余 敏，彭家從，柏 帆，吳佩穎

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司寧?？h供電公司，浙江 寧波 315600）

0 引言

實(shí)時掌握用戶側(cè)的用能情況對供電公司的發(fā)展十分重要，但在現(xiàn)有的供電公司監(jiān)控體系中，對電能的監(jiān)控僅局限于高電壓層級，目前仍缺乏完善的對用戶側(cè)用能情況的監(jiān)控措施，當(dāng)發(fā)生分支箱漏電、著火等常見故障時，往往無法實(shí)現(xiàn)故障的精準(zhǔn)判責(zé)。由于對于供電公司來說，提高供電可靠性、減少用戶停電損失，這既是自身的社會責(zé)任，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)健康發(fā)展的必要前提[1]。因此為解決這個技術(shù)難題，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展恰好為其提供了新的研究思路。隨著習(xí)近平總書記在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)中關(guān)于“區(qū)塊鏈推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”主張的提出，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展已成必然[2]。為此，該研究欲借助區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)來解決分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效采集、存儲問題，并利用其可溯源、不可篡改等特性實(shí)現(xiàn)分支箱監(jiān)測環(huán)節(jié)中參與主體的精準(zhǔn)追責(zé)與信息共享。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

由于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的不完善，雖然電纜分支箱是配電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，但目前關(guān)于分支箱運(yùn)行和監(jiān)測方面的措施仍存在局限性[3]。因此，為提高配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，確保及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)、處理故障，亟需提高分支箱監(jiān)測的智能化水平，實(shí)現(xiàn)對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)價值的深度挖掘。基于此，眾多的國內(nèi)外學(xué)者對此競相開展了不斷的研究。

在分支箱監(jiān)測運(yùn)維方面，由于目前分支箱監(jiān)測大都通過人工實(shí)現(xiàn)，無法實(shí)時準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行處理，易造成資源浪費(fèi)。為此，文獻(xiàn)[4]為解決分支箱內(nèi)部故障問題，提出了一種組網(wǎng)式分支箱在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過借助環(huán)境溫度、線路情況及電能狀態(tài)等信息，增強(qiáng)系統(tǒng)功能，進(jìn)而促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠智能。為實(shí)時監(jiān)測分支箱運(yùn)行狀況，給配電設(shè)備運(yùn)維方案提供依據(jù)，文獻(xiàn)[5]借助無線測溫傳感器，提出一種改進(jìn)的分支箱在線監(jiān)測系統(tǒng)，促進(jìn)了工作效率的提高。文獻(xiàn)[6]結(jié)合分支箱監(jiān)測壓接點(diǎn)的溫度變化和線路運(yùn)行狀況等信息，進(jìn)行對分支箱故障的預(yù)測，以期通過提前檢修來提高輸配電質(zhì)量，進(jìn)而保障電網(wǎng)的智能化運(yùn)行。文獻(xiàn)[7]為保障電纜等器件安全，設(shè)計出一個多功能電纜終端智能檢測單元，推動了分支箱在線監(jiān)測系統(tǒng)“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”的研究進(jìn)程。在用戶側(cè)信息采集分析方面，隨著電力用戶在整個電力系統(tǒng)中地位和作用的提高，為幫助供電企業(yè)的運(yùn)營管理，需通過對電力用戶用電的精細(xì)化需求側(cè)管控來分析用戶用電模式。為此，文獻(xiàn)[8]基于數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)理論，提出了一種低壓配電網(wǎng)拓?fù)渥R別方法，促進(jìn)了配網(wǎng)信息化水平和數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升。文獻(xiàn)[9]為提高傳統(tǒng)用電采集系統(tǒng)中信息量采集效率，設(shè)計了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的用電采集系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)維技術(shù)。王春義等[10]針對智能電表獲取的用戶用電信息，基于智能配用電大數(shù)據(jù)[11]以及高維隨機(jī)矩陣?yán)碚摚≧MT），建立用電模型，解析用戶用電行為。文獻(xiàn)[12]針對配網(wǎng)用電安全及數(shù)據(jù)采集問題，提出一種運(yùn)用于中低壓配電間的新型感應(yīng)取能裝置，保障了采集系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。在用戶側(cè)數(shù)據(jù)信息應(yīng)用方面，文獻(xiàn)[13]基于云計算技術(shù)，提出“無證書證明數(shù)據(jù)存在”方案，提高了數(shù)據(jù)利用效率。文獻(xiàn)[14]結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)價值的深度挖掘。文獻(xiàn)[15]為有效利用用戶側(cè)能源，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計了一種能源互聯(lián)網(wǎng)調(diào)度平臺，從利益主體、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等角度優(yōu)化用戶側(cè)能源調(diào)度過程。

