CN113222430A - 一种水资源证照化管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水资源证照化管理系统，包括：电子证照化管理子系统，包括节点管理单元、智能合约管理单元、账本查看单元、元数据管理单元和证照上传及更新单元，用于部署一区块链平台，并基于所述区块链平台实现对水资源电子证照的存储与管理；用水量指标监控子系统，包括信息采集单元、信息验证及存储单元、超额预警单元和用水量监控单元，用于根据采集的用水信息执行超额预警操作，以及通过对各用户的用水量的实时监督，对违规用水的用户执行停止供水的操作。本系统通过区块链实现了水资源证照不可篡改、全程留痕、公开透明、集体维护的存储与管理，同时，为水管理部门对各用户的用水管控策略提供了数据支撑。

Description

一种水资源证照化管理系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及区块链技术，尤其涉及一种水资源 证照化管理系统。

背景技术

随着水资源短缺和水质问题日益严峻，各个环节的水量进出和水质变化 信息显得尤为重要，如今科学技术已经可以支持更精细化的管理手段，因此有 必要构建较为精细的电子证照体系以辅助水资源管理。

电子证照是以数字方式存储、传输的证件、执照、批文等审批结果信息， 是支撑政务服务运行的重要基础数据。证照电子化有助于提高政府服务质量， 节约社会资源，便捷公众办事，促进社会信任体系建设，是支撑政务服务和管 理工作高效运行的重要技术手段。

目前，虽然部分地区己经开始对证照实行电子化管理，但是电子证照信息 库的管理模式依然局限于中心化结构的共享平台。该管理模式存在以下几点 问题：

1)共享平台存在数据被篡改和造假等安全性问题，导致用户对电子证照 产生不信任感，平台不能够有力的证明其所提供的数据是否真实和完整；

2)不同部门用不同的归口对数据进行管理，中心化结构的系统难以有效 地收集和管理信息，并且不同格式的数据给存储、查询等带来了困难；

3)在管理过程中，可能存在由于操作失误而导致证照信息有误的问题， 或者，因为管理员的不当操作、黑客的恶意攻击等导致信息的丢失、篡改等问 题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水资源证照化管理系统，以克服现有技术中 数据管理过于集中、数据安全性得不到保证以及数据格式不统一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水资源证照化管理系统，包括：

电子证照化管理子系统和用水量指标监控子系统；

所述电子证照化管理子系统包括节点管理单元、智能合约管理单元、账本 查看单元、元数据管理单元和证照上传及更新单元；

所述用水量指标监控子系统包括信息采集单元、信息验证及存储单元、超 额预警单元和用水量监控单元；

其中，所述电子证照化管理子系统用于部署一区块链平台，并基于所述区 块链平台实现对水资源电子证照的存储与管理；

所述水量指标监控子系统用于根据采集的用水信息执行超额预警操作， 以及通过对各用户的用水量的实时监控，对违规用水的用户执行停止供水操 作。

本发明提供的水资源证照化管理系统，通过区块链实现了水资源证照不 可篡改、全程留痕、公开透明、集体维护的存储与管理，同时，为水管理部门 对各用户的用水管控策略提供了数据支撑。

