CN116109225B - 一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质 - Google Patents

一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质，属于大数据技术领域。本申请通过基于区块链的危废处理服务平台建立一整套机制用于防止监管方在获得平台数据的过程中，数据被篡改的现象，并通过TV‑PBFT共识算法减轻主节点的负荷，引入信任值制度，提高共识算法的效率，将危废处理过程中的大数据通过区块链服务平台进行统一的管理及应用。

Description

一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及区块链及大数据技术领域，具体而言，涉及一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质。
背景技术
危废即危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。根据《国家危险废物名录》的定义危险废物为：具有下列情形之一的固体废物(包括液态废物)，列入本名录：(一)具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性的；(二)不排除具有危险特性，可能对环境或者人体健康造成有害影响，需要按照危险废物进行管理的。
危废处置主要通过资源利用或处置进行，需要较先进的技术以防止产生二次污染物，致使处置成本高于工业固废或城市固废。中国危废处置量由2017年的59.7百万吨增加至2020年的35.5百万吨，复合年增长率为12％。预计2022年我国危废处理量将达到103.9百万吨。
目前，危废的处理模式主要是将危废集中运输到处理厂进行处置，具体流程参见附图1，这种处理模式导致危废处理环节单位各自处理无上下游的协同，容易产生行业垄断，且运输过程中存在很高风险，集中处置单位压力很大，没有形成废弃物合理利用。且当前的危废处理数据散乱且不规范，没有一个集中的数据管理平台。因此，需要一种新的危废处理模式以解决当前集中处置存在的各种问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于区块链的危废处理服务平台、装置及存储介质，可以解决相关技术中危废处置高风险且废弃物没有合理利用的问题。
该平台包括用户层、接口层、合约层、共识层、网络层和数据存储层，具体为：
用户层：通过接口层与区块链网络进行交互以获取用户所需的危废交易数据，从与系统交互的角色维度可以包括产废环节的产废单位、危废前置处置环节的前置处置单位、转移环节的物流、危废集中处置环节的集中处置单位以及全程监督的环保管理部门。
接口层：接口层是用于保证区块链网络与危废交易中各环节用户进行数据访问的接口通道，用户层的各用户可以通过该接口上传危废交易数据信息，也可以通过该接口访问区块链网络中的数据，并通过对用户ID的识别进行用户权限管理。
合约层：封装各类脚本代码、算法以及更为复杂的智能合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础。包括危废交易中各环节用户间签订的各项交易合同以及其他的规范标准，以实现监管职能的自动化。当达到合约代码的预设触发条件后，合约会自动执行并与链上的所有节点进行验证以保证数据的安全性和可靠性。
共识层：本申请采用基于信任值的TV-PBFT(Trust Value-PBFT)共识算法作为共识机制，实现危废交易的交易数据与各节点间达成共识并上链存储。共识机制的存在保证了数据的不可篡改性，区块网络中的节点需要共同维护区块链的运作，一旦存在试图篡改信息的节点，将被提踢出网络或被限制记账权的竞争。
网络层：用于节点之间的信息交流和传递，参与区块数据的校验和记账过程。具体地，采用P2P网络环境，遵循集体共同维护的原则，把危废交易中各环节的用户作为区块链网络中的账户节点，并将相关环节的交易数据分布式存储在各节点之中。当各节点收到交易数据后，开始向下游节点申请交易，找到具有记账权的节点发出需要记录的数据，进行全网验证后对交易数据进行存储，以保证区块链存储的正常运行。
