基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法及系统

1.本发明属于船舶污染物监管技术领域，具体涉及一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法及系统。


背景技术：

2.航运是地区经济发展的重要支柱，但同时也会带来很多环境问题，其中之一就是船舶污水的排放问题。随着人们环保意识的增强，我国对船舶油污水的监管提出了更严格的要求，并出台相关法规对船舶含油污水的排放控制做出了严格规定。
3.含油舱底水是指被机器处所产生的油污染的水，是船舶油污水的主要来源之一，所有类型的船舶都会产生。目前，船舶舱底油污水有两条处理途径，一是将油污水收集起来排入专门的接收设施，二是将油污水经过油水分离器处理后达标排放。当前部分船舶为了节省运营成本，选择将舱底油污水偷排入水的情况十分普遍，并通过伪造油类记录簿或污水接收证明等手段逃避监管，给监管部门带来了较大的监管难度，存在污水产生量算不准，排放量测不准，监管管不住的问题。由于难以获取相关传感器数据，目前对舱底油污水的监管手段还比较单一，对人力的依赖性大，监管部门主要依靠水面巡查、随机登船检查以及目击者举报进行船舶油污水监管，需要现场检查相关文书记录和设备情况，信息化程度不高。
4.目前也有少量借助传感器进行远程监测的方案，比如公开号为cn106647498a的发明专利公开了一种多功能船舶综合管理系统，其借助船舶ais系统和各类传感器远程监控船舶自身污水的管理情况，但是其监测结果受传感器状态影响，长时间运行后数据可靠性降低且易被篡改。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管系统及方法，用于解决舶舱底油污水监测可靠性低的问题。
6.本发明第一方面，公开一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，所述方法包括：
7.将船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据上传到数据存储服务器；
8.基于船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链；
9.船舶通过发起提案的方式，将船舶舱底油污水数据上传到联盟区块链，基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管。
10.在以上技术方案的基础上，所述船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据包括：
11.船舶ais数据、船舶静态数据、油污水排放控制区数据、油污水接收单位数据、油污水监测传感器数据。
12.在以上技术方案的基础上，所述在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链具体包括：
13.给包括不同的监管部门、船舶企业和污水接收单位在内的各个组织颁布特定证书，赋予每个组织特定的权限；
14.在拥有特定证书的组织之间构建船舶舱底油污水监管通道，在区块链中实现特定组织间的私有通信，建立联盟区块链。
15.基于联盟区块链共识服务，提供船舶舱底油污水数据上链管理功能；所述船舶舱底油污水数据包括船舶舱底油污水储存、处理、交付的相关数据；
16.进行联盟区块链数据加密与分布式存储管理。
17.在以上技术方案的基础上，所述基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管具体包括：
18.若船舶使用油水分离器，开展油水分离器监管，基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量记录合理性、油污水处理数量合理性；
19.若船舶采用油污水岸上接收的方式，开展船舶油污水接收监管，船舶发起油污水交付申请后被符合要求的污水接收单位应答，油污水接收作业完成并出具油污水接收证明后，基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性、油污水交付数量合理性；
20.在以上技术方案的基础上，所述基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量记录合理性、油污水处理数量合理性具体包括：
21.检查油污水处理作业真实性的智能合约为：
[0022][0023]
其中，f
epq
为油污水处理作业真实性判定结果，qm为船舶上传的单次油污水处理数量，t为单次油污水处理时间，c为油水分离器的额定油污水处理能力，qs为船上最大油污水储存容量，&代表逻辑与；
[0024]
检查油水分离器使用区域合规性的智能合约为：
[0025][0026]
其中，f
a,i
为i时刻油水分离器使用区域与航行状态合规性判定结果，speedi为船舶在i时刻的速度，vb为船舶航行状态的速度阈值，coordinatei为船舶在i时刻的坐标，b为油污水零排放区域范围；
[0027]
检查残油数量记录合理性的智能合约为：
[0028][0029]
其中，fr为残油数量合理性判定结果，qr为船舶上传的残油数量，α、β为舱底油污水含油量系数；
[0030]
检查油污水处理数量合理性的智能合约为：
[0031][0032]
其中，f
p
为一定时间段内油污水处理数量合理性判定结果，为船舶上传的第i次油污水处理数量，为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最小值，ta、tb分别为检查时间窗的下限和上限，为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最大值。
[0033]
在以上技术方案的基础上，所述基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性、油污水交付数量合理性具体包括：
[0034]
检查油污水接收凭证真实性的智能合约为：
[0035][0036]
其中，fc为油污水接收证明真实性审核结果，d为污水交付船舶与污水接收点的平均距离，r为距离阈值，qm为人工记录的污水交付量，q
l
为流量计上传的污水流量，δ为误差阈值；
[0037]
检查油污水交付时间间隔合理性的智能合约为：
[0038][0039]
其中，f
at
为油污水接收时间间隔合理性判定结果，ti为第i次油污水接收时间，t
i-1
为第i-1次油污水接收时间，qs为船上最大油污水储存容量，为t
i-1
时的油污水储存量；
[0040]
检查油污水交付数量合理性的智能合约为：
[0041][0042]
其中，fa为油污水接收数量合理性判定结果，为第i次油污水接收数量。
