近年來，輸電運檢專業(yè)不斷推進發(fā)展方式變革，開展立體巡檢、移動作業(yè)、綜合在線監(jiān)測、人工智能圖像識別、智能運檢大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等技術的研究和應用，極大提升了輸電運檢技術管理精益化水平。輸電運檢設備可視化、智能化建設的同時，也給運檢班組帶來了很多困難和挑戰(zhàn)：

1）班組生產(chǎn)管理日益復雜

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測、智能巡檢等設備供應商之間存在數(shù)據(jù)壁壘，設備維護也只負責各自的部分，涉及需要交叉配合的情況（如數(shù)據(jù)共享分析、聯(lián)合消缺等）時，難以有效協(xié)作，增加了班組生產(chǎn)管理難度。

2）現(xiàn)場安全準入要求繁瑣

設備量的增加必然導致外包施工單位人戶的增加及來源的復雜化，施工人員作業(yè)需要進行身份認證及作業(yè)管控，目前身份認證程序繁瑣，且可能存在系統(tǒng)出錯、資料丟失、認證過期等情況，不利于現(xiàn)場生產(chǎn)的順利進行。

3）班組績效考核困難增加

班組人員工作量核定主要依靠工作印象及人工統(tǒng)計，存在考核指標不明確、數(shù)據(jù)記錄不完善、數(shù)據(jù)保存不完整等問題，在生產(chǎn)管理、績效考核、評優(yōu)評先方面存在爭議。

區(qū)塊鏈技術的發(fā)展為解決上述問題提供了新的思路。區(qū)塊鏈是一種由任意多的節(jié)點通過密碼學方式，以去中心化、去信任化的方式，來集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術方案。它是一種具有普適性的底層技術框架，可以為管理、能源等領域帶來深刻變革。

因此，亟需開展基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字化運檢班組體系研究，以優(yōu)化運檢班組生產(chǎn)、安全、績效管理流程，提升運檢班組管理水平，提高輸電運營經(jīng)濟效益，提升企業(yè)社會公信力。

1 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈本質上是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的融合與創(chuàng)新。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結構主要分為兩個部分：①區(qū)塊頭，主要包含上一個區(qū)塊的哈希散列值，用來連接前一區(qū)塊，保證區(qū)塊鏈的完整性；②區(qū)塊主體，包含本區(qū)塊的主要信息（例如交易信息），這些信息和上一個區(qū)塊的哈希散列值及隨機數(shù)共同構成本區(qū)塊的哈希散列值。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結構使鏈上每個區(qū)塊的信息都可以由前驅節(jié)點追溯，并影響后繼節(jié)點的信息構成，利用密碼學方法保證惡意攻擊無法篡改信息，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構

區(qū)塊鏈可以根據(jù)參與者的不同，按照訪問管理權限劃分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈。任何參與者或者參與節(jié)點可以自由進出公有鏈網(wǎng)絡；聯(lián)盟鏈與公有鏈的區(qū)別在于聯(lián)盟鏈的網(wǎng)絡節(jié)點需要嚴格的認證和審核才能加入或退出，與公有鏈相比，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量較少，且節(jié)點間有相對程度的信任；私有鏈一般為私有機構自己組建，適用的場景一般不考慮存在作惡節(jié)點的情況。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)流在輸電監(jiān)測的查詢和訪問，一般是輸電運檢中心及各班組、智能管控中心或監(jiān)測后臺廠家進行數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通，這些機構接受檢修公司監(jiān)督與管理，具有嚴格的驗證和審查程序。根據(jù)上述特點，建設基于聯(lián)盟鏈的監(jiān)測數(shù)據(jù)管理，參與節(jié)點布置在輸電中心、管控中心機房及各班組。

2 基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理

2.1 生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)分類

1）缺陷數(shù)據(jù)

缺陷數(shù)據(jù)包括：缺陷時間、缺陷類型、缺陷照片編號、現(xiàn)場溫度、氣象條件、桿塔傾斜情況、線路晃動情況、設備廠家、出廠日期、投運日期等。

2）檢修數(shù)據(jù)

