基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系研究

摘? 要：電力安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著非常重要的作用。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、不可篡改、公開(kāi)透明、可溯源、集體維護(hù)等特性，在電力安全風(fēng)險(xiǎn)管控中有著較好的應(yīng)用價(jià)值。文章對(duì)電力安全風(fēng)險(xiǎn)管控的共享模式、互信模式、溯源模式進(jìn)行演化，通過(guò)搭建生產(chǎn)監(jiān)督聯(lián)盟鏈，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督全過(guò)程執(zhí)行上鏈存儲(chǔ)，使得安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作可以更有針對(duì)性地開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);安全生產(chǎn);安全監(jiān)督;風(fēng)險(xiǎn)管控

中圖分類號(hào)：TP311.13;TM73? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）20-0163-03

Research on Power Security Risk Management and Control System Based on Blockchain Technology

ZHANG Kai

（State Grid Zhejiang Electric Power Company Limited Economic and Technological Research Institute，Hangzhou? 310008，China）

Abstract：Power safety production and safety supervision play a very important role in ensuring the safe operation of power system. Blockchain technology has the characteristics of decentralization，non-tampering，openness and transparency，traceability，collective maintenance and so on，which has a good application value in power security risk management and control. The article evolves the sharing mode，mutual trust mode，and traceability mode of power security risk management and control. By building a production supervision alliance chain，the entire process of safety production and safety supervision is implemented on-chain storage，so that security risk management and control can be carried out in a more targeted manner.

Keywords：blockchain technology;safety production;safety supervision;risk management and control

0? 引? 言

從2016年12月，區(qū)塊鏈?zhǔn)状伪涣腥雵?guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》以來(lái)，區(qū)塊鏈技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的探索應(yīng)用，已經(jīng)延伸到了數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域，并在政務(wù)、民生、產(chǎn)權(quán)、版權(quán)、法律、海關(guān)、法院、食品安全、電信、軍工等非金融行業(yè)落地。

當(dāng)前，隨著社會(huì)發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)用電需求的增多，促使了電力行業(yè)的高速發(fā)展，但伴隨而來(lái)的是安全生產(chǎn)管理和安全監(jiān)督管理工作面臨了更大的挑戰(zhàn)。黨中央、國(guó)務(wù)院也高度重視安全生產(chǎn)工作，始終把安全生產(chǎn)擺在十分突出的位置，并作出了一系列重大決策部署，深入推進(jìn)安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展，也為安全生產(chǎn)的監(jiān)管提供了強(qiáng)大政策支持，加之區(qū)塊鏈技術(shù)帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，各行各業(yè)都在積極參與，剖析行業(yè)痛點(diǎn)、充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)逐步解決行業(yè)內(nèi)存在的各項(xiàng)問(wèn)題。

因此，浙江省電力有限公司迫切需要利用區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化、實(shí)時(shí)化、全景化安全風(fēng)險(xiǎn)管控，提高安全生產(chǎn)信息連接能力，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全智能化管控，有效防范安全事故。

1? 安全風(fēng)險(xiǎn)管控現(xiàn)狀分析

1.1? 安全風(fēng)險(xiǎn)管控挑戰(zhàn)多

當(dāng)前浙江省電力有限公司安全風(fēng)險(xiǎn)管理工作依然面臨諸多挑戰(zhàn)，安全形勢(shì)嚴(yán)峻復(fù)雜。一方面隨著新能源的快速發(fā)展，特高壓直流電網(wǎng)加速建設(shè)，“強(qiáng)直弱交”網(wǎng)架結(jié)構(gòu)矛盾日益突出，電網(wǎng)運(yùn)行控制和電力平衡難度加大，發(fā)生大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)始終存在;另一方面公司生產(chǎn)、基建任務(wù)持續(xù)處于高位，高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)多，現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)多面廣，人員不足、管控能力不足等問(wèn)題日益凸顯，確?，F(xiàn)場(chǎng)安全壓力巨大。

