區塊鏈技術的多元協同煤礦安全監管模式

張立新

（河曲縣應急保障中心，山西 河曲 036599）

煤礦的安全管理工作是一項系統工程，而每一個環節都會影響煤礦的安全生產，因此對其進行科學的管理和控制就顯得尤為重要。目前我國在煤礦的安全監管領域已經有了較為成熟的體系和方法，但是仍然存在一些問題，例如：對區塊鏈技術的研究不夠透徹，沒有形成完整的理論框架，缺乏有效的監管手段等。這些都是當前我國在推進煤礦安全監管的過程中所遇到的困難所在。

1 煤礦安全投入存在的問題

1.1 決策者認知水平要求高

在傳統的煤炭開采中，每一個決策者都會對井下的地質情況進行詳細的了解和分析，并根據自己的經驗做出判斷，而這種方法存在很大的主觀性，容易導致決策者的決策失誤，從而影響到整個礦井的安全生產。而區塊鏈技術可以解決這一問題，其在數據的處理上具有高度的智能化，使得每一項工作都能夠做到實時的監控和管理，同時還能將風險控制到最小，避免了以往的錯誤操作，大大提高了礦井的安全性、可靠性。同時由于區塊鏈的復雜性使得其安全性成為一項重要的指標來衡量，一旦決策者的認知水平不高，那么其在管理煤炭開采的各個階段的時候就會出現諸多的安全隱患，甚至可能導致重大事故的發生。

1.2 安全投入動態化

傳統的安全管理體系中，各部門的安全保障主要依靠的是事后的檢查與治理，而在“互聯網＋”的時代背景下，各子系統的安全投入和風險的控制更加依賴于信息的動態化與透明性，這就要求各系統的安全性更高。因此在進行井下的日常監控、事故的預測及分析等過程中，必須要實現實時的數據共享，通過對井下的所有設備的監測來保證井下的安全狀態，并及時地對所發生的問題做出相應的處理措施，從而最大限度地降低損失。例如，在礦井的生產作業的全生命周期，每一個環節都需要不同的人員參與，每一項工作都會涉及多個崗位，每個人的操作行為都會受到多種因素的影響和制約，這就使得每項任務的實施難度增加，而一旦出現突發事件，則難以應對，甚至可能導致整個礦的停工或停產。所以利用區塊鏈技術的方法可以有效解決這一難題，將每一步的關鍵點放在節點上，以確保各項指標的準確性以及整體的可追溯性。

1.3 安全投入審查難

當前的煤礦企業安全監管體系中，安全投入審查的工作量最大，但是在實際的生產過程中，由于各部門之間的溝通不暢，導致安全投入審查的效果不佳。例如在進行煤炭開采時，因為煤炭開采難度大，而對井下的環境要求嚴格，因此需要對井下的地質情況和周圍的空氣條件有一定的了解。同時，隨著科技的發展和進步，一些新的設備也被投入使用到了井下，這就使得安全投入的審核變得更加困難。此外，在傳統的煤礦安全管理模式中，各礦企的各個礦企都只注重自身的利益而忽視了對員工、社會、國家以及周邊等方面的責任與義務，從而出現了很多問題。

2 區塊鏈技術與應用

2.1 去中心化

圖1 區塊鏈新型產業鏈

去中心化技術的主要特點是：（1）可以實現多個鏈路間的共享；（2）能夠保證每一個鏈路的安全；（3）避免了因為某個鏈路上的故障而造成的不必要的損失；（4）確保了每一條鏈路上的所有成員都能獲得相同的權限；但是，去中心化也有其缺點，比如說，對于單個的節點而言，無法完成對多臺設備的統一管理，這就導致該過程中的資源浪費。同時也會增加成本。目前，我國已經出現了一種新的“區塊鏈”，即“魚骨圖”，它利用分布式的存儲方式，使得每一臺機器的運行都是獨立的且相互關聯的狀態下，從而使整個體系的整體性能得到提升[1]。