优选地，所述节点管理单元包括节点监控模块、节点新增模块、节点故障 报警模块和节点信息数据库；

其中，所述节点监控模块用于监控区块链平台中的节点服务器的属性信 息及运行状态；

所述节点新增模块用于在区块链平台中新增节点服务器；

所述节点故障报警模块用于当区块链平台中的节点服务器出现故障时发 出报警；

所述节点信息数据库用于存储区块链平台中的节点服务器的节点属性信 息。

优选地，所述智能合约管理单元包括智能合约新增模块和智能合约查询 模块；

所述智能合约新增模块用于实现智能合约信息的解析、智能合约代码的 上传和智能合约的部署；

所述智能合约查询模块用于查询智能合约的信息，所述信息包括智能合 约的名称、版本和路径中的至少一个或多个。

优选地，所述账本查看单元包括区块列举模块、区块查询模块和区块交易 信息获取模块；

其中，所述区块列举模块用于列出区块链上的全部区块；

所述区块查询模块用于查询指定区块的具体内容；

所述区块交易信息获取模块用于列出指定区块的全部交易信息。

优选地，所述元数据管理单元用于实现字段的管理以及对应字段的条件 设置；

其中，所述条件包括是否可空、是否加密、是否为索引字段中的一种或多 种；

所述字段包括元数据定义的属性信息、基本内容的属性信息和证照内容 的属性信息；

所述元数据定义的属性信息包括部门编号、状态、录入部门、解密部门和 证照类型中的一种或多种；

所述基本内容的属性信息和所述证照内容的属性信息均包括内容编号、 内容名称、内容类型、是否可空、是否为索引中的一种或多种。

优选地，所述证照上传及更新单元包括电子证照数据接收模块、电子证照 数据上链模块和电子证照数据更新模块；

其中，所述电子证照数据接收模块用于接收满足目录体系数据规范、并且 由具备提交权限的节点服务器所提交的水资源电子证照数据；

所述电子证照数据上链模块用于根据节点服务器的身份标识以及所述水 资源电子证照数据生成数据区块，并将所述数据区块写入区块链中；

所述电子证照数据更新模块用于判断区块链中是否存在与上传的所述水 资源电子证照数据相同的电子证照，若存在，则修改上传的所述水资源电子证 照的等级；

其中，上传的所述水资源电子证照修改后的等级与已经存在的所述电子 证照的等级不相等。

优选地，所述信息采集单元用于通过传感器自动采集水资源信息；

其中，所述水资源信息包括工业、企业、农业灌区和居民生活用水端口的 水量信息和水质信息。

优选地，所述信息验证及存储单元用于将所述水资源信息聚合成数据块， 对所述数据块进行验证，以及在验证通过后将所述数据块上载到云服务器，并 通过智能合约将所述数据块添加到区块链中。

优选地，所述超额预警单元用于对需水量进行预测，并根据所述预测的结 果，以及区块链中已有的水资源信息，对超额用水进行预测；当预测出超额用 水的情况时，发出预警，提示用户减少用水量。

优选地，所述用水量监控单元用于根据用水定额和取水许可证对各用户 的用水量进行监控，当发现违规用水情况时，对违规用水的用户执行停止供水 的操作。

优选地，上述的水资源证照化管理系统还包括积分管理子系统；

所述积分管理子系统用于根据用户的行为进行积分的奖励或惩罚，以及 用于所述积分的兑现。

优选地，所述积分管理子系统包括积分奖惩单元和积分兑现单元；

其中，所述积分奖惩单元用于根据用户的操作以及预设的积分标准，对所 述用户执行增加或扣减预设数量积分的操作；

所述积分兑现单元用于所述积分的使用兑现，包括积分与水资源服务、用 水账单间的兑换。

优选地，所述积分奖惩单元在根据用户的操作以及预设的积分标准，对所 述用户执行增加或扣减预设数量积分的操作的过程，包括：如果判断出区块链 中不存在与上传的所述水资源电子证照数据相同的水资源电子证照，则依据 预设的积分标准，为所述用户新增相应的积分。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种水资源证 照化管理系统，通过区块链实现了水资源证照不可篡改、全程留痕、公开透明、 集体维护的存储与管理，同时，对区块链上的水资源信息经分析处理，据此对 超额用水进行预警，对违规用水的用户执行停止供水的操作，提高了水资源管 理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出 创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例公开的水资源证照化管理系统的示意图；

图2为本发明一实施例公开的节点管理单元的示意图；

图3为本发明一实施例公开的智能合约管理单元的示意图；

图4为本发明一实施例公开的账本查看单元的示意图；

图5为本发明一实施例公开的证照上传及更新单元的示意图；

图6为本发明一实施例公开的引进积分管理的水资源证照化管理系统的 示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种水资源证照化管理系统，如图1所述，本发明一实施例 公开的水资源证照化管理系统可以包括：