通過上述文獻(xiàn)可知，目前供電公司數(shù)據(jù)監(jiān)控體系在用戶側(cè)的措施尚處于完善階段，對于分支箱運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、應(yīng)用等方面仍缺乏完善的應(yīng)對措施，區(qū)塊鏈與分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合仍不夠密切。但縱觀國內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)的去中心化、可溯源、不可篡改等優(yōu)點(diǎn)可有效提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源求真，可有效推動分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理。為此，該研究將對區(qū)塊聯(lián)盟鏈視角下分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)管理機(jī)理進(jìn)行兼容性分析；再構(gòu)建基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型，闡明系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理；最后通過搭建基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效采集存儲以及精準(zhǔn)溯源。

2 區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)與智能化分支箱數(shù)據(jù)管理的融合

2.1 智能化分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)特征分析

作為電網(wǎng)進(jìn)行入戶的最后環(huán)節(jié)，分支箱是電網(wǎng)和客戶進(jìn)行交互的紐帶，其和用戶用能情況密切相關(guān)。因此，通過分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)往往牽涉到電網(wǎng)內(nèi)部的眾多利益主體，需要進(jìn)行深度挖掘才能體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值。但由于這些系統(tǒng)獨(dú)立于現(xiàn)有供電公司監(jiān)控體系之外，在運(yùn)行過程中缺少必要的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控及清洗等預(yù)處理環(huán)節(jié)，最終導(dǎo)致了分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的冗余、多源性。同時，在分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部包含著一系列電網(wǎng)傳輸線路、終端傳感器等設(shè)備，數(shù)據(jù)采集終端會對相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處的諸如電壓電流類電氣參數(shù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、箱內(nèi)溫濕度情況等各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集。這些收集的數(shù)據(jù)信息種類多樣，其本質(zhì)屬性的不同進(jìn)一步導(dǎo)致了分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的異構(gòu)性。

此外，由于分支箱牽涉到包括供電公司、小區(qū)物業(yè)、用戶等多方利益主體，但目前的分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)大都是中心化的，各主體間缺乏信任，使得在運(yùn)行過程中各主體間缺少數(shù)據(jù)交流，各方采集的信息無法實(shí)時共享，進(jìn)而導(dǎo)致了分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的“信息孤島”現(xiàn)象，從而加劇了監(jiān)測數(shù)據(jù)多源異構(gòu)性問題。通過對分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性分析可知，可將數(shù)據(jù)差異大致分為屬性差異、模式差異、語義差異三類。這些差異將導(dǎo)致系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)的過程中造成資源的浪費(fèi)，極大地阻礙了數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升以及數(shù)據(jù)溯源求真的進(jìn)程，不利于分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理和潛在價值的挖掘。

2.2 區(qū)塊聯(lián)盟鏈與分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的兼容性分析

區(qū)塊鏈技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”思維延伸，其去中心化、可溯源、不可篡改等技術(shù)優(yōu)勢適用于智能化電網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)多方領(lǐng)域[16-17]。其中，聯(lián)盟鏈作為集合了公有鏈和私有鏈優(yōu)點(diǎn)的一種區(qū)塊鏈[18]，其擁有有限許可、授權(quán)的讀寫交易權(quán)限，具有較強(qiáng)的綜合性，可以更好地保護(hù)數(shù)據(jù)安全。聯(lián)盟鏈在進(jìn)行維護(hù)時，僅選取部分節(jié)點(diǎn)作為認(rèn)證對象，因此這在滿足管理者足夠控制權(quán)限同時，也縮短認(rèn)證時間，提高數(shù)據(jù)存儲靈活性，降低數(shù)據(jù)信息維護(hù)成本。將該技術(shù)應(yīng)用于智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的技術(shù)框架搭建過程，能夠有效解決分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)冗余、多源異構(gòu)、信息存儲等問題，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的挖掘效率。而若要實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟鏈技術(shù)與智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的高效結(jié)合，則需先論證兩者間的兼容性，分析結(jié)果如表1所示。

