CN112101585A - 基于区块链技术的铁路关键资产管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于区块链技术的铁路关键资产管理系统，涉及铁路资产管理和区块链技术领域。本发明铁路关键资产管理系统包括资产台账单元、资产运用单元、资产自检单元、资产巡检单元、临修故障单元、监测故障单元、资产检修单元和资产健康状况单元；本发明将每个铁路关键资产单位作为系统中的一个节点，采用区块链方式存储铁路关键资产管理数据。本发明系统实现了对铁路关键资产的数据同步接入，实现了数据查询，实现了各项数据的共享，保证了铁路关键资产相关数据的稳定性和不可篡改，便于用户对铁路关键资产进行监控。
Description
技术领域
本发明涉及铁路资产管理和区块链技术领域，涉及一种基于区块链技术的铁路关键资产管理系统。
背景技术
铁路固定资产分类：1.机车车辆、2.集装箱、3.线路、4.信号设备、5.房屋、6.建筑物、7. 机械动力设备、8.运输起重设备、9.传导设备、10.电气化供电设备、11.仪器仪表、12.工具及器具、13.信息技术设备(安全监控信息系统包括生产经营管理系统、5T设备系统)、14.高价互换配件、15.土地、16.其他。
铁路关键资产指关系到铁路相关单位生产、运营、车辆检测检修、车辆安全监测的十分重要的资产。下面列举几种关键资产，例如机车车辆、车辆检测检修设备、5T设备、运营信息系统设备。
机车车辆包括机车、动车组、客车、货车各类车型。
机车检修种类有大修、架修和定修，客货车检修种类有段修、厂修、临修，动车组列车检修种类有日常检查(DI)、一级修(R1)、二级修(R2)、三级修(R3)和大修(OR)。根据铁路相关要求，车辆检测检修设备需要定期检测维修。
铁路5T设备包括红外线轴温探测系统(THDS)、货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(TADS)、客车运行安全监控系统(TCDS)、车辆运行品质动态监测系统(TPDS)，现在5T设备还包括客车故障轨边图像检测系统(TVDS)、动车组运行故障动态图像检测设备(TEDS)。5T设备对铁路运行车辆实时监控，根据监测内容进行综合分析，提前预报车辆故障。按照铁路相关运规要求，需要定期对5T 设备进行巡检，常见有半月检、月检和双月检。
根据铁路相关要求，运营信息系统设备需要定期检测维修。
现有技术中，公开号为206431672U的中国实用新型专利中，提到随着高速铁路的快速发展，对铁路资产设备的管理提出了更高的要求，要科学、高效地维护铁路系统稳定运行，就必须提高铁路资产设备管理的自动化、信息化水平，提高铁路资产设备运行的可靠率，消除铁路资产设备可能存在的安全隐患。目前，国内普遍采用的还是人工巡视、手工纸介记录的方式，不但运维人员工作强度大，而且在铁路资产设备有异常情况时，无法第一时间发现，使得铁路资产设备在运行中存在安全隐患。该实用新型提供了一种铁路资产的管理系统，用于自动并及时发现铁路资产设备运行中的异常情况，从而可以在最短时间内进行处理，降低运维人员的工作强度、消除安全隐患，但此系统存在人为篡改数据的问题，数据可信度差。
现有的铁路关键资产的安全方面和管理方法存在以下几个问题：
(1)车辆运行数据、车辆检测检修信息、设备巡检信息、设备故障处理和配件更换等数据都是集中存储，一旦服务器或者数据库出现严重故障会导致数据丢失、系统稳定性和高可用性差；
(2)车辆检测检修设备、5T设备厂家都有各自的设备运行状态监控系统，造成自检数据分散，无法综合查看分析；
(3)现有系统有人为篡改数据的风险，导致数据的可信度差；
(4)资产所属单位、设备厂家没有一个统一可信的平台进行各项数据的共享。
发明内容
本发明针对目前铁路的运营信息系统设备检测维修时，铁路关键资产因服务器或者数据库故障导致数据丢失、系统稳定性和高可用性差，数据分散、可信度差的问题，提供了一种基于区块链技术的铁路关键资产管理系统和方法。
本发明提供的一种基于区块链技术的铁路关键资产管理系统，包括资产台账单元、资产运用单元、资产自检单元、资产巡检单元、临修故障单元、监测故障单元、资产检修单元和资产健康状况单元，并将每个铁路关键资产单位作为铁路关键资产管理系统的一个节点，各节点采用区块链网络对铁路关键资产进行存储，根据实际情况设置为全节点或者轻节点，各铁路局也作为系统中的一个节点，并设置为全节点。全节点是指存储区块链中所有数据，轻节点是指存储区块链中部分数据。各节点都依据预先约定的规范生成一组证书和密钥文件，以获得唯一的身份标识；节点从区块链网络读取数据或者上传数据时，都需要进行身份认证；每个节点根据身份标识分配有对应的数据查询权限。