数据存储层：数据存储层主要包含两部分功能：数据存储、账户和交易的实现与安全。数据存储层采用链上+链下+分布式存储相结合的存储方式，区块链上的数据通过哈希函数进行计算得到哈希值，并通过层层哈希计算得到Merkle根值，遵循区块链的格式和非对称加密机制，将被验证过的数据信息存放到数据区块中，采用链式结构存储并按照区块的生成时间按顺序依次连接起来，以此保证数据的不可篡改性。链下数据采用本地数据库对危废交易数据进行存储，以便对危废交易数据进行备份和管理。并结合分布式存储系统实现对海量数据的存储。
所述前置处置单位的危废处置单元具体包括：固体废物处置单元和液体废物处置单元。将固体危废和液体危废分别输送至固体废物处置单元和液体废物处置单元，固体废物处置单元通过热解气化技术将固体危废分解成可燃气体和灰渣危废，其中，可燃气体用于清洁燃烧，以实现资源再利用；液体废物处置单元通过低热动能蒸发技术将液体危废浓缩减量形成浓缩废水，最后，将浓缩废水和灰渣危废通过混凝土螯合技术制成人工骨料和混凝土预制件，扩大了再利用的途径。不能及时使用的螯合人工骨料和一般固废，可以采用胶囊式刚性存储技术，存放在矿硐空间中，完全隔绝废物对周边环境的影响，减少填埋量。
所述混凝土螯合技术采用多层包裹工艺，以包裹物形成阻断螯合物内部物质在水的作用下、与外部环境的物质交换。所述多层包裹工艺具体包括：(1)根据螯合物的废物成分不同，包裹层的配方应有相应的变化，以保证相应的强度、韧性和防渗水性；(2)对包裹层的厚度、致密性进行控制，使每一层的微孔和裂纹重叠的概率降低，外部的水不能接触到内部的螯合物，防止物质交换发生。
所述共识层中基于信任值的TV-PBFT共识算法，相较于传统的PBFT共识算法只能将交易请求提交给主节点的通信方式，可以使客户端在区块链节点网络中广播附上签名的交易请求，使得每个节点都可以收到交易请求，同时所有节点都可以验证所述请求消息，并将无效交易去除，之后即可在本地保存一份完整的交易账本。这种方式在一定程度上减轻了主节点的负荷。同时，本申请的TV-PBFT共识算法引入节点信任值机制，根据信任值的高低将节点分为共识节点和候选节点，其中，共识节点主要参与共识过程，候选节点不参与共识过程，但是需要执行共识结果。假设节点网络中存在k个拜占庭节点，那么为了保证节点最终能够达成共识，节点的总数N必须大于等于3k+1，因此，本申请将信任值最低的k个节点设置为候选节点，信任值较高的N-k个节点设置为共识节点。具体包括以下步骤：
S101，节点初始化，每个节点的信任值Q为80，并将所有节点分为共识节点和候选节点；
S102，客户端在区块链节点网络中广播附上签名的交易请求；
S103，共识节点执行TV-PBFT共识算法的一致性协议；
S104，判断共识节点集中是否存在拜占庭节点，若存在，则执行步骤S105，若不存在，则执行步骤S107；
S105，主节点终止TV-PBFT共识算法的一致性协议，将拜占庭节点的信任值Q扣除30；并启动PBFT共识算法的一致性协议，所有节点均参与共识；
S106，完成交易执行的节点信任值Q加f，f为正整数，并根据信任值变化更新共识节点集；
S107，共识节点完成一轮共识，完成交易执行的节点信任值加f，并根据信任值变化更新共识节点集；
S108，结束。
其中，f的具体计算公式为：H1为历史完成交易的次数，H2为历史未完成交易的次数；α为本次交易危废种类的权值，α＝fx(n)，参数n表示危废的种类，函数fx()实现根据危废种类到危废种类权值的映射，0<α≤1，交易的危废种类危害性越大该权值越高；β为本次交易危废重量的权值，β＝fy(w)，参数w表示危废的重量，函数fy()实现根据危废重量到危废重量权值的映射，0<β≤1，交易的危废重量越大该权值越高。
由于TV-PBFT共识算法的一致性协议通信效率更高，若共识节点集中存在拜占庭节点，则会切换为PBFT共识算法的一致性协议，因此，区块链可以具体设置为联盟链，联盟链的准入机制可以保障大多节点都是诚实节点，这样可以使平台在大部分时间内都执行TV-PBFT共识算法的一致性协议。