表1 區(qū)塊聯(lián)盟鏈與智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的兼容性分析

3 基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型搭建

3.1 智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型的框架構(gòu)建

分支箱作為電網(wǎng)和客戶進(jìn)行交互的紐帶，牽涉到多方利益主體，是電力配電網(wǎng)的重要組成部分，其構(gòu)成的分支箱數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的智能化水平和抗干擾能力時刻影響系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，進(jìn)而對后期監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析效率產(chǎn)生影響。因此，為提高分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量、保障數(shù)據(jù)真實(shí)完整、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確溯源，進(jìn)而完成借助分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)明確各方主體責(zé)任的目的。該研究依據(jù)管理知識體系和區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)等相關(guān)知識，構(gòu)建了一種基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型，其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。該框架結(jié)構(gòu)大致可分6 部分，即采集層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層和合約層及應(yīng)用層。這些層級都各自含有相應(yīng)的核心功能模塊，通過相互間配合來構(gòu)成智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型的基本框架。

圖1 智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型框架結(jié)構(gòu)

其中，采集層負(fù)責(zé)分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)采集工作，通過現(xiàn)場測控終端及移動終端App 等設(shè)備提取固定時段內(nèi)流經(jīng)分支箱傳輸線路參數(shù)、溫濕度情況、GPS 定位等各方面信息。在信息經(jīng)過采集提取后，合約層需通過智能合約對其進(jìn)行篩選，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。之后，則由數(shù)據(jù)層對符合合約條件的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，通過特定的哈希散列函數(shù)進(jìn)行Merkle 層級加密并存入新建區(qū)塊。然后，再將新建的區(qū)塊通過網(wǎng)絡(luò)共識層進(jìn)行共識廣播，用以確保存入數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。最后，將完成共識后的數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈入主鏈，在完成數(shù)據(jù)可視化的同時，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)求真溯源、提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的，進(jìn)而為后期數(shù)據(jù)的應(yīng)用分析提供依據(jù)。

3.2 智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型的數(shù)據(jù)采集

分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)種類多樣，具有多個數(shù)據(jù)源，而這些數(shù)據(jù)源又來自不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；這些系統(tǒng)往往獨(dú)立運(yùn)行，缺乏協(xié)同性，進(jìn)而導(dǎo)致分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)信息存在多格式、多來源等問題，使得數(shù)據(jù)信息冗余現(xiàn)象嚴(yán)重，從而對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效存儲、分析應(yīng)用等工作造成諸多阻礙。為此，為了減輕數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)交互，該研究將借助智能合約對所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

智能合約是基于區(qū)塊鏈可編程性的基礎(chǔ)上設(shè)計的，基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存有多種智能合約，包括節(jié)點(diǎn)認(rèn)證管理合約、電壓電流類電氣參數(shù)收集合約、GPS 定位圖像采集合約等。這些合約的制定由系統(tǒng)根據(jù)自身功能需求發(fā)起，由眾多管理節(jié)點(diǎn)共同負(fù)責(zé)管理與維護(hù)，其在被發(fā)起節(jié)點(diǎn)部署運(yùn)行后，便開始自動執(zhí)行，期間不會受到任何因素的干擾。因此該研究在合約內(nèi)部規(guī)定了數(shù)據(jù)交易的預(yù)定義狀態(tài)、觸發(fā)條件、轉(zhuǎn)換規(guī)則、違約條件及責(zé)任等，基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)部智能合約運(yùn)作流程如圖2 所示。系統(tǒng)將通過智能合約對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)源采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，若審核通過則將數(shù)據(jù)信息形成一個新區(qū)塊；之后對其共識廣播，確認(rèn)信息真實(shí)可靠；在通過共識后，最終將該區(qū)塊鏈入主鏈中，用于后期數(shù)據(jù)的智能分析與應(yīng)用。

圖2 智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)智能合約運(yùn)行流程

3.3 智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型的數(shù)據(jù)存儲

在經(jīng)過智能合約的數(shù)據(jù)交互、篩選后，需對清洗后的分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行融合加密，即利用區(qū)塊聯(lián)盟鏈中哈希算法和Merkle 結(jié)構(gòu)樹，進(jìn)行集成、轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理措施，以實(shí)現(xiàn)格式的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)的融合。分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合大體上可分為三個步驟：1）通過現(xiàn)場測控終端、移動終端App 等方式對分支箱內(nèi)線路電氣參數(shù)、溫濕度、GPS 定位等監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、錄入，并將各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性映射和歸集。2）制定智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的智能合約方案，將監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，提高存儲數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3）使用特定哈希算法和Merkle結(jié)構(gòu)樹對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行非對稱加密，將信息轉(zhuǎn)化為固定長度的數(shù)學(xué)進(jìn)制類密文，并存儲于基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合處理。

基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以非對稱加密技術(shù)為核心，將冗長的分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)加密成固定的字符長度后加入?yún)^(qū)塊中，并以時間戳為依據(jù)進(jìn)行鏈接。這些區(qū)塊均由區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成，如圖3所示。