资产台账单元，用于记录铁路关键资产的台账信息，资产台账单元将台账信息存储在资产信息区块链上，资产都具有唯一的识别ID。台账信息还包含资产名称、型号、投产日期、生产厂家、出厂编号、所属单位、使用地点、主要技术参数、迁移记录、备品备件等。
资产运用单元，用于记录着关键资产的运用动态数据，包括:资产运用数据接入模块和资产运用数据处理模块。资产运用数据接入模块用于资产运用动态数据接入到系统进行综合汇总，资产运用数据处理模块用于处理核实汇总的资产运用动态数据，并将其存储在资产信息区块链上。
资产自检单元，用于将有自检功能的资产自检数据的上传，包括：资产自检数据接入模块、资产自检数据处理模块和第一资产故障发送模块。资产自检数据接入模块用于资产自检状态数据包括自检修复数据的接入，资产自检数据处理模块用于处理核实所接入的资产自检数据，数据验证无误则将数据存储在资产信息区块链上，第一资产故障发送模块用于当资产自检发现故障后，无法自动恢复时，将资产自检故障发送到资产检修单元。
资产巡检单元，用于关键资产的定期巡检，记录资产运行检查情况和故障处理情况，包括：资产巡检模块和第二资产故障发送模块。资产巡检模块用于记录资产巡检记录信息，并根据资产历史检修记录核实数据，将数据存储在资产信息区块链上，第二资产故障发送模块用于将巡检发现的巡检故障发送到资产检修单元。
临修故障单元，用于记录突发的非资产自检检测到的故障数据，包括：临时故障记录模块和第三资产故障发送模块。临时故障记录模块用于填写突发的故障数据，第三资产故障发送模块，用于将突发的临修故障发送到资产检修单元。
监测故障单元，用于汇总铁路关键资产的监测设备监测到的故障数据，包括：监测故障接入模块和第四资产故障发送模块。监测故障接入模块用于将监测到的资产故障数据接入到系统，存储到资产信息区块链上。第四资产故障发送模块用于将检测故障数据发送到资产检修单元。
资产检修单元，用于关键资产的故障检修，根据资产自检故障、巡检故障、临修故障和监测故障，对资产故障进行处置，并记录检修数据，根据资产历史检修记录核实数据，当数据验证无误时将检修数据存储在资产信息区块链上。
资产健康状况单元根据资产台账信息、资产自检数据、故障数据、检修数据以及配件更换信息，综合分析计算铁路关键资产的健康值，对低健康值的关键资产进行提示，为资产检修提供重要依据。
本发明与现有技术相比，具有以下优势和积极效果：
(1)本发明为铁路资产管理提供了一个统一可信的数据接入和查询平台，尤其是实现了铁路关键资产的有效跟踪，实现了各项数据的共享，可用性好、查询数据方便，可提升企业内部资产运行的效率和效益。
(2)本发明系统通过区块链的去中心化，实现多地备份，当出现篡改数据时，并不能通过核验检测从而不能存储在区块链网络中，保证了铁路关键资产相关数据的稳定性和不可篡改，提高了数据的可信度。
(3)本发明系统提供了统一的资产自检数据同步接口，各关键资产在自检后，产生的自检数据可同步通过资产自检单元接入系统，存储在区块链网络中，便于设备的日常维护管理。
(4)本发明设置了资产健康状况单元，对关键资产的健康值进行分析，并对低健康值的关键资产进行提示，便于用户对健康值低的资产实行重点监控。
附图说明
图1是本发明的铁路关键资产管理系统的一个实现示例图；
图2是本发明进行铁路关键资产管理的模块间交互图；
图3是本发明关键资产故障处理流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细和深入描述。由于篇幅所限，在说明书中并未具体描述实施方式中的所有特征信息。但是，在任何具体实施的过程当中根据现场条件和要求可以实现很多变种。本发明并不仅限于此实施例，此实施例仅用于描述发明内容，能实现同样功能的产品属于等同替换或部分改进，均包含在本发明的保护范围之内。
分布式账本指交易记账由多个分散的节点一起完成，而且每个节点都记录着完整的数据。跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照区块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。因为记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。非对称加密可以实现对密文接收者的身份验证，发送者通过公钥对明文进行加密，这个密码只有拥有相应私钥的人才能解开，保证了数据的安全。
本发明的基于区块链技术的铁路关键资产管理系统，将每个铁路关键资产单位作为铁路关键资产管理系统中的一个节点，如图1所示，具体地，本发明铁路关键资产管理系统包括的功能模块有：资产台账单元101、资产运用单元102、资产自检单元103、资产巡检单元104、临修故障单元105、监测故障单元106、资产检修单元107和资产健康状况单元108。
