CN114417435B - 一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法，通过操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器，实现对碳排放关键信息数据（燃煤消耗量、热值、碳含量等）的实时采集、记录与录入，保证了碳排放数据记录的时效性，实现了数据协同、真实可信、全过程流程监控。并且基于区块链技术本身数据可溯源、不可篡改、可多方互信的特点，有助于规范企业申报碳排放数据流程，提高碳排放数据的真实性、可追溯性以及报送效率。

Description

一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法
技术领域
本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法。
背景技术
各省份对全国火电行业碳排放量的核查及监测数据的准确度十分重要，由此而形成的碳配额以及碳排放量数据是碳排放交易制度能否顺利开展的重要前提。控排企业自行或者聘请咨询服务公司来完成自己的碳排放数据盘查，并形成报告报送；省一级生态环境部门安排第三方机构对排放报告进行核查。以往，除了部分电力企业，由于能力配备问题，很多企业不具备实测能力，采用的基本是利用碳平衡法或者排放因子法（俗称惩罚性推荐值）计算得到CO2排放量。现在企业已逐步建立起排放监测的实测能力，数据也采用实测值，但是实测值的质量有严重的不确定性，其实测记录的煤炭用量、燃煤碳元素和热值等关键指标对碳排放最终结果影响巨大。区块链技术具有不可篡改数据的优点，它被广泛应用在金融、数据监管领域，因此，区块链技术与碳排放实测数据、碳核查报告，以及后续的碳配额、碳交易等环节相结合，可以极大提高目前碳排放报告数据、核查报告质量，有助于营造公平、诚信的MRV和碳交易体系。
目前，企业在核算燃煤碳排放数据时，主要规定了企业对用煤量计量，同时也对煤炭的检测、记录、传递、保存、取样、制样、送检、存证作出了规定，但是由于实际情况中，电厂在该方面的实验室设备硬件能力以及人员的素质参差不齐，客观上没办法保证数据质量。此外，碳排放报告数据是对上一年度企业综合排放的数据统计，相关数据属于历史发生信息，难以溯源，同时，由于煤炭使用量以及煤炭的热值、碳含量等数据信息，对于企业当年度碳排放量的核算是至关重要的因素，将直接决定碳排放量的大小，因此，主观上企业难免会有优化数据甚至造假的可能性。
因此迫切需要一种监管方法使得企业在检测、记录、传递、保存、取样、制样、送检、存证和核算各环节的过程信息得到监控，从而压缩数据造假空间，提升可操作性，确保公平统一。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，通过操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器，实现对碳排放关键信息数据（燃料消耗量、热值、碳含量等）的实时采集、记录与录入，保证了碳排放数据记录的时效性，实现了数据协同、真实可信、全过程流程监控。并且基于区块链技术本身数据可溯源、不可篡改、可多方互信的特点，有助于规范企业申报碳排放数据流程，提高碳排放数据的真实性、可追溯性以及报送效率。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，包括：操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器以及加密模块；
所述操作人员信息记录模块用于记录操作人员在每次录入信息时的操作信息，将操作人员的工号信息及操作行为上传至所述区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；操作人员在录入化石燃料的基本信息、化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息、抽查样品的基本信息、抽查样品测试数据时，系统会自动启动操作人员信息记录模块，将操作人员的个人信息及每个操作指令进行记录，并上传至区块链服务器中，使操作人员的每个操作步骤可视化，保证操作信息的可追溯性；
所述样品信息记录模块用于录入控排企业的化石燃料的基本信息，将化石燃料的信息上传至区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；
所述样品实测数据记录模块用于每日录入化石燃料的实测数据信息，并上传至区块链服务器中，通过所述加密模块进行加密，同时将录入的化石燃料实测数据信息传输至所述数据分析模块中；
抽查样品记录模块包括抽查样品信息记录模块和抽查样品测试数据记录模块，所述抽查样品信息记录模块用于录入被第三方技术机构抽查到的抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中；所述抽查样品测试数据记录模块用于录入被抽查样品的测试数据信息，并上传至区块链服务器，同时将录入的抽查样品测试数据信息传输至所述数据分析模块中；所述抽查样品记录模块上传至区块链服务器中的数据通过所述加密模块进行加密；
所述数据分析模块用于所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行自身异常检测，且同时将所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据进行比对。
优选的，所述数据分析模块包括样品自身异常检测模块和样品抽查异常检测模块；
所述样品自身异常检测模块用于对所述样品实测数据记录模块上传的控排企业每日录入的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品自身异常检测模块计算当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据的差值绝对值，两者间的绝对误差不超过系统预设值视为正常，超过则为异常，以此类推。并将计算出的差值绝对值结果与系统预设值进行对比，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常；
所述样品抽查异常检测模块用于对所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据信息与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品抽查异常检测模块计算被抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据间的差值绝对值，并将计算的差值绝对值结果与系统预设值进行对比，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常。
优选的，还包括检测仪器设备信息记录模块，所述检测仪器设备信息记录模块用于录入对化石燃料进行检测的检测仪器设备的设备信息，并将录入的设备信息上传至区块链服务器中。
当第三方技术机构对化石燃料进行抽查时，首先在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块上传的检测仪器设备信息和实验参数，保证抽查样品和控排企业自身检测的化石燃料在同等的实验条件下进行测试。
优选的，还包括预警发送模块，所述预警发送模块根据所述数据分析模块分析得到的结果向控排企业和第三方技术机构发送预警信息，所述预警发送模块包括样品自检异常预警模块和样品抽查异常预警模块；
