基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)

深圳供電局有限公司 張國棟

為增強(qiáng)資產(chǎn)自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)執(zhí)行完成率，降低系統(tǒng)運(yùn)行誤差，加強(qiáng)實(shí)際的控制，設(shè)計(jì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能架構(gòu)，以此為引導(dǎo)，組建FPGA 配置核心板，將其接入ARM 自動(dòng)控制接口，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群，與區(qū)塊鏈交互資產(chǎn)管控功能模塊逐一形成層級(jí)關(guān)聯(lián)，完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)測試結(jié)果表明：經(jīng)過3 個(gè)小組的測試，得出的完成率均保持在90%以上，表明在區(qū)塊鏈技術(shù)的輔助之下，對(duì)資產(chǎn)管理任務(wù)的處理速度及效果更佳，誤差得到了控制，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值和創(chuàng)新意義。

近年來，隨著我國自動(dòng)化及智能管理技術(shù)的不斷創(chuàng)新，應(yīng)用終端得到了進(jìn)一步的發(fā)展與完善，為人們的生產(chǎn)生活提供了較大的便利條件[1]。尤其是資產(chǎn)管理方面，更是逐步實(shí)現(xiàn)了多維自動(dòng)化管控，從根源上增強(qiáng)終端的運(yùn)維效果，確保人員日常運(yùn)維管理工作順利執(zhí)行[2]。傳統(tǒng)的資產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)雖然可以完成預(yù)期的處理任務(wù)及執(zhí)行目標(biāo)，但是該系統(tǒng)較容易受到外部因素的影響，形成系統(tǒng)執(zhí)行失誤或者指令錯(cuò)誤等問題，一定程度上對(duì)于系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)形成阻礙。因此，對(duì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。所謂區(qū)塊鏈技術(shù)，主要指的是在特定的環(huán)境之下，有針對(duì)性地幫助系統(tǒng)進(jìn)行資產(chǎn)數(shù)據(jù)的整理與匯總，與此同時(shí)，對(duì)于終端部分異常數(shù)據(jù)、信息，也可以采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行逆向篩選，以此來完成相應(yīng)的目標(biāo)任務(wù)。在區(qū)塊鏈技術(shù)的輔助與支持下，系統(tǒng)對(duì)于資產(chǎn)的管理可以劃定為幾個(gè)動(dòng)態(tài)化的運(yùn)維模塊，采用網(wǎng)管工具、腳本工具以及人工Telnet 等方式，擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋范圍，進(jìn)一步明確工作人員的資產(chǎn)管控目標(biāo)，提升工作的效率與質(zhì)量，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用創(chuàng)新。

1 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，需要先設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行需求，將主要的執(zhí)行架構(gòu)分為以下結(jié)構(gòu)部分，分別是業(yè)務(wù)部分、區(qū)塊鏈部分、運(yùn)維管控部分以及資產(chǎn)管理客戶端部分。每一部分在實(shí)際運(yùn)行的過程中均存在一定的關(guān)聯(lián)性，且功能之間存在運(yùn)行聯(lián)系，配備具體的系統(tǒng)環(huán)境維護(hù)日常的運(yùn)行。結(jié)合去區(qū)塊鏈技術(shù)，設(shè)計(jì)具體的功能架構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 區(qū)塊鏈資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Block chain asset management terminal automated operation and maintenance system structure diagram

根據(jù)圖1，可以完成對(duì)區(qū)塊鏈資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析。隨后，在標(biāo)定的范圍之內(nèi)，設(shè)定在不同的位置上的檢測leader 節(jié)點(diǎn)，與對(duì)應(yīng)的功能應(yīng)用模塊形成搭接，調(diào)整運(yùn)行環(huán)境，采用區(qū)塊鏈技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取整合，以待后續(xù)模塊的應(yīng)用。這部分需要注意的是，對(duì)于系統(tǒng)的執(zhí)行，需要設(shè)定應(yīng)變的預(yù)警系統(tǒng)，與系統(tǒng)的自動(dòng)化終端運(yùn)維程序相關(guān)聯(lián)，可以更為及時(shí)對(duì)資產(chǎn)管理異常位置作出標(biāo)記，完成對(duì)基礎(chǔ)功能架構(gòu)的設(shè)計(jì)，為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)條件與引導(dǎo)。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 FPGA 配置核心板設(shè)計(jì)

在完成對(duì)系統(tǒng)功能架構(gòu)的設(shè)計(jì)之后，接下來，需要結(jié)合實(shí)際地執(zhí)行需求及標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)FPGA 配置核心板。在主控電源附近設(shè)計(jì)一個(gè)通用端口，引出所需的I/O口，接入一個(gè)控制裝置，設(shè)定數(shù)字量的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，設(shè)定核心板的外部電壓為5.5V，將I/O 接口形成側(cè)向的關(guān)聯(lián)條件，此時(shí)的電壓并不穩(wěn)定，處于波動(dòng)狀態(tài)，具體如表1 所示。

表1 FPGA 配置核心板電壓波動(dòng)狀態(tài)表Tab.1 FPGA configuration core board voltage fluctuation status table