该危废处理服务平台提供一种三段式拍卖机制实现产废单位和危废处置单位之间的危废交易，第一阶段采用基于双边拍卖的价格优先交易方法，第二阶段采用价格出清的交易方式，第三阶段采用环保监管部门指定交易方式。其中，双边拍卖的价格优先交易具体为：产废单位和危废处置单位同时对某种危废或多种危废发出投标和询价，由拍卖商在产废单位和危废处置单位之间找到一个竞争的平衡来出清市场。当供应和需求相匹配时，匹配各自的产废单位和危废处置单位。
所述三段式拍卖机制实现的产废单位和危废处置单位之间的危废交易流程具体为：
S201，产废单位和危废处置单位用户注册登录，提交交易危废种类、重量和报价；
S202，记录信息并上传到区块链；
S203，利用第一阶段交易方式进行匹配，采用基于双边拍卖的价格优先交易方法在产废单位和危废处置单位之中进行匹配；
S204，是否还有价格相同的产废单位和危废处置单位，若是，则执行步骤S205，若否，则跳到步骤S206；
S205，继续按照第一阶段交易方式进行匹配；
S206，利用第二阶段交易方式进行市场出清，找到出清价格；出清价格是指使得需求等于供给的价格；
S207，用户是否选择出清价格进行交易，若用户选择按照出清价格交易，则执行步骤S209完成交易，若用户不接受出清价格，则跳到步骤S208；
S208，利用第三阶段交易方式，按照环保监管部门指定价格进行交易；
S209，按照交易匹配结果进行交易，并将结果返回给用户。
所述第一阶段交易方式具体为：将产废单位的危废种类、重量和出价存入序列1中，将危废处置单位的危废种类、重量和报价存入序列2中，对每一种危废种类的价格区间分别建立若干个桶，对产废单位序列和危废处置单位序列的价格进行Hash到价格对应的桶中，将价格相同的产废单位和危废处置单位放于同一个桶中，产废单位序列和危废处置单位序列分好桶之后，对所有桶进行遍历，如果一个桶中存在两个以上的产废单位和危废处置单位，则意味着桶中产废单位和危废处置单位出价相同，可以进行交易，交易的重量为桶中产废单位和危废处置单位危废重量较少的一方，同时更新产废单位序列和危废处置单位序列，将完成交易的产废单位和危废处置单位加入到已交易序列，并从产废单位序列和危废处置单位序列中删除，更新序列，直到桶遍历结束。
在一种可能实现方式中，在步骤S202记录信息上传区块链之前还包括：以各产废单位和危废处置单位作为节点构建知识图谱，其中，产废单位节点的属性包括产生危废的种类、产废单位的地理位置等；危废处置单位节点的属性包括危废处理资质、危废处理的种类及其对应的能力、处置单位的地理位置等。通过步骤S201中提交的交易危废的种类和重量搜索知识图谱中符合危废处理需求的危废处置单位，将符合需求的危废处置单位的报价信息以及其他相关信息上传至区块链以进行后续的交易匹配步骤。
所述步骤S209中，若出现违约行为，则对未完成交易的用户进行惩罚，禁止在下一周期内参加交易，违约次数越多，惩罚力度越大。
在示例性实施例中，本申请还提供一种基于区块链的危废交易服务装置，该装置包括处理器和存储器；所述处理器和所述存储器通信连接，所述装置中部署有本申请各实施例中提供的基于区块链的危废处理服务平台。
在示例性实施例中，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有本申请各实施例中提供的基于区块链的危废处理服务平台所对应的计算机程序。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、只读光盘、磁带和软盘等。
本申请实施例提供的技术方案，通过提供统一的基于区块链的危废处理服务平台，实现了危废交易的集中式处置与分布式处置相结合的处置模式，具有以下有益的技术效果：
1.通过集中式处置与分布式处置相结合的处置模式，在产废单位设置前置处置环节将高危废物变成一般废弃物，降低运输过程中的风险。
2.提供一种基于区块链的危废处理服务平台，摒弃了传统的由危废集中处理单位提供数据给环保监管部门的方法，建立一整套机制用于防止监管方在获得平台数据的过程中，数据被篡改的现象，提升了监管方对平台中危废交易数据的可信度。
