基于区块链技术的电力安全风险管控体系研究

摘  要：电力安全生产和安全监督对保障电力系统的安全运行有着非常重要的作用。区块链技术具有去中心化、不可篡改、公开透明、可溯源、集体维护等特性，在电力安全风险管控中有着较好的应用价值。文章对电力安全风险管控的共享模式、互信模式、溯源模式进行演化，通过搭建生产监督联盟链，实现了安全生产和安全监督全过程执行上链存储，使得安全风险管控工作可以更有针对性地开展。

关键词：区块链技术;安全生产;安全监督;风险管控

中图分类号：TP311.13;TM73       文献标识码：A 文章编号：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

从2016年12月，区块链首次被列入国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》以来，区块链技术经过几年的探索应用，已经延伸到了数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，并在政务、民生、產权、版权、法律、海关、法院、食品安全、电信、军工等非金融行业落地。

当前，随着社会发展和各行各业对用电需求的增多，促使了电力行业的高速发展，但伴随而来的是安全生产管理和安全监督管理工作面临了更大的挑战。党中央、国务院也高度重视安全生产工作，始终把安全生产摆在十分突出的位置，并作出了一系列重大决策部署，深入推进安全生产领域改革发展，也为安全生产的监管提供了强大政策支持，加之区块链技术带来的机遇和挑战，各行各业都在积极参与，剖析行业痛点、充分利用区块链技术逐步解决行业内存在的各项问题。

因此，浙江省电力有限公司迫切需要利用区块链技术，实现智能化、实时化、全景化安全风险管控，提高安全生产信息连接能力，加强现场安全智能化管控，有效防范安全事故。

1  安全风险管控现状分析

1.1  安全风险管控挑战多

当前浙江省电力有限公司安全风险管理工作依然面临诸多挑战，安全形势严峻复杂。一方面随着新能源的快速发展，特高压直流电网加速建设，“强直弱交”网架结构矛盾日益突出，电网运行控制和电力平衡难度加大，发生大面积停电的风险始终存在;另一方面公司生产、基建任务持续处于高位，高风险作业多，现场点多面广，人员不足、管控能力不足等问题日益凸显，确保现场安全压力巨大。

1.2  安全风险管控涉及业务部门广

当前浙江省电力有限公司安全风险管控业务涉及调控、设备、基建、营销、安监、信通等多个业务部门。其中，安监部作为安全风险管控工作的牵头部门，主要承担全过程监督、检查、评价工作，调控、设备、基建、营销、信通等专业部门按照“谁主管谁负责，管业务必须管安全”原则，协同配合开展安全风险管控工作。

1.3  信息化建设及应用数据共享难

当前浙江省电力有限公司信息化建设和应用主要是国网公司统推信息化系统和省公司自建信息化系统，近几年国网公司、浙江公司在技术应用和平台应用等信息化建设方面也做出了重大布局和建设支撑，但仍然存在跨部门协同管控难，各专业信息化系统建设产生的相应数据零散且数据实时性不高、数据完整性不足、数据共享互通难等诸多问题。

2  区块链应用于安全风险管控的可行性分析

2.1  区块链技术的主要特点

分析区块链技术的主要特点，可概括为以下几点：

（1）去中心化：无须第三方介入，实现点对点的交易、协调和协作。在区块链系统中，没有任何一个机构或个人可以实现对全局数据的控制，而任一节点停止工作都不会影响系统整体运作，这种去中心化的网络将极大地提升数据安全性[1]。

（2）不可篡改性：区块链利用加密技术来验证与存储数据，利用分布式共识算法来新增和更新数据。区块链需要各节点参与验证交易和出块，修改任意数据需要变更所有后续记录，仅修改单节点数据不会影响到区块链网络的最终数据。

（3）公开透明与可溯源性：每个节点都会独立记录区块内容，各节点都拥有最新的完整数据库拷贝且所有的记录信息都是公开的，任何人通过公开的接口都可以查询区块数据。区块链中的每一笔交易存储在链式结构的区块数据中。同时，通过密码学算法对所有区块的所有交易进行叠加式HASH摘要处理，可追溯到任意一笔历史交易[2]。

（4）集体维护性：区块链去中心化的特征决定了它的集体维护性。传统中心化机构通常需要身兼三职：数据存储者、数据管理者和数据分析者。区块链则以对等的方式由各参与方共同维护，各方权责明确，无需向第三方机构让渡权限，实现共同协作[3]。

2.2  基于区块链技术的应用体系

根据去中心化、不可篡改、公开透明、可溯源、集体维护的特性，区块链安全度得到了极大的提升，也因此可得出其在安全风险管控业务领域有广泛的研究和应用空间[4]。区块链技术应用于安全风险管控业务领域，可通过“安全生产+安全监督”数字化上链，增加安全生产治理能力，实现高效规范化作业，通过智能化分工管理，提升安全风险应对及防范能力，结合各个业务场景演化成多种形式的安全风险管控可概括为三种应用模式，即为安全风险管控的共享模式、互信模式、溯源模式，如图1所示。

（1）安全風险管控共享模式：利用区块链技术实现各节点达成共识机制，依据去中心化存储快速同步账本，实现安全风险管控业务场景下数据的快速同步与共享，通用业务场景中各安全生产单位节点所做的任何动作都将上链存储，共识后同步到相应的全节点和安全监督单位节点，同时除上述执行动作等动态维度外，各个生产单位节点的初始关键状态也同步到安全监督单位节点，不需要安全监督单位主动提出监察需求后等待被监察单位准备材料，相关多维度数据快速同步到安全监管单位节点的模式可以支持实时调取进行监管。