根據(jù)表1，可以完成對(duì)FPGA 配置核心板電壓波動(dòng)狀態(tài)的分析與研究。隨后，在此基礎(chǔ)之上，在EP2C8Q208芯片的側(cè)后方構(gòu)建一個(gè)小型的控制電路，在電路中接入兩個(gè)VCCINT 過渡裝置，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，將兩側(cè)的控制單元分化處理，上拉電阻至13.3V，檢測引腳電平下降狀態(tài)，促使FPGA 芯片配置形式JTAG 和ASCONFIG 兩種模式，系統(tǒng)利用CONFIG 按鈕控制，對(duì)于資產(chǎn)的管理效果更強(qiáng)，完成FPGA 配置核心板的設(shè)計(jì)。

2.2 ARM 自動(dòng)控制接口設(shè)計(jì)

在完成對(duì)FPGA 配置核心板的設(shè)計(jì)之后，接下來，根據(jù)系統(tǒng)的執(zhí)行情況，進(jìn)行ARM 自動(dòng)控制接口的搭接。將預(yù)留的BCM2835 芯片與小型的電路相連接，在核心板上安裝引腳，設(shè)定脈沖裝置。

這部分需要注意的是，對(duì)于線路的執(zhí)行需要利用脈沖裝置進(jìn)行控制和檢測，一旦出現(xiàn)異常情況，所獲取的執(zhí)行信號(hào)會(huì)出現(xiàn)異常，降低對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的損壞。在ARM自動(dòng)控制接口與FPGA 芯片之間接入一個(gè)感應(yīng)裝置和驅(qū)動(dòng)器，具體如圖2 所示。

圖2 ARM 自動(dòng)控制接口結(jié)構(gòu)圖示Fig.2 ARM automatic control interface structure diagram

根據(jù)圖2，可以完成對(duì)ARM 自動(dòng)控制接口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，接下來，將FPGA 芯片與驅(qū)動(dòng)裝置連接，與ARM自動(dòng)控制接口形成串聯(lián)的狀態(tài)，此時(shí)的系統(tǒng)電路可以結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，與FPGA 配置核心板形成反向控制電路，進(jìn)一步提升系統(tǒng)整體的靈敏度，完成對(duì)硬件的設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群設(shè)計(jì)

在完成對(duì)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)之后，接下來，結(jié)合實(shí)際的自動(dòng)化運(yùn)維要求及標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)系統(tǒng)軟件的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群。結(jié)合資產(chǎn)管理的目標(biāo)，需要先在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一套完整的管控運(yùn)維邏輯結(jié)構(gòu)。

通常情況下，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，可以將企業(yè)的資產(chǎn)管理主要工作劃定為以下幾個(gè)部分，分別是運(yùn)維采購管理、倉庫管理、工程管理以及資金處理管控等幾部分。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化運(yùn)維指令的同時(shí)也需要對(duì)這幾部分進(jìn)行考慮設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)的覆蓋范圍之內(nèi)，布設(shè)一定數(shù)量的邏輯執(zhí)行節(jié)點(diǎn)，計(jì)算出共識(shí)間距，具體如公式（1）所示：

公式（1）中：D表示運(yùn)維共識(shí)間距，β表示覆蓋范圍，m1表示預(yù)設(shè)管控執(zhí)行率，m2表示實(shí)測管控執(zhí)行率，χ表示轉(zhuǎn)換差值，i表示指令執(zhí)行次數(shù)，n表示區(qū)塊鏈層級(jí)差值。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的運(yùn)維共識(shí)間距。根據(jù)得出的數(shù)值，構(gòu)建基礎(chǔ)的自動(dòng)化運(yùn)維指令，與基礎(chǔ)的運(yùn)維協(xié)議相融合，建立指令的運(yùn)行流程，具體如圖3 所示。

圖3 資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群流程圖示Fig.3 Process diagram of asset management operation and maintenance instruction cluster

根據(jù)圖3，可以完成對(duì)資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群流程的設(shè)計(jì)與分析。隨后，根據(jù)上述指令的設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用位置，對(duì)基礎(chǔ)的指令進(jìn)行關(guān)聯(lián)與處理，形成資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群的設(shè)計(jì)與構(gòu)建。

3.2 區(qū)塊鏈交互資產(chǎn)管控功能模塊設(shè)計(jì)

在完成對(duì)資產(chǎn)管理運(yùn)維指令集群的設(shè)計(jì)之后，接下來，需要結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建交互資產(chǎn)管控功能模塊。利用上述設(shè)計(jì)的指令集群，獲取技術(shù)的資產(chǎn)管理自動(dòng)化運(yùn)維數(shù)據(jù)和信息。將交互程序植入系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)體系之中，將區(qū)域內(nèi)的區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)分別關(guān)聯(lián)在一起，與客戶端形成穩(wěn)定的日常運(yùn)行模式，對(duì)得出的運(yùn)維數(shù)據(jù)整理分析，將計(jì)算基礎(chǔ)的運(yùn)維權(quán)重系數(shù)，具體如公式（2）所示：

