淺析基于聯(lián)盟鏈電梯追溯體系的構(gòu)建方案

馬良平，唐艷同，陶偉斌

（紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院，浙江 紹興 312071）

1 前言

電梯已與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，電梯的質(zhì)量安全也倍受重視，2018年2月1日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)電梯質(zhì)量安全工作的意見》，指出進(jìn)一步強(qiáng)化電梯質(zhì)量安全工作，保障人民群眾乘用安全和出行便利，同時(shí)明確提出要以電梯為重點(diǎn)，推動(dòng)企業(yè)對(duì)電梯全生命周期內(nèi)過程信息進(jìn)行記錄，建立安全管理追溯體系。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，其自有的可溯源、可靠性、不可篡改性，在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)追溯功能中被廣泛應(yīng)用，而聯(lián)盟鏈具有合法共識(shí)性、交換高效性、私密性等特點(diǎn)，是作為電梯追溯體系的優(yōu)選方案。

2 追溯的基本要求

追溯可分為追蹤和溯源。追蹤指的是從事件上游至下游正向流通時(shí)，定位電梯或者零部件去向的行為；溯源則是指從供應(yīng)鏈下游至上游的逆向流通時(shí)，識(shí)別、確認(rèn)電梯或者零部件來源的行為。而電梯追溯系統(tǒng)的對(duì)象，主要有電梯整機(jī)、關(guān)鍵零部件如主機(jī)和控制柜等，安全部件如限速器和安全鉗等，以及包括電梯全生命周期內(nèi)的關(guān)聯(lián)事件，所有查詢數(shù)據(jù)，通過同一鏈條上不同參與者持續(xù)登記信息獲得，通過建立電梯全生命周期內(nèi)的完整數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯整機(jī)和部件的唯一識(shí)別和動(dòng)態(tài)查詢。

3 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可采用6層架構(gòu)，分為基礎(chǔ)、核心和交互等三大模塊（如圖1）?；A(chǔ)模塊包含數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)采集層；核心模塊包含合約層和網(wǎng)絡(luò)層；交互模塊包含應(yīng)用層，提供用戶接口建立聯(lián)盟關(guān)聯(lián)方，提供授予不同權(quán)限的應(yīng)用方終端查詢?nèi)肟?，為?shù)據(jù)采集方提供各自環(huán)節(jié)信息的登記端口。

圖1

3.1 數(shù)據(jù)采集層各聯(lián)盟方

3.1.1 電梯制造單位

電梯制造單位在完成電梯生產(chǎn)及出廠檢測(cè)后，將相應(yīng)信息進(jìn)行上報(bào)。填報(bào)信息具體包括：生產(chǎn)制造單位信息、生產(chǎn)許可證、整機(jī)及部件型式試驗(yàn)證書、整機(jī)型號(hào)及編號(hào)、部件型號(hào)及編號(hào)、安裝使用維護(hù)說明書等。制造單位也可以通過系統(tǒng)獲取使用單位基本信息、施工基礎(chǔ)信息、維保信息、檢驗(yàn)信息等。

3.1.2 電梯施工單位

電梯施工單位主要是指電梯安裝、改造、重大修理單位，電梯施工單位應(yīng)填報(bào)安裝改造單位信息，包括施工許可證、施工方案、人員組織情況，井道布置圖、施工質(zhì)量證明書等，可從系統(tǒng)獲取電梯相應(yīng)的電梯整機(jī)信息、電梯部件信息、安裝使用維護(hù)說明書等。

3.1.3 電梯維保單位

維保單位應(yīng)填報(bào)信息包括：維保合同、維保人員作業(yè)人證、維保記錄、故障修理記錄等，同時(shí)可獲取電梯產(chǎn)品的相關(guān)信息、安裝信息及檢驗(yàn)基本信息。

3.1.4 檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提供有效期內(nèi)的監(jiān)督檢驗(yàn)或者定期檢驗(yàn)報(bào)告，可直觀了解檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)間、結(jié)果及發(fā)現(xiàn)隱患?？色@取與制造、安裝、維保等檢驗(yàn)有關(guān)的數(shù)據(jù)。

3.1.5 管理部門

管理部門主要是指各級(jí)特種設(shè)備監(jiān)管部門。管理部門可通過系統(tǒng)獲取完整的電梯相關(guān)信息，包括從生產(chǎn)開始全生命周期相關(guān)信息，對(duì)電梯進(jìn)行在線安全監(jiān)管及溯源管理。管理部門具備對(duì)信息新增、修改、刪除等的權(quán)限。并可進(jìn)行報(bào)表管理，獲取更加全面立體的信息，方便進(jìn)行更加直觀的監(jiān)管。

3.1.6 使用單位

電梯使用單位可在平臺(tái)獲取相關(guān)電梯的生產(chǎn)、施工、維保、檢驗(yàn)檢測(cè)等基本信息，讓使用單位對(duì)自身所使用的電梯有全面了解。但同時(shí)也需上報(bào)相關(guān)信息，如電梯使用單位信息、使用信息、電梯保險(xiǎn)基礎(chǔ)信息等。

3.1.7 普通民眾

普通民眾可以進(jìn)行電梯使用管理情況查詢，包括檢驗(yàn)結(jié)論、檢驗(yàn)有效期、設(shè)備地點(diǎn)唯一設(shè)備代碼等信息，并對(duì)電梯故障信息、事故信息等進(jìn)行反饋上報(bào)。