檢修數(shù)據(jù)包括：施工/廠家單位、工作負責人、工作班成員、工作票號、工作監(jiān)管人、監(jiān)管任務單編號、檢修設備、檢修消缺時間、檢修消缺每日記錄、檢修后設備情況、備品耗材消耗情況等。

2.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構設計

建立基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)鏈，主要包括區(qū)塊頭和區(qū)塊主體。區(qū)塊頭包括：上一個區(qū)塊ID、公鑰、數(shù)字簽名、默克爾樹根哈希值、時間戳、加密的運檢數(shù)據(jù)單（個數(shù)或內容）、運檢數(shù)據(jù)單ID。區(qū)塊主體包含缺陷數(shù)據(jù)和檢修數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行哈希運算并形成默克爾樹根哈希值?？紤]區(qū)塊鏈的運行效率，采用鏈上存儲照片、視頻、圖譜數(shù)據(jù)編號，鏈下存儲具體照片、視頻、圖譜數(shù)據(jù)的方式。

對數(shù)據(jù)進行加密與驗證采用SHA256哈希算法，數(shù)字簽名采用RSA數(shù)字簽名算法，節(jié)點對傳輸?shù)倪\檢監(jiān)測數(shù)據(jù)進行驗證，具體實現(xiàn)方式為：首先A節(jié)點用私鑰對其監(jiān)測數(shù)據(jù)的哈希值進行簽名，與監(jiān)測數(shù)據(jù)一起傳送給接收者B節(jié)點，B節(jié)點用公鑰對簽名解密，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行哈希運算，比較兩次數(shù)據(jù)是否相同，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互過程中防篡改問題，A對信息進行了簽名，同時也是無法否認的。

索引模塊記錄該數(shù)據(jù)單ID、區(qū)塊哈希值、數(shù)據(jù)類型、不同分類數(shù)據(jù)單的索引、時間戳、數(shù)字簽名和公鑰，生成一張映射表，以提高數(shù)據(jù)訪問速度。區(qū)塊鏈通過分布式架構建立點對點的非集中架構的信任存儲模式，并通過賬本結構的形式實現(xiàn)公開透明性和數(shù)據(jù)不可篡改性，最終實現(xiàn)從中央存儲方式到分布式存儲方式的轉換。

在存儲過程中，每個區(qū)塊的數(shù)據(jù)都會序列成字節(jié)碼的形式寫入dat文件中，在寫入數(shù)據(jù)的過程中，通過索引模塊生成區(qū)塊和交易相關的元數(shù)據(jù)、數(shù)字簽名、公鑰、時間戳等信息，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。生產(chǎn)管理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構如圖2所示。

2.3 基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理流程

基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理流程如圖3所示，具體如下：

1）設備達到檢修周期或出現(xiàn)缺陷、故障時，缺陷現(xiàn)場數(shù)據(jù)、缺陷時間、設備廠家數(shù)據(jù)寫入智能運檢數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈。

圖2 生產(chǎn)管理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構

圖3 基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理流程

2）聯(lián)系設備廠家、維保單位協(xié)同判斷缺陷情況，初步制定檢修消缺策略。各單位根據(jù)運檢數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈上的運行數(shù)據(jù)，制定消缺方案及處理意見、討論時間，并寫入智能運檢數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈。

3）制定并上報檢修及消缺計劃。

4）制定消缺方案、檢修“三措”，聯(lián)系相關廠家及施工單位到場。

5）辦理安全準入手續(xù)，辦理工作票，持外包單位監(jiān)管任務單。

6）現(xiàn)場檢修、消缺，工作驗收。

7）若完成檢修任務或消缺工作，則終結工作票，工作結束，檢修數(shù)據(jù)寫入智能運檢數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈；若未解決缺陷問題，則轉入流程8）。

8）查詢智能運檢數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈鏈上數(shù)據(jù)，重新梳理消缺任務，考核消缺責任方，并將考核結果寫入數(shù)據(jù)鏈，轉入流程3）。

