一种基于区块链的铁塔电费结算系统、方法及存储介质与流程

1.本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于区块链的铁塔电费结算系统、方法及存储介质。


背景技术：

2.传统的铁塔电费结算方案，一般先由电力公司对电费进行托收，铁塔公司账户进行垫付，再由铁塔公司分别向运营商提供各自涉及的电费数据。各运营商根据推送的电表信息、用电数据以及不同分摊比例，计算分摊金额并进行线下人工对账。最后，铁塔公司收回垫付电费并核销汇总，完成一轮周期的回款。以上为铁塔公司垫付电费的情况，而当铁塔权属为运营商时，还涉及到运营商间的垫付稽核。存在的问题主要有：1)业财分离，缺乏有效管理；2)结算频次参差不齐，收、支确认时间长，造成回款周期长；3)信息共享率低，各方维护的数据不一致；4)存在信任问题，数据的准确性无法确定5)关联往来核对困难，全流程缺乏闭环管理，审计风险大。日益扩大的电表规模，以及电费结算过程中的复杂性，无疑大大增加了电费结算的管理难度。
3.区块链是分布式数据存储、点对点通信、共识算法、密码学、智能合约等技术结合的新型应用机制，具有去中心化、去信任化、防篡改和历史溯源等优势。本技术基于区块链提出一种基于区块链的铁塔电费结算系统、方法及存储介质，以解决当前铁塔电费结算过程中存在的周期长、信息共享率低、信任度低、缺乏管理的问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于区块链的铁塔电费结算系统、方法及存储介质，以解决目前通信基站规模的日益增长，铁塔和电表的数量不断上升，传统的铁塔公司与运营商之间的电费结算模式已不能满足管理、运维及审计方面的需求问题。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种基于区块链的铁塔电费结算系统，包括iaas基础模块、区块链模块、业务模块；
7.所述iaas基础模块，用于提供区块链模块和业务模块运行所需的云资源，具体是通过docker容器化技术提供微服务；
8.所述区块链模块，用于建设区块链网络，给组织内成员提供区块链服务，实现数据之间的共享和维护；
9.所述业务模块模块，用于对组织内成员进行管理，记录维护用于结算电费的所需数据，各组织内成员根据合同约定的规则，对结算电费的所需数据达成共识，并完成电费结算。
10.为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
11.进一步地，区块链模块，具体包括：
12.区块链服务单元，用于提供给区块链模块底层服务，使整个区块链模块正常运转，
包括有现有的分布式账本服务、共识算法服务、排序服务、点对点协议、背书策略；
13.组织、节点管理单元，用于提供在区块链模块添加或移除区块链组织和节点的功能；
14.成员管理单元，用于区块链成员用户的身份注册和身份认证，成员用户在该单元中向ca中心申请公钥和私钥，以加入组织和网络访问；
15.通道管理单元，用于创建连接通道，其中一条通道对应一条具体的链，创建完成后将各节点加入到通道中，形成区块链网络，以将账本数据在区块链网络及通道中实现共享及维护；
16.合约管理单元，用于适配各组织间的合约开发、部署及升级；
17.链上数据管理单元，用于提供将数据上传至区块链网络、数据查询和删除的功能。
18.进一步地，业务模块，具体包括：
19.业务管理单元，用于对组织内部用户的角色及权限进行设定管理；
20.基础信息管理单元，用于记录和维护铁塔站点地址、电表数据、分摊比例的基础数据；
21.投票确认单元，用于在将电费结算所需数据上传至区块链网络时，发起投票由各用户确认；
22.异常告警单元，用于计算天/月/季度/年的铁塔电费峰值、谷值、电表起始读数的多种用电指标，通过比较历史用电和各个电表的结算均值，进行异常告警；
23.管理界面及区块链浏览单元，用于为用户提供操作窗口，以及提供区块链网络的信息可视化界面。
24.一种基于区块链的铁塔电费结算方法，包括以下步骤：
25.s1：收款方将电表数据、电费数据这些需要供多方查询、修改的共享数据进行上链，并在投票确认单元中发起金额结算流程；
26.s2：付款方在金额结算流程中进行投票，根据投票结果，选择是否继续计算各方分摊金额以完成付款；
27.s3：将计算后的账本数据存储在文件服务器中，添加数据文件的数字指纹，并结合数据文件的uri地址、持有人及签名信息一起上链；当用户再次查阅账本数据时通过携带的身份信息访问uri地址，下载好数据文件后重新验证数字指纹，完成对比验证后即可查阅。
28.进一步地，步骤s2的具体内容为：
29.付款方在金额结算流程中审核步骤s1上链的数据是否正确，并进行投票；若付款方不同意时，则退回至收款方修改，并附带拒绝原因；若付款方均同意，则根据步骤s1中上链的共享数据以及合约管理单元中合同签署的分摊比例，计算各方分摊金额，完成金额结算流程。
30.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机执行如权利要求4-5任一项所述的电费结算方法。
31.本发明的有益效果是：从应用角度看，区块链非常适合铁塔电费结算多方共建、业务协同的复杂结算系统，用技术换取信任；从技术角度看，区块链是多种技术整合的结果，为铁塔电费结算系统提供了一种数据可加密、存储可共享、记录可溯源的安全机制；从数据角度看，区块链为铁塔电费结算系统提供了一种多方纳管的几乎不可能被更改的分布式数