所述样品自检异常预警模块用于与所述样品自身异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动启动所述样品自检异常预警模块，在异常数据处标红，并向控排企业发送样品检测异常的指令，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改。
所述样品抽查异常预警模块用于与所述样品抽查异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出被抽查样品的测试数据与控排企业录入的化石燃料实测数据间的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动启动所述样品抽查异常预警模块，对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，同时将预警指令发送给第三方技术机构，企业收到预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
优选的，还包括报告生成模块，所述报告生成模块包括化石燃料检测报告生成模块和碳排放信息报告生成模块，所述化石燃料检测报告生成模块用于控排企业自动生成化石燃料检测报告，控排企业在系统上通过样品信息记录模块和样品实测数据记录模块录入化石燃料的基本信息和化石燃料实测数据信息后，可通过化石燃料检测报告生成模块自动生成化石燃料检测报告；所述碳排放信息报告生成模块用于第三方技术机构自动生成碳排放信息报告，第三方技术机构在系统上通过抽查样品信息记录模块和抽查样品测试数据记录模块录入被抽查样品的基本信息和被抽查样品的测试数据信息后，可通过碳排放信息报告生成模块自动生成碳排放信息报告，设置两个报告生成模块可以有助于提高控排企业和第三方技术机构的工作效率，且便于二者随时查看报告。
优选的，所述化石燃料检测报告生成模块内嵌发电设施企业、电网企业、钢铁生产企业、民用航空企业、平板玻璃生产企业、水泥生产企业、陶瓷生产企业、化工生产企业二氧化碳排放量运算公式。
优选的，所述化石燃料检测报告生成模块内嵌发电设施企业碳排放量运算公式，以使发电设施企业的化石燃料检测报告中录入二氧化碳排放量，所述发电设施企业的二氧化碳总排放量的计算公式如下：
Figure 439644DEST_PATH_IMAGE001
其中，E是发电设施企业二氧化碳总排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；E燃烧是化石燃料燃烧的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）； E电是发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；n为化石燃料的类型总量；
E燃烧的计算公式如下：
Figure 193973DEST_PATH_IMAGE002
其中，AD i是化石燃料中第i种化石燃料的活动数据，单位为吉焦（GJ）；EFi是化石燃料中第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吉焦（tCO2/ GJ）；其中，i为化石燃料类型代号；
EFi的计算公式如下：
Figure 868668DEST_PATH_IMAGE003
其中，CC i是化石燃料中第i种化石燃料的单位热值含碳量，单位为吨碳/吉焦（tC/GJ）；OFi是化石燃料中第i种化石燃料的碳氧化率，以%表示；44/12为二氧化碳与碳的相对分子质量之比；
CC i的计算公式如下：
Figure 80469DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ci是化石燃料中第i种化石燃料的元素碳含量，以tC/ t表示；NCVi为化石燃料中第i种化石燃料的收到基低位发热量，单位为吉焦/吨（GJ/t）；
化石燃料的年度平均单位热值含碳量通过每月的单位热值含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月活动热量数据；所述化石燃料的元素碳含量通过每月或每日的含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料每月或每日消耗量；
化石燃料活动数据是统计期内燃料的消耗量与其低位发热量的乘积，化石燃料活动数据AD i的计算公式如下：
Figure 510313DEST_PATH_IMAGE005
其中，FC i是化石燃料中第i种化石燃料的消耗量；NCVi为化石燃料中第i种化石燃料的收到基低位发热量，对于固体或液体燃料，单位为吉焦/吨（GJ/t），对于气体燃料，单位为吉焦/万标准立方米（GJ/104 Nm3）；化石燃料的年度平均收到基低位发热量由月度平均收到基低位发热量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月消耗量；
发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量E电的计算公式如下：
Figure 689622DEST_PATH_IMAGE006
其中，AD电是购入使用电量，单位为兆瓦时（MWh）；EF电是电网排放因子，单位为吨二氧化碳/兆瓦时（tCO2/ MWh）。
优选的，所述化石燃料为燃煤、燃油、燃气；所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值，所述抽查样品测试数据信息包括抽查样品的用量、实测的含碳量、热值。
优选的，所述区块链服务器主要用于以区块的形式存储各环节信息并向各环节用户提供通讯、查询和录入服务，所述加密模块通过密钥对上传至区块链服务器的信息进行加密。
本发明的目的之二是提供一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，该方法基于区块链技术实现对碳排放关键信息数据（燃料消耗量、热值、碳含量等）的实时采集、记录与录入，同时实现碳排放量的实时自我检测以及第三方核查的真实性。
为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：
一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，包括如下步骤：
步骤S1. 控排企业每日在化石燃料碳排放数据监管系统上录入碳排放相关信息数据，上传至区块链服务器中并进行加密，算法如下：
步骤a1.建立区块链：在传输碳排放相关信息数据前，先采用区块链技术建立数据传输区块链，对数据加密传输的整体网络进行全面管理，使碳排放相关信息数据在独立的区块链服务器中呈广泛分布状态，随后在此基础上完成数据的上传、下载或更新任务；利用Overlay结构建立数据通信网络模型，以连接区块链中的各个区块，设Overlay结构下的区块链宽度为D，则有：
Figure 964746DEST_PATH_IMAGE007
（1）
式中，i(x, y)表示数据通信网络传输链中的主区块，x与y分别表示主区块中的横、纵坐标，I表示所有区块的集合，I 1 表示存活区块的集合，I s 表示空闲区块的集合；
在数据传输过程中，区块间歇性地向主区块发送信息，设I c 表示数据通信网络模型，以数据通信网络传输链路的中心为节点，区块之间的连接为：
Figure 608216DEST_PATH_IMAGE008
（2）
式中，λ表示邻居区块，设λ值为n，此时其邻居区块为n+1和n-1，将n与n+1或n-1与n代入式（2）可得到连续存在的两个区块信息，从而实现数据通信网络传输链路中多个数据传输区块的连接，形成数据传输区块链；