1.2? 安全風(fēng)險(xiǎn)管控涉及業(yè)務(wù)部門廣

當(dāng)前浙江省電力有限公司安全風(fēng)險(xiǎn)管控業(yè)務(wù)涉及調(diào)控、設(shè)備、基建、營(yíng)銷、安監(jiān)、信通等多個(gè)業(yè)務(wù)部門。其中，安監(jiān)部作為安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作的牽頭部門，主要承擔(dān)全過(guò)程監(jiān)督、檢查、評(píng)價(jià)工作，調(diào)控、設(shè)備、基建、營(yíng)銷、信通等專業(yè)部門按照“誰(shuí)主管誰(shuí)負(fù)責(zé)，管業(yè)務(wù)必須管安全”原則，協(xié)同配合開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作。

1.3? 信息化建設(shè)及應(yīng)用數(shù)據(jù)共享難

當(dāng)前浙江省電力有限公司信息化建設(shè)和應(yīng)用主要是國(guó)網(wǎng)公司統(tǒng)推信息化系統(tǒng)和省公司自建信息化系統(tǒng)，近幾年國(guó)網(wǎng)公司、浙江公司在技術(shù)應(yīng)用和平臺(tái)應(yīng)用等信息化建設(shè)方面也做出了重大布局和建設(shè)支撐，但仍然存在跨部門協(xié)同管控難，各專業(yè)信息化系統(tǒng)建設(shè)產(chǎn)生的相應(yīng)數(shù)據(jù)零散且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性不高、數(shù)據(jù)完整性不足、數(shù)據(jù)共享互通難等諸多問(wèn)題。

2? 區(qū)塊鏈應(yīng)用于安全風(fēng)險(xiǎn)管控的可行性分析

2.1? 區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特點(diǎn)

分析區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特點(diǎn)，可概括為以下幾點(diǎn)：

（1）去中心化：無(wú)須第三方介入，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交易、協(xié)調(diào)和協(xié)作。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，沒(méi)有任何一個(gè)機(jī)構(gòu)或個(gè)人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)的控制，而任一節(jié)點(diǎn)停止工作都不會(huì)影響系統(tǒng)整體運(yùn)作，這種去中心化的網(wǎng)絡(luò)將極大地提升數(shù)據(jù)安全性[1]。

（2）不可篡改性：區(qū)塊鏈利用加密技術(shù)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，利用分布式共識(shí)算法來(lái)新增和更新數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈需要各節(jié)點(diǎn)參與驗(yàn)證交易和出塊，修改任意數(shù)據(jù)需要變更所有后續(xù)記錄，僅修改單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)不會(huì)影響到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的最終數(shù)據(jù)。

（3）公開(kāi)透明與可溯源性：每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)獨(dú)立記錄區(qū)塊內(nèi)容，各節(jié)點(diǎn)都擁有最新的完整數(shù)據(jù)庫(kù)拷貝且所有的記錄信息都是公開(kāi)的，任何人通過(guò)公開(kāi)的接口都可以查詢區(qū)塊數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈中的每一筆交易存儲(chǔ)在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的區(qū)塊數(shù)據(jù)中。同時(shí)，通過(guò)密碼學(xué)算法對(duì)所有區(qū)塊的所有交易進(jìn)行疊加式HASH摘要處理，可追溯到任意一筆歷史交易[2]。

（4）集體維護(hù)性：區(qū)塊鏈去中心化的特征決定了它的集體維護(hù)性。傳統(tǒng)中心化機(jī)構(gòu)通常需要身兼三職：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)者、數(shù)據(jù)管理者和數(shù)據(jù)分析者。區(qū)塊鏈則以對(duì)等的方式由各參與方共同維護(hù)，各方權(quán)責(zé)明確，無(wú)需向第三方機(jī)構(gòu)讓渡權(quán)限，實(shí)現(xiàn)共同協(xié)作[3]。

2.2? 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用體系

根據(jù)去中心化、不可篡改、公開(kāi)透明、可溯源、集體維護(hù)的特性，區(qū)塊鏈安全度得到了極大的提升，也因此可得出其在安全風(fēng)險(xiǎn)管控業(yè)務(wù)領(lǐng)域有廣泛的研究和應(yīng)用空間[4]。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于安全風(fēng)險(xiǎn)管控業(yè)務(wù)領(lǐng)域，可通過(guò)“安全生產(chǎn)+安全監(jiān)督”數(shù)字化上鏈，增加安全生產(chǎn)治理能力，實(shí)現(xiàn)高效規(guī)范化作業(yè)，通過(guò)智能化分工管理，提升安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)及防范能力，結(jié)合各個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景演化成多種形式的安全風(fēng)險(xiǎn)管控可概括為三種應(yīng)用模式，即為安全風(fēng)險(xiǎn)管控的共享模式、互信模式、溯源模式，如圖1所示。

