羅少卿

（湖南大唐先一科技有限公司，湖南 長沙 410000）

我國是一個以煤炭為主體的能源消費大國，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。針對燃料管理系統(tǒng)計劃、采購、調(diào)運、驗收、結(jié)算方面精細化、系統(tǒng)化管理，實現(xiàn)對相關(guān)環(huán)節(jié)進行過程化管控，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、服務(wù)器控制方面增加了安全防護，并在數(shù)據(jù)庫增加了審計程序，對數(shù)據(jù)的異動進行報警及統(tǒng)計。但從數(shù)據(jù)報警及時性、報警方式、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

燃料管理重點數(shù)據(jù)涉及多個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的變動、異動都會影響燃料管理有關(guān)管理以及決策與分析，如基礎(chǔ)信息、采樣、計量、化驗、合同、結(jié)算等，燃料數(shù)據(jù)方面管理對企業(yè)的生產(chǎn)安全、經(jīng)濟效益、廉政管理帶來巨大挑戰(zhàn)與風(fēng)險。

（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，影響汽車入廠時車輛定位、采樣方案生成，以及計量數(shù)據(jù)判斷，同時也影響入廠環(huán)節(jié)安全生產(chǎn)。供應(yīng)商信息，企業(yè)名稱、稅號、聯(lián)系人、銀行賬號等，影響對供應(yīng)商服務(wù)評價，數(shù)據(jù)統(tǒng)合統(tǒng)計分析，供應(yīng)商財務(wù)付款。（2）采樣信息。采樣方案，如采樣點數(shù)、采樣點區(qū)位、采樣點坐標，這些信息會影響對煤樣采樣均勻性，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）化驗信息?；炐畔ǜ骶唧w化驗指標項，是結(jié)算質(zhì)量來源?；灁?shù)據(jù)變化間接影響結(jié)算成本。（5）合同信息。合同包括具體計價條款、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，就是一個又一個區(qū)塊組成的鏈條，每個區(qū)塊中利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驗證與存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)塊以時間順序相連的方式組合成的鏈式數(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，它們?yōu)檎麄€區(qū)塊鏈系統(tǒng)提供存儲空間和算力支持。如果要修改區(qū)塊鏈中的信息，必須征得半數(shù)以上節(jié)點的同意并修改所有節(jié)點中的信息，而這些節(jié)點通常掌握在不同的主體手中，篡改信息的成本遠超于數(shù)據(jù)本身價值。因此篡改區(qū)塊鏈中的信息是一件極其難以付諸、且性價比極低的冒險行動。綜上所述，區(qū)塊鏈信息難以篡改、去中心化特點對現(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)中部署多個節(jié)點（服務(wù)器集群），節(jié)點之間互聯(lián)互通。在節(jié)點上安裝區(qū)塊鏈管理平臺，利用其區(qū)塊鏈相關(guān)核心技術(shù)解決燃料實際應(yīng)用中的問題。同時，需要對現(xiàn)有燃料系統(tǒng)進行一定改造，對系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進行調(diào)整，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲并行為業(yè)務(wù)、數(shù)鏈兩個通道并增加事務(wù)處理機制。即業(yè)務(wù)通道實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫存儲，數(shù)鏈通道實現(xiàn)對數(shù)據(jù)上傳區(qū)塊鏈節(jié)點。系統(tǒng)調(diào)整后，每個關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同時，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)塊鏈管理平臺自身特性，其他節(jié)點也會進行數(shù)據(jù)同步存儲，數(shù)據(jù)傳輸與存儲采用特殊加密，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)點上交易記錄臺賬，每個節(jié)點分別維護。分布式賬本指由分布在不同地方的各節(jié)點共同組成，每個節(jié)點記錄是一個完整的賬目，互為備份。區(qū)塊鏈管理平臺負責(zé)對節(jié)點協(xié)調(diào)管理，動態(tài)分配資源，實現(xiàn)節(jié)點間數(shù)據(jù)同步。因此，節(jié)點之間都可以參與監(jiān)督交易合法性，同時也可以共同為其作證。每個關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)時，除保存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫外，數(shù)據(jù)會同步至各節(jié)點中。

2.2 非對稱加密

存儲在區(qū)塊鏈節(jié)點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)的安全和個人的隱私。

2.3 共識機制

共識機制就是所有記賬節(jié)點之間達成共識方式，從而去認定一個記錄的有效性，它是認定的手段，也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識機制，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，采用基于No-op（無須共識）或者PBFT 共識具有最終性，一旦達成共識就不可逆轉(zhuǎn)，更符合當(dāng)前實際場景需求。

2.4 監(jiān)管體系

針對燃料業(yè)務(wù)場景下的監(jiān)管需求，基于PKI 證書體系，可以實現(xiàn)交易的追蹤、認責(zé)、不可抵賴、數(shù)據(jù)授權(quán)訪問、監(jiān)管和審計等特性。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，可靈活配置按分級組織機構(gòu)、按同級組織、按業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署、按內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)部署（同機構(gòu)內(nèi)部）等多種部署方式。大多數(shù)火電企業(yè)可采用分級組織機構(gòu)來部署，即在集團公司、二級分公司、三級火電企業(yè)上的服務(wù)器上分別部署節(jié)點，并形成星形網(wǎng)絡(luò)節(jié)點集群。