步骤a2.基于上述数据通信网络模型，在区块链技术的支持下为数据传输区块链的连接添加密钥，实现碳排放相关信息数据的安全传输，根据区块链的组成，采用RSA非对称加密算法完成加密，以此增加解密密钥的长度，提高破解密钥的难度，确保加密的可靠性；
基于碳排放相关信息数据的数据传输区块链建立算法基础，适应区块链中待传输数据可能存在的所有正确传输路径，且传输数据每次经过不同区块时，其内容都保持高度的独立性和不可逆性，每个数据只能从发送端指向接收端，这样不但可以避免数据交叉，有效降低发生信息拥堵行为的概率，还能缩短网络相邻区块之间的距离，降低传输时间，间接提高传输安全性；设f 0 为待传输数据信息的暗文，f 1 为待传输数据信息的明文，a表示数据传输经过的区块下限，b表示数据传输经过的区块上限，可建立单向数据传输区块加密函数H：
Figure 943383DEST_PATH_IMAGE009
（3）
式中，Δf表示单位时间内传输密钥区块的信息变化量，e表示数据转化量，以此实现基于统一密钥的区块加密，确保数据传输的安全性；
所述碳排放相关信息数据包括操作人员信息记录模块录入的操作人员信息、样品信息记录模块录入的化石燃料的基本信息、样品实测数据记录模块录入的化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息；
步骤S2. 企业每日在系统录入化石燃料实测数据信息后，监管系统会自行实施自身异常检测，对当日化石燃料自身的实测数据与日前测得的实测数值间的差值绝对值进行计算，以得到化石燃料的自身测量误差，其计算公式为：
Figure 859255DEST_PATH_IMAGE010
（4）
式中，
Figure 938070DEST_PATH_IMAGE011
表示第i个化石燃料的第j个测量参数的自身测量误差，
Figure 436047DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个化石燃料的第j个测量参数当日的实测数据，
Figure 207694DEST_PATH_IMAGE013
表示第i个化石燃料的第j个测量参数日前测得的实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示化石燃料测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则说明本次检测正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值（煤质分析试验方法的精密度以重复性限来表示），则系统会自动向控排企业发送样品检测异常的预警指令，并在异常数据处标红，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改，并上传重新测量的数据至区块链服务器，直至恢复正常为止；
步骤S3.通过第三方技术机构不定期到控排企业进行随机抽查，第三方技术机构到控排企业进行抽查时，首先随机抽取企业的化石燃料，通过抽查样品信息记录模块记录抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中并进行加密，第三方技术机构对抽查样品进行化验测试完毕后，将抽查样品的测试数据信息录入抽查样品测试数据记录模块中，然后上传至区块链服务器中并进行加密；该步骤可以核实企业上报数据的真实性；
步骤S4.抽查样品的测试数据信息录入监管系统后，系统会自行实施抽查样品异常检测，对抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据信息间的差值绝对值进行计算，其计算公式为：
Figure 96016DEST_PATH_IMAGE014
（5）
式中，
Figure 978521DEST_PATH_IMAGE015
表示第i个抽查样品的第j个测量参数的测试数据的误差，
Figure 331005DEST_PATH_IMAGE016
表示第i个抽查样品的测试数据中第j个测量参数当日的实测数据，
Figure 964898DEST_PATH_IMAGE017
表示第i个抽查样品日前测得的化石燃料实测数据中第j个测量参数实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示抽查样品测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，若每个参数的误差均小于系统预设值，则抽查为正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，并在异常数据处标红，抽查结束后，监管系统自动将抽查结果上传至区块链服务器中并进行加密；
步骤S5.企业收到步骤S4预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
优选的，所述步骤S3中：当第三方技术机构对样品进行抽查时，首先在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息和实验参数，保证抽查样品在同等的实验条件下进行测试。第三方技术机构在调取区块链中的检测仪器设备信息时，需先通过密钥进行解密，然后才能获取相关数据和信息。
优选的，所述操作人员信息包括操作人员的姓名、工号、操作行为记录；
所述化石燃料的基本信息包括化石燃料的编号、存放位置、采样时间、采样地点以及样品在各个环节的流转信息；所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；所述检测仪器设备信息包括仪器设备的品牌、型号、编号、设计参数、运行的参数设定、测量频次、精度、校准频次和实测数据对应的设备来源；所述抽查样品的基本信息包括被抽查样品的编号、存放位置、检测日期；所述抽查样品的测试数据信息主要包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值。
操作人员在录入化石燃料的基本信息、化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息、抽查样品的基本信息、抽查样品测试数据时，系统会自动启动操作人员信息记录模块，将操作人员的个人信息及每个操作指令进行记录，并上传至区块链服务器中，使操作人员的每个操作步骤可视化，保证操作信息的可追溯性。
有益效果：
本发明的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法通过操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器，实现对碳排放关键信息数据（燃料消耗量、热值、碳含量等）的实时采集、记录与录入，保证了碳排放数据记录的时效性，实现了数据协同、真实可信、全过程流程监控。并且基于区块链技术本身数据可溯源、不可篡改、可多方互信的特点，使得相关历史发生信息可以通过区块链服务器进行加密和溯源，有助于规范企业申报碳排放数据流程，提高碳排放数据的真实性、可追溯性以及报送效率，确保控排企业在检测、记录、传递、保存、取样、制样、送检、存证和核算各环节的过程信息得到监控，从而压缩数据造假空间，提升可操作性，确保公平统一。
附图说明
图1 所示为一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法的流程图。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
参考图1，一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，包括：操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器以及加密模块；
