本发明涉及一种基于区块链的城市区域供热系统，特别涉及一种供热系统管理及交易系统。
背景技术：
城市区域集中供热是城市经济和社会发展的重要基础设施，也成为我国城市建设的一项基本政策。城市区域供热的优势在于：1.环保节能，集中供热燃烧设备的热利用率高，能替代众多分散的小锅炉，减少烟尘、硫化物等排放，减轻大气污染；且热能生产单位一般在非城市中心，排放对城市环境影响小。2.安全方便，专业人员管理维护，操作规范、用户无燃气泄漏、管理维护等问题。3.价格低，相比用户采用电或燃气的方式独立式供热，成本高，而集中供热平摊运营费用，大大降低采暖成本。当然，还可以节约建筑用地面积等。中国的城市供热管道发展快速。在2000年城市供热面积11亿平米，比之前20年增长30倍； 2016年，供热面积近70亿平米，并逐步向南方地区推进。
城市区域供热系统的技术近几年也发展迅速，如新型热计量表、远程温控阀、智能水泵、远传抄表控制系统等新产品新技术的出现，丰富了供热系统，但更多的城市区域供热系统过于粗放型管理，技术更新慢，供热管道压力不平衡，用户供暖冷热不均，意见大，收费困难。
同时，随着节能环保意识的增强，城市周边及工业区的热源利用也逐步得到人们的重视。如周边农作物收割后大量秸秆的若直接焚烧，污染城市环境，造成季节性雾霾；工业区工艺产生的大量废热直接排入大气或废水管网中，造成区域热污染；以及每日城市垃圾的焚烧处理。
区块链技术的出现，与传统的区域供热系统的结合，为供热系统发展提供了新的思路。区块链是分布式数据储存、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链类似分布式存储的账本，每个区块相当于账本中的一页，记录了一段时间内的交易信息以及上一个区块的哈希值。区块按时间顺序相连，形成区块链，区块链被记录在网络中的所有节点中，由所有节点共同维护；在区块链网络中，每一笔交易都是可追溯且难以篡改的，因此在交易双方进行交易时，可以通过查阅之前的交易记录来验证交易是否能够达成。此外，在区块链的基础上引入智能合约，能够扩展区块链的功能，交易双方能够事先将达成的协议以代码的形式存储在区块链上，当合约执行时间到来时，智能合约将会根据事先的协定自动执行，完成价值的转换，从而解决交易双方之间的信任问题。
技术实现要素：
本发明针对传统供热系统，提供一种基于区块链的管理及交易方式，通过区块链来记录区域城市区域供热系统的交易信息，利用智能合约自发收集相关供热信息并完成资金的转移。形成的类似热能交易平台，用户购买热能，更多样的热源供应方也可接入该管网，对多种热能来源实施激励补助等不同定价策略，而供热管理机构对完成的交易仅进行安全校验，简化了管理。采用区块链技术的供热系统，相对中心数据库管理维护，存在各点备份、不易篡改、系统更加稳定。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于区块链的城市区域供热系统，其特征在于包括以下步骤:
第一，区域供热系统的交易终端热用户安装经认证的热计量表；
第二，热计量表计量热能数据，并通过智能合约生成热能交易信息；
第三，区域供热系统的管理平台负责对热能交易信息进行安全校核；
第四，热能交易信息在区块链网络内广播，并按照设定的时间间隔将热能交易信息打包成新区块；接入区块链网络的热计量计与交易终端的区块处理模块收到新区块并根据设定的共识机制验证后，将新区块记录至区块链最长链的尾部；
第五，在设定的热能交易清算时间点，根据制定的智能合约与记录的热能数据，完成热能交易计费清单。
本发明技术方案还可以：
所述的交易终端热用户包括热源供应方。
所述的区域供热系统在交易终端热用户设置有开关阀控制模块。
所述的热源供应方根据不同热源采用有激励补助的智能合约。
所述的智能合约根据终端热用户类型、不同热能用量档位、时间段热能用量、热能损耗采用不同的智能合约。
所述的热能交易计费清单出来后，能自动完成热用户端与区域供热系统之间的数字货币的转移。
本发明基于区块链的城市区域供热系统，提供类似热能交易平台，智能合约的电子化使得交易定价更加灵活，能引入新的热能方式，更加环保、降低热能成本；同时，使得热能管理机构数据管理更加安全可靠，收费模式也更加灵活，且能引导系统管理升级，方式推广到各区域可复制性强，具有市场价值。
附图说明
图1、本发明集中供热系统示意图；
图2、本发明利用其它热源集中供热系统示意图；
图3、本发明的实施例一流程图；
图4、本发明的实施例二流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
