區塊鏈技術在煤礦安全投入中的應用探討*

吳增彤，姜福川，盧國斌，周 師，張書豪，張雪芳

(遼寧工程技術大學 安全科學與工程學院，遼寧 葫蘆島 125000)

0 引言

安全投入作為安全生產的“五要素”之一[1]，是煤礦生產安全的重要保障。煤礦安全投入與煤礦事故的發生具有高度關聯性[2]，這表明煤礦安全投入是保障礦工生命安全、降低企業損失以及促進社會發展的關鍵因素。因此，繼續深入完善煤礦安全投入研究對于保障煤礦生產安全具有重要意義。

眾多學者在安全投入領域取得大量成果：在安全投入結構方面，李樹剛等[3]從人、科學技術、管理方面構建多個煤礦安全投入指標；任海芝等[4]通過分析安全投入與產出的關系，探討煤礦安全投入項目的最優結構。在安全投入決策方面，程啟智等[5]通過比較收入效應與替代效應的3類情況，探究安全投入與事故死亡人數規律，提出企業安全投入最佳決策模型；Ma等[6]從機會成本的視角，建立企業與政府的安全投入模型，分析影響中國安全投入決策的因素。在安全投入與事故關聯性方面，孔留安等[7]通過將安全投入與煤礦主要事故指標的關聯性進行量化，得出河南省煤炭企業安全投入的合理水平；Jiang等[8]基于安全系統工程思想，結合灰色預測理論，建立安全投入與事故控制模型。上述研究為企業安全投入方案設計和決策提供理論參考。在安全投入的核算與監督方面，王書明等[9]參照傳統會計理論基礎，提出安全會計的定位、職能范圍、目的以及重要性；Tappura等[10]針對安全投入后難以計量的安全效益提出相應的計量方法；劉超捷[11]通過對比我國煤礦現行的監管條例，指出我國在安全投入的監管存在職能劃分不清晰、投入標準不一致、違法成本低等問題。已有的研究成果，多是基于煤礦企業公開披露的安全投入數據進行研究，但是安全投入決策的局限性、資金的動態化調整以及監管部門難監管的問題是現有研究普遍忽略部分。因此，探尋1種可解決煤礦安全投入決策局限性、資金投入動態化以及監管難的方法，成為煤礦安全投入研究1個亟待解決的問題。

區塊鏈的概念在2008年由Nakamoto[12]提出，隨著區塊鏈首個應用比特幣的普及與發展，2015年區塊鏈成為新興的研究熱點[13]。區塊鏈作為底層應用技術可以為企業提供真實、透明、可靠、安全的信息數據，因此近幾年區塊鏈在選舉投票、數據儲存、金融、審計等多個領域得到大量的研究和技術開發[14]。在煤礦安全領域不斷與物聯網、云計算、大數據等新興技術結合的背景下[15]，區塊鏈作為1個具有顯著特點的新興技術，其在煤礦安全投入領域的研究與探討卻是十分匱乏。

本文擬通過分析煤礦安全投入存在的問題，結合區塊鏈的技術特點，探討煤礦安全投入與區塊鏈之間的適用性與關聯性，提出區塊鏈技術在煤礦安全投入的應用，并基于現有法規和區塊鏈技術發展狀況，分析區塊鏈技術應用至煤礦安全投入時將會面臨的挑戰，旨在提出1種可解決煤礦安全投入決策局限性、資金調整不及時、監管部門難監管等問題的方法，為煤礦安全投入中存在的問題提供解決思路和參考。

1 煤礦安全投入存在的問題

安全生產是企業生產運營的基本前提，企業需要進行合理的安全投入來保障生產安全，以避免事故的發生。理論上，安全投入越多，安全度越高，但是由于科學技術水平和資金的限制，安全投入不是越多越好，而是應結合企業實際情況，在確保安全投入水平滿足企業需求的同時，保障企業安全效益最大化[16]。

安全投入有多種劃分形式[17]，本文依據《企業安全生產費用提取和使用管理辦法》(下稱《管理辦法》)對煤礦企業安全投入體系劃分，如圖1所示。

圖1 煤礦安全投入體系

由圖1可知，煤礦安全投入并非簡單的資金投入與分配問題，安全投入涉及范圍廣、事項雜，與企業內多個部門存在職能交叉，因此煤礦安全投入存在以下難點：

1)決策者認知水平要求高。企業安全投入決策由安全管理部門主導，但安全管理部門進行安全投入資金預算申請時，往往取決于更高層決策者對于安全的認知水平。由于安全投入存在滯后性和長期性等特點，很多企業高層決策者僅僅局限于滿足企業的法律合規性，因此安全投入資金十分有限，難以在各個方面提供可滿足最佳安全效益的資金。

2)安全投入動態化。企業的安全投入會受到內部影響和外部影響。內部影響主要包含企業規模、效益、安全文化以及決策者等因素，如中小型或虧損嚴重的煤礦企業很難保障安全投入規模，而企業安全文化和決策者會影響到安全投入比例的增減。外部影響主要包含社會經濟水平、科技發展水平等因素，人民生活質量提高的同時，職工對于安全的需求越來越高，推動煤礦企業對應調整安全投入比例。因此進行科學合理的安全投入絕非易事，而是要結合煤礦受到的內外影響，進行綜合分析后不斷調整安全投入規模。