所述操作人员信息记录模块用于记录操作人员在每次录入信息时的操作信息，将操作人员的工号信息及操作行为上传至所述区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；操作人员在录入化石燃料的基本信息、化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息、抽查样品的基本信息、抽查样品测试数据时，系统会自动启动操作人员信息记录模块，将操作人员的个人信息及每个操作指令进行记录，并上传至区块链服务器中，使操作人员的每个操作步骤可视化，保证操作信息的可追溯性；所述操作人员信息包括操作人员的姓名、工号、操作行为记录；
所述样品信息记录模块用于录入控排企业的化石燃料的基本信息，将化石燃料的信息上传至区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；
所述样品实测数据记录模块用于每日录入化石燃料的实测数据信息，并上传至区块链服务器中，通过所述加密模块进行加密，同时将录入的化石燃料实测数据信息传输至所述数据分析模块中；
抽查样品记录模块包括抽查样品信息记录模块和抽查样品测试数据记录模块，所述抽查样品信息记录模块用于录入被第三方技术机构抽查到的抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中；所述抽查样品测试数据记录模块用于录入被抽查样品的测试数据信息，并上传至区块链服务器，同时将录入的抽查样品测试数据信息传输至所述数据分析模块中；所述抽查样品记录模块上传至区块链服务器中的数据通过所述加密模块进行加密；
所述数据分析模块用于所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行自身异常检测，且同时将所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据进行比对。
操作人员信息包括操作人员的姓名、工号、操作行为记录；所述化石燃料的基本信息包括化石燃料的编号、存放位置、采样时间、采样地点以及样品在各个环节的流转信息；所述化石燃料为燃煤、燃油、燃气；所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；所述检测仪器设备信息包括仪器设备的品牌、型号、编号、设计参数、运行的参数设定、测量频次、精度、校准频次和实测数据对应的设备来源；所述抽查样品的基本信息包括被抽查样品的编号、存放位置、检测日期；所述抽查样品测试数据信息主要包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值。
操作人员在在录入化石燃料的基本信息、化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息、抽查样品的基本信息、抽查样品测试数据时，系统会自动启动操作人员信息记录模块，将操作人员的个人信息及每个操作指令进行记录，并上传至区块链服务器中，使操作人员的每个操作步骤可视化，保证操作信息的可追溯性。
监管系统还包括检测仪器设备信息记录模块，所述检测仪器设备信息记录模块用于录入对化石燃料进行检测的检测仪器设备的设备信息，并将录入的设备信息上传至区块链服务器中。当第三方技术机构对化石燃料进行抽查时，首先在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块上传的检测仪器设备信息和实验参数，保证抽查样品和控排企业自身检测的化石燃料在同等的实验条件下进行测试。
所述数据分析模块包括样品自身异常检测模块和样品抽查异常检测模块；所述样品自身异常检测模块用于对所述样品实测数据记录模块上传的控排企业每日录入的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品自身异常检测模块计算当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据差值绝对值，两者间的绝对误差不超过系统预设值则视为正常，超过则为异常，以此类推。并将计算出的差值绝对值结果与内嵌的系统预设值进行对比，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常；
所述样品抽查异常检测模块用于对所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据信息与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品抽查异常检测模块计算被抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据的差值绝对值，并将计算的差值绝对值结果与内嵌的系统预设值进行对比，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常。
监管系统还包括预警发送模块，所述预警发送模块根据所述数据分析模块分析得到的结果向控排企业和第三方技术机构发送预警信息，所述预警发送模块包括样品自检异常预警模块和样品抽查异常预警模块；
所述样品自检异常预警模块用于与所述样品自身异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动启动所述样品自检异常预警模块，在异常数据处标红，并向控排企业发送样品检测异常的指令，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改。
所述样品抽查异常预警模块用于与所述样品抽查异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出被抽查样品的测试数据与控排企业录入的化石燃料实测数据间的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动启动所述样品抽查异常预警模块，对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，同时将预警指令发送给第三方技术机构，企业收到预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
监管系统还包括报告生成模块，所述报告生成模块包括化石燃料检测报告生成模块和碳排放信息报告生成模块，所述化石燃料检测报告生成模块用于控排企业自动生成化石燃料检测报告，控排企业在系统上通过样品信息记录模块和样品实测数据记录模块录入化石燃料的基本信息和化石燃料实测数据信息后，可通过化石燃料检测报告生成模块自动生成化石燃料检测报告；所述碳排放信息报告生成模块用于第三方技术机构自动生成碳排放信息报告，第三方技术机构在系统上通过抽查样品信息记录模块和抽查样品测试数据记录模块录入被抽查样品的基本信息和被抽查样品的测试数据信息后，可通过碳排放信息报告生成模块自动生成碳排放信息报告，设置两个报告生成模块可以有助于提高控排企业和第三方技术机构的工作效率，且便于二者随时查看报告。
所述化石燃料检测报告生成模块内嵌发电设施企业、电网企业、钢铁生产企业、民用航空企业、平板玻璃生产企业、水泥生产企业、陶瓷生产企业、化工生产企业二氧化碳排放量运算公式。
所述化石燃料检测报告生成模块内嵌发电设施企业碳排放量运算公式，以使发电设施企业的化石燃料检测报告中录入二氧化碳排放量，所述发电设施企业的二氧化碳总排放量的计算公式如下：
Figure 402833DEST_PATH_IMAGE001