3.提供TV-PBFT共识算法，相较于传统的PBFT共识算法能够减轻主节点的负荷，并引入信任值制度，尽可能的使用TV-PBFT的一致性协议，以提高算法效率。
4.提供一种三阶段的危废交易模式，在保证产废单位和危废处置单位获得更多收益的情况下，加快危废处理的流程，降低危废对环境的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。
图1是本申请背景技术中当前危废处理模式示意图；
图2是本申请提供的一种基于区块链的危废处理服务平台的危废处理模式示意图；
图3是本申请提供的一种危废处理模式具体流程图；
图4是本申请提供的一种基于区块链的危废处理服务平台的总体架构图；
图5是本申请前置处置单元的危废处理流程图；
图6是本申请多层包裹工艺的示意图；
图7是本申请TV-PBFT共识算法的流程图；
图8是本申请的危废交易流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请背景技术中当前危废处理模式示意图，参见图1，当前的危废处理模式是直接通过危废运输车将危废产生单位所产生的危废运输到危废处理单位进行处理，期间由环保管理部门进行全程监督。这种集中式的处置方式，容易产生行业垄断，运输过程中存在很高风险，集中处置单位压力很大，没有形成废弃物合理利用。
参见图2，本申请提供一种基于区块链的危废处理服务平台，提出集中式处置与分布式处置相结合的模式，即全行业协同处置方式，其中分布式处置的优点：在危废产生单位即设置危废前置处置环节，将高危废物变成一般废弃物，降低运输过程中的风险；减少高危废物处置排放量、排放物的产生；从中提取高循环的可利用物，环保节能，真正实现减污降碳，协同增效的目标。
图3是对图2中的全行业协同处置方式的进一步解释，其中危废前置处置单位是以分布式协同方式部署在各个产废单位处以进行危废前置处理的，危废经过前置处理得到可再利用的无害产品以及需要进行集中处理的危废，并将得到的危废运输至集中处置单位，在集中处置单位对危废进行集中处理，得到部分可再利用的无害产品以及最终的需要填埋处理的危废。在整个危废处理的全过程包括运输过程，数据全部上传区块链服务平台以保证数据的不可篡改性，进而保证提供给环保监管部门的数据都是真实可靠的数据。
图4是本申请提供的一种基于区块链的危废处理服务平台的总体架构图，参见图4，该平台包括用户层、接口层、合约层、共识层、网络层和数据存储层，具体为：
用户层：通过接口层与区块链网络进行交互以获取用户所需的危废交易数据，从与系统交互的角色维度可以包括产废环节的产废单位、危废前置处置环节的前置处置单位、转移环节的物流、危废集中处置环节的集中处置单位以及全程监督的环保管理部门。
接口层：接口层是用于保证区块链网络与危废交易中各环节用户进行数据访问的接口通道，用户层的各用户可以通过该接口上传危废交易数据信息，也可以通过该接口访问区块链网络中的数据，并通过对用户ID的识别进行用户权限管理。
合约层：封装各类脚本代码、算法以及更为复杂的智能合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础。包括危废交易中各环节用户间签订的各项交易合同以及其他的规范标准，以实现监管职能的自动化。当达到合约代码的预设触发条件后，合约会自动执行并与链上的所有节点进行验证以保证数据的安全性和可靠性。
共识层：本申请采用基于信任值的TV-PBFT(Trust Value-PBFT)共识算法作为共识机制，实现危废交易的交易数据与各节点间达成共识并上链存储。共识机制的存在保证了数据的不可篡改性，区块网络中的节点需要共同维护区块链的运作，一旦存在试图篡改信息的节点，将被提踢出网络或被限制记账权的竞争。
网络层：用于节点之间的信息交流和传递，参与区块数据的校验和记账过程。具体地，采用P2P网络环境，遵循集体共同维护的原则，把危废交易中各环节的用户作为区块链网络中的账户节点，并将相关环节的交易数据分布式存储在各节点之中。当各节点收到交易数据后，开始向下游节点申请交易，找到具有记账权的节点发出需要记录的数据，进行全网验证后对交易数据进行存储，以保证区块链存储的正常运行。