（1）安全風(fēng)險(xiǎn)管控共享模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)機(jī)制，依據(jù)去中心化存儲(chǔ)快速同步賬本，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)管控業(yè)務(wù)場(chǎng)景下數(shù)據(jù)的快速同步與共享，通用業(yè)務(wù)場(chǎng)景中各安全生產(chǎn)單位節(jié)點(diǎn)所做的任何動(dòng)作都將上鏈存儲(chǔ)，共識(shí)后同步到相應(yīng)的全節(jié)點(diǎn)和安全監(jiān)督單位節(jié)點(diǎn)，同時(shí)除上述執(zhí)行動(dòng)作等動(dòng)態(tài)維度外，各個(gè)生產(chǎn)單位節(jié)點(diǎn)的初始關(guān)鍵狀態(tài)也同步到安全監(jiān)督單位節(jié)點(diǎn)，不需要安全監(jiān)督單位主動(dòng)提出監(jiān)察需求后等待被監(jiān)察單位準(zhǔn)備材料，相關(guān)多維度數(shù)據(jù)快速同步到安全監(jiān)管單位節(jié)點(diǎn)的模式可以支持實(shí)時(shí)調(diào)取進(jìn)行監(jiān)管。

（2）安全風(fēng)險(xiǎn)管控互信模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)建立安全生產(chǎn)單位和安全監(jiān)督單位的互信關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的安全共享和存儲(chǔ)，并利用加密技術(shù)來(lái)驗(yàn)證，利用分布式共識(shí)算法來(lái)新增數(shù)據(jù)，私自修改任意數(shù)據(jù)記錄變得不可實(shí)現(xiàn)，且僅修改單一節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)不會(huì)影響到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的最終數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了上鏈數(shù)據(jù)和交易的互信水平。

（3）安全風(fēng)險(xiǎn)管控溯源模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)自身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過(guò)哈希“時(shí)間戳”來(lái)證明某個(gè)文件或者數(shù)字內(nèi)容在特定時(shí)間的存在，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，通過(guò)為各區(qū)塊在生成和交易時(shí)打上“時(shí)間戳”，為信息數(shù)據(jù)的記錄形成了一個(gè)去中心化的分布式時(shí)間戳體系。這也就意味著各生產(chǎn)單位節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)和執(zhí)行的動(dòng)作在被不可篡改的記錄，同時(shí)加上了時(shí)間維度屬性，對(duì)于安全監(jiān)督單位來(lái)說(shuō)，便于追溯違章操作和安全事故的具體發(fā)生時(shí)間和對(duì)應(yīng)的發(fā)生動(dòng)作[5]。

3? 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系

3.1? 搭建生產(chǎn)監(jiān)督聯(lián)盟鏈

搭建生產(chǎn)監(jiān)督聯(lián)盟鏈，聯(lián)盟鏈覆蓋安全生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的所有相關(guān)單位和機(jī)構(gòu)，主要包括業(yè)務(wù)主管單位（設(shè)備、基建、營(yíng)銷、信通）、相關(guān)生產(chǎn)單位、相關(guān)集體企業(yè)、勞務(wù)分包單位、專業(yè)分包單位和監(jiān)督管理單位。通過(guò)聯(lián)盟鏈聯(lián)合各方安全生產(chǎn)單位關(guān)系成員共同維護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)管控業(yè)務(wù)各節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行、記錄，且聯(lián)盟成員之間達(dá)成了安全風(fēng)險(xiǎn)管控模式下的互信關(guān)系，所有數(shù)據(jù)操作執(zhí)行可溯源，同時(shí)能夠及時(shí)快速地進(jìn)行各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)同步共享，可有效推動(dòng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險(xiǎn)管控。生產(chǎn)監(jiān)督單位聯(lián)盟鏈如圖2所示。

3.2? 全過(guò)程執(zhí)行上鏈存儲(chǔ)

