56
标准与管理
作者简介：许杰雄(1990— )，男(回族)，工程师，硕士，从事电力信息化和智能用电技术研究工作；
尹飞(1978— )，男，高级工程师，学士，从事电能计量管理工作。
许杰雄，尹飞，余中杰，陈佐，颜思宇
(江苏方天电力技术有限公司，江苏 南京 210096)
摘  要：针对电力企业中电费风险产生原因和电费催收存在的问题，分析了区块链技术的特性，给出了基于区块链技术的电费催收系统架构及系统设计的关键技术。该系统为催收行为所可能产生的舆情风险提供保障，使用区块链中分布式账本维持着区块链数据在各个节点中的状态相同，保证数据的完整性，有利于对催收和催缴数据的维护，解决了传统催收举证困难及客户对电力企业催收行为满意度低等问题。
关键词：区块链；风险防控；电费催收；去中心化中图分类号：F407.61；TM715  文献标识码：A  文章编号：1007-3175(2021)04-0056-06
Abstract: This paper directed at the causes of electricity charge risk and the problems of electricity charge collection in power enterprises, the characteristics of blockchain technology are analyzed, and the architecture of electricity charge collection system based on blockchain technology and the key technologies of system design are given. The system provides protection for the public opinion risk caused by the collection behavior, and uses the distributed ledger in the blockchain to maintain the same state of blockchain data in each node, it is ensure the integrity of data and conducive to the maintenance of collection and collection data, the problems of traditional collection that difficult and low customer satisfaction are solved.
Key words: blockchain; risk prevention and control; electricity collection; decentralization
XU Jie-xiong, YIN Fei, YU Zhong-jie, CHEN Zuo, YAN Si-yu
（Jiangsu Fangtian Power Technology Co., Ltd, Nanjing 210096, China ）
Research and Implementation of Electricity Charge Collection and Risk
Prevention and Control Based on Blockchain Technology
基于区块链技术的电费催收及风险防控研究与实现
0  引言
开放电力市场售电侧，引入竞争，是当前供电企业面临的一项重大的挑战。将区块链作为基础技术的核心，建设区块链公共服务平台，带动上下游企业共同发展，提升企业间的互信协作，推动区块链技术与各行业进行融合和渗透，打造数据协同新局面，引导区块链技术为传统领域服务，形成能源区块链产业新格局。以客户为中心，以服务客户、满足客户需求为工作重点，电力企业不断探索、研究新技术提高企业核心竞争力，改善客户体验。通过区块链技术快速组织分析客户数据，为电力企业提供详细的客户行为数据，加快企业产品发展方向
春蚕到死丝方尽的意思