區(qū)塊頭中包含索引號、前一哈希值、時間戳、隨機(jī)數(shù)、難度、Merkle根等識別信息；區(qū)塊體主要存放分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括箱內(nèi)各類傳感器采集數(shù)據(jù)信息、箱體地址定位信息、開箱負(fù)責(zé)人照片以及密鑰指令等。在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時，分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的摘要信息通過哈希加密形成密文，并融入Merkle 根中；箱體節(jié)點(diǎn)則會將密文和公鑰封裝成一個新區(qū)塊；其余節(jié)點(diǎn)根據(jù)該區(qū)塊的索引號、前一哈希值、時間戳、Merkle根等信息進(jìn)行認(rèn)證，確認(rèn)是否合法；最終把合法區(qū)塊添加到自己主鏈上，完成數(shù)據(jù)存儲操作。

3.4 智能化分支箱數(shù)據(jù)分析模型的數(shù)據(jù)維護(hù)

由于電能設(shè)備傳感器故障、傳輸線路受到外徑干擾、箱體環(huán)境因素等都會造成分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)失真或缺失，進(jìn)而對數(shù)據(jù)后期的智能分析造成干擾。所以，還需對存儲的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證，并通過分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對無效或缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新采集，用以保障分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)完整。

為此，智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合加密后，將由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，如圖4 所示。當(dāng)一個箱體節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生新區(qū)塊時，會將該區(qū)塊在系統(tǒng)內(nèi)廣播，并散播至其余各節(jié)點(diǎn)；其余節(jié)點(diǎn)將根據(jù)接收區(qū)塊的索引號、前一哈希值、時間戳、Merkle根等信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證，并將驗(yàn)證結(jié)果反饋給管理節(jié)點(diǎn)；當(dāng)管理節(jié)點(diǎn)收到的確認(rèn)合法信息數(shù)超過2/3時，將賦予自身數(shù)字簽名并進(jìn)行系統(tǒng)廣播，直至最終將該區(qū)塊鏈接到自身主鏈上；同時其余節(jié)點(diǎn)賬本也將進(jìn)行同步更新。合法區(qū)塊一旦完成上鏈過程，節(jié)點(diǎn)即會進(jìn)行下一輪運(yùn)算。區(qū)塊節(jié)點(diǎn)的集體維護(hù)增強(qiáng)了分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的抗干擾能力，能將系統(tǒng)存儲信息的失真概率降至最低，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

圖4 智能化分支箱數(shù)據(jù)維護(hù)流程

4 基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)

4.1 智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)初始化運(yùn)行

該研究項(xiàng)目采用Java、Html、JavaScript、Css 等編程語言，借助IDEA、Atom、Sql Server 2008 等開發(fā)工具，在jdk-8u211-windows-x64、apache-tomcat-8.5.55-windows-x64 等運(yùn)行環(huán)境下進(jìn)行基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)構(gòu)建。在本地部署區(qū)塊鏈程序后，通過本地服務(wù)器—localhost：8081端口來實(shí)現(xiàn)智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的運(yùn)行流程，系統(tǒng)程序的初始化運(yùn)行如圖5 所示。此外，當(dāng)系統(tǒng)程序顯示初始化運(yùn)行正常后，還需通過外接baidu-map實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地圖的下載，如圖6所示。

圖5 系統(tǒng)程序運(yùn)行初始化

圖6 系統(tǒng)地圖下載程序

由于該研究是基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)特性而構(gòu)建的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，為防止數(shù)據(jù)被非法盜用，該系統(tǒng)按用戶角色應(yīng)用場景不同，將訪問用戶授予了不同的訪問權(quán)限。所以在完成上述基本操作后，還需通過47.96.0.155：8081/login.html 地址進(jìn)入系統(tǒng)的登入界面，進(jìn)行用戶賬號的登錄操作，進(jìn)而在相應(yīng)的系統(tǒng)操作界面實(shí)行系統(tǒng)功能的操作過程，系統(tǒng)登入與顯示界面如圖7 和圖8 所示。在系統(tǒng)操作界面，供電公司員工可根據(jù)工作需要對分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進(jìn)行下載應(yīng)用，診斷分支箱節(jié)點(diǎn)處線路運(yùn)轉(zhuǎn)狀況以及箱體自身情況，維護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖7 系統(tǒng)登入界面