数据存储层：数据存储层主要包含两部分功能：数据存储、账户和交易的实现与安全。数据存储层采用链上+链下+分布式存储相结合的存储方式，区块链上的数据通过哈希函数进行计算得到哈希值，并通过层层哈希计算得到Merkle根值，遵循区块链的格式和非对称加密机制，将被验证过的数据信息存放到数据区块中，采用链式结构存储并按照区块的生成时间按顺序依次连接起来，以此保证数据的不可篡改性。链下数据采用本地数据库对危废交易数据进行存储，以便对危废交易数据进行备份和管理。并结合分布式存储系统实现对海量数据的存储。
在一种可能实现方式中，所述前置处置单位的危废处置单元具体包括：固体废物处置单元和液体废物处置单元。参见图5，将固体危废和液体危废分别输送至固体废物处置单元和液体废物处置单元，固体废物处置单元通过热解气化技术将固体危废分解成可燃气体和灰渣危废，其中，可燃气体用于清洁燃烧，以实现资源再利用；液体废物处置单元通过低热动能蒸发技术将液体危废浓缩减量形成浓缩废水，最后，将浓缩废水和灰渣危废通过混凝土螯合技术制成人工骨料和混凝土预制件，扩大了再利用的途径。不能及时使用的螯合人工骨料和一般固废，可以采用胶囊式刚性存储技术，存放在矿硐空间中，完全隔绝废物对周边环境的影响，减少填埋量。
在一种可能实现方式中，所述混凝土螯合技术采用多层包裹工艺，以包裹物形成阻断螯合物内部物质在水的作用下、与外部环境的物质交换。所述多层包裹工艺具体包括：(1)根据螯合物的废物成分不同，包裹层的配方应有相应的变化，以保证相应的强度、韧性和防渗水性；(2)对包裹层的厚度、致密性进行控制，使每一层的微孔和裂纹重叠的概率降低，外部的水不能接触到内部的螯合物，防止物质交换发生。多层包裹工艺如图6所示，第一层包裹与第二层包裹的微孔和裂纹不重叠。
在一种可能实现方式中，共识层中基于信任值的TV-PBFT共识算法，相较于传统的PBFT共识算法只能将交易请求提交给主节点的通信方式，可以使客户端在区块链节点网络中广播附上签名的交易请求，使得每个节点都可以收到交易请求，同时所有节点都可以验证所述请求消息，并将无效交易去除，之后即可在本地保存一份完整的交易账本。这种方式在一定程度上减轻了主节点的负荷。同时，本申请的TV-PBFT共识算法引入节点信任值机制，根据信任值的高低将节点分为共识节点和候选节点，其中，共识节点主要参与共识过程，候选节点不参与共识过程，但是需要执行共识结果。参见图7，具体包括以下步骤：
S101，节点初始化，每个节点的信任值Q为80，并将所有节点分为共识节点和候选节点；
S102，客户端在区块链节点网络中广播附上签名的交易请求；
S103，共识节点执行TV-PBFT共识算法的一致性协议；
S104，判断共识节点集中是否存在拜占庭节点，若存在，则执行步骤S105，若不存在，则执行步骤S107；
S105，主节点终止TV-PBFT共识算法的一致性协议，将拜占庭节点的信任值Q扣除30；并启动PBFT共识算法的一致性协议，所有节点均参与共识；
S106，完成交易执行的节点信任值Q加f，f为正整数，并根据信任值变化更新共识节点集；
S107，共识节点完成一轮共识，完成交易执行的节点信任值加f，并根据信任值变化更新共识节点集；
S108，结束。
在一种可能实现方式中，f的具体计算公式为：其中，H1为历史完成交易的次数，H2为历史未完成交易的次数；α为本次交易危废种类的权值，α＝fx(n)，参数n表示危废的种类，函数fx()实现根据危废种类到危废种类权值的映射，0<α≤1，交易的危废种类危害性越大该权值越高；β为本次交易危废重量的权值，β＝fy(w)，参数w表示危废的重量，函数fy()实现根据危废重量到危废重量权值的映射，0<β≤1，交易的危废重量越大该权值越高。
在一种可能实现方式中，由于TV-PBFT共识算法的一致性协议通信效率更高，若共识节点集中存在拜占庭节点，则会切换为PBFT共识算法的一致性协议，因此，区块链可以具体设置为联盟链，联盟链的准入机制可以保障大多节点都是诚实节点，这样可以使平台在大部分时间内都执行TV-PBFT共识算法的一致性协议。