等的决策效率，以此提升客户的忠诚度。经过调查和研究，客户欠费后，供电公司通过网上国网、短信、电话、上门等渠道进行催收，若未按期交费，会对客户采取停电措施。若双方沟通不畅引起客户投诉，基层单位回复95598工单则需花费大量人力举证来证明停电催费各项措施均已到位。此类情况主要是因为线下通知耗费大量的人力物力，缺乏与用户进行交互的流程，从而无法从根本上改变用户对电力企业催费行为满意度低的现状。
文中通过分析电力企业中电费风险产生原因和电费催收存在的问题，基于区块链的特性[1-5]，对区块链技术在电力营销领域的优势进行了研究，以及用该技术来解决传统催收无法解决的举证困难，客户对电力企业催收行为满意度低等问题。区块链
不存在中心化的节点，采用去中心化技术，利用分布式存储防止篡改信息，另外区块链技术的数据是共享透明的，集体维护一个可靠数据库，较低成本等特点为电力企业在营销领域应用提供了新的技术与方向。
1  区块链技术
参考文献[6]提出了区块链采用分布式存储结构，由一系列含有信息的区块链接而成，每个区块中加盖了时间戳，区块链中不存在中心化的节点。区块链网络中所有节点共同参与数据的记录和计算，地位权限相同。参考文献[7]提出了区块链为公民提供了保护信息安全的方式，隐私和数据泄漏问题主要由于个人对第三方平台予取予求造成过多信息被采集，区块链技术建立的个人数据管理系统，创建了安全的数据管理环境。指出，区块链由一系列含有信息的区块链接而成，每个区块按顺序接在前一个区块的后面[8]。参考文献[9]指出，区块链是一种链式结构，将存有信息的信息块按照时间顺序排列。区块链技术利用分布式存储保障数据的安全和真实，通过共识算法生成并更新数据，根据密码学中的哈希函数的特点检查数据是否被篡改，使用智能合约编程和操作数据。
综上，区块链是一种采用分布式存储的数据库，不存在中心化的节点，可有效防止信息的篡改，确保信息安全。利用分布式存储区块链技术中的数据信息都是共享透明的，利用密码学集体维护一个可靠数据库，并且还拥有追溯交易活动和资产数量，没有人员直接信息、自治性等特性。
1.1  去中心化
李茉晗
在中心化的含义里，一般节点围绕中心节点，中心节点决定一般节点。而在去中心化的含义里，不存在中心化的节点，所有节点运行逻辑相同，都是对等的。所以区块链中的每一个节点都会存储完整的数据，每个节点都是独立的、地位等同的。在电力企业中，去中心化的概念就极为适用。企业不再需要网络管理部门，所有的执行者也是管理者，同时网络成员本身也负责信息收集，区块链是一个安全的共享网络，存储在其中的信息是高度透明的，可以制止单方面的删除和篡改数据的行为。
1.2  安全性
区块链使用高冗余提高了数据的可靠性和完整性，并且通过加密和分布式账本，解决了交易结算中的确权问题。在数据验证方面，使用密码学加密技术传输数据，保证数据访问的安全和不可篡改。在信息的交换问题上，共识算法技术使该体系能够顺利自运转下去。
1.3  健壮性
区块链作为一种分布式网络，其存储特性使所有节点在本地都会记录副本，信息被区块链验证添加后就会被永久存储。非法篡改者需修改超过50%的节点数据才能篡改成功，区块链网络当遇到攻击时会通过两步修复被恶意修改的区块。第一步，通过连接特性查询出被修改的信息数据和修改时间；第二
步，在保证66%的节点正常的情况下，通过网络共识机制修复所有被非法修改的区块，从而保证了系统的健壮性。
1.4  智能化
智能合约是运行在区块链上的一段程序，当达成智能合约中预先设定的规则后，合约会自动执行。开发人员可以根据不同应用场景、业务需求对智能合约进行开发，区块链系统去信任的环境特点，能够保证所有节点数据访问的安全性，便于交换、记录、更新数据，避免人为干预带来的影响。智能合约会在接入区块链网络的多数节点达成一致的意见后执行。所有区块链网络中的节点都是维护者，地位相同，没有优先权。
2  电费风险及催收应对
2.1  电费风险
电费风险是指用电方无法遵守用电合同中约定的电费缴纳期限，逾期未交电费，欠费后经电力公司催收人员催缴后企业仍无法支付电费产生的一种风险。该风险一旦形成，首先会造成某些供电企业调用其他资金填补电费回收金额空缺，从而影响企业正常的资金周转；二是对于用电方长期拖欠且不能收回的费用，已经严重影响到了供电企业的经济效益。电费风险产生的体可分为大工业客户和部分非
工业和普通工业用户，大工业用户80%的成本都来自于电费，高昂的成本导致电费风险出现的几率增高，另外现今甚至一些居民用户都存在不同程度的欠费，这一现象需引起供电企业的高度重视。
57
2.2  欠费的主要原因
经营不善。用电企业本身不善经营，加上受市场大环境、国家政策的影响，导致破产、倒闭，无法缴纳电费。