电子证照化管理子系统100和用水量指标监控子系统200；

所述电子证照化管理子系统包括节点管理单元110、智能合约管理单元 120、账本查看单元130、元数据管理单元140和证照上传及更新单元150；

所述用水量指标监控子系统200包括信息采集单元210、信息验证及存储 单元220、超额预警单元230和用水量监控单元240；

其中，所述电子证照化管理子系统100用于部署一区块链平台，并基于 所述区块链平台实现对水资源电子证照的存储与管理；

所述水量指标监控子系统200用于根据采集的用水信息执行超额预警操 作，以及通过对各用户的用水量的实时监控，对违规用水的用户执行停止供水 操作。

区块链技术具有不可篡改、可追溯，去中心化、提高可信任度的特点，基 于区块链平台对水资源电子证照进行存储和管理，实现了水资源证照不可篡 改、全程留痕、公开透明、集体维护的存储与管理，同时，为水管理部门对各 用户的用水管控策略提供了数据支撑。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 请参阅图2，所述节点管理单元110可以包括节点监控模块111、节点新增模 块112、节点故障报警模块113和节点信息数据库114。

其中，所述节点监控模块111用于监控区块链平台中的节点服务器的属 性信息及运行状态；所述节点新增模块112用于在区块链平台中新增节点服 务器；所述节点故障报警模块113用于当区块链平台中的节点服务器出现故 障时发出报警；所述节点信息数据库114用于存储区块链平台中的节点服务 器的节点属性信息。

具体地，节点服务器的属性信息包括名称、类型等基本信息以及节点服务 器IP，这些信息均保存在节点信息数据库114中，通过数据库管理软件进行 增删查找操作。节点服务器的运行状态则保存在区块链中，通过区块链进行查 询查询。

在电子证照化管理子系统100的设计中，当查找区块链的节点时，需要 调用getPeer Extend List()方法。具体地，首先通过节点信息数据库114查询 出所有节点服务器的基本信息，接着再遍历查询出的节点，通过区块链查询获 取每个节点的拓展信息。最后将得到的结果转换为JSON格式的数据返回。

Peer实体类中保存了节点的唯一标识、ID、名称、类型、加密ID、地址、 节点描述等基本的节点属性信息，这些节点属性信息保存在节点信息数据库 114中。

在一个可选的实施例中，节点信息数据库114采用MySQL数据库，区块 链采用联盟链的搭建形式。通过my batis来查询数据库获取；Peer Extend实 体类继承Peer实体类，增加了节点区块总数、节点哈希值、节点状态等属性 信息，这些扩展信息需要通过区块链来查询获取。当某个节点出现篡改区块链 账本或世界状态(K-V数据库)的情况，区块链就会认为该节点己不安全，把 节点从联盟链中删除，同时My SQL数据库中存储的节点信息不会被删除。 因此在查看节点时，从联盟链中删除的不安全节点是查不到在线情况的。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 请参阅图3，所述智能合约管理单元120可以包括智能合约新增模块121和智 能合约查询模块122。

其中，所述智能合约新增模块121用于实现智能合约信息的解析、智能 合约代码的上传和智能合约的部署；所述智能合约查询模块122用于查询智 能合约的信息，所述信息包括智能合约的名称、版本和路径中的至少一个或多 个。

在一个可选的实施例中，采用Hyperledger Fabric平台来解决区块链中的 分布式记账问题。Fabric的智能合约(链代码)可以分为系统智能合约和用户 智能合约，系统智能合约主要用来实现系统配置、用户智能合约的安装部署、 验证策略等系统层面的功能；而用户智能合约主要用来实现具体的业务功能。 基于区块链的电子证照管理系统对于K-V数据库中数据的增加和查询都是通 过智能合约来完成的。

智能合约新增模块121中新增智能合约的过程可以包括：通过编写RBCChaincodeBase类，实现ChaincodeBase类中的init方法和invoke方法； 通过ChaincodeStub类的中的getState方法用来查询参数Key对应的value值， 并通过putState方法增加key-value数据；通过Chain Code Manager的save方 法对提交的智能合约信息进行解析，主要判断是否上传智能合约代码的压缩 文件以及代码的语言，接着再调用ChainCode Client类中的deploy Chain Code 方法来部署智能合约。

其中，在init方法中调用run方法，在invoke方法中调用query方法。同 时对编写的智能合约做如下规定：run方法中只能调用智能合约中对应的新增 方法，而从query方法中调用智能合约的所有查询方法，getChaincodeID方法 返回智能合约的合约名；ChainCode实体类中定义了智能合约名字、别名、版 本、实现语言、初始化脚本、初始化参数、智能合约代码、智能合约描述等属 性信息。