其中，E是发电设施企业二氧化碳总排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；E燃烧是化石燃料燃烧的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）； E电是发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；
E燃烧的计算公式如下：
Figure 823450DEST_PATH_IMAGE002
其中，AD i是化石燃料中第i种化石燃料的活动数据，单位为吉焦（GJ）；EFi是化石燃料中第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吉焦（tCO2/ GJ）；其中，i为化石燃料类型代号；n为化石燃料的类型总量；
EFi的计算公式如下：
Figure 296019DEST_PATH_IMAGE003
其中，CC i是化石燃料中第i种化石燃料的单位热值含碳量，单位为吨碳/吉焦（tC/GJ）；OFi是化石燃料中第i种化石燃料的碳氧化率，以%表示；44/12为二氧化碳与碳的相对分子质量之比；
CC i的计算公式如下：
Figure 347152DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ci是化石燃料中第i种化石燃料的元素碳含量，以tC/ t表示；NCVi为化石燃料中第i种化石燃料的收到基低位发热量，单位为吉焦/吨（GJ/t）；
化石燃料的年度平均单位热值含碳量通过每月的单位热值含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月活动热量数据；所述化石燃料的元素碳含量通过每月或每日的含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料每月或每日消耗量；
化石燃料活动数据是统计期内燃料的消耗量与其低位发热量的乘积，化石燃料活动数据AD i的计算公式如下：
Figure 272383DEST_PATH_IMAGE005
其中，FC i是化石燃料中第i种化石燃料的消耗量；NCVi为化石燃料中第i种化石燃料的收到基低位发热量，对于固体或液体燃料，单位为吉焦/吨（GJ/t），对于气体燃料，单位为吉焦/万标准立方米（GJ/104 Nm3）；化石燃料的年度平均收到基低位发热量由月度平均收到基低位发热量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月消耗量。
由于化石燃料为燃煤、燃油、燃气，若以燃煤为例，燃煤的单位热值含碳量CC煤的计算公式如下：
Figure 496691DEST_PATH_IMAGE018
其中，C煤是燃煤的元素碳含量，以tC/ t表示；NCV煤为燃煤的收到基低位发热量，单位为吉焦/吨（GJ/t）；燃煤的活动数据AD煤的计算公式中，燃煤的平均收到基低位发热量由月度平均收到基低位发热量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月消耗量，其中，入炉煤月度平均收到基低位发热量由每日平均收到基低位发热量加权平均计算得到，其权重是每日入炉煤消耗量，入厂煤月度平均收到基低位发热量由每批次平均收到基低位发热量加权计算得到，其权重是该月每批次入厂煤量；燃油、燃气的年度平均收到基低位发热量由每月平均收到基低位发热量加权平均计算得到，其权重为每月燃油、燃气消耗量。
发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量E电的计算公式如下：
Figure 745138DEST_PATH_IMAGE006
其中，AD电是购入使用电量，单位为兆瓦时（MWh）；EF电是电网排放因子，单位为吨二氧化碳/兆瓦时（tCO2/ MWh）。
所述区块链服务器主要用于以区块的形式存储各环节信息并向各环节用户提供通讯、查询和录入服务，所述加密模块通过密钥对上传至区块链服务器的信息进行加密。
一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，该方法基于区块链技术实现对碳排放关键信息数据（燃煤用量、热值、碳含量等）的实时采集、记录与录入，同时实现碳排放量的实时自我检测以及第三方核查的真实性。该基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，包括如下步骤：
步骤S1. 控排企业每日在化石燃料碳排放数据监管系统上录入碳排放相关信息数据，上传至区块链服务器中并进行加密，算法如下：
步骤a1.建立区块链：在传输碳排放相关信息数据前，先采用区块链技术建立数据传输区块链，对数据加密传输的整体网络进行全面管理，使碳排放相关信息数据在独立的区块链服务器中呈广泛分布状态，随后在此基础上完成数据的上传、下载或更新任务；利用Overlay结构建立数据通信网络模型，以连接区块链中的各个区块，设Overlay结构下的区块链宽度为D，则有：
Figure 29489DEST_PATH_IMAGE019
（1）
式中，i(x, y)表示数据通信网络传输链中的主区块，x与y分别表示主区块中的横、纵坐标，I表示所有区块的集合，I 1 表示存活区块的集合，I s 表示空闲区块的集合；
在数据传输过程中，区块间歇性地向主区块发送信息，设I c 表示数据通信网络模型，以数据通信网络传输链路的中心为节点，区块之间的连接为：
Figure 442016DEST_PATH_IMAGE008
（2）
式中，λ表示邻居区块，设λ值为n，此时其邻居区块为n+1和n-1，将n与n+1或n-1与n代入式（2）可得到连续存在的两个区块信息，从而实现数据通信网络传输链路中多个数据传输区块的连接，形成数据传输区块链；
步骤a2. 区块链加密：基于上述数据通信网络模型，在区块链技术的支持下为数据传输区块链的连接添加密钥，实现碳排放相关信息数据的安全传输，根据区块链的组成，采用RSA非对称加密算法完成加密，以此增加解密密钥的长度，提高破解密钥的难度，确保加密的可靠性；
基于碳排放相关信息数据的数据传输区块链建立算法基础，适应区块链中待传输数据可能存在的所有正确传输路径，且传输数据每次经过不同区块时，其内容都保持高度的独立性和不可逆性，每个数据只能从发送端指向接收端，这样不但可以避免数据交叉，有效降低发生信息拥堵行为的概率，还能缩短网络相邻区块之间的距离，降低传输时间，间接提高传输安全性；设f 0 为待传输数据信息的暗文，f 1 为待传输数据信息的明文，a表示数据传输经过的区块下限，b表示数据传输经过的区块上限，可建立单向数据传输区块加密函数H：
Figure 407698DEST_PATH_IMAGE020
（3）
式中，Δf表示单位时间内传输密钥区块的信息变化量，e表示数据转化量，以此实现基于统一密钥的区块加密，确保数据传输的安全性；
所述碳排放相关信息数据包括操作人员信息记录模块录入的操作人员信息、样品信息记录模块录入的化石燃料的基本信息、样品实测数据记录模块录入的化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息；
步骤S2. 企业每日在系统录入化石燃料实测数据信息后，监管系统会自行实施自身异常检测，对当日化石燃料自身的实测数据信息与日前测得的实际数值间的差值绝对值进行计算，以得到化石燃料的自身测量误差，其计算公式为：
Figure 589281DEST_PATH_IMAGE010
（4）
式中，
Figure 778953DEST_PATH_IMAGE021
表示第i个化石燃料的第j个测量参数的自身测量误差，
Figure 678776DEST_PATH_IMAGE022
