識算法來實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)，由于賬本數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中存在多個副本，即使某個節(jié)點發(fā)生賬本遺失也不會影響數(shù)據(jù)的存儲。這樣的存儲邏輯關系成為構建分布式網(wǎng)絡的基礎，改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中存在上下級制度的中心節(jié)點模式，實現(xiàn)了危化品數(shù)據(jù)的公開透明與共建維護。
圖1 分布式賬本數(shù)據(jù)結(jié)構
3.2 ?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈建設
?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈建設的本質(zhì)是通過哈希函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與交易共識。區(qū)塊鏈通常并不直接用來保存原始數(shù)據(jù)或存儲相關交易過程,而是直接用來保存其中的哈希函數(shù)值,即將原始數(shù)據(jù)編碼為特定時間長度的由數(shù)字和英文字母組成的字符串后記入其中的區(qū)塊鏈。充分利用哈希函數(shù)的特點,有效保障區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲符合一定的邏輯常理,保證存儲數(shù)據(jù)的有效性。每個區(qū)塊由當前區(qū)塊頭和相鄰區(qū)塊體共同構成,區(qū)塊頭由散列值、時間戳、當前區(qū)塊頭對Pow計算問題的難度值、當前區(qū)塊頭對Pow計算問題的解(以及滿足要求的隨機哈希函數(shù))及Merkle根組成；區(qū)塊體則包含了關于區(qū)塊的完整交易信息和Merkle樹。時間戳是通過在每一個前置區(qū)塊頭中直接封裝一個前置區(qū)塊頭哈希值的方式,將每個區(qū)塊相互進行連接從而形成鏈式的結(jié)構。其工作原理主要是通過利用時間戳對區(qū)塊頭的前后排列哈希值對應的每一個位置區(qū)塊進行了標記,時間戳Time對每一個區(qū)塊在鏈中的前后排列順序和時間進行了確認,區(qū)塊的前后順序排列與時間戳進行標記的區(qū)塊歷史時間順序一致,當區(qū)塊頭哈希函值發(fā)生變化時,相鄰區(qū)塊頭的前后排列哈希值隨之發(fā)生變化,則區(qū)塊需重新計算哈希值以確定新的前置區(qū)塊順序和時間關系,由此形成了具有時間前后順序的鏈式區(qū)塊鏈結(jié)構，如圖2所示。編號為N的當前區(qū)塊頭哈希值為Hash(N)，在交易流通中該區(qū)塊的?；焚~本數(shù)據(jù)發(fā)生變動時，一定會引起 Hash(N)變化。而且由于該哈希值與編號為N+1的區(qū)塊頭哈希值Hash(N+1)存在聯(lián)動效應，即Hash(N)的變化會引起Hash(N+1)的變化，這種變化進而沿著鏈生長方向傳遞下去，形成一個動態(tài)的順序儲存結(jié)構?？梢岳斫鉃楫攨^(qū)塊頭N哈希值發(fā)生變化時，在N之后的所有區(qū)塊頭哈希值均隨之發(fā)生變化，新的哈希值由服務器更新計算。區(qū)塊頭設計的優(yōu)勢是體積小，其數(shù)據(jù)容量通常占整個區(qū)塊鏈體積的千分之一以下，所以為輕型節(jié)點如智能手機、平板電腦、移動計算機的實現(xiàn)提供依據(jù)。
圖2 ?；穮^(qū)塊鏈模型
?；窋?shù)據(jù)賬本區(qū)塊鏈的使用可在以下方面起到重要作用：①縮減生產(chǎn)企業(yè)、運輸單位、消防部門、監(jiān)管部門之間的溝通成本，提升?；肥褂眉罢{(diào)度過程的效率，解決?；窋?shù)據(jù)造假等漏洞問題；②企業(yè)用戶通過加密技術和匿名化處理，對自己的數(shù)據(jù)有選擇地進行加密或者公開，保護了經(jīng)營者的商業(yè)秘密；③區(qū)塊鏈技術可以實現(xiàn)危化品的生產(chǎn)、運輸、消費全供應鏈信息共享。