智能合约查询模块122对智能合约进行查询的操作可以是通过Fabric l1.0 的SDK中的Channel类中的query Instantiated Chain codes(Peer peer)方法来执 行，该方法最后返回Chain Code Info的list集合。其中，Chain Code Info类中 保存了智能合约的名称、版本、路径等信息。由于每个节点上都保存有全部的 智能合约，所以只需在调用时传入一个节点信息即可。

具体地，智能合约查询模块122对智能合约进行查询的过程可以包括： 首先需检测channel的状态，channel必须不在关闭状态并且已经被初始化了， 否则返回相关的异常信息；接着检测节点服务器，判断节点服务器和当前 channel的关系是为否相互包含关系；然后将与查询有关的参数信息保存在 qProsal中，并使得qProposal在指定节点上查询数据；最后再解析处理查询到 的数据，得到所有的智能合约信息。

Fabric账本相当于是区块链的操作日志，每次对K-V数据库中的数据进 行增加、修改等操作都会作为一次交易被记录下来。完整的区块链可以确保交 易信息没有被篡改过，因此可以保证数据库中存储的证照信息是真实可信的， 且证照信息是可以追溯的。

由于区块链可以使所有节点上的账本内容保持一致，因此在查看账本时 不需要选择特定节点。随机选择一个节点，即可浏览账本的区块和交易信息。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 请参阅图4，所述账本查看单元130可以包括区块列举模块131、区块查询模 块132和区块交易信息获取模块133。

其中，所述区块列举模块131用于列出区块链上的全部区块；所述区块 查询模块132用于查询指定区块的具体内容；所述区块交易信息获取模块133 用于列出指定区块的全部交易信息。

具体地，账本查看单元130中账本查看的过程包括：由区块列举模块131 获取某个节点上的区块总数nheight，并对传入的长整型参数nBlock(区块编 号)进行判断，若nBlock不介于0和nHeight之间，则将最后一个区块的编 号赋值给nBlock；由区块查询模块132根据nBlock来查询区块上的内容；由 区块交易信息获取模块133通过blockInfo.getDataHash()获取当前区块的哈希 值，通过blockInfo.getPreviousHash()获取前一区块的哈希值，以及通过 blockInfo.getBlock().getData()获取全部的交易信息，最后通过解析交易信息， 可以得到交易时间、交易通道等信息。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 所述元数据管理单元140用于实现字段的管理以及对应字段的条件设置。

其中，所述条件包括是否可空、是否加密、是否为索引字段；所述字段包 括元数据定义的属性信息、基本内容的属性信息和证照内容的属性信息；所述 元数据定义的属性信息包括部门编号、状态、录入部门、解密部门和证照类型 中的一种或多种；元数据定义的相关属性信息在Base Util类中定义，是电子 证照的基本信息；所述基本内容的属性信息和所述证照内容的属性信息均包 括内容编号、内容名称、内容类型、是否可空、是否为索引中的一种或多种； 基本内容和证照内容的相关属性信息在Base Content类中定义，其中内容类 型为0代表基本元数据内容，为1代表扩展元数据内容。

具体地，元数据是存储在区块链中的，最终的增加和查询是通过智能合约 中的List Chain code完成。

元数据的增加首先要根据内容编码遍历元数据，先将数据存入区块链，在 根据元数据类型以及部门编号将内容编码加入不同的List集合。

元数据的查询分为三个部分：查询数据定义(query Base Util)、查询基 本内容(query Base Content)、查询证照内容(query Extends Content)。查询 流程与增加流程相反，首先根据部门编号查询出对应的基本内容的内容编码， 在遍历内容编码，将"＿BASECONTENT＿"+contentNo作为key值，从账本 中查出对应的value值，将所有的value值整合后返回。

在一个可选的实施例中，系统界面上，在元数据信息的左侧显示目录体系 的树形结构。目录的信息存放在cartes中，初始状态时cartes中只有自然人目 录和法人目录；单击目录时，若存在子目录，则会将子目录的信息保存在 carte.sub中，否则就显示对应证照的元数据定义的详细界面。

对于新的水资源电子证照档案资料的生成，要及时将证照资料上传至电 子证照数据库，使得电子证照库里的数据更加全面完整。其中，上传的电子证 照数据需要按照规定的数据格式规范，保证数据可以被正确的解析。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 请参阅图5，所述证照上传及更新单元150可以包括电子证照数据接收模块 151、电子证照数据上链模块152和电子证照数据更新模块153。