表示第i个化石燃料的第j个测量参数当日的实测数据，
Figure 244887DEST_PATH_IMAGE023
表示第i个化石燃料的第j个测量参数日前测得的实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示化石燃料测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则说明本次检测正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值（煤质分析试验方法的精密度以重复性限来表示），则系统会自动向控排企业发送样品检测异常的预警指令，并在异常数据处标红，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改，并上传重新测量的数据至区块链服务器，直至恢复正常为止；
步骤S3.通过第三方技术机构不定期到控排企业进行随机抽查，第三方技术机构到控排企业进行抽查时，首先随机抽取企业的化石燃料，通过抽查样品信息记录模块记录抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中并进行加密，第三方技术机构对抽查样品进行化验测试完毕后，将抽查样品的测试数据信息录入抽查样品测试数据记录模块中，然后上传至区块链服务器中并进行加密；该步骤可以核实企业上报数据的真实性；
步骤S4.抽查样品的测试数据信息录入监管系统后，系统会自行实施抽查样品异常检测，对抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据信息间的差值绝对值进行计算，其计算公式为：
Figure 234971DEST_PATH_IMAGE014
（5）
式中，
Figure 595545DEST_PATH_IMAGE024
表示第i个抽查样品的第j个测量参数的测试数据的误差，
Figure 982664DEST_PATH_IMAGE025
表示第i个抽查样品的测试数据中第j个测量参数当日的实测数据，
Figure 352465DEST_PATH_IMAGE026
表示第i个抽查样品日前测得的化石燃料实测数据中第j个测量参数实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示抽查样品测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，若每个参数的误差均小于系统预设值，则抽查为正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，并在异常数据处标红，抽查结束后，监管系统自动将抽查结果上传至区块链服务器中并进行加密；
步骤S5.企业收到步骤S4预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
所述步骤S3中：当第三方技术机构对样品进行抽查时，首先在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息和实验参数，保证抽查样品在同等的实验条件下进行测试。第三方技术机构在调取区块链中的检测仪器设备信息时，需先通过密钥进行解密，然后才能获取相关数据和信息。
所述操作人员信息包括操作人员的姓名、工号、操作行为记录；所述化石燃料的基本信息包括化石燃料的编号、存放位置、采样时间、采样地点以及样品在各个环节的流转信息；所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；所述检测仪器设备信息包括仪器设备的品牌、型号、编号、设计参数、运行的参数设定、测量频次、精度、校准频次和实测数据对应的设备来源；所述抽查样品的基本信息包括被抽查样品的编号、存放位置、检测日期；所述抽查样品的测试数据信息主要包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值。
操作人员在在录入化石燃料的基本信息、化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息、抽查样品的基本信息、抽查样品测试数据时，系统会自动启动操作人员信息记录模块，将操作人员的个人信息及每个操作指令进行记录，并上传至区块链服务器中，使操作人员的每个操作步骤可视化，保证操作信息的可追溯性。
例如：在步骤S2监管系统自行实施自身异常检测的过程中，企业今日实测的某个燃煤的碳含量为55.14%，发热量为21650J/g；前一日测得的实测数据为：碳含量为56.34%，发热量为21730J/g。通过计算化石燃料自身的实测数据信息与日前测得的实测数据的差值绝对值为：碳含量的绝对误差为1.2%，发热量的绝对误差为80J/g。与表1中系统预设值（碳含量：0.5%，发热量：120J/g）进行对比，发现发热量的测量误差在系统预设值以内，而碳含量的测量误差则超出系统预设值，重复性限为一个数值r，即在重复性条件下，两次测试结果之差的绝对值不超过此数的概率为95％。此时监管系统会自动向企业发送样品检测异常的预警指令，并在碳含量的测量数据处标红。企业收到预警指令后，需对异常的碳含量测试情况进行及时整改，并上传重新测量的碳含量数据，直至达到系统预设的要求为止。
在步骤S3和S4中，第三方技术机构到控排企业随机抽查某个燃煤，然后在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息和实验参数，使用同样的检测仪器设备信息和实验参数并对抽查的化石燃料进行化验，得到的测试数据为：碳含量为35.23%，发热量为12570J/g，将抽查样品的测试数据信息录入监管系统后，监管系统会自行实施抽查样品异常检测；调取控排企业上传至区块链服务器中的样品实测数据为：碳含量为34.93%，发热量为12750J/g。计算抽查样品的测试数据与企业上报的样品实测数据间的差值绝对值，得：碳含量的绝对误差为0.3%，发热量的绝对误差为180J/g。与系统预设值（碳含量：0.5%，发热量：120J/g）进行对比，发现碳含量的测量误差在要求范围以内，而发热量的测量误差则超出系统预设值。系统自动对企业发送碳排放数据误差过大预警指令，并在碳含量的异常数据处标红。企业收到预警指示后，需对异常的碳含量测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行第二次抽查，直至恢复正常为止。
以上对本发明所提供的一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统及方法的实施例进行了详细阐述。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，包括：操作人员信息记录模块、样品信息记录模块、样品实测数据记录模块、抽查样品记录模块、数据分析模块、区块链服务器以及加密模块；
所述操作人员信息记录模块用于记录操作人员在每次录入信息时的操作信息，将操作人员的工号信息及操作行为上传至所述区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；
所述样品信息记录模块用于录入控排企业的化石燃料的基本信息，将化石燃料的信息上传至区块链服务器中，并通过所述加密模块进行加密；
所述样品实测数据记录模块用于每日录入化石燃料的实测数据信息，并上传至区块链服务器中，通过所述加密模块进行加密，同时将录入的化石燃料实测数据信息传输至所述数据分析模块中，所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；