本发明铁路关键资产管理系统中各节点以区块链方式存储数据。铁路关键资产所属单位根据实际情况设置本区块链节点为全节点或者轻节点，各铁路局或者地方铁路管理单位作为全节点，存储区块链所有数据。全节点是指存储区块链中所有数据，轻节点是指存储区块链中部分数据。各节点都依据预先约定的规范生成一组证书和密钥文件，以获得唯一的身份标识；节点从区块链网络读取数据或者上传数据时，都需要进行身份认证；每个节点根据身份标识分配有对应的数据查询权限。每个节点根据需要和身份标识配置有本发明其中一个或多个功能模块。
资产台账单元101，用于记录关键资产的台账信息，关键资产都有唯一的识别ID，还包含资产名称、型号、投产日期、生产厂家、出厂编号、所属单位、使用地点、主要技术参数、迁移记录、备品备件等。台账信息由资产台账单元101上传存储在资产信息区块链上。资产台账单元101为资产运用单元102、资产自检单元103、资产巡检单元104、临修故障单元105、监测故障单元106、资产检修单元107和资产健康状况单元108提供基础数据。
资产运用单元102，用于记录着关键资产的运用动态数据，向资产巡检单元104、临修故障单元105和资产检修单元107提供资产使用数据，为资产日常的相关检修工作提供数据支撑。资产运用单元102包括资产运用数据接入模块和资产运用数据处理模块。资产运用数据接入模块用于资产运用动态数据的综合汇总并接入到系统，将汇总的数据传输至资产运用数据处理模块。资产运用数据处理模块用于验证资产运用数据，数据验证无误则将资产运用数据存储在资产信息区块链上。
本发明实施例中，铁路货车运用数据包括货车行走里程、空重记录，5T设备运用数据包括监测过车数据，检测车辆故障信息等。
资产自检单元103，用于将有自检功能的铁路关键资产的自检数据上传至资产信息区块链上。资产自检单元103包括：资产自检数据接入模块、资产自检数据处理模块和第一资产故障发送模块。资产自检数据接入模块用于采集资产自检状态数据，接入到系统，并将数据传输至资产自检数据处理模块。资产自检状态数据包括：资产节点号、资产各单元实时状态数据、资产故障位置、资产故障信息和资产自我修复数据。资产自检数据处理模块用于核实资产自检状态数据，数据验证无误则将数据存储在资产信息区块链上。第一资产故障发送模块用于当资产自检发现故障后，无法自动恢复时，将故障数据发送到资产检修单元107进行处理。
本发明实施例中，5T设备自检数据包括THDS设备自检数据、TFDS设备自检数据、TADS 设备自检数据、TCDS设备自检数据、TPDS设备自检数据。其中，THDS设备自检数据包括设备节点号、设备状态、配件状态(环温数据、板盘温数据、磁头、制冷、电网电压等)、故障时间、故障部位、故障现象，上传时间等。TFDS设备自检数据包括设备节点号、设备状态、配件状态(面阵相机/线阵相机、采集机、控制机等)、故障时间、故障部位、故障现象，上传时间等。TADS设备自检数据包括设备节点号、设备状态、配件状态(声学放大控制器、声学传感器阵列、车轮传感器、AEI天线等)、故障时间、故障部位、故障现象，上传时间等。 TCDS设备自检数据设备节点号、设备状态、配件状态(GPRS通讯设备、GPS装置、数据转发工控机等)、故障时间、故障部位、故障现象，上传时间等。TPDS设备自检数据设备节点号、设备状态、配件状态(剪力传感器、板力传感器、测试平台、监测工控机、测点服务器等)、故障时间、故障部位、故障现象，上传时间等。
资产巡检单元104，用于关键资产的定期巡检，记录资产运行检查情况和故障处理情况，即记录关键资产巡检数据。资产巡检单元104包括：资产巡检模块和第二资产故障发送模块。资产巡检模块用于记录资产巡检记录信息，并根据该资产历史检修记录核实数据，数据验证无误将数据存储在资产信息区块链上，巡检数据包括资产节点号、资产巡检日期、资产巡检数据，如果有故障，还包括故障位置、故障信息。第二资产故障发送模块用于资产巡检发现故障后，将故障数据传输至资产检修单元107进行处理。
临修故障单元105，用于记录突发的非铁路关键资产自检检测到的故障数据，包括：临时故障记录模块和第三资产故障发送模块。临时故障记录模块用于填写突发的故障数据，并将其存储在资产信息区块链上。资产故障发送模块用于将突发故障情况发送到第三资产检修单元107。
监测故障单元106，用于汇总铁路关键资产相关监测设备监测到的故障数据，包括：监测故障接入模块和第四资产故障发送模块。监测故障接入模块采集铁路关键资产监测设备监测的故障数据，并存储到资产信息区块链上。第四资产故障发送模块用于将故障数据发送到资产检修单元107。