其中，所述电子证照数据接收模块151用于接收满足目录体系数据规范、 并且由具备提交权限的节点服务器所提交的水资源电子证照数据。

具体地，在create Elicense方法中通过List Client查出该部门下的水资源 电子证照的基本内容和扩展内容，与要上传的数据比较，检查是否有缺失或多 于的字段内容；同时需要判断该用户是否有上传对应部门水资源电子证照的 权限；如有一项不满足，则反馈结果，结束流程。

所述电子证照数据上链模块152用于根据节点服务器的身份标识以及所 述水资源电子证照数据生成数据区块，并将所述数据区块写入区块链中。

具体地，电子证照数据上链模块152将格式正确的水资源电子证照数据 提交给Elicense Client，在该类的create Elicense方法中根据节点服务器的身 份标识查询公钥，如果不存在，则根据节点服务器的身份标识生成公钥，并保 存在区块链中；然后对数据进行处理，并使用节点服务器的身份标识对应的公 钥加密数据；最后，将ca证书、智能合约名称、调用的方法以及参数等信息 提交给RBC Controller Client，最终通过调用Elicense Chain Code智能合约中 的create Elicense方法将数据写入区块链账本。

所述电子证照数据更新模块153用于判断区块链中是否存在与上传的所 述水资源电子证照数据相同的电子证照，若存在，则修改上传的所述水资源电 子证照的等级。

具体地，在Elicense Chain Code智能合约的create Elicense方法中，首先 获取该部门的水资源电子证照的限制条件列表，判断每一字段是否都满足条 件(不为空、是否为归属地等)然后对数据进行签名，然后判断区块链中是否 有相同的水资源电子证照，如果存在相同的水资源电子证照，则要修改水资源 电子证照的等级，使得新上传的水资源证照的等级小于旧证照的等级，否则直 接保存水资源电子证照加密数据、数据签名、创建时间等信息。

然后，返回相应的结果，流程结束。当数据信息需要更新时，大多数的数 据库是直接在原始数据上进行修改，但是由于区块链技术的特殊性，摒弃了传 统数据库中的更新和删除操作，所以，不是直接修改区块中对应的水资源电子 证照数据，而是修改新证照的证照等级，然后在将数据保存到区块链中。在查 询时，若同一电子证照存在多个等级时，会返回证照等级更低的电子证照数据。

新旧水资源电子证照根据其等级属性进行区分，以上实施例中仅介绍了 以较低等级的水资源电子证照作为最新的数据信息的情况。实际上，也可以采 用较高等级的水资源电子证照作为最新的数据信息，在这种情况下，相应地， 当上传水资源电子证照时，如果存在相同的水资源电子证照，则要修改水资源 电子证照的等级，使得新上传的水资源证照的等级大于旧证照的等级。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 所述信息采集单元210用于通过传感器自动采集水资源信息。

其中，所述水资源信息包括工业、企业、农业灌区和居民生活用水端口的 水量信息和水质信息。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 所述信息验证及存储单元220用于将所述水资源信息聚合成数据块，对所述 数据块进行验证，以及在验证通过后将所述数据块上载到云服务器，并通过智 能合约将所述数据块添加到区块链中。

具体地，区块链平台的边缘节点服务器将收集到的信息聚合成数据块，这 些数据块将在验证过程后临时存储并添加到区块链中。边缘节点服务器将负 责验证数据块，验证后的数据块将上载到云服务器，并使用智能合约记录到区 块链。为支持未来的管理和决策，云平台将为存储的数据提供大数据处理和分 析服务。每个验证和挖掘新块的节点服务器将获得相应的奖励。这些奖励可以 包括积分、虚拟货币等，所述积分、虚拟货币可以兑换成水资源服务、用水账 单等。此外，这种激励机制还可以引入到系统中，作为激励利益相关者采纳和 参与系统的一种手段。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 所述超额预警单元230用于对需水量进行预测，并根据所述预测的结果，以 及区块链中已有的水资源信息，对超额用水进行预测；当预测出超额用水的情 况时，发出预警，提示用户减少用水量。

