一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法与流程

1.本发明涉及一种输变电设备运维技术，特别涉及一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法。


背景技术：

2.目前各类智能终端和智能电表在智能电网中已经得到广泛的应用。智能电网通过实时采集用户电力消耗数据及输变电设备监控数据，及时掌握电网的实时运行状态，使得智能电网有能力对整个系统进行数据分析、设备检测及安全防护等。智能电网可以抵御物理进攻等多种攻击行为，即使输变电硬件与软件系统遭受攻击，电网也可以依靠其坚强的网络构架消除故障隐患，实现及时的自我修复。通过先进的大数据处理技术及电网监控机制，可以提高电网的能源利用率，减少电网系统运营监测成本等。但用户和电力公司等在享受智能电网带来的优质服务的同时也存在诸多安全挑战，这些挑战也成为当前智能电网研究的重要方向，如用户隐私安全、用户数据安全、存储安全、监控安全、设备安全等。
3.为了解决输变电设备状态量传输和存储过程中数据大，传输和保存成本高，效率低、安全性差等问题。cn201910381016.4提出一种输变电设备状态检测方法。该系统分别建立设备检修风险模型、设备故障风险模型、设备检测风险模型和系统运行风险模型；根据设备检修风险模型、设备故障风险模型、设备检测风险模型和系统运行风险模型，以系统总风险最小为目标，建立包括目标函数和约束条件的设备状态检测策略优化模型；根据设备状态检测策略优化模型，获取上述各参数。该发明实施例可以提高设备状态检修效益，为制定设备寿命管理策略提供了新的研究思路。该专利没有考虑随着输变电设备的增多，数据量将越来越大，势必影响系统运行效率，很难保证信息的及时性。
4.cn201510611287.6提出一种基于带电检测的输变电设备状态评价方法。该系统步骤是：(1)、获取输变电设备中部件的状态量；(2)、设置扣分值：状态量根据评分标准设置对应的扣分值；(3)计算状态量分值、家族缺陷评分和质量事件评分；(4)设备状态评分＝状态量分值
××
；(5)如果设备状态评分为85～100分，则设备为正常状态；如果设备状态评分为75～85分，包括85分，则设备为注意状态；如果设备状态评分为75分及以下，则设备为异常状态。该方法根据设备状态量分值、家族缺陷评分、质量事件评分的计算，从而计算得出设备状态评分，进而评价输变电设备的状态；该方法计算简单、周期短。该专利在输变电设备状态量传输和存储中效率低、也没有考虑数据的加密性，有可能在数据加工过程中被人为的篡改。
5.cn201811205344.0提出一种基于区块链的变压器监测系统。该专利包括区块链子系统和变压器监测子系统，所述区块链子系统用于向变压器监测子系统提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统基于区块链对变压器进行监测。该发明的有益效果为：提供了一种基于区块链的变压器监测系统，通过对变压器数据进行采集和处理，实现了变压器的状态评估，进一步的，根据变压器的状态评估结果，实现了变压器的监测。该专利只考虑了基于区块链的变压器监测系统，而输变电设备种类多、数量多，数据采集方式和处理方式
更复杂，因此该文件适用范围有限。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法，以克服现有技术的不足。
7.一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法，包括以下步骤：
8.s1，在输变电设备与供应商之间进行参数交互；
9.s2，输变电设备采用交互获取的供应商的参数加密设备故障信息，加密后得到故障密封并对密封进行签名得到报文，然后将报文发送至供应商节点；
10.s3，供应商节点根据接收到的报文通过状态树进行查询验证该输变电设备是否满足维修质保条件，若满足维修质保条件，则验证报文数据是否为真，若为真则对报文信息进行解密；
11.s4，根据解密到的故障信息，选取对应该输变电设备节点的远程维修模式以及相应的维修策略文件，供应商节点对维修策略文件进行加密后发送至输变电设备节点；
12.s5，输变电设备节点对接收到的加密后的维修策略文件进行验证，若接收到的维修策略文件为真则解密得到维修策略文件并根据维修策略文件对输电设备节点进行维护。
13.进一步的，输变电设备与供应商之间交互的参数包括输变电设备节点ki的地址输变电设备节点ki的公钥输变电设备节点ki的加密参数供应商节点vi的地址供应商节点vi的公钥和供应商节点vi的加密参数
14.进一步的，输变电设备节点ki采用供应商节点vi的加密参数加密设备故障信息.
