基于區塊鏈技術的電力安全風險管控體系研究

摘? 要：電力安全生產和安全監督對保障電力系統的安全運行有著非常重要的作用。區塊鏈技術具有去中心化、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，通過搭建生產監督聯盟鏈，實現了安全生產和安全監督全過程執行上鏈存儲，使得安全風險管控工作可以更有針對性地開展。

關鍵詞：區塊鏈技術;安全生產;安全監督;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，區塊鏈首次被列入國務院印發的《“十三五”國家信息化規劃》以來，區塊鏈技術經過幾年的探索應用，已經延伸到了數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域，并在政務、民生、產權、版權、法律、海關、法院、食品安全、電信、軍工等非金融行業落地。

當前，隨著社會發展和各行各業對用電需求的增多，促使了電力行業的高速發展，但伴隨而來的是安全生產管理和安全監督管理工作面臨了更大的挑戰。黨中央、國務院也高度重視安全生產工作，始終把安全生產擺在十分突出的位置，并作出了一系列重大決策部署，深入推進安全生產領域改革發展，也為安全生產的監管提供了強大政策支持，加之區塊鏈技術帶來的機遇和挑戰，各行各業都在積極參與，剖析行業痛點、充分利用區塊鏈技術逐步解決行業內存在的各項問題。

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

1? 安全風險管控現狀分析

1.1? 安全風險管控挑戰多

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，安全形勢嚴峻復雜。一方面隨著新能源的快速發展，特高壓直流電網加速建設，“強直弱交”網架結構矛盾日益突出，電網運行控制和電力平衡難度加大，發生大面積停電的風險始終存在;另一方面公司生產、基建任務持續處于高位，高風險作業多，現場點多面廣，人員不足、管控能力不足等問題日益凸顯，確保現場安全壓力巨大。

1.2? 安全風險管控涉及業務部門廣

當前浙江省電力有限公司安全風險管控業務涉及調控、設備、基建、營銷、安監、信通等多個業務部門。其中，安監部作為安全風險管控工作的牽頭部門，主要承擔全過程監督、檢查、評價工作，調控、設備、基建、營銷、信通等專業部門按照“誰主管誰負責，管業務必須管安全”原則，協同配合開展安全風險管控工作。

1.3? 信息化建設及應用數據共享難

當前浙江省電力有限公司信息化建設和應用主要是國網公司統推信息化系統和省公司自建信息化系統，近幾年國網公司、浙江公司在技術應用和平臺應用等信息化建設方面也做出了重大布局和建設支撐，但仍然存在跨部門協同管控難，各專業信息化系統建設產生的相應數據零散且數據實時性不高、數據完整性不足、數據共享互通難等諸多問題。

2? 區塊鏈應用于安全風險管控的可行性分析

2.1? 區塊鏈技術的主要特點

分析區塊鏈技術的主要特點，可概括為以下幾點：

（1）去中心化：無須第三方介入，實現點對點的交易、協調和協作。在區塊鏈系統中，沒有任何一個機構或個人可以實現對全局數據的控制，而任一節點停止工作都不會影響系統整體運作，這種去中心化的網絡將極大地提升數據安全性[1]。

（2）不可篡改性：區塊鏈利用加密技術來驗證與存儲數據，利用分布式共識算法來新增和更新數據。區塊鏈需要各節點參與驗證交易和出塊，修改任意數據需要變更所有后續記錄，僅修改單節點數據不會影響到區塊鏈網絡的最終數據。

（3）公開透明與可溯源性：每個節點都會獨立記錄區塊內容，各節點都擁有最新的完整數據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塊數據。區塊鏈中的每一筆交易存儲在鏈式結構的區塊數據中。同時，通過密碼學算法對所有區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：區塊鏈去中心化的特征決定了它的集體維護性。傳統中心化機構通常需要身兼三職：數據存儲者、數據管理者和數據分析者。區塊鏈則以對等的方式由各參與方共同維護，各方權責明確，無需向第三方機構讓渡權限，實現共同協作[3]。

2.2? 基于區塊鏈技術的應用體系

根據去中心化、不可篡改、公開透明、可溯源、集體維護的特性，區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務領域有廣泛的研究和應用空間[4]。區塊鏈技術應用于安全風險管控業務領域，可通過“安全生產+安全監督”數字化上鏈，增加安全生產治理能力，實現高效規范化作業，通過智能化分工管理，提升安全風險應對及防范能力，結合各個業務場景演化成多種形式的安全風險管控可概括為三種應用模式，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：利用區塊鏈技術實現各節點達成共識機制，依據去中心化存儲快速同步賬本，實現安全風險管控業務場景下數據的快速同步與共享，通用業務場景中各安全生產單位節點所做的任何動作都將上鏈存儲，共識后同步到相應的全節點和安全監督單位節點，同時除上述執行動作等動態維度外，各個生產單位節點的初始關鍵狀態也同步到安全監督單位節點，不需要安全監督單位主動提出監察需求后等待被監察單位準備材料，相關多維度數據快速同步到安全監管單位節點的模式可以支持實時調取進行監管。

（2）安全風險管控互信模式：利用區塊鏈技術來建立安全生產單位和安全監督單位的互信關系，在此基礎上進行數據的安全共享和存儲，并利用加密技術來驗證，利用分布式共識算法來新增數據，私自修改任意數據記錄變得不可實現，且僅修改單一節點數據不會影響到區塊鏈網絡中的最終數據，進一步提高了上鏈數據和交易的互信水平。