3 基于區(qū)塊鏈技術的安全管理

3.1 安全管理數(shù)據(jù)分類

1）外包單位安全準入數(shù)據(jù)

（1）企業(yè)資質、人員清單、人員資質、安全工器具清單等材料。

（2）法人代表、項目經(jīng)理、安全管理人員完成相應安全準入考試。

在滿足上述條件后，外包單位按照表1所列清單將相關材料提交審核，審核通過后，發(fā)放“外包單位安全準入合格證”，視為外包單位準入完成。

表1 外包單位準入資料清單

2）外包人員安全準入要求

（1）所在單位完成安全準入。

（2）學歷、特種作業(yè)資格證書、申請健康情況等滿足要求。

（3）符合“四準入”條件，即經(jīng)安全培訓考試后準入、憑工作票準入、持工作證準入、簽承諾書準入。

3.2 安全準入智能合約

區(qū)塊鏈作為分布式賬本，在節(jié)點認證方面有天然的優(yōu)勢。設計安全數(shù)據(jù)管理智能合約，預先編寫安全準入智能合約，狀態(tài)機包括認證規(guī)則、認證數(shù)據(jù)匹配等。安全準入信息認證達到預設準入門檻后，觸發(fā)智能合約將認證數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊鏈進行標記，同時準入證書以令牌的形式頒發(fā)給外包施工單位并記錄在區(qū)塊鏈中，有據(jù)可查并且不可篡改。安全準入智能合約模型如圖4所示。

圖4 安全準入智能合約模型

3.3 基于區(qū)塊鏈技術的安全管理流程

基于區(qū)塊鏈技術的安全管理流程如圖5所示，具體如下：

圖5 基于區(qū)塊鏈技術的安全管理流程

1）外包單位提供“外包單位安全準入合格證”，提供學歷、特種作業(yè)資格證書、申請健康情況等，由班組審核。

2）施工人員參加安全培訓考試，考試合格后，考試成績及人員認證姓名自動寫入安全準入?yún)^(qū)塊鏈，并頒發(fā)安全準入證書。

3）工作證辦理。班組安全員查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)或檢查安全準入證書，即可制作外包作業(yè)人員二維碼工作證。

4）簽訂承諾書。

5）班組安全員將外包單位作業(yè)人員信息表寫入安全準入?yún)^(qū)塊鏈。

6）PMS專職、安全專職查詢區(qū)塊鏈安全準入證書及認證內容，授予外包單位PMS、i國網(wǎng)賬號。

4 基于區(qū)塊鏈技術的績效管理

4.1 績效管理數(shù)據(jù)分類

1）現(xiàn)場工作數(shù)據(jù)

現(xiàn)場工作數(shù)據(jù)主要包括：第一種工作票數(shù)量、第一種工作票編號、帶電作業(yè)票數(shù)量、帶電作業(yè)票編號、工作內容、工作時間、外包施工單位監(jiān)管單數(shù)量、外包施工單位監(jiān)管單數(shù)量編號、監(jiān)管時間、消缺數(shù)量、備品備件管理、特種裝備維護、檔案資料整理、事故搶修、隱患排查、專業(yè)管理、項目管理等。

2）正、負面清單數(shù)據(jù)

正面清單主要包括：新聞宣傳、科技創(chuàng)新、個人榮譽等加分項。負面清單主要包括：違反政治紀律、履職情況、工作紀律等減分項。

4.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構設計

建立績效管理數(shù)據(jù)鏈，主要包括區(qū)塊頭和區(qū)塊主體。區(qū)塊頭包括：上一個區(qū)塊哈希值、公鑰、數(shù)字簽名、默克爾樹根哈希值、時間戳。區(qū)塊主體包含現(xiàn)場工作數(shù)據(jù)和正負面清單數(shù)據(jù)，具體為：工作票數(shù)據(jù)、消缺數(shù)量、工作時間、考勤情況、論文專利數(shù)據(jù)、競賽QC數(shù)據(jù)、新聞宣傳數(shù)據(jù)、處分情況等。對數(shù)據(jù)進行哈希運算并形成默克爾樹根哈希值，通過加密運算進行發(fā)布。通過存儲前一個區(qū)塊的ID實現(xiàn)區(qū)塊與區(qū)塊的關聯(lián)，提高數(shù)據(jù)的安全性?？冃Ч芾韰^(qū)塊鏈數(shù)據(jù)模型如圖6所示。