具体地，根据区块链中已有的水资源信息、季节和气象等自然信息，通过 嵌入知识推理相关代码，预测未来一段时间的需水量。若根据推测按照现在的 用水速率，未来出现超额用水的概率达到一定数值，则发出预警，提示用户需 要开始减少用水量。

在上述本发明实施例公开的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中， 所述用水量监控单元240用于根据用水定额和取水许可证对各用户的用水量 进行监控，当发现违规用水情况时，对违规用水的用户执行停止供水的操作。

其中，用水总量控制管理遵循分级负责、分类控制、量化到户、动态管理 的原则，统筹利用外调水、地表水、地下水，协调安排生活、生产和生态用水， 优化用水结构，保障水资源可持续利用。

本发明所提供的水资源证照化管理系统的高效运行有赖于用户的积极参 与以及用户在参与过程中的操作规范化。对此，可以引入积分系统以对用户行 为进行激励及引导。在一个可选的实施例中，请参阅图6，本发明一实施例的 水资源证照化管理系统还可以包括积分管理子系统300；所述积分管理子系统 300用于根据用户的行为进行积分的奖励或惩罚，以及用于所述积分的兑现。

积分的奖惩及兑现可以有多种实施方式，在上述本发明实施例公开的技 术方案的基础上，在一个可选的实施例中，所述积分管理子系统300包括积 分奖惩单元310和积分兑现单元320。

其中，所述积分奖惩单元310用于根据用户的操作以及预设的积分标准， 对所述用户执行增加或扣减预设数量积分的操作；

所述积分兑现单元320用于所述积分的使用兑现，包括积分与水资源服 务、用水账单间的兑换。

例如，为鼓励用户积极上传新的有效电子证照，在上述本发明实施例公开 的技术方案的基础上，在一个可选的实施例中，所述积分奖惩单元310在根 据用户的操作以及预设的积分标准，对所述用户执行增加或扣减预设数量积 分的操作的过程，可以包括：在所述电子证照数据更新模块新增水资源电子证 照的过程中，如果判断出区块链中不存在与新上传的所述水资源电子证照数 据相同的水资源电子证照，则依据预设的积分标准，为所述用户新增相应的积 分。

由于积分系统的引入是为了鼓励和引导用户行为，所以在设计积分系统 的时候，就需要对用户行为进行分解和分类，根据不同行为需要强化的程度不 同赋予不同的分值。

在进行用户积分体系设计的时候可以按以下步骤来进行：

步骤1：分解产品功能。

具体地，分析产品功能是目的是了解产品的具体的功能，以进一步帮协助 后续用户行为的分解，找到主要的鼓励行为。

步骤2：分解、识别用户行为。

具体地，对于用户行为或者用户可进行的操作进行细化分解。具体的分解 细化到用户的每一个不同操作。在这里需要注意的是，对用户行为和/或操作 的分解，不仅仅要从产品价值的角度去思考，还要从用户的角度去思考，要全 面考虑在这个产品上用户所有可能的操作。特别对于一些负面的、不希望发生 的操作，在分解的时候不能忽视。

步骤3：根据产品及时间需要对行业进行分类评价，确定鼓励程度。

具体地，步骤2对用户行为进行分解、识别后，可以得到一个详细的行业 列表，再根据产品的需要，对这些行为进行分类和评价，给予每一个操作一个 “鼓励程度”的评分，这个评分可以帮助后面进行详细的分值设计。鼓励程可以 用数值的正负表示不同的激励方向，用数值的大小表示程度的大小。

步骤4：根据鼓励程度，结合实际确定积分加分值及期限制。

具体地，基于前述的鼓励程度和分类，设计一个详细的积分体系表。在对 每一行为进行积分分值确定的时候，还需要考虑会否导致用户过度投资刷分 的行为产生，要对这种行为进行一定的限制，否则积分体系就很起到有效的激 励作用。

步骤5：积分体系试行。

具体地，完成了上面这些设计以后，就可以对积分体系进行上线试运行。 在试运行的过程中再去发现积分体系中的各种不足之处，并对此进行适当的 调整。

步骤6：积分体系的阶段性调整。

在不同的时间段时，业务提供者期望鼓励用户的参与行业是不一样的，因 此需要根据产品的发展周期的不同阶段，对积分体系进行相应的调整。特别是 当业务进行了大规模的功能调整时(增加或者删除功能等)，更需要调整积分 体系以使其与业务发展保持一致。