在一种可能实现方式中，该危废处理服务平台提供一种三段式拍卖机制实现产废单位和危废处置单位之间的危废交易，第一阶段采用基于双边拍卖的价格优先交易方法，第二阶段采用价格出清的交易方式，第三阶段采用环保监管部门指定交易方式。其中，双边拍卖的价格优先交易具体为：产废单位和危废处置单位同时对某种危废或多种危废发出投标和询价，由拍卖商在产废单位和危废处置单位之间找到一个竞争的平衡来出清市场。当供应和需求相匹配时，匹配各自的产废单位和危废处置单位。
图8是本申请的危废交易流程图，描述了上述三段式拍卖机制实现的产废单位和危废处置单位之间的危废交易流程，该危废交易流程具体为：
S201，产废单位和危废处置单位用户注册登录，提交交易危废种类、重量和报价；
S202，记录信息并上传到区块链；
S203，利用第一阶段交易方式进行匹配，采用基于双边拍卖的价格优先交易方法在产废单位和危废处置单位之中进行匹配；
S204，是否还有价格相同的产废单位和危废处置单位，若是，则执行步骤S205，若否，则跳到步骤S206；
S205，继续按照第一阶段交易方式进行匹配；
S206，利用第二阶段交易方式进行市场出清，找到出清价格；出清价格是指使得需求等于供给的价格；
S207，用户是否选择出清价格进行交易，若用户选择按照出清价格交易，则执行步骤S209完成交易，若用户不接受出清价格，则跳到步骤S208；
S208，利用第三阶段交易方式，按照环保监管部门指定价格进行交易；
S209，按照交易匹配结果进行交易，并将结果返回给用户。
在一种可能实现方式中，第一阶段交易方式具体为：将产废单位的危废种类、重量和出价存入序列1中，将危废处置单位的危废种类、重量和报价存入序列2中，对每一种危废种类的价格区间分别建立若干个桶，对产废单位序列和危废处置单位序列的价格进行Hash到价格对应的桶中，将价格相同的产废单位和危废处置单位放于同一个桶中，产废单位序列和危废处置单位序列分好桶之后，对所有桶进行遍历，如果一个桶中存在两个以上的产废单位和危废处置单位，则意味着桶中产废单位和危废处置单位出价相同，可以进行交易，交易的重量为桶中产废单位和危废处置单位危废重量较少的一方，同时更新产废单位序列和危废处置单位序列，将完成交易的产废单位和危废处置单位加入到已交易序列，并从产废单位序列和危废处置单位序列中删除，更新序列，直到桶遍历结束。
在一种可能实现方式中，在步骤S202记录信息上传区块链之前还包括：以各产废单位和危废处置单位作为节点构建知识图谱，其中，产废单位节点的属性包括产生危废的种类、产废单位的地理位置等；危废处置单位节点的属性包括危废处理资质、危废处理的种类及其对应的能力、处置单位的地理位置等。通过步骤S201中提交的交易危废的种类和重量搜索知识图谱中符合危废处理需求的危废处置单位，将符合需求的危废处置单位的报价信息以及其他相关信息上传至区块链以进行后续的交易匹配步骤。
在一种可能实现方式中，步骤S209中，若出现违约行为，则对未完成交易的用户进行惩罚，禁止在下一周期内参加交易，违约次数越多，惩罚力度越大，对于违约次数达到一定阈值的用户，直接取消其拍卖资格，并将该用户节点从区块链网络中剔除。
在示例性实施例中，本申请还提供一种基于区块链的危废交易服务装置，该装置包括处理器和存储器；所述处理器和所述存储器通信连接，所述装置中部署有本申请各实施例中提供的基于区块链的危废处理服务平台。
在示例性实施例中，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有本申请各实施例中提供的基于区块链的危废处理服务平台所对应的计算机程序。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、只读光盘、磁带和软盘等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的平台和装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的平台和装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的平台、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