2.2 共識機制

區塊鏈技術的應用使得各節點之間的關系更加緊密，在信息共享過程中，各節點的行為都會被記錄在區塊鏈的核心文件中，而每一個參與其中的成員都擁有一定的權利義務，因此可以通過共識機制實現對整個系統的控制和管理。以美國NSCo（Rude）公司為例，該技術的主要特點是將所有的數據進行加密，并利用區塊鏈的無縫性，保證了每一項交易的安全與穩定性。同時該技術還具有極強的安全性、可靠性，一旦出現任何問題，就能夠及時地發現并解決，從而確保了交易的順利完成。此外該技術還具備良好的可信任性，因為只有用戶的認可才能使其安全有效地運行下去，如果沒有得到授權，那么也無法對其產生影響。

2.3 數據安全可溯源

數據的安全性是保證信息完整性的前提和保障，而數據的可溯源性則是確保數據的安全可靠的重要因素。在區塊鏈技術中，由于每個節點都有各自的身份和權限，因此在進行關聯的時候需要將每一個成員的角色分配給不同的區塊鏈中的任何一個，而不是將所有的區塊鏈都聯系在一起。當出現異常時，可以通過對其的認證來追溯該過程，從而實現對整個系統的控制與管理。當某個井田發生泄漏的事件時，會導致該井田的生產停止，這就要求從井田中獲取到的數據必須要能夠被及時追蹤到。如果沒有經過驗證，則不能確定是否存在泄露的風險；反之，一旦被發現，就能明確地知道哪一條事故的發生可能性更大，進而采取相應的措施來避免危險的再次發生。

3 煤礦安全投入與區塊鏈技術

3.1 決策

在區塊鏈的形成過程中，決策階段的任務是確定如何分配各部門的投入資金，并將其轉化為可靠的交易數據。在這一階段，需要考慮的問題有：（1）根據各區塊的安全生產指標，制定出各區塊的安全投入比例。（2）對各區塊的投入金額進行分析，并結合各個區塊的安全投入比例，計算出該區域的總需求量。（3）依據所需的安全資源，選擇合適的合作伙伴和設備。（4）通過上述的各項措施，實現對煤礦的有效管理。同時也要注意到，由于不同的區塊會有不同的風險評估標準，因此要分別從經濟、技術和社會三個方面來衡量，從而保證煤礦的安全性與穩定性。對于一個成熟的煤礦來說，其核心的技術應該是將其分散的優勢發揮到最大。而在每個井下的關鍵節點，如主掘斷線、主控井底壓力控制等，則會成為整個井下的重要環節。所以決策者必須充分地了解這些環節的特點以及它們的作用機制，才能做出最適合的決定方案。

3.2 執行

（1）統一標準。區塊鏈技術的安全性取決于各節點之間的相互信任程度，因此必須建立起一個標準化的規則來保障各環節的安全監管。例如在煤炭開采開發過程中，可以通過對煤礦進行分段，將區塊鏈上的每段都劃分為不同的子鏈，這樣就能有效避免因人為操作造成的安全事故；（2）完善制度。首先，要建立起一套完整的體系和操作流程，并嚴格遵守各項規章制度，做到有法可依。其次，要加強對各區塊的信息共享，使其能夠實現實時監控。最后，要定期組織培訓，提高管理人員的綜合素質，使他們能熟練地掌握各種安全技術措施，以確保井下的井下環境的安全性、應急性；（3）強化監督職能，提升效率。在煤炭開采企業的日常工作中，由于煤炭的特殊性，需要對每道工序都進行全程監管，因此為了保證每道程序的高效執行，必須要求每個環節的負責人具有較高的責任心，并且具備較強的耐心，從而為后續的檢查提供便利。