故意拖欠。某些大工业企业电费成本高昂，为保证资金链正常，会刻意拖欠电费来确保企业业务正常运转。
历史原因。多年来的“重发轻供不管用”导致供电企业对售电和用户欠费情况无法准确掌握，形成了大量的呆账、坏账。
制度原因。供电企业的电费风险管理制度不完善，电费回收机制不健全，抄核收过程监管不严等。
2.3  催收应对
供电企业电费回收难、资金回笼缓慢的现象日益严重，加大电费催收力度能够保证供电企业正常运转，同时也是电力企业最为重要的业务之一。催收电费的工作流程为，筛选需催收客户及欠费金额，催收人员会将客户欠费金额、欠费时长、最迟缴费时间、交费地点、停电时间等相关事项以催收通知书的形式通知到位，为有效通知欠费客户，并引起客户的重视，催收人员一般会发出两次通知；对于在两次通知后仍未缴纳电费的客户，供电企业将下达中止供电通知书，通知书下达7日后停止供电，待停电客户缴纳欠费后供电企业将恢复电力供应。诸葛亮草船借箭歇后语
常规的电费催收做法并不适用在物业小区总表欠费的情况下。电费对小区物业公司来说不是需要首要支付的费用，因为物业公司普遍认为电力作为居民生活中不可缺少的重要元素，供电企业为了保证小区居民的正常生活需要，即使碰到物业公司缴费迟滞，也不可能大范围的停电，防止造成严重的社会影响和舆论攻击。
在这样的社会环境下，供电企业要保证物业公司的电费回收而不造成负面的社会影响，需要对企业本身催收电费工作的流程进行优化和管理，将每个催收人员的工作职责明确化。
营销系统将电费催收信息通过网上国网、短信等方式向用户进行推送时，同时将催费信息、推送时间、用户信息进行上链存证，形成不可篡改的催费记录。通过网上国网给客户推送欠费停电通知书时，客户若使用电子签章在网上国网线上确认后，客户经理不需要将欠费停电通知书现场送达。9559
8客户专员也可通过查看是否发送电费催费函证、欠费停电通知书等链上信息，判断是否下发投诉工单，减轻基层催费压力。
2.4  司法存证
电力行业的深刻变革，扩大了电力企业的对外交流活动和不断向外拓展的电力业务，但同时，经营环境的复杂化也给企业带来更多的法律风险。针对交易信息和数据取证困难、传统数据存证难等问题，基于区块链技术，利用区块链电子存证，融合数据、信息流等交易活动的全过程，对交易的核心数据进行追踪，促进数据共享，提高数据可信度和数据的司法级效力。区块司法链不但保证了数据从生成、传输到作为证据使用的认证问题，还能为案件提供客观事实发生时的电子数据，解决了事后取得的证据的真实性，提高了司法办事效率，为民众保护自身的合法权益提供了保障。
3  系统设计
3.1  系统框架
基于区块链技术的电费催收及风险防控，文中设计的电费催收技术优化电费催收系统，提高电网的服务水平，减少催收带来的风险。电力企业电费催收工作执行过程中的关键数据，都存入到区块链网络中存证，数据对每个节点都公开，以便于各个节点记录的数据保持一致。由于区块链网络中存在不同
节点，通过调用区块链网络提供的不同接口来与API进行通信、录入数据等。文中电费催收系统的应用层选择了Spring的SpringMVC轻量级Web 框架。催费信息通过接口在不同数据模块间进行传递，通过接口传递给国网链。涉及的数据接口及类型信息梳理如下：用户户号、开始时间、结束时间、账户余额、欠费金额、违约金、推送方式、阅读时间。
图1中，高压用户客户经理在营销系统生成电费催费函证后，将客户经理信息、生成时间、电费催费函证信息上链存证；通过网上国网、短信的方式，向高压客户推动催费信息后，将推送时间、催费信息上链存证；高压客户打开网上国网阅读电费催费信息后，高压客户信息、阅读时间、催费信息上链存证；高压客户打开短信阅读后，电信运营商通过短信网关接口向营销系统反馈客户阅读状态信息，将高压客户信息、阅读时间、催费信息上链存证。
58
59
图2中，高压客户在网上国网收到欠费停电通知书，通过调用电子签章进行签收确认后，将高压客户信息、电子签章、欠费停电通知书信息、确认时间上链存证。
图3中，营销口各岗位角包括客户经理、高压用户、客服人员、财务人员和营销部门，各岗位人员
通过电费催收平台实现电费催收信息推送、接收、电子签章等作业的实现。将高压客户信息、电子签章、电费催收函等信息上链存证。
图4中，将催费管理信息上链存证；催费管理信息通过内网服务处理数据存入内网数据库，数据格式化后插入内外网隔离装置的数据表中，外网获取隔离装置数据表中的格式化数据获得催费信息；终端用户通过短信通知、网上国网、电费网银等渠道获取催费信息；通过调用电子签章进行签收确认后，将终端用户的信息如短信通知、推送时间、催费信息上链存证。