3)安全投入審查難。安全投入事項冗雜，由于機會成本存在，企業可能會將某些不應屬于安全投入范圍的費用列入其中[9]。安全投入資金的使用還會涉及到企業會計報表，當某些安全投入項目難以計量時，則需要依靠會計人員采取主觀判斷的方法進行計量。除此之外，在煤礦企業安全會計披露方面，還存在避重就輕、披露信息不規范、披露信息不完整以及缺乏安全效益說明等情況[18]。上述原因均會提高安全投入的審查難度。

2 區塊鏈技術與應用

區塊鏈可以被認為是以密碼學為基礎，結合時間戳與鏈式數據結構組成的去中心化分布式賬本。區塊鏈創新的數據存儲方式和獨特的架構模型賦予其去中心化、數據安全可溯源的特點，革命性的共識機制為區塊鏈的發展奠定堅實的基礎。區塊鏈技術在多個領域得到發展和應用，但在煤礦安全投入的研究和探討處于空白，本文援引具有一定研究基礎和成果的應用，探討區塊鏈技術在煤礦安全投入的應用。

1)去中心化。中心化節點與去中心化節點如圖2所示，區塊鏈網絡采用的是對等網絡技術(Peer to Peer，P2P)，如圖2(b)。與依靠中心化節點運行的網絡不同，區塊鏈網絡中各個節點可以直接進行信息傳遞與交流，每個節點均可參與數據的記錄和驗證，網絡由多個節點共同維護，即提供1個平等開放式的多節點共治平臺。

圖2 中心化節點與去中心化節點

在去中心化的環境中，整個系統由全網各個節點共同治理與維護，形成去中心化組織治理(Decentralized Autonomous Organization，DAO)。目前，這種治理方式在比特幣、以太坊的社區中得到充分應用，并成功解決項目發展過程中面臨的多個危機[19]。現有學者嘗試將去中心化組織治理與傳統街道社區治理結合，助力形成集體參與和維護的社會治理系統，以期望提升決策的科學性，形成優勢互補[20]。

2)共識機制。傳統的管理制度依靠權利的中心化很容易達到共識，但是會存在一些獨斷專行的情況。在去中心化的背景下，由于決策權利的分散，為達成社區治理的一致性，衍生出眾多的共識機制，如工作量證明(Proof of Work，POW)、權益證明(Proof of Stake，POS)等機制[21]。共識機制確保區塊鏈網絡能在去中心化的情況下仍具有高度一致性和有效性。在共識機制的基礎上，某個節點的提案需要經過網絡內眾多節點驗證后才能得到正式執行。

以比特幣為例，其采用的POW共識機制通過節點算力的比較來對網絡中的提案進行表決，當獲得全網超過半數的算力支持后即為通過，以此來達成社區共識。近年來，區塊鏈的共識機制被嘗試應用于生產生活中的其他領域，如借鑒POW共識機制提出對能源互聯網自治方案[22]。共識機制在保證系統可靠性的同時，還解決了節點之間的信任問題，因此還被應用至俄羅斯2018年的總統選舉投票中[23]。

3)數據安全可溯源。區塊鏈的鏈式結構如圖3所示，每個區塊上的時間戳用于數據存在性證明，并且區塊中都包含上1個區塊的信息，因此區塊鏈網絡中的數據擁有良好的追溯性。區塊鏈網絡中的數據由眾多節點共同維護，當某個節點數據損毀時，區塊鏈網絡依然可以正常運作，并且還可從周圍節點獲取被損毀的數據[14]。因此，區塊鏈中的數據安全可靠，非常適用于數據的審查與監督。

圖3 區塊鏈的鏈式結構

良好的數據追溯性和安全性使得區塊鏈技術在金融和商品供應鏈領域得到大量推廣和應用，我國目前試點發行的數字人民幣(DCEP)就是1個示范性應用，數字人民幣的發行有助于提升反洗錢和大額資金的實時監管[24]。此外，阿里巴巴集團開發的螞蟻鏈溯源成功應用于商品信息追蹤、電子票據、物流等方面。

3 煤礦安全投入與區塊鏈技術

煤礦安全投入決策需要結合行業的安全需求、企業狀況、政策法規等多個方面，決策落實過程中還需要對資金進行動態化調整，跟進資金使用情況，以獲得最佳的安全效益。區塊鏈的去中心化、共識機制以及數據安全可溯源等優勢均為煤礦安全投入各個環節提供解決方案，區塊鏈技術與煤礦安全投入的關聯性見表1。