抽查样品记录模块包括抽查样品信息记录模块和抽查样品测试数据记录模块，所述抽查样品信息记录模块用于录入被第三方技术机构抽查到的抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中；所述抽查样品测试数据记录模块用于录入被抽查样品的测试数据信息，并上传至区块链服务器，同时将录入的抽查样品测试数据信息传输至所述数据分析模块中；所述抽查样品记录模块上传至区块链服务器中的数据通过所述加密模块进行加密；所述抽查样品的测试数据信息包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值；
所述数据分析模块用于所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行自身异常检测，且同时将所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据信息与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行比对。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，所述数据分析模块包括样品自身异常检测模块和样品抽查异常检测模块；
所述样品自身异常检测模块用于对所述样品实测数据记录模块上传的控排企业每日录入的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品自身异常检测模块计算当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据的差值绝对值，并将计算出的差值绝对值结果与系统预设值进行比对，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若两次测试差值小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常；
所述样品抽查异常检测模块用于对所述抽查样品测试数据记录模块上传的被抽查样品的测试数据信息与所述样品实测数据记录模块上传的化石燃料实测数据信息进行异常检测，所述样品抽查异常检测模块计算被抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据的差值绝对值，并将计算的差值绝对值结果与系统预设值进行对比，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则抽查为正常，否则为异常。
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，还包括检测仪器设备信息记录模块，所述检测仪器设备信息记录模块用于录入化石燃料进行检测的检测仪器设备的设备信息，并将录入的设备信息上传至区块链服务器中。
4.根据权利要求2所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，还包括预警发送模块，所述预警发送模块根据所述数据分析模块分析得到的结果向控排企业和第三方技术机构发送预警信息，所述预警发送模块包括样品自检异常预警模块和样品抽查异常预警模块；
所述样品自检异常预警模块用于与所述样品自身异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出当日化石燃料的实测数据与日前测得的实测数据的差值绝对值超出系统预设值时，则系统自动启动所述样品自检异常预警模块，在异常数据处标红，并向控排企业发送样品检测异常的指令，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改；
所述样品抽查异常预警模块用于与所述样品抽查异常检测模块联动，当所述样品自身异常检测模块检测出被抽查样品的测试数据与控排企业录入的化石燃料实测数据的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动启动所述样品抽查异常预警模块，对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，同时将预警指令发送给第三方技术机构，企业收到预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
5.根据权利要求1或2所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，还包括报告生成模块，所述报告生成模块包括化石燃料检测报告生成模块和碳排放信息报告生成模块，所述化石燃料检测报告生成模块用于控排企业自动生成化石燃料检测报告；所述碳排放信息报告生成模块用于第三方技术机构自动生成碳排放信息报告。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，所述化石燃料检测报告生成模块内嵌发电设施企业碳排放量运算公式，以使发电设施企业的化石燃料检测报告中录入二氧化碳排放量，所述发电设施企业的二氧化碳总排放量的计算公式如下：
Figure 983273DEST_PATH_IMAGE001
其中，E是发电设施企业二氧化碳总排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；E燃烧是化石燃料燃烧的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；E电是发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；
E燃烧的计算公式如下：
Figure 900413DEST_PATH_IMAGE002
其中，AD i是第i种化石燃料的活动数据，单位为吉焦（GJ）；EFi是第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吉焦（tCO2/ GJ）；其中，i为化石燃料类型代号；n为化石燃料的类型总量；
EFi的计算公式如下：
Figure 680150DEST_PATH_IMAGE003
其中，CC i是第i种化石燃料的单位热值含碳量，单位为吨碳/吉焦（tC/ GJ）；OFi是第i种化石燃料的碳氧化率，以%表示；44/12为二氧化碳与碳的相对分子质量之比；
CC i的计算公式如下：
Figure 75360DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ci是第i种化石燃料的元素碳含量，以tC/ t表示；NCVi为第i种化石燃料的收到基低位发热量，单位为吉焦/吨（GJ/t）；
化石燃料的年度平均单位热值含碳量通过每月的单位热值含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月活动热量数据；所述化石燃料的元素碳含量通过每月或每日的含碳量加权平均计算得出，其权重为化石燃料每月或每日消耗量；
化石燃料活动数据是统计期内燃料的消耗量与其低位发热量的乘积，化石燃料活动数据AD i的计算公式如下：
Figure 827415DEST_PATH_IMAGE005
其中，FC i是第i种化石燃料的消耗量；NCVi为第i种化石燃料的收到基低位发热量，对于固体或液体燃料，单位为吉焦/吨（GJ/t），对于气体燃料，单位为吉焦/万标准立方米（GJ/104 Nm3）；化石燃料的年度平均收到基低位发热量由月度平均收到基低位发热量加权平均计算得出，其权重为化石燃料月消耗量；
发电设施企业购入使用电力产生的二氧化碳排放量E电的计算公式如下：
Figure 649877DEST_PATH_IMAGE006