据库，一方数据投票上链，各方的账本数据会保持最终一致。结合hyperledger fabric区块链技术对原有结算体系进行了联盟链模式的改造，在降低审计监管风险的同时，缩短资金周转周期，给企业带来更多效益。
附图说明
32.图1是本技术整体系统框图示意图。
33.图2是本技术链上链下联动进行数据交互示意图。
34.图3是申请实施例中结算业务的逻辑示意图。
35.图4是本技术实施例中数据上链的流程示意图。
具体实施方式
36.现在结合附图1-图4对本发明作进一步详细的说明。
37.本技术整体技术方案为：
38.系统总体架构图如图1所示，由下往上依次为iaas基础设施、区块链模块和业务系统模块。iaas层提供区块链网络和业务系统运行所需的云资源，通过docker容器化技术提供微服务。
39.区块链模块提供底层区块链服务，包括分布式账本、共识算法、排序服务、点对点协议和背书策略。区块链模块包括有：1)组织、节点管理：负责添加组织、添加节点、节点加入移出。2)成员管理：成员身份注册和身份认证，成员向ca中心申请公钥和私钥，用于加入组织和网络访问。3)通道管理：主要功能包括通道创建、加入通道、通道信息查看和网络加入。一条通道对应一条具体的链，创建区块链网络及通道后，将节点加入通道，完成对账本的共享及维护。4)智能合约管理：适配业务的智能合约开发、部署及升级。5)链上数据管理：数据上链、数据查询、索引删除和历史流程溯源等。
40.业务系统模块包括有：1)系统管理：组织内部的用户、角色及权限管理。2)基础信息管理：负责站址、电表、固定比例和分摊比例等基础信息维护。3)投票确认：数据上链时需发起投票并由参与方确认，以满足背书策略。4)异常告警：配置预警模版，计算天/月/季度/年的电费峰值、谷值、电表起始读数等多种用电指标，比较历史用电和各个电表的结算均值，进行异常告警。
41.前台展示功能分为管理界面和区块链浏览器，管理界面为用户操作窗口，区块链浏览器提供区块链网络的可视化界面，展示区块高度、交易数量和交易频次等信息。
42.采用链上链下联动模式进行数据交互，减少上链的开销，如图2所示。将电表、电费和结算等需要供多方查询、修改(以追加的形式)、共享的数据上链，这些数据贯穿了结算流程的起始、过程与结尾，需要对真实性进行背书，其他数据链下存储。将电费的分摊金额进行链上计算，而数据异常分析等复杂业务逻辑放在链下处理，精简合约代码和计算，聚焦关键的协作和验证逻辑。对于发票流水等文件存储，直接将文件上链意义不大。将具体文件存储在文件服务器，计算文件的数字指纹，结合文件的uri地址、持有人及签名信息一起上链。验证文件的真实性时，携带身份信息访问uri地址，下载文件后重新计算数字指纹，对比验证即可。
43.下面以具体实施例详细说明业务结算的具体流程和数据上链的过程
44.结算的主要业务逻辑如图3所示，在结算前需要判断电表信息是否上链，电表信息包括电价、供电方式等，用于判断电费支付类型和结算结果验证。然后垫付方发起结算流程投票，付款方不同意则退回发起者确认，附带拒绝原因。通过投票后，会在链上智能合约中根据分摊比例计算分摊金额。计算应付金额的分摊比例分为固定比例、分路计量和个性比例三种。固定比例：结合各地市运营商的站址产权、业务场景及共享情况的抽样测试结果，确定统一分摊规则；分路计量比例：通过霍尔线圈、基站分路计量器获取各方电流，动态确定比例；个性比例：根据个别铁塔电表用户自定义的比例，适用于电费异常情况。付款方支付应付金额后，再将结算结果返回上链，留存溯源。将电费的产生、垫付、应收、回款和核销整个流程进行归集，便于审查和监管。
45.数据上链流程如图4所示，以铁塔侧和电信侧为例展示了区块链底层网络的数据流转。首先，铁塔或电信用户向ca中心注册登记，获取msp(membership service provider，成员服务提供商)服务，进行身份和网络访问规则校验。
46.用户端根据背书策略，将交易发送至铁塔和电信结算网络内指定背书地址。背书节点根据智能合约模拟执行交易，对结果进行签名，并返回模拟交易结果。
47.然后，用户端收集铁塔和电信节点的已背书交易，发送至排序节点。排序集群通过nginx反向代理实现负载均衡，排序节点将若干有序交易打包成区块，向铁塔和电信组织内主节点广播消息。
48.最后，铁塔和电信的主记账节点监听到新增区块事件，接收并校验区块内交易合法性。区块写入帐本后，组织内其余节点通过分布式一致性协议同步主节点的数据。
49.总的来说，本技术基于hyperledger fabric区块链技术构建铁塔公司和运营商间的电费结算联盟链：针对传统铁塔公司与运营商之间电费结算模式中存在的数据共享率低、易篡改、难校验和缺乏闭环管理等问题，结合区块链分布式、去信任、可溯源的特点，设计并实现了一种基于hyperledger fabric的铁塔电费结算方法。采用了区块链模块和业务系统协同的方式，区块链模块提供底层的区块链网络服务，业务系统提供电费结算管理功能，对原有业务模式进行了链改。通过在智能合约中约定规则并进行交互，达成共识上链，以及一致性账本数据查询。
50.需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
51.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。