4.3 基于區(qū)塊鏈技術的績效管理流程

基于區(qū)塊鏈技術的績效管理流程如圖7所示，具體如下：

圖6 績效管理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)模型

圖7 基于區(qū)塊鏈技術的績效管理流程

1）績效計劃制定。每年初，中心結合上級下達的業(yè)績考核目標和年度工作會確定的重點工作任務，分解班組的考核目標任務和評價標準?？己四繕巳蝿蘸驮u價標準寫入績效管理區(qū)塊鏈，公開、透明、不可篡改。

2）績效計劃實施。班組員工查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)確認考評標準，并根據(jù)考評標準設定自身工作目標。日常工作的工作數(shù)據(jù)、正面清單和負面清單數(shù)據(jù)由班組考評員按時寫入績效管理區(qū)塊鏈。

3）績效考核評價。根據(jù)績效管理區(qū)塊鏈考評標準及績效數(shù)據(jù)，計算考評積分，考評結果數(shù)據(jù)寫入績效管理區(qū)塊鏈，進行公開且不可篡改。

4）績效反饋和改進提升。績效管理人根據(jù)區(qū)塊鏈考評數(shù)據(jù)對班組員工進行督促。若有申訴，員工可調閱績效管理區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)，整理成報告進行申訴?？冃Ч芾砣舜_認該員工的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，進行仲裁。申訴時間及申訴結果同樣寫入績效管理區(qū)塊鏈。

將區(qū)塊鏈技術引入班組績效管理有利于提高班組業(yè)務管理效率及透明度，激發(fā)班組成員在安全生產(chǎn)等方面的工作積極性，有利于提升班組管理水平及凝聚力，有利于提升公司服務水平，提升電網(wǎng)公司品牌形象。

5 結論

基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字化運檢班組體系研究為優(yōu)化運檢班組生產(chǎn)、安全、績效管理水平提供了可行思路。通過分析研究，得出如下結論：

1）通過對生產(chǎn)業(yè)務流程的再梳理，建立了基于區(qū)塊鏈技術的生產(chǎn)管理流程，提升了運檢班組生產(chǎn)管理水平。

2）建立的安全管理區(qū)塊鏈及安全認證智能合約模型，推進了安全準入數(shù)字化、智能化轉型，提高了安全準入效率和數(shù)據(jù)安全同步。通過對安全準入流程的再梳理，建立了基于區(qū)塊鏈技術的安全管理流程，提升了運檢班組安全管理水平。

3）建立的績效管理區(qū)塊鏈模型實現(xiàn)了績效管理全過程數(shù)據(jù)安全記錄，提升了績效管理的透明度。通過對績效管理流程的再梳理，建立了基于區(qū)塊鏈技術的績效管理流程，提升了運檢班組績效管理水平。

4）通過深入探索區(qū)塊鏈技術，從數(shù)據(jù)及技術的共享角度出發(fā)，結合輸電中心自身特點，優(yōu)化輸電運檢管理體系基礎架構，提升輸電運檢班組生產(chǎn)、安全、績效管理水平，推動數(shù)字化班組體系建設，提升輸電班組管理水平、凝聚力及社會形象，具有良好的推廣應用前景。

5）基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字化運檢班組管理應用在以下方面仍需要進一步研究：①對照片、視頻、圖譜等非結構化數(shù)據(jù)的存儲方式；②對區(qū)塊鏈參與節(jié)點的配置優(yōu)化；③對智能合約在工作票許可等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應用設計等。

本文編自2022年第1期《電氣技術》，論文標題為“基于區(qū)塊鏈技術的數(shù)字化運檢班組體系研究”，作者為高強、林松 等。