本发明实施例中，铁路车辆监测设备红外线轴温探测系统(THDS)实时检测运行车辆轴承温度，监测到异常轴温上报数据；货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)对车辆外形进行动态检测，发现故障及时上报。
资产检修单元107，用于关键资产故障检修，资产检修单元107接收资产自检单元103、资产巡检单元104、临修故障单元105和监测故障单元106发来的数据，根据资产自检故障、巡检故障、临修故障和监测故障情况对资产故障进行处置，记录检修数据，并根据资产的历史检修记录核实数据，数据验证无误则将故障处理相关的检修数据存储在资产信息据区块链上，故障处理相关的检修数据包括故障原因、故障处理情况、关键配件更换情况、是否回厂送修等。
资产健康状况单元108根据资产的台账信息、资产自检状态数据、故障数据、检修数据和配件更换信息，综合分析计算健康值，对低健康值资产进行重点盯控，减少故障发生率，为资产检修提供重要依据。
如图3所示，本发明的资产故障数据处理的过程包括：
步骤1、资产自检单元103和监测故障单元106分别接收资产自检状态数据和监测故障数据，并发送至资产检修单元107；
步骤2、根据资产自检状态数据和监测故障数据，资产检修单元107进行故障处理。故障处置内容包括填写故障处理情况、故障原因、处理时间、更换配件信息、资产恢复情况、维修班组人员信息等；由于区块链本身的不可篡改性，将资产自检故障数据存储在区块链中可以很大的提高资产检修信息的可信度。例如，如果用户私自篡改了提交的换上/换下配件信息，当用户提交资产本次检修信息时，系统会自动核对本次配件的配件信息和区块链中此资产的配件信息的一致性，如果信息不一致，系统会拒绝将此次检修记录加到区块链。
步骤3、针对资产巡检单元104发现的故障和临修故障单元105发现的临修故障，还需要填写相关的资产信息、故障时间、故障部位和故障现象，故障处理信息填写完毕后，用户可将数据保存提报上资产信息区块链。
Claims (3)
1.一种基于区块链技术的铁路关键资产管理系统，其特征在于，包括资产台账单元、资产运用单元、资产自检单元、资产巡检单元、临修故障单元、监测故障单元、资产检修单元和资产健康状况单元；将每个铁路关键资产单位作为铁路关键资产管理系统中的一个节点，所述的系统中的各节点采用资产信息区块链对铁路关键资产进行存储；
所述的资产台账单元用于记录铁路关键资产的台账信息，每个关键资产都有唯一的识别ID，台账信息还包含资产名称、型号、投产日期、生产厂家、出厂编号、所属单位、使用地点、主要技术参数、迁移记录以及备品备件；台账信息由资产台账单元存储到资产信息区块链上；
所述的资产运用单元用于记录铁路关键资产的运用动态数据，包括：资产运用数据接入模块和资产运用数据处理模块；资产运用数据接入模块用于对资产的运用动态数据进行综合汇总，资产运用数据处理模块用于验证汇总的资产运用动态数据，并将数据存储到资产信息区块链上；
所述的资产自检单元用于接入资产自检状态数据，包括：资产自检数据接入模块、资产自检数据处理模块和第一资产故障发送模块；资产自检数据接入模块采集资产自检状态数据，资产自检数据处理模块用于核实资产自检状态数据并存储在资产信息区块链上，第一资产故障发送模块用于当资产自检发现故障后，无法自动恢复时，将资产自检故障发送到资产检修单元；
所述的资产巡检单元用于记录铁路关键资产巡检数据，包括资产巡检模块和第二资产故障发送模块；资产巡检模块记录资产巡检记录数据，包括巡检发现的故障，并根据资产历史检修记录核实数据，将数据存储在资产信息区块链上；第二资产故障发送模块将巡检故障发送到资产检修单元；
所述的临修故障单元用于记录突发的非铁路关键资产自检监测到的资产故障数据，包括：临时故障记录模块和第三资产故障发送模块；临时故障记录模块用于填写突发的故障数据并存储在资产信息区块链上，第三资产故障发送模块将突发的临修故障发送到资产检修单元；
所述的监测故障单元用于记录铁路关键资产监测设备监测到的资产故障数据，包括：监测故障接入模块和第四资产故障发送模块；监测故障接入模块采集所监测到的资产故障数据并存储到资产信息区块链上，第四资产故障发送模块将监测故障发送到资产检修单元；
所述的资产检修单元接收资产自检故障、巡检故障、临修故障和监测故障，对资产故障进行处置，记录检修数据，并根据资产历史检修记录核实数据，并将检修数据存储在资产信息区块链上；
所述的资产健康状态单元根据资产的台账信息、资产自检状态数据、故障数据、检修数据以及配件更换信息，计算铁路关键资产的健康值，对低健康值的关键资产进行提示。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统中的节点设置为全节点或者轻节点，全节点是指存储资产信息区块链中所有数据，轻节点是指存储资产信息区块链中部分数据；将各铁路局或者地方铁路管理单位作为系统中的一个节点，并设置为全节点。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述的资产检修单元在将检修数据存储在资产信息区块链上时，所述系统核对检修数据对应的故障数据中的配件信息是否一致，若一致，将检修数据加到资产信息区块链上，否则，拒绝加入。