（3）安全風險管控溯源模式：利用區塊鏈技術自身數據結構的特點，通過哈希“時間戳”來證明某個文件或者數字內容在特定時間的存在，在區塊鏈系統中，通過為各區塊在生成和交易時打上“時間戳”，為信息數據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單位節點的狀態和執行的動作在被不可篡改的記錄，同時加上了時間維度屬性，對于安全監督單位來說，便于追溯違章操作和安全事故的具體發生時間和對應的發生動作[5]。

3? 基于區塊鏈技術的安全風險管控體系

3.1? 搭建生產監督聯盟鏈

搭建生產監督聯盟鏈，聯盟鏈覆蓋安全生產運營的所有相關單位和機構，主要包括業務主管單位（設備、基建、營銷、信通）、相關生產單位、相關集體企業、勞務分包單位、專業分包單位和監督管理單位。通過聯盟鏈聯合各方安全生產單位關系成員共同維護安全風險管控業務各節點的執行、記錄，且聯盟成員之間達成了安全風險管控模式下的互信關系，所有數據操作執行可溯源，同時能夠及時快速地進行各個節點數據同步共享，可有效推動各生產環節的安全風險管控。生產監督單位聯盟鏈如圖2所示。

3.2? 全過程執行上鏈存儲

實現全過程執行上鏈存儲，使得所有聯盟成員的安全生產運營以及安全監督檢查的相關執行動作進行上鏈存儲，實現各節點全過程信息上鏈，上鏈數據通過共識后及時同步共享，不可篡改可溯源，對于在安全監督檢查過程中發現存在的各類違章問題和安全事故問題，可以直接在區塊鏈上追溯到源頭，且在互信的模式下可以通過智能合約來實現安全監督預警，便于安全監督管理單位通過預警機制來提醒各相關生產執行節點的規范化操作，有效確保安全風險管控工作可以順利開展。全過程執行流程連如圖3所示。

3.3? 主要應用闡述

本文所提出的基于區塊鏈技術的電力安全風險管控體系，在國網浙江省電力有限公司經濟技術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，應用效果如下：

（1）實現數字化票據，增強安全生產治理能力。通過利用區塊鏈技術自身分布式、共享性、防篡改和可追溯特性，結合區塊鏈、身份認證和生物識別等先進科技，實現將工作票數據、現場勘察記錄單等相關票據執行流程進行上鏈存證，確保工作票簽發人、負責人、許可人等人員身份信息真實可信，在實名認證環節為工作票的業務人員和審批人員提供基于區塊鏈的身份認證服務，有效規避“人票不一致”等違規現象的發生，有效堵塞管理漏洞，降低安全風險發生，增強安全生產治理能力。

（2）各環節存證監督，實現高效規范化作業。利用區塊鏈防篡改和可追溯的技術優勢，實現安全生產各環節存在監督，通過將作業地點、相關設備、作業時間、作業內容、操作記錄等關鍵信息與作業人員信息緊密關聯，在作業過程中，借助區塊鏈技術對安全生產作業全過程進行存證，實現對安全作業人員清晰準確的穿透式監督和管控，可有效防范作業人員操作不規范、誤操作、安全穿戴不合規等現象，從而達到高效規范化作業目的。

（3）智能化預警管控，提升風險應對及防范能力。安全生產重在預防，可以利用區塊鏈智能合約技術，將以往安全生產事故進行集中、統計、分類，根據安全生產要求，預置預警智能合約條件并存放在區塊鏈上，實時檢測預置條件波動情況，當安全生產要素出現非正常范圍內數值時，自動觸發智能合約，發送安全預警通知，有效強化安全預警能力，提升風險應對及防范能力。

4? 結? 論

綜上所述，區塊鏈獨有的防篡改、可追溯技術優勢可實現對安全生產的穿透式管理，從源頭上提升安全風險管控能力。在安全生產和安全監督管理中，通過利用區塊鏈技術自身分布式、共享性、防篡改、可追溯特性，與大數據、云計算、人工智能、物聯網等相結合，構建安全風險管控全業務可信數據共享環境，搭建“安全生產單位+安全監督單位”聯盟鏈，實現安全生產全過程執行數字化上鏈存儲，可有效堵塞管理漏洞，達到高效規范化作業目的，提升安全風險應對及防范能力。

參考文獻：

[1] 范吉立，何蒲，李曉華，等.基于區塊鏈的去中心化物品共享交易服務系統 [J].計算機應用，2019，39（5）：1330-1335.

[2] 王新剛，田志遠.區塊鏈：一種互聯網創新應用模式 [J].信息安全與通信保密，2019（12）：17-22.

[3] 杜蘭，陳琳琳，戴麗麗，等.基于區塊鏈的云制造平臺系統架構模型 [J].信息技術與網絡安全，2019，38（1）：101-105.

[4] 李迪.大數據+區塊鏈技術在應急管理領域中的應用 [J].電子技術與軟件工程，2018（12）：168-170.

[5] 張應平.大話區塊鏈 [M].北京：清華大學出版社，2019.

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：電力安全生產管理及信息化管理。