（2）安全风险管控互信模式：利用区块链技术来建立安全生产单位和安全监督单位的互信关系，在此基础上进行数据的安全共享和存储，并利用加密技术来验证，利用分布式共识算法来新增数据，私自修改任意数据记录变得不可实现，且仅修改单一节点数据不会影响到区块链网络中的最终数据，进一步提高了上链数据和交易的互信水平。

（3）安全风险管控溯源模式：利用区块链技术自身数据结构的特点，通过哈希“时间戳”来证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在，在区块链系统中，通过为各区块在生成和交易时打上“时间戳”，为信息数据的记录形成了一个去中心化的分布式时间戳体系。这也就意味着各生产单位节点的状态和执行的动作在被不可篡改的记录，同时加上了时间维度属性，对于安全监督单位来说，便于追溯违章操作和安全事故的具体发生时间和对应的发生动作[5]。

3  基于区块链技术的安全风险管控体系

3.1  搭建生产监督联盟链

搭建生产监督联盟链，联盟链覆盖安全生产运营的所有相关单位和机构，主要包括业务主管单位（设备、基建、营销、信通）、相关生产单位、相关集体企业、劳务分包单位、专业分包单位和监督管理单位。通过联盟链联合各方安全生产单位关系成员共同维护安全风险管控业务各节点的执行、记录，且联盟成员之间达成了安全风险管控模式下的互信关系，所有数据操作执行可溯源，同时能够及时快速地进行各个节点数据同步共享，可有效推动各生产环节的安全风险管控。生产监督单位联盟链如图2所示。

3.2  全过程执行上链存储

实现全过程执行上链存储，使得所有联盟成员的安全生产运营以及安全监督检查的相关执行动作进行上链存储，实现各节点全过程信息上链，上链数据通过共识后及时同步共享，不可篡改可溯源，对于在安全监督检查过程中发现存在的各类违章问题和安全事故问题，可以直接在区块链上追溯到源头，且在互信的模式下可以通过智能合约来实现安全监督预警，便于安全监督管理单位通过预警机制来提醒各相关生产执行节点的规范化操作，有效确保安全风险管控工作可以顺利开展。全过程执行流程连如图3所示。

3.3  主要应用阐述

本文所提出的基于区块链技术的电力安全风险管控体系，在国网浙江省电力有限公司经济技术研究院进行了测试使用，通过一段时间的使用，取得了较好的成效，应用效果如下：

（1）实现数字化票据，增强安全生产治理能力。通过利用区块链技术自身分布式、共享性、防篡改和可追溯特性，结合区块链、身份认证和生物识别等先进科技，实现将工作票数据、现场勘察记录单等相关票据执行流程进行上链存证，确保工作票签发人、负责人、许可人等人员身份信息真实可信，在实名认证环节为工作票的业务人员和审批人员提供基于区块链的身份认证服务，有效规避“人票不一致”等违规现象的发生，有效堵塞管理漏洞，降低安全风险发生，增强安全生产治理能力。

（2）各环节存证监督，实现高效规范化作业。利用区块链防篡改和可追溯的技术优势，实现安全生产各环节存在监督，通过将作业地点、相关设备、作业时间、作业内容、操作记录等关键信息与作业人员信息紧密关联，在作业过程中，借助区块链技术对安全生产作业全过程进行存证，实现对安全作业人员清晰准确的穿透式监督和管控，可有效防范作业人员操作不规范、误操作、安全穿戴不合规等现象，从而达到高效规范化作业目的。

（3）智能化预警管控，提升风险应对及防范能力。安全生产重在预防，可以利用区块链智能合约技术，将以往安全生产事故进行集中、统计、分类，根据安全生产要求，预置预警智能合约条件并存放在区块链上，实时检测预置条件波动情况，当安全生产要素出现非正常范围内数值时，自动触发智能合约，发送安全预警通知，有效强化安全预警能力，提升风险应对及防范能力。

4  结  论

综上所述，区块链独有的防篡改、可追溯技术优势可实现对安全生产的穿透式管理，从源头上提升安全风险管控能力。在安全生产和安全监督管理中，通过利用区块链技术自身分布式、共享性、防篡改、可追溯特性，与大数据、云计算、人工智能、物联网等相结合，构建安全风险管控全业务可信数据共享环境，搭建“安全生产单位+安全监督单位”联盟链，实现安全生产全过程执行数字化上链存储，可有效堵塞管理漏洞，达到高效规范化作业目的，提升安全风险应对及防范能力。

参考文献：

[1] 范吉立，何蒲，李晓华，等.基于区块链的去中心化物品共享交易服务系统 [J].计算机应用，2019，39（5）：1330-1335.

[2] 王新刚，田志远.区块链：一种互联网创新应用模式 [J].信息安全与通信保密，2019（12）：17-22.

[3] 杜兰，陈琳琳，戴丽丽，等.基于区块链的云制造平台系统架构模型 [J].信息技术与网络安全，2019，38（1）：101-105.

[4] 李迪.大数据+区块链技术在应急管理领域中的应用 [J].电子技术与软件工程，2018（12）：168-170.

[5] 张应平.大话区块链 [M].北京：清华大学出版社，2019.

作者简介：张凯（1987.06—），男，汉族，浙江杭州人，硕士研究生，工程师，研究方向：电力安全生产管理及信息化管理。