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|---|---|---|---|
| CN202010825740.4A Active CN112101585B (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 基于区块链技术的铁路关键资产管理系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN112101585B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112732676A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-30 | 成都库珀区块链科技有限公司 | 基于区块链的数据迁移方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140036375A (ko) * | 2012-09-12 | 2014-03-26 | 현대로템 주식회사 | 철도시스템의 지능형 고장자산관리시스템 |
| CN107085745A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-22 | 云南康艺计算机有限公司 | 一种资产设备管理系统 |
| CN110287261A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 浪潮卓数大数据产业发展有限公司 | 一种基于区块链的企业固定资产管理方法 |
-
2020
- 2020-08-17 CN CN202010825740.4A patent/CN112101585B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140036375A (ko) * | 2012-09-12 | 2014-03-26 | 현대로템 주식회사 | 철도시스템의 지능형 고장자산관리시스템 |
| CN107085745A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-22 | 云南康艺计算机有限公司 | 一种资产设备管理系统 |
| CN110287261A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 浪潮卓数大数据产业发展有限公司 | 一种基于区块链的企业固定资产管理方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 侯彬;卢祯;: "信息技术在铁路行车安全中的应用", 铁路计算机应用, no. 06, pages 36 - 39 * |
| 李宜春;: "铁路运输企业固定资产设备管理的探讨", 铁道货运, vol. 2017, no. 06, pages 30 - 33 * |
| 李韩英: "浅谈设备全生命周期管理", 商情, vol. 2017, no. 021, pages 99 * |
| 熊浩;: "机场航站楼资产设备管理系统设计研究", 民航管理, no. 08, pages 32 - 34 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112732676A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-30 | 成都库珀区块链科技有限公司 | 基于区块链的数据迁移方法、装置、设备及存储介质 |
| CN112732676B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-12-05 | 库珀科技集团有限公司 | 基于区块链的数据迁移方法、装置、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112101585B (zh) | 2024-07-12 |
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