Claims (9)

1.一种基于区块链的危废处理服务平台，该平台包括用户层、接口层、合约层、共识层、网络层和数据存储层，具体为：
用户层：通过接口层与区块链网络进行交互以获取用户所需的危废交易数据，用户角色包括：产废环节的产废单位、危废前置处置环节的前置处置单位、转移环节的物流、危废集中处置环节的集中处置单位以及全程监督的环保管理部门；
接口层：用于提供区块链网络与危废交易中各环节用户进行数据访问的接口通道，用户层的各用户可以通过该接口上传危废交易数据信息，也可以通过该接口访问区块链网络中的数据，并通过对用户ID的识别进行用户权限管理；
合约层：包括危废交易中各环节用户间签订的各项交易合同以及规范标准，以实现监管职能的自动化；当达到合约代码的预设触发条件后，合约会自动执行并与链上的所有节点进行验证；
共识层：采用基于信任值的TV-PBFT（Trust Value-PBFT）共识算法作为共识机制，实现危废交易的交易数据与各节点间达成共识并上链存储，所述共识层中的基于信任值的TV-PBFT共识算法采用节点信任值机制，根据信任值的高低将节点分为共识节点和候选节点，其中，共识节点参与共识过程，候选节点不参与共识过程，但是需要执行共识结果；具体包括以下步骤：
S101，节点初始化，每个节点的信任值Q为80，并将所有节点分为共识节点和候选节点；
S102，客户端在区块链节点网络中广播附上签名的交易请求；
S103，共识节点执行TV-PBFT共识算法的一致性协议；
S104，判断共识节点集中是否存在拜占庭节点，若存在，则执行步骤S105，若不存在，则执行步骤S107；
S105，主节点终止TV-PBFT共识算法的一致性协议，将拜占庭节点的信任值Q扣除30；并启动PBFT共识算法的一致性协议，所有节点均参与共识；
S106，完成交易执行的节点信任值Q加f，f为正整数，并根据信任值变化更新共识节点集；
S107，共识节点完成一轮共识，完成交易执行的节点信任值加f，并根据信任值变化更新共识节点集；
S108，结束；
其中，f的计算公式为： ；
H1为历史完成交易的次数，H2为历史未完成交易的次数；α为本次交易危废种类的权值，α=fx(n)，参数n表示危废的种类，函数fx()实现根据危废种类到危废种类权值的映射，0<α≤1，交易的危废种类危害性越大该权值越高；β为本次交易危废重量的权值，β=fy(w)，参数w表示危废的重量，函数fy()实现根据危废重量到危废重量权值的映射，0<β≤1，交易的危废重量越大该权值越高；
网络层：采用P2P网络环境，把危废交易中各环节的用户作为区块链网络中的账户节点，并将相关环节的交易数据分布式存储在各节点之中；当各节点收到交易数据后，开始向下游节点申请交易，找到具有记账权的节点发出需要记录的数据，进行全网验证后对交易数据进行存储；
数据存储层：数据存储层主要包含两部分功能：数据存储、账户和交易的实现与安全，数据存储层采用链上+链下+分布式存储相结合的存储方式，区块链上的数据通过哈希函数进行计算得到哈希值，并通过层层哈希计算得到Merkle根值，遵循区块链的格式和非对称加密机制，将被验证过的数据信息存放到数据区块中，采用链式结构存储并按照区块的生成时间按顺序依次连接起来，以此保证数据的不可篡改性，链下数据采用本地数据库对危废交易数据进行存储，以对危废交易数据进行备份和管理，并结合分布式存储系统实现对海量数据的存储；
该危废处理服务平台提供一种三段式拍卖机制实现产废单位和危废处置单位之间的危废交易，第一阶段采用基于双边拍卖的价格优先交易方法，第二阶段采用价格出清的交易方式，第三阶段采用环保监管部门指定交易方式；其中，双边拍卖的价格优先交易具体为：产废单位和危废处置单位同时对某种危废或多种危废发出投标和询价，由拍卖商在产废单位和危废处置单位之间找到一个竞争的平衡来出清市场；当供应和需求相匹配时，匹配各自的产废单位和危废处置单位；