表1 區塊鏈技術與煤礦安全投入

以煤礦企業安全投入決策和資金動態化調整為背景，分析區塊鏈技術在此背景下的應用模式，該模式下的安全投入決策與資金調整如圖4所示。在制定安全投入方案時，各部門人員以節點身份參與，各節點基于部門職能角度向安全部門提供建議，如法務部門提出法律合規性建議，財務部門指出企業目前的效益與資金情況，生產部門協助分析方案落實到生產中的可行性，礦長從全局統籌的角度給出建議。安全部門結合相關建議編制1個兼顧企業經濟現狀、合規性、可行性的安全投入方案，并且公布至各個節點。在安全投入方案執行過程中，需要對投入資金進行動態化調整時，各節點共同商議調整方案，以保障生產系統穩定。如在煤炭市場行情大好的外部影響下，礦長要求加大煤炭產出量，生產部門評估增產可行性后，安全部門要求增加安全投入，財務部門根據企業的資金情況進行再次分配，若礦長因安全認知水平不足，認為原有安全投入即可滿足安全需求，法務部門可指出礦長的法律風險。同時，各個節點意見同步廣播至其他節點。基于共識機制，各個節點收到不少于3條增加安全投入的意見，則否決礦長的意見，執行增加安全投入的決策，實現安全投入動態化調整，否定不利于安全生產的提案。

圖4 安全投入決策與資金調整

根據《管理辦法》規定，安全投入方案實施后，每年度相關部門會對安全投入進行審查監督。為降低監管部門安全投入審查難度，督促企業規范使用安全投入資金，提出資金數據追溯模型框架，如圖5所示。

圖5 資金數據追溯模型框架

煤礦企業各部門人員注冊成為區塊鏈網絡節點，負責安全投入相關數據的存儲與驗證。同時，要求在每個區塊中寫入安全投入資金的申請、使用以及驗收等信息，記錄每筆資金的申請人、接收人、驗收人、驗收結果等內容。監管部門可通過提取鏈上數據對企業安全投入進行審查，查驗每筆資金的使用和落實情況，并且當時進行驗證的節點亦可追溯，實現資金有源可查、去向可追，大幅提升資金透明度和違規成本，降低審查難度。

區塊鏈技術作為底層技術難以直接應用于煤礦安全投入，因此可利用智能合約作為執行工具來實現兩者的結合[25]，目前主流智能合約是以“IF-THEN”的類型響應各類設定條件，即“如果達到某個條件，則執行某條命令”。因此，智能合約與安全投入的應用流程，如圖6所示。

圖6 智能合約與安全投入應用流程

1)決策。將安全投入方案和共識機制編入智能合約條款，明確安全投入資金的使用條件和安全投入動態調整的決策機制，為提升安全投入的資金申請、使用以及調整效率奠定基礎。由于智能合約的規范性對于智能合約的執行十分關鍵，因此企業制定的智能合約內容必須規范。智能合約規范化的過程有助于推動企業明確各項安全投入計量標準，使得安全會計中的計量問題得到解決。

2)執行。規范化的智能合約成功發布后，智能合約會對符合觸發條件的各項請求進行驗證，驗證通過后自動執行預先設定的響應行為。如企業安全投入資金數據同步至區塊鏈后，智能合約根據制定的合約條款將資金轉入對應項目，當申請項目滿足智能合約中設定的條款要求后，智能合約自動將資金發放至項目上。

3)數據上鏈。當企業用于安全投入的資金通過智能合約分配和轉移到各個項目后，各項資金數據同步寫入到相應的區塊中，資金使用的相關信息實現自動記錄。

基于區塊鏈技術，將煤礦安全投入決策、資金調整與分發、資金審查與智能合約相結合，在解決安全投入問題的同時，還為促成煤礦安全投入向信息化轉變提供更多可能性。

4 面臨挑戰

1)安全投入信息披露的法規不完善。我國大多數煤礦上市公司僅公示強制性披露的內容，煤礦企業出于利益原因不希望向社會公布安全投入的詳細會計報表，所以在缺乏法規支持的情況下，推動煤礦企業主動將區塊鏈技術應用于安全投入存在一定的難度。

2)企業管理方式變革難度大。在區塊鏈網絡中，每1項適用于整個網絡的提案需要得到節點共識后才可執行，雖然解決了決策者認知有限、安全投入動態化的問題，但是讓企業高層將自己的決策權下放至其他職能部門，與傳統的管理方式相悖，因此企業管理改革存在一定的困難。

3)區塊鏈技術有待完善和提高。區塊鏈技術是目前學術界以及商業應用研究的熱點，但是區塊鏈技術至今僅有10余年的發展歷史，還未達到大規模商用的水平，因此將區塊鏈技術真正應用至煤礦安全投入還存在一定差距。

綜上，若要將區塊鏈技術順利應用煤礦安全投入領域，在提高區塊鏈技術研究的同時，還需要在法規、傳統管理方式等方面進行革新與完善，這是新技術推廣應用必將經歷的過程，但這些過程勢必推動社會向下個新階段發展。

5 結論

1)區塊鏈技術能使安全投入決策更合理、資金調整更及時、資金更透明，可為現有煤礦安全投入存在的問題提供解決方案。

2)區塊鏈技術應用于煤礦安全投入時，可通過智能合約作為執行工具將區塊鏈技術與煤礦安全投入相結合。

3)區塊鏈技術與煤礦安全投入結合應用仍然會面臨一些挑戰，想真正實現兩者結合還需要完善和發展相關法規和技術。