實(shí)現(xiàn)全過(guò)程執(zhí)行上鏈存儲(chǔ)，使得所有聯(lián)盟成員的安全生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)以及安全監(jiān)督檢查的相關(guān)執(zhí)行動(dòng)作進(jìn)行上鏈存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)全過(guò)程信息上鏈，上鏈數(shù)據(jù)通過(guò)共識(shí)后及時(shí)同步共享，不可篡改可溯源，對(duì)于在安全監(jiān)督檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在的各類違章問(wèn)題和安全事故問(wèn)題，可以直接在區(qū)塊鏈上追溯到源頭，且在互信的模式下可以通過(guò)智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)督預(yù)警，便于安全監(jiān)督管理單位通過(guò)預(yù)警機(jī)制來(lái)提醒各相關(guān)生產(chǎn)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)的規(guī)范化操作，有效確保安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作可以順利開(kāi)展。全過(guò)程執(zhí)行流程連如圖3所示。

3.3? 主要應(yīng)用闡述

本文所提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系，在國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院進(jìn)行了測(cè)試使用，通過(guò)一段時(shí)間的使用，取得了較好的成效，應(yīng)用效果如下：

（1）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化票據(jù)，增強(qiáng)安全生產(chǎn)治理能力。通過(guò)利用區(qū)塊鏈技術(shù)自身分布式、共享性、防篡改和可追溯特性，結(jié)合區(qū)塊鏈、身份認(rèn)證和生物識(shí)別等先進(jìn)科技，實(shí)現(xiàn)將工作票數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)勘察記錄單等相關(guān)票據(jù)執(zhí)行流程進(jìn)行上鏈存證，確保工作票簽發(fā)人、負(fù)責(zé)人、許可人等人員身份信息真實(shí)可信，在實(shí)名認(rèn)證環(huán)節(jié)為工作票的業(yè)務(wù)人員和審批人員提供基于區(qū)塊鏈的身份認(rèn)證服務(wù)，有效規(guī)避“人票不一致”等違規(guī)現(xiàn)象的發(fā)生，有效堵塞管理漏洞，降低安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，增強(qiáng)安全生產(chǎn)治理能力。

（2）各環(huán)節(jié)存證監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)高效規(guī)范化作業(yè)。利用區(qū)塊鏈防篡改和可追溯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)存在監(jiān)督，通過(guò)將作業(yè)地點(diǎn)、相關(guān)設(shè)備、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)內(nèi)容、操作記錄等關(guān)鍵信息與作業(yè)人員信息緊密關(guān)聯(lián)，在作業(yè)過(guò)程中，借助區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)安全生產(chǎn)作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行存證，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全作業(yè)人員清晰準(zhǔn)確的穿透式監(jiān)督和管控，可有效防范作業(yè)人員操作不規(guī)范、誤操作、安全穿戴不合規(guī)等現(xiàn)象，從而達(dá)到高效規(guī)范化作業(yè)目的。

（3）智能化預(yù)警管控，提升風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)及防范能力。安全生產(chǎn)重在預(yù)防，可以利用區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)，將以往安全生產(chǎn)事故進(jìn)行集中、統(tǒng)計(jì)、分類，根據(jù)安全生產(chǎn)要求，預(yù)置預(yù)警智能合約條件并存放在區(qū)塊鏈上，實(shí)時(shí)檢測(cè)預(yù)置條件波動(dòng)情況，當(dāng)安全生產(chǎn)要素出現(xiàn)非正常范圍內(nèi)數(shù)值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)智能合約，發(fā)送安全預(yù)警通知，有效強(qiáng)化安全預(yù)警能力，提升風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)及防范能力。

4? 結(jié)? 論

綜上所述，區(qū)塊鏈獨(dú)有的防篡改、可追溯技術(shù)優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)安全生產(chǎn)的穿透式管理，從源頭上提升安全風(fēng)險(xiǎn)管控能力。在安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督管理中，通過(guò)利用區(qū)塊鏈技術(shù)自身分布式、共享性、防篡改、可追溯特性，與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等相結(jié)合，構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)管控全業(yè)務(wù)可信數(shù)據(jù)共享環(huán)境，搭建“安全生產(chǎn)單位+安全監(jiān)督單位”聯(lián)盟鏈，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)全過(guò)程執(zhí)行數(shù)字化上鏈存儲(chǔ)，可有效堵塞管理漏洞，達(dá)到高效規(guī)范化作業(yè)目的，提升安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)及防范能力。

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作者簡(jiǎn)介：張凱（1987.06—），男，漢族，浙江杭州人，碩士研究生，工程師，研究方向：電力安全生產(chǎn)管理及信息化管理。