所述三段式拍卖机制的危废交易流程具体为：
S201，产废单位和危废处置单位用户注册登录，提交交易危废种类、重量和报价；
S202，记录信息并上传到区块链；
S203，利用第一阶段交易方式进行匹配，采用基于双边拍卖的价格优先交易方法在产废单位和危废处置单位之中进行匹配；
S204，是否还有价格相同的产废单位和危废处置单位，若是，则执行步骤S205，若否，则跳到步骤S206；
S205，继续按照第一阶段交易方式进行匹配；
S206，利用第二阶段交易方式进行市场出清，找到出清价格；出清价格是指使得需求等于供给的价格；
S207，用户是否选择出清价格进行交易，若用户选择按照出清价格交易，则执行步骤S209完成交易，若用户不接受出清价格，则跳到步骤S208；
S208，利用第三阶段交易方式，按照环保监管部门指定价格进行交易；
S209，按照交易匹配结果进行交易，并将结果返回给用户。
2.根据权利要求1所述的危废处理服务平台，其特征在于，所述前置处置单位的危废处置单元具体包括：固体废物处置单元和液体废物处置单元；将固体危废和液体危废分别输送至固体废物处置单元和液体废物处置单元，固体废物处置单元通过热解气化技术将固体危废分解成可燃气体和灰渣危废，其中，可燃气体用于清洁燃烧；液体废物处置单元通过低热动能蒸发将液体危废浓缩减量形成浓缩废水，最后，将浓缩废水和灰渣危废通过混凝土螯合制成人工骨料和混凝土预制件，集中处置单位对危废进行集中处理，得到部分可再利用的无害产品以及最终的需要填埋处理的危废。
3.根据权利要求2所述的危废处理服务平台，其特征在于，所述混凝土螯合技术采用多层包裹工艺，以包裹物形成阻断螯合物内部物质在水的作用下、与外部环境的物质交换。
4.根据权利要求1所述的危废处理服务平台，其特征在于，所述区块链具体设置为联盟链。
5.根据权利要求1所述的危废处理服务平台，其特征在于，在步骤S202记录信息上传区块链之前还包括：以各产废单位和危废处置单位作为节点构建知识图谱，其中，产废单位节点的属性包括产生危废的种类、产废单位的地理位置等；危废处置单位节点的属性包括危废处理资质、危废处理的种类及其对应的能力、处置单位的地理位置等；通过步骤S201中提交的交易危废的种类和重量搜索知识图谱中符合危废处理需求的危废处置单位，将符合需求的危废处置单位的报价信息以及其他相关信息上传至区块链以进行后续的交易匹配步骤。
6.根据权利要求5所述的危废处理服务平台，其特征在于，第一阶段交易方式具体为：将产废单位的危废种类、重量和出价存入序列1中，将危废处置单位的危废种类、重量和报价存入序列2中，对每一种危废种类的价格区间分别建立若干个桶，对产废单位序列和危废处置单位序列的价格进行Hash到价格对应的桶中，将价格相同的产废单位和危废处置单位放于同一个桶中，产废单位序列和危废处置单位序列分好桶之后，对所有桶进行遍历，如果一个桶中存在两个以上的产废单位和危废处置单位，即可进行交易，交易的重量为桶中产废单位和危废处置单位危废重量较少的一方，同时更新产废单位序列和危废处置单位序列，将完成交易的产废单位和危废处置单位加入到已交易序列，并从产废单位序列和危废处置单位序列中删除，更新序列，直到每一种危废种类的桶分别遍历结束。
7.根据权利要求6所述的危废处理服务平台，其特征在于，所述步骤S209中，若出现违约行为，则对未完成交易的用户进行惩罚，禁止在下一周期内参加交易。
8.一种基于区块链的危废交易服务装置，该装置包括处理器和存储器，所述处理器和所述存储器通信连接，所述装置中部署有如权利要求1-7中任一项所述的基于区块链的危废处理服务平台。
9.一种计算机可读存储介质，其中存储有如权利要求1-7中任一项所述的基于区块链的危废处理服务平台所对应的计算机程序。
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区块链+环保管理引发颠覆式改变;贾育育;;现代国企研究(第Z1期);全文 *

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