4 區(qū)塊鏈應用于危化品安全管理面臨的問題
4.1 數(shù)據(jù)的采集與真實性
區(qū)塊鏈技術本身具有相當?shù)臄?shù)據(jù)防篡改安全特性，但是數(shù)據(jù)本身是由各節(jié)點參與生成的，這就需要保障數(shù)據(jù)錄入的真實性，而目前?；窋?shù)據(jù)的全維全時采集仍然發(fā)展滯后，主要是企業(yè)的信息化程度仍然不高。解決數(shù)據(jù)的采集與保障真實性等問題，需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等技術來實現(xiàn)。首先需要將數(shù)據(jù)和設備聯(lián)網(wǎng)上鏈，?；飞a(chǎn)企業(yè)對即將流通的危化品發(fā)出“創(chuàng)世”信息，在后續(xù)流通中要求每個參與主體都依照相同的申請流程，對產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)包括?；返膬Υ鏀?shù)量及地點、MSDS信息、主要用途、危險特性、儲存使用和運輸?shù)陌踩?、出現(xiàn)危險情況的應急處置措施等內(nèi)容進行合法錄入，以實現(xiàn)一定程度的信息共享，為監(jiān)管、公安等部門提供真實有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)和執(zhí)法依據(jù)。
4.2 數(shù)據(jù)安全與隱私
在區(qū)塊鏈上，采用非對稱加密技術通過一對公鑰和私鑰進行數(shù)據(jù)加密，只有對應的公鑰和私鑰才能打開閱讀賬本數(shù)據(jù)。公鑰對全網(wǎng)用戶公開，所有信息公開透明，每個節(jié)點都有一份完整的數(shù)據(jù)備份，保證各區(qū)塊數(shù)據(jù)的開放性和透明性；私鑰只對用戶本身或授權者開放，但數(shù)據(jù)安全完全由私鑰決定，私鑰一旦泄露或者丟失，將會有不可預知的風險。因此，“去中心化”的特點也可能會帶來一定的監(jiān)管難題。
5 結(jié)語
分析?；穼е碌氖鹿屎腿松韨?，發(fā)現(xiàn)根本原因是對危化品的管理不善。按照現(xiàn)行《危險化學品安全管理條例》的要求，監(jiān)管體系復雜，部門間信息交流不暢，數(shù)據(jù)共享程度不高，也使?；钒踩O(jiān)管工作難上加難。
危化品安全管理領域與區(qū)塊鏈有著良好的應用契合點，雖然目前還無法準確預估區(qū)塊鏈技術對?；钒踩芾眍I域?qū)a(chǎn)生多大影響，但是就區(qū)塊鏈技術的特點而言，區(qū)塊鏈技術有助于簡化復雜的流程，實現(xiàn)作業(yè)標準化，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術還能對?；窋?shù)據(jù)進行分散收集、精確分析與聯(lián)動管理，讓各部門之間的信息溝通更便捷。區(qū)塊鏈技術有助于各部門進行?；返乃菰垂芾?，通過對化工廠中?；返臄?shù)據(jù)信息進行統(tǒng)籌管理，能幫助化工廠更合理地進行?；返膬Υ婧凸芾恚粎^(qū)塊鏈技術還能將可穿戴設備上的數(shù)據(jù)進行共享，通過與消防等部門互通互聯(lián)，實現(xiàn)對?；返膶崟r有效跟蹤，消除部門之間的溝通壁壘。將區(qū)塊鏈技術應用在危化品安全管理中，能豐富現(xiàn)行危化品管理的技術手段，減少石油化工行業(yè)事故發(fā)生的頻率，預防重特大事故的發(fā)生；能為消防、環(huán)保和安監(jiān)等部門迅速提供泄漏物質(zhì)的種類、性質(zhì)以及該物質(zhì)的分布情況，為事故發(fā)生后的處理方案提供最及時準確的救援依據(jù)，最大程度降低次生災害的發(fā)生。
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