区块链与智慧水务结合点.pdfVIP

一、区块链技术概述

（一）区块链技术起源

区块链的应用模式多种多样，包括分布式数据存储、共识机制、点对点传

输等等，该技术最早来源于比特币，是一种存在与互联网底层的数据库技术，

具有去中心化、透明、可追踪、安全可靠等使用特点。比特币体现了区块链技

术，但其只是该技术在支付领域的实验性应用，该技术不仅仅可以应用于支付

领域，还可以在其他领域中应用，包括物联网、医疗行业、安全认证、社交、

供应链、智慧城市等等。

（二）区块链技术核心

区块链包括去中心化、公开透明等特点（如图1），该技术可以分解为区

块和链两个部分，区块链分解了原本的数据库结构，数据也随之分块，后一个

区块和全一个区块相互连接，通过特定信息实现区块之间的连接，按照前后顺

序形成一个完整的数据。按照时间顺序生成不同的区块，每个区块都会将创建

过程中发生的各类活动记录下来，最后形成一个合集。区块结构主要由两方面

的特征：一方面，每个区块都会记录交易内容，但交易活动出现在上一个区块

形成后和这一个区块创建前，这样的记录方式可以构建一个完整的数据库;另一

方面，如果新区块已经完成并进入到连接之中，则其中所包含的数据将无法改

变，也无法删除，所以数据库具有安全、严谨的特点。

区块链技术最大的特点就是采用了分布式结构，在中心化体系中，服务器

中会存和记录所有数据。区块链结构设计的思路与原本的结构设计思路不同，

其记录每一个参与节点，同时存储每一份数据。区块链技术以去中心化为基

础，构建了分布式结构。利用分布式，可以将价值交换信息传播到整个网络之

中，然后采用分布式记账的方式对信息数据的内容进行确认，将时间戳盖上

后，区块数据就生成了，最后将区块数据传输给每一个节点，进而构成分布式

存储

除了分布式存储，区块链技术也包含其他特点。最重要的就是可编程的智

能合约，也就是脚本。如果应用区块链技术完成某种交易，则无需嵌入脚本，

系统可以对可以完成价值交换活动的条件进行直接定义。然而，在去中心化的

条件下，协议之间应该相互协调达成共识，进而需要引入脚本。在脚本引入之

后，系统在区块链的支持下，可以对无法预见的交易模式进行处理，从而确保

某些技术即使在未来也同样适用，使技术更加使用。可以将智能引擎和应用搭

建在区块链之上，以此增加用户的去中心化数据处理能力，同时也可以将一些

数据抽取到中心节点并进行融合分析，该技术的应用增加了区块链技术的能

力，从而进一步促进了区块链技术的发展。

二、区块链技术在智慧水务中的应用

基于区块链的二次供水的精细化安全管理

基于区块链技术去中心化存储特征及不可篡改的数据传输模式与物联网技

术融合应用于整合城镇地区二次供水设施的运行维护，实现分散式布局的设施

“无人值守有人监管”。通过共享账本，实现监管部门长期、直接监督设备运

行状态、清洗消毒过程和供水水质情况，便于发现并解决问题，提高“最后一

公里”供水的安全、可靠性和突发事件应急响应能力。

应用过程如图上所示，集成于二次供水设备的在线监测设施，实现日常运

行中全过程水质、水压数据监测、传输、存储;设施清洗消毒、维修记录、大修

更新及许可证办理等信息，由管理责任主体同步存储于区块链系统中。非对称

电子签名处理，确保数据不可篡改，保障运行情况记录的真实有效。此外，区

块链技术的应用改变了传统中心化模式中，仅将数据留存至管理责任单位监管

平台的存储方式;分布式账本和数据安全共享模式，使数据记录在联盟成员间可

视，便于水务、卫生等不同部门共同监督。公安、审计、财政及规划等相关管

理部门，也可被邀请加入联盟链，根据职责权限使用共享账本中脱密数据，对

二次供水设施运行维护过程中公共安全、经费批复和使用等进行监管。

基于区块链的业扩报装全链条管理系统

传统的自来水用户申请报装业务管理是完全基于手工管理，报装程中不便

于跟踪、考核、监督和科学的管理，一旦自来水报装业务流程中任何一环节出

现了问题，会直接影响到自来水公司对外服务形象；另一方面，很难将新装水

表及时纳入自来水营业收费系统进行管理，容易造成大量的水量流失。个人或

企业提出申请，流程的无监管，报装进度无处可查，审批的多部门协同性。

基于区块链技术去中心化存储特征及不可篡改的数据传输模式，实现个人

报装和企业报装的办理信息、审核流程、多部门的审核意见由管理责任主体同

步存储于区块链系统中。审核意见采用非对称电子签名处理，确保数据不可篡

改，保障流程审核节点数据的真实有效。省级大数据平台、上级监管部门，也

可被邀请加入联盟链，根据职责权限使用共享账本中脱密数