对于水资源管理系统中各对象需要进行有针对性给予赋分项，根据水资 源实际管理中遇到的问题进行有针对的设计。整体目标是使得整个水资源管 理系统得到良性发展，促进水资源的高效利用，促进水资源的节约保护，打造 一个健康可持续的水资源管理生态环境。

在一个实施例中，积分体系的评分机制如表1所示，其中，鼓励程度用星 号标记符表示，星号标记符越多，越受鼓励。

表1：评分机制表

本发明提供的水资源证照化管理系统，基于区块链平台对水资源电子证 照进行存储和管理。区块链技术具有不可篡改、可追溯，去中心化、提高可信 任度的特点，对于水资源电子证照的实际应用和管理具有重要作用：

1)提升证照信息防伪能力。

区块链技术是一种分布式账本的技术，在本发明提供的水资源证照化管 理系统中，相当于每个用户都有一份独立的账本——“电子证照库”，由他们共 同参与电子证照库的记录和使用。每一次记账，要对所有的参与者进行广播， 待所有用户确认后才能被记录到账，这种方式保证了数据不能随意进行篡改， 并且数据能够被追溯。

2)保障证照信息安全。

在信息安全上，基于区块链技术的非对称性加密的特征在于：信息加密时 密钥公开，解密时私钥只有信息加密者掌握。加密信息后，拥有私钥才能解密， 防止信息泄露。系统安全上，区块链技术让每个用户手上都有账本，即使单个 用户故障，其他用户手上的账本可以保障系统的正常使用。

3)快速检索，提升服务效率。

通过水资源电子证照目录体系的建立，将海量的证照数据分类放置在相 应的数据链上，可以实现快速检索的功能，规范水资源电子证照的管理，并提 升服务效率。

4)实现全面信息归集。

由于政府各部门职能差别，数据归集管理不同，因此证照数据分散在各部 门系统中。本发明的水资源证照化管理系统基于区块链技术的平权、共建的特 点，以共建共享的原则，可实现全省、全市、全国范围内跨区域与跨部门的数 据归集，建立数据共享交换的生态圈。

当前我国正在推行的电子证照社会化应用主要是针对将已有纸质证照电 子化，实现线上政务服务，而区块链技术的应用不仅仅保障了信息安全、减少 数据篡改风险，更加拓宽了电子证照在管理方面的应用价值。事实上，电子证 照不局限于当前政务已有的各种证照，它更为广泛的内涵包括证明、批文、鉴 定报告、办事结果等文件，所以借鉴金融领域信用积分的概念，给每个用水户 签发一张电子化的水资源证照，作为其用水、耗水、排水的凭证，证明该节点 在水资源开发利用中是否符合规范、各项控制指标是否达标、考核项目评分多 少等。每个用户的水资源电子证照中包含与水资源管理相关的关键信息证明，类似于一张信用卡，同时这张卡具有信用积分，积分会根据电子证照的信息进 行奖励或扣减，积分可用于抵消部分水费等，从而鼓励节水、控制浪费。

综上所述：

通过上述本发明公开的实施例中的记载，以区块链技术为核心，建立服务 于水资源管理的水资源电子证照体系，在区块链平台上实现水资源“供用耗排” 各环节大量的水量水质信息的存储与管理，保障水资源开发利用各环节、各用 户的信息准确与透明；通过智能合约自动实现水资源电子证照积分的增减以 及相应奖罚措施的施行，活跃了各环节用户的参与度；区块链上的水资源信息 经分析处理后提取出服务于水资源管理业务的关键信息，据此对超额用水进 行预警，对违规用水的用户执行停止供水的操作，以及通过给各环节的节点 (用水户、各片区等)发放电子证照，提高了水资源管理效率，便捷了公众业务办理。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅 仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或 者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语 “包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得 包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括 没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所 固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素， 并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要 素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同 相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种水资源证照化管理系统，其特征在于，包括：