如图1和图3所示，城市区域供热系统一般有热源供应方、供热管网、热用户构成，热源供应方提供以水介质或蒸汽介质的热源，供热管网负责将热源循环输送到各热用户处，供热管网与热用户之间通过热源供热站进行中间热能交换，也有供热管网与热用户之间直接进行供热。热用户分布在多个区域，每个区域多个热用户。在每个热用户供热端，安装有热计量表。现有技术的发展，类似热计量表如专利公开CN 105181181 A公开所示，在其上面或辅助部件集成具有运行区块链的客户端程序或无线联网技术。执行客户端程序目前相关技术成熟，如电脑、手机均具有相应的能力，初步结构的可以是简单功能上的叠加，包括无线联网技术。
一种基于区块链的城市区域供热系统，第一，区域供热系统的交易终端热用户安装经认证的热计量表1；第二，热计量表计2量热能数据，并通过智能合约生成热能交易信息；第三，区域供热系统的管理平台负责对热能交易信息进行安全校核；第四，热能交易信息在区块链网络内广播，并按照设定的时间间隔将热能交易信息打包成新区块；接入区块链网络的热计量计与交易终端的区块处理模块收到新区块并根据设定的共识机制验证后，将新区块记录至区块链最长链的尾部；第五，在设定的热能交易清算时间点，根据制定的智能合约与记录的热能数据，完成热能交易计费清单。
经认证的热计量表1是指安全性经过认证或热能管理机构指定的产品。认证包括产品的稳定性、热用户的特性信息、区块链程序的安全性等，关系到供热系统的稳定运行。
所述的智能合约根据终端热用户类型、不同热能用量档位、时间段热能用量、热能损耗采用不同的智能合约。终端热用户类型可以是民用、商用或工业用热，热用户的性质不同，供热的需求不同，定价策略可以不同，热用户的性质可写入智能合约中，管理平台能实现批量的控制和调价。包括热用户的热能用量，除基本保障外，对过多的消耗采用高收费进行调整。另外每个地区不同，热能来源不同，热能的价格也有所不同，如，太阳能制热在白天成本低，管理平台根据时间段作出不同形式的定价策略等。智能合约与当地具体情况结合，因地制宜的实施不同的价格策略。当合约执行时间到来时，智能合约将会根据事先的协定自动执行，完成价值的转换，从而解决交易双方之间的信任问题。
区域供热系统的管理平台负责对热能交易信息进行安全校核，对于异常情况，进行相应的数据处理。数据的删除、修改、或保留在区块链的现有技术中均有方案可实施。
所述的区域供热系统在交易终端热用户设置有开关阀控制模块2。开关阀控制模块2能实现供水的切断和开通，远程控制功能，对于异常信息的热用户能实现控制作用。
如图2和图4所示，一种基于区块链的城市区域供热系统，第一，区域供热系统的交易终端热用户安装经认证的热计量表1；第二，热计量表计2量热能数据，并通过智能合约生成热能交易信息；第三，区域供热系统的管理平台负责对热能交易信息进行安全校核；第四，热能交易信息在区块链网络内广播，并按照设定的时间间隔将热能交易信息打包成新区块；接入区块链网络的热计量计与交易终端的区块处理模块收到新区块并根据设定的共识机制验证后，将新区块记录至区块链最长链的尾部；第五，在设定的热能交易清算时间点，根据制定的智能合约与记录的热能数据，完成热能交易计费清单。
热能交易计费清单出来后，热用户通过现有的按月形式缴费；也能自动完成热用户端与区域供热系统之间的数字货币的转移，方便收费。在传统的区域供热系统中，存在诸多收费困难，而通过数字货币形式，能及时让热用户或热源供应方通过移动终端查阅，明白消费。
热源管理平台仅需对管网做好压力、温度、能耗及维护等服务工作，满足接入用户的需求。
所述的交易终端热用户包括热源供应方。热源供应方是管理平台的部分，也可是工业余热废热、秸秆焚烧的临时热站、地源热泵、垃圾焚烧热源、补热站等其它热源供应方。利用其它热源，不仅能丰富热源供应方、还能减少城市环境污染，规范废热处理及渠道，产生经济价值和社会价值。政府、供热管理平台、社会对有益热源进行市场价格的调节，热源供应方根据不同热源采用有激励补助的智能合约。智能合约符合相关法律法规的规定。智能合约的制定可以是买卖双方商定、也可根据政策制定。
在热源供应方的运行过程中，智能合约也可以采用灵活的价格策略，包括上述的供热类型、热源质量、时间段热能供应量、热源损耗等。热源供应方的热能计量主要通过热计量表1来处理。
所述的区域供热系统在交易终端热用户设置有开关阀控制模块2，同样对热源供应方进行开关控制，对不达标的热源温度或异常情况进行处理，确保管道正常运行。所述的热计量表1上集成具有运行区块链的客户端程序，按照区块链分布式数据储存、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式运行。
本发明基于区块链的城市区域供热系统，提供类似热能交易平台，智能合约的电子化使得交易定价更加灵活，能引入新的热能方式，更加环保、降低热能成本；同时，使得热能管理机构数据管理更加安全可靠，收费模式也更加灵活，且能引导系统管理升级，方式各区域可复制性强，具有市场推广价值。