基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力安全風險管控體系研究

摘? 要：電力安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督對保障電力系統(tǒng)的安全運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、公開透明、可溯源、集體維護等特性，在電力安全風險管控中有著較好的應(yīng)用價值。文章對電力安全風險管控的共享模式、互信模式、溯源模式進行演化，通過搭建生產(chǎn)監(jiān)督聯(lián)盟鏈，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督全過程執(zhí)行上鏈存儲，使得安全風險管控工作可以更有針對性地開展。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);安全生產(chǎn);安全監(jiān)督;風險管控

中圖分類號：TP311.13;TM73? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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)塊鏈首次被列入國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》以來，區(qū)塊鏈技術(shù)經(jīng)過幾年的探索應(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。

當前，隨著社會發(fā)展和各行各業(yè)對用電需求的增多，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)管提供了強大政策支持，加之區(qū)塊鏈技術(shù)帶來的機遇和挑戰(zhàn)，各行各業(yè)都在積極參與，剖析行業(yè)痛點、充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)逐步解決行業(yè)內(nèi)存在的各項問題。

因此，浙江省電力有限公司迫切需要利用區(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)智能化、實時化、全景化安全風險管控，提高安全生產(chǎn)信息連接能力，加強現(xiàn)場安全智能化管控，有效防范安全事故。

1? 安全風險管控現(xiàn)狀分析

1.1? 安全風險管控挑戰(zhàn)多

當前浙江省電力有限公司安全風險管理工作依然面臨諸多挑戰(zhàn)，安全形勢嚴峻復雜。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)，“強直弱交”網(wǎng)架結(jié)構(gòu)矛盾日益突出，電網(wǎng)運行控制和電力平衡難度加大，發(fā)生大面積停電的風險始終存在;另一方面公司生產(chǎn)、基建任務(wù)持續(xù)處于高位，高風險作業(yè)多，現(xiàn)場點多面廣，人員不足、管控能力不足等問題日益凸顯，確?，F(xiàn)場安全壓力巨大。

1.2? 安全風險管控涉及業(yè)務(wù)部門廣

當前浙江省電力有限公司安全風險管控業(yè)務(wù)涉及調(diào)控、設(shè)備、基建、營銷、安監(jiān)、信通等多個業(yè)務(wù)部門。其中，安監(jiān)部作為安全風險管控工作的牽頭部門，主要承擔全過程監(jiān)督、檢查、評價工作，調(diào)控、設(shè)備、基建、營銷、信通等專業(yè)部門按照“誰主管誰負責，管業(yè)務(wù)必須管安全”原則，協(xié)同配合開展安全風險管控工作。

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

當前浙江省電力有限公司信息化建設(shè)和應(yīng)用主要是國網(wǎng)公司統(tǒng)推信息化系統(tǒng)和省公司自建信息化系統(tǒng)，近幾年國網(wǎng)公司、浙江公司在技術(shù)應(yīng)用和平臺應(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)實時性不高、數(shù)據(jù)完整性不足、數(shù)據(jù)共享互通難等諸多問題。

2? 區(qū)塊鏈應(yīng)用于安全風險管控的可行性分析

2.1? 區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特點

分析區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特點，可概括為以下幾點：

（1）去中心化：無須第三方介入，實現(xiàn)點對點的交易、協(xié)調(diào)和協(xié)作。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，沒有任何一個機構(gòu)或個人可以實現(xiàn)對全局數(shù)據(jù)的控制，而任一節(jié)點停止工作都不會影響系統(tǒng)整體運作，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)來驗證與存儲數(shù)據(jù)，利用分布式共識算法來新增和更新數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈需要各節(jié)點參與驗證交易和出塊，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)點數(shù)據(jù)不會影響到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的最終數(shù)據(jù)。

（3）公開透明與可溯源性：每個節(jié)點都會獨立記錄區(qū)塊內(nèi)容，各節(jié)點都擁有最新的完整數(shù)據(jù)庫拷貝且所有的記錄信息都是公開的，任何人通過公開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在鏈式結(jié)構(gòu)的區(qū)塊數(shù)據(jù)中。同時，通過密碼學算法對所有區(qū)塊的所有交易進行疊加式HASH摘要處理，可追溯到任意一筆歷史交易[2]。

（4）集體維護性：區(qū)塊鏈去中心化的特征決定了它的集體維護性。傳統(tǒng)中心化機構(gòu)通常需要身兼三職：數(shù)據(jù)存儲者、數(shù)據(jù)管理者和數(shù)據(jù)分析者。區(qū)塊鏈則以對等的方式由各參與方共同維護，各方權(quán)責明確，無需向第三方機構(gòu)讓渡權(quán)限，實現(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、公開透明、可溯源、集體維護的特性，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險管控業(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)用于安全風險管控業(yè)務(wù)領(lǐng)域，可通過“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，實現(xiàn)高效規(guī)范化作業(yè)，通過智能化分工管理，提升安全風險應(yīng)對及防范能力，結(jié)合各個業(yè)務(wù)場景演化成多種形式的安全風險管控可概括為三種應(yīng)用模式，即為安全風險管控的共享模式、互信模式、溯源模式，如圖1所示。