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

（1）對燃料系統(tǒng)的車輛基礎(chǔ)信息的新增、修改功能邏輯進行改造，實現(xiàn)對車輛信息的變更記錄在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕。針對系統(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在區(qū)塊鏈技術(shù)平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+車牌號碼”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上的唯一性。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“-”進行連接。（2）在系統(tǒng)巡檢服務(wù)程序中，增加車輛信息對比邏輯。

3.1.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺上密文存儲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)點上留痕存證。（2）系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺中簽名數(shù)據(jù)（最后一次存儲）進行解密，對存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進行巡檢，對數(shù)據(jù)異常進行報警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報警信息模塊中對數(shù)據(jù)異常情況進行展示，包括車輛信息更改前后對比情況、歷次更改軌跡，與同車型車輛信息對比分析。

3.2 采樣機信息

3.2.1 系統(tǒng)改造要點

（1）對燃料系統(tǒng)的采樣方案生成邏輯進行改造，實現(xiàn)對生成的原始采樣方案數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕，確保所有電廠所有車輛采樣方案加密存儲在區(qū)塊鏈管理平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+車牌號碼+CY+流水號”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上的唯一性。加密內(nèi)容包括采樣區(qū)域、采樣坐標點等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進行連接。（2）在系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)程序中，增加采樣方案對比邏輯。

3.2.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺上密文存儲了所有電廠所有車輛的采樣方案信息。（2）系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺中簽名數(shù)據(jù)進行解密，對存儲在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的采樣方案信息、實際采樣結(jié)果進行巡檢，對數(shù)據(jù)異常進行報警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報警信息模塊中對數(shù)據(jù)異常情況進行展示，包括采樣方案更改前后對比情況、指定日期時間段內(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

（1）對燃料系統(tǒng)的過重、過輕生成邏輯進行改造，在過重、過輕數(shù)據(jù)生成上傳燃料系統(tǒng)后，同時在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕，確保所有電廠所有車輛的過重、過輕數(shù)據(jù)加密存儲在區(qū)塊鏈管理平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+車牌號碼+GZ+流水號”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上的唯一性。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“-”進行連接。（2）在系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)程序中增加過重、過輕數(shù)據(jù)對比邏輯。

3.3.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

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

3.4 煤質(zhì)化驗

3.4.1 系統(tǒng)改造要點

（1）對燃料系統(tǒng)的化驗報告生成邏輯進行改造，實現(xiàn)對生成的原始化驗報告指標在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕，確保所有電廠的化驗報告數(shù)據(jù)加密存儲在區(qū)塊鏈技術(shù)平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+入廠批次+制樣批次”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上唯一性。（2）在系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)程序中，增加化驗數(shù)據(jù)對比邏輯。

3.4.2 應(yīng)用效果

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

3.5 燃料結(jié)算

3.5.1 系統(tǒng)改造要點

（1）對燃料系統(tǒng)結(jié)算單邏輯進行改造，實現(xiàn)燃料結(jié)算數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕，確保所有電廠的所有結(jié)算單主要指標數(shù)據(jù)加密存儲在區(qū)塊鏈管理平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+結(jié)算單編號”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上的唯一性。加密內(nèi)容包括煤量、煤價、煤款等指標數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進行連接。（2）在系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)程序中，增加燃料結(jié)算單指標對比邏輯。

3.5.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

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

3.6 燃料月報

3.6.1 系統(tǒng)改造要點

（1）對燃料系統(tǒng)月報處理邏輯進行改造，實現(xiàn)燃料月報數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈管理平臺上留痕，確保所有電廠的所有月報主要指標數(shù)據(jù)加密存儲在區(qū)塊鏈管理平臺上。簽名信息由“機構(gòu)編碼+月份”組成，確保簽名信息在全網(wǎng)平臺上的唯一性。加密內(nèi)容包括煤量、煤價、運費、總煤款等指標數(shù)據(jù)，采用特殊“-”進行連接。（2）在系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)程序中，增加月報指標對比邏輯。

3.6.2 系統(tǒng)改造效果

（1）區(qū)塊鏈管理平臺上密文存儲了所有電廠所有月份的月報信息。（2）系統(tǒng)后臺巡檢服務(wù)根據(jù)區(qū)塊鏈管理平臺中簽名數(shù)據(jù)進行解密，對存儲在數(shù)據(jù)庫中的月報指標數(shù)據(jù)進行巡檢，對數(shù)據(jù)異常進行報警推送。（3）在數(shù)據(jù)監(jiān)控/報警信息模塊中，對數(shù)據(jù)異常情況進行展示，包括月報更改前后的情況、指定時間段指定單位的月報情況分析。

4 結(jié)語

時代在不斷進步，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俱進行。本文以火電企業(yè)燃料管理中相關(guān)難點痛點為出發(fā)點，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)，以最小的代價實現(xiàn)完成系統(tǒng)改造升級，從而推動管理手段不斷完善。目前該成果在中國XX 集團大規(guī)?；瘜嵺`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。