其中，AD电是购入使用电量，单位为兆瓦时（MWh）；EF电是电网排放因子，单位为吨二氧化碳/兆瓦时（tCO2/ MWh）。
7.根据权利要求1或2所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管系统，其特征在于，所述区块链服务器主要用于以区块的形式存储各环节信息并向各环节用户提供通讯、查询和录入服务，所述加密模块通过密钥对上传至区块链服务器的信息进行加密。
8.一种基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1. 控排企业每日在化石燃料碳排放数据监管系统上录入碳排放相关信息数据，上传至区块链服务器中并进行加密，区块链服务器中的区块链构建及加密方法如下：
步骤a1.建立区块链：在传输碳排放相关信息数据前，先建立数据传输区块链，对数据加密传输的整体网络进行全面管理，使碳排放相关信息数据在独立的区块链服务器中呈广泛分布状态，随后在此基础上完成数据的上传、下载或更新任务；利用Overlay结构建立数据通信网络模型，以连接区块链中的各个区块，设Overlay结构下的区块链宽度为D，则有如下公式：
Figure 916911DEST_PATH_IMAGE007
（1）
式中，i(x, y)表示数据通信网络传输链中的主区块，x与y分别表示主区块中的横、纵坐标，I表示所有区块的集合，I 1 表示存活区块的集合，I s 表示空闲区块的集合；
在数据传输过程中，区块间歇性地向主区块发送信息，设I c 表示数据通信网络模型，以数据通信网络传输链路的中心为节点，区块之间的连接为：
Figure 115811DEST_PATH_IMAGE008
（2）
式中，λ表示邻居区块，设λ值为n，此时其邻居区块为n+1和n-1，将n与n+1或n-1与n代入式（2）可得到连续存在的两个区块信息，从而实现数据通信网络传输链路中多个数据传输区块的连接，形成数据传输区块链；
步骤a2.区块链加密：基于上述数据通信网络模型，为数据传输区块链的连接添加密钥，采用RSA非对称加密算法完成加密；基于碳排放相关信息数据的数据传输区块链建立算法基础，适应区块链中待传输数据可能存在的所有正确传输路径，且传输数据每次经过不同区块时，其内容都保持高度的独立性和不可逆性，每个数据只能从发送端指向接收端；设f 0 为待传输数据信息的暗文，f 1 为待传输数据信息的明文，a表示数据传输经过的区块下限，b表示数据传输经过的区块上限，可建立单向数据传输区块加密函数H：
Figure 473105DEST_PATH_IMAGE009
（3）
式中，Δf表示单位时间内传输密钥区块的信息变化量，e表示数据转化量；
所述碳排放相关信息数据包括操作人员信息记录模块录入的操作人员信息、样品信息记录模块录入的化石燃料的基本信息、样品实测数据记录模块录入的化石燃料实测数据信息、检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息，所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；
步骤S2. 企业每日在系统录入化石燃料实测数据信息后，监管系统会自行实施自身异常检测，对当日化石燃料自身的实测数据信息与日前测得的实测数据间的差值绝对值进行计算，以得到化石燃料的自身测量误差，其计算公式为：
Figure 466469DEST_PATH_IMAGE010
（4）
式中，
Figure 220798DEST_PATH_IMAGE011
表示第i个化石燃料的第j个测量参数的自身测量误差，
Figure 957810DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个化石燃料的第j个测量参数当日的实测数据，
Figure 418878DEST_PATH_IMAGE013
表示第i个化石燃料的第j个测量参数日前测得的实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示化石燃料测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，获得检测结果，系统自动将检测结果上传至区块链服务器中，若每个参数的差值绝对值均小于系统预设值，则说明本次检测正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值，则系统会自动向控排企业发送样品检测异常的预警指令，并在异常数据处标红，企业收到预警指令后，需对异常的测试情况进行及时整改，并上传重新测量的数据至区块链服务器，直至恢复正常为止；
步骤S3.通过第三方技术机构不定期到控排企业进行随机抽查，第三方技术机构到控排企业进行抽查时，首先随机抽取企业的化石燃料，通过抽查样品信息记录模块记录抽查样品的基本信息，并上传至区块链服务器中并进行加密，第三方技术机构对抽查样品进行化验测试完毕后，将抽查样品的测试数据信息录入抽查样品测试数据记录模块中，然后上传至区块链服务器中并进行加密，所述抽查样品的测试数据信息包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值；
步骤S4.抽查样品的测试数据信息录入监管系统后，系统会自行实施抽查样品异常检测，对抽查样品的测试数据与控排企业上传的化石燃料实测数据的差值绝对值进行计算，其计算公式为：
Figure 848723DEST_PATH_IMAGE014
（5）
式中，
Figure 90348DEST_PATH_IMAGE016
表示第i个抽查样品的第j个测量参数的测试数据的误差，
Figure 365472DEST_PATH_IMAGE017
表示第i个抽查样品的测试数据中第j个测量参数当日的实测数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
表示第i个抽查样品日前测得的化石燃料实测数据中第j个测量参数实测数值，i表示抽查样品的数量，i=1,2,3,…，j表示抽查样品测量参数的数量，j=1,2,3,…；
将计算结果与系统预设值进行对比，若每个参数的误差均小于系统预设值，则抽查为正常；若存在其中一个参数的差值绝对值超出系统预设值，则系统自动对控排企业发送碳排放数据误差过大预警指令，并在异常数据处标红，抽查结束后，监管系统自动将抽查结果上传至区块链服务器中并进行加密；
步骤S5.企业收到步骤S4预警指示后，需对异常的测试情况进行整改，在整改完成后，第三方技术机构将进行继续抽查，直至恢复正常为止。
9.根据权利要求8所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，其特征在于，所述步骤S3中：当第三方技术机构对样品进行抽查时，首先在区块链服务器中调取抽查样品对应的检测仪器设备信息记录模块录入的检测仪器设备信息和实验参数，保证抽查样品在同等的实验条件下进行测试。
10.根据权利要求8所述的基于区块链的控排企业碳排放数据监管方法，其特征在于，所述操作人员信息包括操作人员的姓名、工号、操作行为记录；所述化石燃料的基本信息包括化石燃料的编号、存放位置、采样时间、采样地点以及样品在各个环节的流转信息；所述化石燃料实测数据信息包括燃料消耗量、实测的含碳量、热值；所述检测仪器设备信息包括仪器设备的品牌、型号、编号、设计参数、运行的参数设定、测量频次、精度、校准频次和实测数据对应的设备来源；所述抽查样品的基本信息包括被抽查样品的编号、存放位置、检测日期；所述抽查样品的测试数据信息主要包括样品测试的用量、实测的含碳量、热值。
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