15.进一步的，设备故障信息包括设备故障点和故障运行表现。
16.进一步的，加密后得到故障密文再产生相应的签名
17.进一步的，维修质保条件包括设备出售记录和保修期，设备出售记录用于记录输变电设备出售信息，判断发送报文的输变电设备节点是否该供应商节点出售，保修期则是对应输变电设备的保修日期。
18.进一步的，供应商节点通过paillier解密参数(λ,μ)和解密算法得到设备故障信息
19.进一步的，采用故障节点的加密参数加密维修策略文件得到密文并用私钥进行签名得到连同t打包成维修策略报文：然后发送给输变电设备节点。
20.进一步的，维护结束后输变电设备节点和供应商节点相互给出信誉值，联盟链中
各节点采用统计学方法及时计算出双方节点的新的信誉值。
21.进一步的，输变电设备节点打包维修及支付信息发送到智能信息终端及联盟链上，经过验证后，预选的联盟链记账节点将该报文加入到新产生的区块中，智能信息终端收到报文后，通过智能合约客户端制定相应的设备运行政策智能合约并在联盟链中公布。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.本发明一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法，在输变电设备与供应商之间进行参数交互，输变电设备采用交互获取的供应商的参数加密设备故障信息，加密后得到故障密封并对密封进行签名得到报文，然后将报文发送至供应商节点，供应商节点根据接收到的报文通过状态树进行查询验证该输变电设备是否满足维修质保条件，若满足维修质保条件，则验证报文数据是否为真，若为真则对报文信息进行解密，通过在输变电设备与供应商之间建立参数关联，利用供应商之间建立的参数联系，能够快速精确定位设备的故障点，实现远程维修策略文件的发送，远程操作节约了维修时间，可以明显降低输变电设备的管理和检修成本。
24.进一步的，将使数据交易系统具有高度的可扩展性，并与容纳大量现代配电系统传感器兼容。
附图说明
25.图1为本发明实施例中故障远程维修方法流程示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
27.如图1所示，一种基于区块链的输变电设备故障远程维修方法，包括以下步骤：
28.s1，在输变电设备与供应商之间进行参数交互；
29.输变电设备与供应商之间交互的参数包括输变电设备节点ki的地址输变电设备节点ki的公钥输变电设备节点ki的加密参数供应商节点vi的地址供应商节点vi的公钥和供应商节点vi的加密参数
30.输变电设备节点ki的地址公钥和加密参数由其自身发送至供应商节点vi，供应商节点vi的公钥和加密参数由其自身发送至供应商节点vi。
31.s2，输变电设备采用交互获取的供应商的参数加密设备故障信息，加密后得到故障密封并对密封进行签名得到报文，然后将报文发送至供应商节点；
32.具体的，输变电设备节点ki采用供应商节点vi的加密参数加密设备故障信息，设备故障信息包括：设备故障点和故障运行表现。加密后得到故障密文再产生相应的签名
33.输变电设备节点ki发送故障报文给供应商节点vi，t表示当
前时间戳，用于解决重放攻击问题。与此同时，为了防止虚假请求，输变电设备节点ki向区块链虚拟货币中心缴纳设定量的虚拟币作为保证金，确保了输电设备节点故障报送的准确性，另一方面验证了输电设备节点故障的真实性，防止信息被篡改。
34.s3，供应商节点根据接收到的报文通过状态树进行查询验证该输变电设备是否满足维修质保条件，若满足维修质保条件，则验证报文数据是否为真，若为真则对报文信息进行解密；
35.具体的，供应商节点vi收到报文后，通过状态树进行查询验证该输变电设备是否满足维修质保条件；
36.维修质保条件包括设备出售记录和保修期，设备出售记录用于记录输变电设备出售信息，判断发送报文的输变电设备节点是否该供应商节点出售，保修期则是对应输变电设备的保修日期，上述条件皆满足后，验证数据是否被篡改或伪造。验证是否相等，p(price)代表竞标价格，如果相等即为验证成功，如果公式不等，协议终止。一旦验证成功，供应商节点vi通过paillier解密参数(λ,μ)和解密算法得到设备故障信息