电子证照化管理子系统和用水量指标监控子系统；

所述电子证照化管理子系统包括节点管理单元、智能合约管理单元、账本查看单元、元数据管理单元和证照上传及更新单元；

所述用水量指标监控子系统包括信息采集单元、信息验证及存储单元、超额预警单元和用水量监控单元；

其中，所述电子证照化管理子系统用于部署一区块链平台，并基于所述区块链平台实现对水资源电子证照的存储与管理；

所述水量指标监控子系统用于根据采集的用水信息执行超额预警操作，以及通过对各用户的用水量的实时监控，对违规用水的用户执行停止供水操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述节点管理单元包括节点监控模块、节点新增模块、节点故障报警模块和节点信息数据库；

其中，所述节点监控模块用于监控区块链平台中的节点服务器的属性信息及运行状态；

所述节点新增模块用于在区块链平台中新增节点服务器；

所述节点故障报警模块用于当区块链平台中的节点服务器出现故障时发出报警；

所述节点信息数据库用于存储区块链平台中的节点服务器的节点属性信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能合约管理单元包括智能合约新增模块和智能合约查询模块；

所述智能合约新增模块用于实现智能合约信息的解析、智能合约代码的上传和智能合约的部署；

所述智能合约查询模块用于查询智能合约的信息，所述信息包括智能合约的名称、版本和路径中的至少一个或多个。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述账本查看单元包括区块列举模块、区块查询模块和区块交易信息获取模块；

其中，所述区块列举模块用于列出区块链上的全部区块；

所述区块查询模块用于查询指定区块的具体内容；

所述区块交易信息获取模块用于列出指定区块的全部交易信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述元数据管理单元用于实现字段的管理以及对应字段的条件设置；

其中，所述条件包括是否可空、是否加密、是否为索引字段中的一种或多种；

所述字段包括元数据定义的属性信息、基本内容的属性信息和证照内容的属性信息；

所述元数据定义的属性信息包括部门编号、状态、录入部门、解密部门和证照类型中的一种或多种；

所述基本内容的属性信息和所述证照内容的属性信息均包括内容编号、内容名称、内容类型、是否可空、是否为索引中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述证照上传及更新单元包括电子证照数据接收模块、电子证照数据上链模块和电子证照数据更新模块；

其中，所述电子证照数据接收模块用于接收满足目录体系数据规范、并且由具备提交权限的节点服务器所提交的水资源电子证照数据；

所述电子证照数据上链模块用于根据节点服务器的身份标识以及所述水资源电子证照数据生成数据区块，并将所述数据区块写入区块链中；

所述电子证照数据更新模块用于判断区块链中是否存在与上传的所述水资源电子证照数据相同的电子证照，若存在，则修改上传的所述水资源电子证照的等级；

其中，上传的所述水资源电子证照修改后的等级与已经存在的所述电子证照的等级不相等。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集单元用于通过传感器自动采集水资源信息；

其中，所述水资源信息包括工业、企业、农业灌区和居民生活用水端口的水量信息和水质信息。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息验证及存储单元用于将所述水资源信息聚合成数据块，对所述数据块进行验证，以及在验证通过后将所述数据块上载到云服务器，并通过智能合约将所述数据块添加到区块链中。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超额预警单元用于对需水量进行预测，并根据所述预测的结果，以及区块链中已有的水资源信息，对超额用水进行预测；当预测出超额用水的情况时，发出预警，提示用户减少用水量。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用水量监控单元用于根据用水定额和取水许可证对各用户的用水量进行监控，当发现违规用水情况时，对违规用水的用户执行停止供水的操作。

11.根据权利要求1～10任一权利要求所述的系统，其特征在于，还包括积分管理子系统；

所述积分管理子系统用于根据用户的行为进行积分的奖励或惩罚，以及用于所述积分的兑现。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述积分管理子系统包括积分奖惩单元和积分兑现单元；

其中，所述积分奖惩单元用于根据用户的操作以及预设的积分标准，对所述用户执行增加或扣减预设数量积分的操作；

所述积分兑现单元用于所述积分的使用兑现，包括积分与水资源服务、用水账单间的兑换。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述积分奖惩单元在根据用户的操作以及预设的积分标准，对所述用户执行增加或扣减预设数量积分的操作的过程，包括：如果判断出区块链中不存在与上传的所述水资源电子证照数据相同的水资源电子证照，则依据预设的积分标准，为所述用户新增相应的积分。

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