公式（2）中：K表示運(yùn)維權(quán)重系數(shù)，ρ表示區(qū)塊鏈間距，?表示運(yùn)維時(shí)間，σ表示覆蓋范圍，?表示定向運(yùn)維次數(shù)。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的運(yùn)維權(quán)重系數(shù)。針對(duì)得出的運(yùn)維權(quán)重系數(shù)，對(duì)重點(diǎn)的資產(chǎn)管控項(xiàng)目做出標(biāo)記。

同時(shí)，結(jié)合自動(dòng)化運(yùn)維處理程序，形成區(qū)塊鏈?zhǔn)降倪\(yùn)維執(zhí)行模式，利用設(shè)定的指令集群作為控制的基礎(chǔ)，建立資產(chǎn)分類模塊、資產(chǎn)處理模塊、資產(chǎn)歸納及稅務(wù)模塊等，逐漸形成一個(gè)更加完整、系統(tǒng)的運(yùn)行程序，對(duì)于系統(tǒng)的應(yīng)用也具有積極影響。

4 系統(tǒng)測試

本次主要是對(duì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果的分析與研究?？紤]到最終測試結(jié)果的真實(shí)可靠，需要選擇G 企業(yè)作為測試的主要目標(biāo)對(duì)象。將該企業(yè)的資產(chǎn)管理程序自動(dòng)化終端進(jìn)行監(jiān)測，獲取基礎(chǔ)的應(yīng)用數(shù)據(jù)、信息，針對(duì)實(shí)際的系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及需求，搭建相應(yīng)的測試環(huán)境。

4.1 測試準(zhǔn)備

在對(duì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果的分析與研究之前，需要先搭建相應(yīng)的系統(tǒng)測試環(huán)境。針對(duì)系統(tǒng)的執(zhí)行程序及流程，對(duì)基礎(chǔ)的指標(biāo)參數(shù)設(shè)定，具體如表2 所示。

根據(jù)表2，可以完成對(duì)系統(tǒng)基礎(chǔ)執(zhí)行指標(biāo)參數(shù)的設(shè)定與分析。接下來，在標(biāo)定的系統(tǒng)測試范圍之內(nèi)，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)所布設(shè)的節(jié)點(diǎn)作出調(diào)整。且系統(tǒng)的區(qū)塊鏈功能模塊的關(guān)聯(lián)程度必須達(dá)到93%以上，才能確保測試環(huán)境的穩(wěn)定與安全，完成系統(tǒng)測試環(huán)境的搭建。

4.2 測試過程及結(jié)果分析

根據(jù)上述搭建的測試環(huán)境，接下來，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行具體的測驗(yàn)與分析。分別設(shè)定40、60 以及80 個(gè)測試對(duì)象，將其分別設(shè)定在系統(tǒng)的控制執(zhí)行程序之中，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，將不同種類的執(zhí)行任務(wù)分別歸納到各自的系統(tǒng)層級(jí)之上，進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換，在不同的時(shí)間段，測定系統(tǒng)對(duì)于資產(chǎn)管理任務(wù)的提交數(shù)量，具體如圖4 所示。

根據(jù)圖4，可以完成對(duì)資產(chǎn)管理任務(wù)的提交數(shù)量情況的分析與研究，針對(duì)上述波動(dòng)情況，可以獲取系統(tǒng)測試的數(shù)值、信息，如表3 所示。

圖4 資產(chǎn)管理任務(wù)的提交數(shù)量情況變動(dòng)圖Fig.4 Changes in the number of submissions of asset management tasks

表3 測試結(jié)果驗(yàn)證分析表Tab.3 Test result verification analysis table

根據(jù)表3，可以完成對(duì)測試結(jié)果的分析與研究：經(jīng)過3 個(gè)小組的測試，最終得出的完成率均保持在90%以上，表明在區(qū)塊鏈技術(shù)的輔助之下，對(duì)于資產(chǎn)管理任務(wù)的處理速度及效果更佳，誤差得到了控制，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值和創(chuàng)新意義。

5 結(jié)語

綜上所述，便是對(duì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)管理終端自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。與傳統(tǒng)的終端運(yùn)維系統(tǒng)相對(duì)比，本次在區(qū)塊鏈技術(shù)的輔助之下，對(duì)于日常的資產(chǎn)管理流程得到了進(jìn)一步的明確與設(shè)計(jì)，對(duì)于管控的目標(biāo)也更具有針對(duì)性，與金融網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合后，利用自動(dòng)化的處理技術(shù)，將資產(chǎn)管理分化為不同的應(yīng)用模塊，逐漸形成自動(dòng)化的運(yùn)維管控程序，進(jìn)一步減少了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員的工作量，降低系統(tǒng)的執(zhí)行誤差，在加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)控制的同時(shí)，進(jìn)一步提升整體的工作效果。

引用

[1] 黃超.智能終端管控系統(tǒng)實(shí)踐研究[J].廣播電視網(wǎng)絡(luò),2022,29 (7):61-63.

[2] 雷鳴,崔曉丹,楊天舒,等.區(qū)塊鏈技術(shù)在智能電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,42(5):569-574.