建立區(qū)塊鏈分布式賬本數(shù)據(jù)庫，將以上電梯的生產(chǎn)、安裝、使用、維保、檢驗(yàn)檢測(cè)、監(jiān)查、稽查等信息進(jìn)行打包封裝，進(jìn)行哈希編碼，錄入分布式賬本建立區(qū)塊鏈存證數(shù)據(jù)庫，在不斷的信息添加過程中，參與者可對(duì)之前的信息進(jìn)行查詢驗(yàn)證。

3.2 聯(lián)盟準(zhǔn)入合約機(jī)制

合理有效的智能合約策是聯(lián)盟各參與方事先擬定合約內(nèi)容和觸發(fā)機(jī)制等形式化規(guī)則，通過建立的企業(yè)認(rèn)證準(zhǔn)入機(jī)制，符合聯(lián)盟規(guī)則條件的企業(yè)單位方可通過相關(guān)區(qū)塊鏈的認(rèn)證賦予身份標(biāo)識(shí)。

將聯(lián)盟管理方相關(guān)審核條件與結(jié)果轉(zhuǎn)換成區(qū)塊鏈相關(guān)準(zhǔn)入條件，并形成背書簽名印記，保證鏈內(nèi)參與者的相對(duì)可信，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)塊鏈鏈間確定的、相對(duì)可信的智能合約管理，讓所有在鏈上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交易能夠有明確的智能合約簽署。在執(zhí)行交易時(shí)通過智能合約中的共識(shí)管理、背書策略等進(jìn)行交易正確性和有效性的驗(yàn)證，驗(yàn)證后計(jì)入分布式賬本，形成互認(rèn)且不可篡改的鏈上記錄。

3.3 鏈交易管理

在電梯的生產(chǎn)、安裝、使用、維護(hù)等過程中會(huì)產(chǎn)生很多的實(shí)體之間的互動(dòng)事件，也就是區(qū)塊鏈中的交易事件，合理設(shè)計(jì)交易流才能使整個(gè)鏈能夠完整的運(yùn)行。在本項(xiàng)目中需要客戶端、背書節(jié)點(diǎn)、排序節(jié)點(diǎn)、提交節(jié)點(diǎn)等。

根據(jù)這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)有效的交易流管理，并按節(jié)點(diǎn)流程進(jìn)行交易，最終所有數(shù)據(jù)將由提交節(jié)點(diǎn)對(duì)所有交易進(jìn)行檢驗(yàn)并提交存入?yún)^(qū)塊鏈中。

3.4 背書機(jī)制與策略

背書策略，用于指示區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)交易驗(yàn)證的規(guī)則。作為交易驗(yàn)證流程的一部分，當(dāng)背書節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)交易請(qǐng)求的時(shí)候,該節(jié)點(diǎn)會(huì)調(diào)用驗(yàn)證用途的系統(tǒng)合約程序并與執(zhí)行交易的合約相關(guān)聯(lián)。為了得到更多的有效背書，需要有更多的有效背書節(jié)點(diǎn)的支持。有效的準(zhǔn)入機(jī)制和簽名與證書將幫助獲得更多的有效背書節(jié)點(diǎn)和有效背書，因此，電梯全生命周期中部分節(jié)點(diǎn)將用戶證書及簽名或管理部門證書及簽名列入背書列表。

3.5 分布式賬本

分布式賬本是一系列有序的、不可篡改的狀態(tài)轉(zhuǎn)移記錄日志，包含了轉(zhuǎn)移鏈碼與狀態(tài)信息等內(nèi)容。狀態(tài)轉(zhuǎn)移是鏈碼執(zhí)行的結(jié)果，每個(gè)交易都是通過增刪改操作提交一系列鍵值對(duì)到賬本，一系列有序的交易被串聯(lián)成區(qū)塊鏈。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要保存其加入通道的賬本。具體包含交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。賬本數(shù)據(jù)庫是基于文件系統(tǒng)，將區(qū)塊存儲(chǔ)于文件塊中，并中存儲(chǔ)區(qū)塊交易對(duì)應(yīng)的文件塊及其偏移。

4 與特種設(shè)備監(jiān)管平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸

特種設(shè)備監(jiān)管平臺(tái)是特種設(shè)備監(jiān)督管理及檢驗(yàn)檢測(cè)的綜合信息共享平臺(tái)，系統(tǒng)基于區(qū)塊鏈與追溯信息平臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)展，監(jiān)管平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)：日志管理、檢驗(yàn)檢測(cè)管理、賬號(hào)管理、CA證書管理、在線查詢、報(bào)表管理、智能研判、智能合約、智能提醒、在線通知、在線協(xié)作、在線取證等。

建立特種設(shè)備監(jiān)管平臺(tái)的追溯模型見圖2。

圖2

5 結(jié)語

應(yīng)用聯(lián)盟鏈技術(shù)在電梯追溯體系中的優(yōu)勢(shì)顯而易見，它能幫助電梯制造單位對(duì)電梯在維護(hù)保養(yǎng)和安全運(yùn)行方面提出改進(jìn)建議，并提供技術(shù)幫助，有助于電梯缺陷召回機(jī)制、產(chǎn)品質(zhì)量終身制的實(shí)施；電梯全生命周期信息均被記錄，鑒于時(shí)間的一維性及無法篡改，有助于精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)管控、隱患排除及事故追責(zé)。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)在聯(lián)盟內(nèi)共認(rèn)、共識(shí)，就能避免在告知、監(jiān)督檢驗(yàn)、辦理使用登記、定期檢驗(yàn)、改造維修等相關(guān)環(huán)節(jié)重復(fù)提供資料，真正實(shí)現(xiàn)“最多跑一次”。