圖8 系統(tǒng)操作界面

4.2 智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)信息存儲

為驗(yàn)證底層區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能與鏈碼邏輯的正確性，該研究項(xiàng)目以吉林市、杭州市、北京市等地區(qū)為監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造了一種基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)。管理員在初次進(jìn)入系統(tǒng)操作界面時，需先進(jìn)行設(shè)備節(jié)點(diǎn)ID 的注冊存儲，完善分支箱節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的搭建，如圖9 所示。之后，通過借助箱體內(nèi)安裝的現(xiàn)場監(jiān)測終端等設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測，將采集的數(shù)據(jù)上傳至后臺數(shù)據(jù)庫，再經(jīng)過合約約束條件的智能篩選后，將符合閾值的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理提交，完成數(shù)據(jù)的上鏈操作，如圖10所示。

一旦將數(shù)據(jù)信息以區(qū)塊的形式存入?yún)^(qū)塊鏈中，那么這些數(shù)據(jù)則被認(rèn)定為合法數(shù)據(jù)區(qū)塊，無法再被篡改，管理員可通過后臺數(shù)據(jù)庫查看所有的區(qū)塊信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的溯源，以便為數(shù)據(jù)價值的分析應(yīng)用提供依據(jù)，如圖11 所示。通過對該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)運(yùn)行，證實(shí)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的采集、存儲等功能的實(shí)用性，圖12 為截取自2021 年5 月至2021 年11 月時間段內(nèi)的設(shè)備錄入情況。

圖11 分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)區(qū)塊信息

圖12 節(jié)點(diǎn)設(shè)備存儲信息列表

4.3 智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)信息提取

通過借助箱體內(nèi)現(xiàn)場終端設(shè)備進(jìn)行的定時采集、存儲分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，操作人員可從系統(tǒng)的操作界面中查詢相應(yīng)箱體節(jié)點(diǎn)處的狀態(tài)信息，包括在線狀態(tài)、箱門開關(guān)、門磁狀態(tài)、地址定位等信息。此外，操作人員還可通過設(shè)備ID 的具體名稱，進(jìn)行定位查詢出箱體內(nèi)部的具體信息，如溫濕度、信號強(qiáng)度、線路電氣參數(shù)以及開門負(fù)責(zé)人圖像等信息。箱體設(shè)備具體信息展示如圖13 所示，關(guān)于固定時段內(nèi)箱體節(jié)點(diǎn)的溫濕度監(jiān)控及負(fù)責(zé)人圖像采集信息如圖14 所示。

圖13 分支箱設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)信息

圖14 箱體節(jié)點(diǎn)的溫濕度監(jiān)控及負(fù)責(zé)人圖像信息采集

綜上，該研究設(shè)計的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)作為底層架構(gòu)，增設(shè)負(fù)責(zé)人圖像取證環(huán)節(jié)，在提升分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源求真的同時，也實(shí)現(xiàn)了供電公司、小區(qū)物業(yè)、用戶等參與主體的精準(zhǔn)追責(zé)，為后期的智能分析與解決糾紛奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過上述的系統(tǒng)功能驗(yàn)證表明，基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能夠滿足供電公司對于分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用的安全透明、可追溯、不可篡改以及易監(jiān)管的功能需求，通過Web 服務(wù)層的封裝使得成果展示更加的直觀易懂，滿足了正常的使用需求。

5 結(jié)語

配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行與電纜分支箱密切相關(guān)，但由于目前在供電公司的監(jiān)測體系中，監(jiān)測對象只截止到箱式變電站，對于用戶側(cè)分支箱的數(shù)據(jù)監(jiān)測、責(zé)任確認(rèn)等難題仍缺乏完善的處理措施。為此，該研究采用JavaScript 等編程語言，借助區(qū)塊聯(lián)盟鏈技術(shù)以及Sql Server 2008 等開發(fā)工具，提出一種基于區(qū)塊聯(lián)盟鏈的智能化分支箱數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)電纜分支箱在線溫濕度、線路運(yùn)行參數(shù)、負(fù)責(zé)人圖像等信息的監(jiān)測與存儲。經(jīng)過研究驗(yàn)證表明，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)分支箱監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)溯源，保障了數(shù)據(jù)信息的真實(shí)可靠性的同時，也實(shí)現(xiàn)了分支箱環(huán)節(jié)中眾多參與主體間利益與責(zé)任的分離，為后期的運(yùn)維保障提供決策依據(jù)。但筆者在研究過程中發(fā)現(xiàn)，該研究設(shè)計的系統(tǒng)尚有不完善之處，單個節(jié)點(diǎn)的部署步驟仍較為繁瑣，若在未來投入企業(yè)級應(yīng)用，還需對此進(jìn)行深入研究，將節(jié)點(diǎn)部署過程簡化，提高效率。