如何用qq邮箱发邮件3.2  系统结构设计
3.2.1  区块链网络层设计
区块链底层主要包括区块链服务、催费管理以及智能合约。
区块链服务主要包括节点双向互通协议、共识协议、分布式账本以及账本存储。文中的电费催收系统是基于国网区块链网络。
催费管理功能包含电费催缴、催收服务两个部
分。保证吸引一定量的节点进入区块链网络，确保数据的安全性。
王祖蓝庆生照智能合约对数据的处理全程透明，数据不可被单方面篡改，部分节点失败不会暂停合约的运行，提高了数据存储的安全性。3.2.2  应用层设计
文中的应用层设计有网页端及移动端，以此实现信息采录以及数据查询，方便电力企业和用电客户进行信息收集和操作其他营销业务功能。程序设计使用JAVA 语言，选择了Spring 的SpringMVC 轻量级Web 框架和MySQL 开源数据库。
电费催收系统应用层分为电力企业及电力客户使用的催缴系统以及查询系统。催缴系统功能包括查询、修改、数据上链、定位催缴(催收)范围、
图1  电费催收函业务架构图
图3  基于区块链技术的电费催收技术架构图
国网链内网数据代理内外网隔
离装置外网数据代理
国网链
图4  基于区块链技术的电费催收数据架构图
图2  停电通知单业务架构图
催收函(催缴函)状态记录、用户信用体系。查询系统包括登录与查询模块。电力企业提供相关数据供客户进行查询，通过申请的账号和密码登录系统，添加查询项目，获得当前缴费信息。利用权限管理
创建不同权限的角并关联各角对应的资源和功能。图5的流程图对文中设计的系统中信息录入区块链的过程进行了详细步骤说明。由于文中设计的体系是私有链，所有信息仅供各地区的电力企业内部使用，确保信息的安全。电力企业可以通过在区块链平台查询所有地区的客户信息，客户的信息记录到区块链中需要系统审核，再由当地所有客户进行投票。
月牙骨
4  系统设计关键技术
4.1  共识协议
共识协议让区块链在分布式网络中达成一致性状态，让各个节点对处理结果达成一致。由于设计的体系是私有链，仅供私有组织或公司内部使用，为保证该区块链网络的稳定安全运行，需要根据实际情况以及对可信度和灵活性的要求，并结合算法和共识协议，做出灵活性调整并将信任阀值调高。4.2  分布式账本
分布式账本是指所有节点都会参与完整的账目(信息数据)的记录，它们都可以监督和保证录入信息的合法性。为了规避单一节点被控制而出现删改、破坏数据的可能性，一个节点不能单独记录账目，从根本上确保了数据的安全性和准确性。与传统分布式存储相比，所有区块链网络中的节点都是数据的维护者会存储完整的数据，存储独立，地位相同，没有优先权。
4.3  智能合约
智能合约是运行在区块链上的一段程序，当达成智能合约中预先设定的条约后，合约不需要人为干预会自动履行。区块链网络中共识信息简单，数据库采用数据读取速率快、数据模型轻便的RocksDB比使用Docker更加合适和快捷。
4.4  区块链网络层和应用层接口API
由于区块链网络中存在不同节点，结合电力企业和客户的需求设计设计区块链网络层以及应用层接口API，通过调用来与API进行通信、录入数据等。在设计开发和后续使用中，根据实际需求不断扩充和完善区块链的接口，为今后工作提供便利。
5  系统实现
文中设计的电费催收系统基础架构是使用区块链实现，客户以及电力企业使用的应用层平台为网站系统及网上国网APP，电费催收函数据在内网营销系统、外网网上国网等各个模块间的流动关系，其中催收数据由催费管理模块直接上链，上链频率为催费行为发生时，上链数据量小，对现有催费系统业务运行几乎无影响。区块链的底层和应用层分别选择了IBMopenblockchain和Spring的SpringMVC轻量级Web框架，程序设计使用JAVA 语言、MySQL开源数据库和HTTP通信协议。
区块链网络层中每个节点是台式机，选定节点的区块链上的成员都已共识完成。节点中负责审核的节
点管理新增节点的接入，只有通过审核，新增节点才能接入区块链。节点除了会记录数据还要执行智能合约，合约数量根据节点需求的多少产生变化。
文中设计的系统应用层包括服务端和客户端，客户端发送请求后，服务端会调用相应的处理代码完成业务逻辑，判断发送的请求是否访问区块链网
图5  信息录入区块链流程图
60