37.s4，根据解密到的故障信息，选取对应该输变电设备节点的远程维修模式以及相应的维修策略文件，供应商节点对维修策略文件进行加密后发送至输变电设备节点；
38.具体的，供应商节点vi根据解密得到的故障信息诊断该故障设备可采用远程维修模式，并从数据库中获得相应的维修策略文件采用故障节点的加密参数加密维修策略文件得到密文并用私钥进行签名得到连同t打包成维修策略报文：然后发送给输变电设备节点ki。
39.s5，输变电设备节点对接收到的加密后的维修策略文件进行验证，若接收到的维修策略文件为真则解密得到维修策略文件并根据维修策略文件对输电设备节点进行维护。
40.具体的，输变电设备节点对接收到的加密后的维修策略文件进行验证，确认该信息来自供应商节点vi而且数据并未被篡改和伪造。验证是否相等，如果相等即为验证成功，如果公式不等，协议终止。一旦验证成功，ki解密信息得到维修策略文件从中获取维修策略并根据对智能设备进行维护。
41.维护结束后输变电设备节点ki和供应商节点vi相互给出信誉值，联盟链中各节点采用统计学方法及时计算出双方节点的新的信誉值，同时区块链虚拟货币中心返回故障节点的保证金。
42.输变电设备节点ki打包维修及支付信息发送到智能信息终端及联盟链上。经过验证后，预选的联盟链记账节点将该报文加入到新产生的区块中。
43.智能信息终端收到报文后，通过智能合约客户端制定相应的设备运行政策智能合约并在联盟链中公布。各联盟链预选节点将一段时间内收到的调控智能合约进行打包并通过共识验证，拥有记账权的预选记账节点将打包的智能合约记入区块链的特定区块中。一
旦达到触发条件，该调控政策会自动执行，从而实现智能输变电设备的政策调整。
44.本发明可以打破地域限制，智能输变电设备日常故障诊断或版本升级时可在联盟链网络中执行，远程操作节约了维修时间，在智能信息终端收到维护报表之前用户甚至不知道设备曾经出现过故障，在现场维护过程中工程师能够精确定位设备的故障点，有的放矢地对输变电设备进行检查及维修，再也不用只依靠推测和经验了。本发明可以明显降低输变电设备的管理和检修成本。
45.实施例：
46.输变电设备远程维修具体操作流程如图1所示。
47.(1)故障节点ki采用供应商节点的加密参数加密设备故障信息。加密后得到故障密文再产生相应的签名
48.(2)ki发送故障报文给vi。注意，t表示当前时间戳，用于解决重放攻击问题。与此同时，为了防止虚假请求，故障节点要向达世现金(dashcash，dsc)缴纳一定的以太币作为保证金。达世现金是一种具有高度隐私的去中心化加密货币，具有开源代码，允许每个人参与dashcash主节点网络建设。
49.(3)供应商节点vi收到报文后，通过状态树进行查询，验证该设备是否由自己售出并验证该设备是否仍处在保修期内。上述条件皆满足后，验证数据是否被篡改或伪造。验证是否相等，如果相等即为验证成功，如果公式不等，协议终止。一旦验证成功，vi通过paillier解密参数(λ,μ)和解密算法得到设备故障信息
50.(4)vi根据故障信息诊断该故障设备可采用远程维修模式，并从数据库中获得相应的维修策略文件采用故障节点的加密参数加密维修策略文件得到密文并用私钥进行签名得到连同t打包成维修策略报文：然后发送给ki。
51.(5)ki同样先验证信息，确认该信息来自vi而且数据并未被篡改和伪造。验证是否相等，如果相等即为验证成功，如果公式不等，协议终止。一旦验证成功，ki解密信息得到维修策略文件从中获取维修策略并根据对智能设备进行维护。
52.(6)维护结束后ki和vi相互给出信誉值，联盟链中各节点采用对称截尾平均法及时计算出双方节点的新的信誉值，同时dsc返回故障节点的保证金。
53.(7)ki打包维修及支付信息发送到智能手机及联盟链上。经过验证后，预选的联盟链记账节点将该报文加入到新产生的区块中。
54.(8)智能手机收到报文后，通过智能合约客户端制定相应的设备运行政策智能合约并在联盟链中公布。各联盟链预选节点将一段时间内收到的调控智能合约进行打包并通过共识验证，拥有记账权的预选记账节点将打包的智能合约记入区块链的特定区块中。一
旦达到触发条件，该调控政策会自动执行，从而实现智能输变电设备的政策调整。