（1）安全風險管控共享模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)各節(jié)點達成共識機制，依據(jù)去中心化存儲快速同步賬本，實現(xiàn)安全風險管控業(yè)務(wù)場景下數(shù)據(jù)的快速同步與共享，通用業(yè)務(wù)場景中各安全生產(chǎn)單位節(jié)點所做的任何動作都將上鏈存儲，共識后同步到相應(yīng)的全節(jié)點和安全監(jiān)督單位節(jié)點，同時除上述執(zhí)行動作等動態(tài)維度外，各個生產(chǎn)單位節(jié)點的初始關(guān)鍵狀態(tài)也同步到安全監(jiān)督單位節(jié)點，不需要安全監(jiān)督單位主動提出監(jiān)察需求后等待被監(jiān)察單位準備材料，相關(guān)多維度數(shù)據(jù)快速同步到安全監(jiān)管單位節(jié)點的模式可以支持實時調(diào)取進行監(jiān)管。

（2）安全風險管控互信模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)來建立安全生產(chǎn)單位和安全監(jiān)督單位的互信關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)的安全共享和存儲，并利用加密技術(shù)來驗證，利用分布式共識算法來新增數(shù)據(jù)，私自修改任意數(shù)據(jù)記錄變得不可實現(xiàn)，且僅修改單一節(jié)點數(shù)據(jù)不會影響到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的最終數(shù)據(jù)，進一步提高了上鏈數(shù)據(jù)和交易的互信水平。

（3）安全風險管控溯源模式：利用區(qū)塊鏈技術(shù)自身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點，通過哈?！皶r間戳”來證明某個文件或者數(shù)字內(nèi)容在特定時間的存在，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，通過為各區(qū)塊在生成和交易時打上“時間戳”，為信息數(shù)據(jù)的記錄形成了一個去中心化的分布式時間戳體系。這也就意味著各生產(chǎn)單位節(jié)點的狀態(tài)和執(zhí)行的動作在被不可篡改的記錄，同時加上了時間維度屬性，對于安全監(jiān)督單位來說，便于追溯違章操作和安全事故的具體發(fā)生時間和對應(yīng)的發(fā)生動作[5]。

3? 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的安全風險管控體系

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)運營的所有相關(guān)單位和機構(gòu)，主要包括業(yè)務(wù)主管單位（設(shè)備、基建、營銷、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)系成員共同維護安全風險管控業(yè)務(wù)各節(jié)點的執(zhí)行、記錄，且聯(lián)盟成員之間達成了安全風險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，同時能夠及時快速地進行各個節(jié)點數(shù)據(jù)同步共享，可有效推動各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全風險管控。生產(chǎn)監(jiān)督單位聯(lián)盟鏈如圖2所示。

3.2? 全過程執(zhí)行上鏈存儲

實現(xiàn)全過程執(zhí)行上鏈存儲，使得所有聯(lián)盟成員的安全生產(chǎn)運營以及安全監(jiān)督檢查的相關(guān)執(zhí)行動作進行上鏈存儲，實現(xiàn)各節(jié)點全過程信息上鏈，上鏈數(shù)據(jù)通過共識后及時同步共享，不可篡改可溯源，對于在安全監(jiān)督檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在的各類違章問題和安全事故問題，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智能合約來實現(xiàn)安全監(jiān)督預警，便于安全監(jiān)督管理單位通過預警機制來提醒各相關(guān)生產(chǎn)執(zhí)行節(jié)點的規(guī)范化操作，有效確保安全風險管控工作可以順利開展。全過程執(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)的電力安全風險管控體系，在國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院進行了測試使用，通過一段時間的使用，取得了較好的成效，應(yīng)用效果如下：

（1）實現(xiàn)數(shù)字化票據(jù)，增強安全生產(chǎn)治理能力。通過利用區(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、身份認證和生物識別等先進科技，實現(xiàn)將工作票數(shù)據(jù)、現(xiàn)場勘察記錄單等相關(guān)票據(jù)執(zhí)行流程進行上鏈存證，確保工作票簽發(fā)人、負責人、許可人等人員身份信息真實可信，在實名認證環(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，降低安全風險發(fā)生，增強安全生產(chǎn)治理能力。

（2）各環(huán)節(jié)存證監(jiān)督，實現(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，實現(xiàn)安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)存在監(jiān)督，通過將作業(yè)地點、相關(guān)設(shè)備、作業(yè)時間、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)過程中，借助區(qū)塊鏈技術(shù)對安全生產(chǎn)作業(yè)全過程進行存證，實現(xiàn)對安全作業(yè)人員清晰準確的穿透式監(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，從而達到高效規(guī)范化作業(yè)目的。

（3）智能化預警管控，提升風險應(yīng)對及防范能力。安全生產(chǎn)重在預防，可以利用區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)，將以往安全生產(chǎn)事故進行集中、統(tǒng)計、分類，根據(jù)安全生產(chǎn)要求，預置預警智能合約條件并存放在區(qū)塊鏈上，實時檢測預置條件波動情況，當安全生產(chǎn)要素出現(xiàn)非正常范圍內(nèi)數(shù)值時，自動觸發(fā)智能合約，發(fā)送安全預警通知，有效強化安全預警能力，提升風險應(yīng)對及防范能力。

4? 結(jié)? 論

綜上所述，區(qū)塊鏈獨有的防篡改、可追溯技術(shù)優(yōu)勢可實現(xiàn)對安全生產(chǎn)的穿透式管理，從源頭上提升安全風險管控能力。在安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督管理中，通過利用區(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)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等相結(jié)合，構(gòu)建安全風險管控全業(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，實現(xiàn)安全生產(chǎn)全過程執(zhí)行數(shù)字化上鏈存儲，可有效堵塞管理漏洞，達到高效規(guī)范化作業(yè)目的，提升安全風險應(yīng)對及防范能力。

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作者簡介：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。