3.3 數據上鏈

美國NDTD 公司的數據鏈系統的核心是由分布式多節點的架構所組成的“金字塔”網絡體系，其主要功能是對數據進行存儲、管理和分析。在這里，將其分為三個部分，即：（1）訪問控制：在數據的獲取上，需要通過對數據庫中的信息和相關的記錄等的加密處理，來保證這些信息的安全性；（2）查詢控制：對于一些敏感的數據或者某些特定的安全事件，要及時采取相應的措施來防止危險的發生；（3）恢復控制：當出現異常的情況時，可以利用該機制，將風險降低到最低。具體來說，當某項安全問題的解決方式不同時，會導致不同的結果產生，比如說，會造成無法修復的損失以及資源的浪費等。因此在這種情況下，如果某項安全的關鍵性的決策被改變了，那么就會使得整個團隊的工作效率下降，甚至有可能會影響到整體的運行效果。所以針對這一點，NDTD 公司就采用了“防火墻”的技術來對該技術的應用加以限制[2]。

4 面臨的挑戰

4.1 安全投入信息披露的法規不完善

在我國，煤礦行業的安全投入資金一直處于一種缺失狀態，在安全生產領域，雖然已經制定了一些相關的法律法規，如《煤炭開采許可證》等，但這些法規只是針對煤炭行業的問題進行的規范性文件，并不是強制性的要求，而對于區塊鏈技術的應用范圍，也并無具體的說明。同時，各企業的安全投入也存在著不同的差異性，如對區塊鏈的安全性投入的資金有限，且其投資的成本較高，因此各行其是的安全投入的水平參差不齊。此外，由于區塊鏈技術的復雜性以及數據的不可獲取，使得其開發過程中的風險控制難度大大增加。目前世界上已有的關于區塊鏈的研究主要集中于如何提高系統的可靠性、降低誤報率，而對基于區塊鏈技術的跨層交換的跨層網絡架構的構建卻鮮有報道。

4.2 企業管理方式變革難度大

當前我國的煤礦企業管理方式主要是“金字塔”式的層級結構，即一個決策層由下至上一層次的主管領導負責整個體系的運作和管理工作，這種模式的缺點在于一旦出現問題，就會導致責任不明確，容易造成互相推諉的現象發生，從而增加了企業的運營成本。在“區塊鏈＋供應鏈”的環境下，由于信息的共享和交換的方便性，可以使各相關方實現數據的互聯互通，避免因相互間的信任而產生的不必要的糾紛與矛盾，也有利于提高各部門的工作效率。但是隨著時代的發展與科技的進步以及區塊鏈技術的不斷成熟，使得目前的煤礦企業管理方式無法適應新的要求與挑戰。

4.3 區塊鏈技術有待完善和提高

雖然當前的煤炭運輸行業發展迅速，但是由于區塊鏈的安全性和穩定性的要求高，因此對其安全管理的水平也提出了較高的標準和要求。目前我國的煤炭品供應鏈系統還存在著很多問題，例如：在煤炭的存儲方面，因為區塊鏈技術的應用還不夠廣泛，所以導致在儲存過程中容易出現泄漏等現象，這都會給整個煤炭儲存的安全帶來隱患。另外在煤炭的輸送環節，如果沒有實現有效的監管措施，就會造成大量的泄漏事件，這不僅僅是對國家的利益產生影響，更是對企業的信譽的損害。隨著區塊鏈技術的不斷成熟，其操作的難度也逐漸增大，如何保證區塊鏈的安全成為一個亟待解決的難題之一。從上述分析來看，盡管區塊鏈的相關理論已經非常豐富，但對于具體的實施方法以及相應的技術手段還有待進一步的研究與探討。

5 結語

綜上所述，隨著煤礦的不斷發展，井下作業的頻繁程度也越來越高，而井下的人員也在逐漸增多，這就要求監管部門要及時地更新相關的監管方式，以保證井下的安全有序運行。同時通過分析區塊鏈的協同效應，發現其優勢所在，從而制定出相應的解決對策，提高整個煤礦行業的安全水平。目前，國內外對于區塊鏈的理論研究成果還不夠完善，因此在實踐過程中，需要結合具體的實際情況，來進一步地探索出一套適合于煤炭領域的新型區塊鏈的安全風險評估體系。