[0043]
在以上技术方案的基础上，所述基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管还包括：
[0044]
若有群众通过联盟区块链发起油污水违规排放举报，监管部门对举报内容进行核实，情况属实则将举报内容写入联盟区块链并给予举报人虚拟货币奖励。
[0045]
本发明第二方面，公开一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管系统，所述系统包括：
[0046]
数据存储层：用于存储与船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，包括静态数据、船舶ais数据、排放控制区数据、油污水接收单位数据和油污水监测传感器数据；
[0047]
fbric联盟区块链层：用于基于数据存储层的数据建立船舶舱底油污水监管联盟区块链，进行船舶舱底油污水数据上链和存储管理；
[0048]
平台应用层：用于基于联盟区块链提供船舶油污水远程监管相关的功能，包括船舶油水分离器监管、油污水接收监管和油污水违规排放举报。
[0049]
本发明第三方面，公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；
[0050]
其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
[0051]
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如本发明第一方面所述的方法。
[0052]
本发明第四方面，公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使计算机实现如本发明第一方面所述的方法。
[0053]
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
[0054]
1)本发明在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链，基于联盟区块链构建船舶舱底油污水远程监管系统，可以通过区块链智能合约能够识别舱底油污水异常数据，防止船舶伪造或篡改油污水数据，提高船舶舱底油污水远程监管数据的可靠性。相较于传统的监管部门随机登船抽检方法，基于联盟区块链可以实现对船舶舱底油污水的远程全天候监管，提高监管效率。
[0055]
2)本发明依托联盟区块链建立远程监管系统，构建油污水异常数据识别算法与智能合约，可以根据船舶油污水处理方式的不同开展油水分离器监管或船舶油污水接收监管，并融合ais、传感器等多源数据，可以详细进行油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量记录合理性、油污水处理数量合理性和船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性、油污水交付数量合理性的检查，从而提高舱底油污水产生量计算准确度、排放量监测准确度，提供真实有效的船舶油污水远程监管方案。
附图说明
[0056]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
[0057]
图1为本发明的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法流程图；
[0058]
图2为本发明的船舶油水分离器监管方法的流程示意图；
[0059]
图3是本发明的船舶油污水接收监管方法的流程示意图；
[0060]
图4是本发明的油污水违规排放举报流程示意图；
[0061]
图5是本发明的船舶舱底油污水远程监管系统的结构示意图。
具体实施方式
[0062]
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0063]
联盟区块链是一种半公开的某个群体或组织联盟使用的区块链，可以建立多方参与协作的互信机制，基于智能合约可以构建共识的监管协议。区块链上的数据难以造假，可以实现多方共治、全程追溯、智能运行等功能。实验表明联盟区块链的上述特性符合船舶油
污水远程监管业务场景，对船舶舱底水实时监控、污水偷排证据提取、船舶企业追责等具有显著意义。
[0064]
此外，联盟区块链自身的优良特性能够提高监管效率与可信度，因此本发明建立一个基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管系统是完全可行的，并且能够产生良好的社会与经济效益。
[0065]
请参阅图1，本发明提出一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，所述方法包括：
[0066]
s1、将船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据上传到数据存储服务器。
[0067]
具体的，船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据包括：ais数据、船舶静态数据、油污水排放控制区数据、油污水接收单位数据和油污水监测传感器数据。
[0068]
其中，船舶ais数据，用于记录船舶轨迹数据，包括位置、航速和航向。
[0069]
船舶静态数据，用于记录船名、mmsi、船舶类型、吨位、滤油设备参数和油污水储存系统容量等数据。
[0070]
油污水排放控制区数据，用于记录排放控制区类型、排放控制标准与要求、区域坐标范围等数据。
[0071]
舱底油污水接收单位数据，用于记录单位名称、油污水接收资质和油污水接收设备等数据。
[0072]
在配备了相关传感器的前提下，传感器数据记录油污水舱的液面高度和油污水交付流量等数据。
[0073]
s2、基于船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链。
[0074]
本发明建立fbric联盟区块链，通过给各个组织颁布特定证书，赋予每个组织特定的权限，比如：加入某个联盟区块链通道、写入或修改区块链账本中的船舶、油污水、接收单位等数据。
[0075]
然后在拥有特定证书的组织之间构建船舶舱底油污水监管通道，在区块链中实现特定组织间的私有通信。基于联盟区块链共识服务，提供船舶舱底油污水数据上链管理功能；该fbric联盟区块链还提供数据加密与分布式存储管理功能。
[0076]
s3、船舶通过发起提案的方式，将船舶舱底油污水数据上传到联盟区块链，基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管。
[0077]
本发明的船舶舱底油污水数据包括船舶舱底油污水储存、处理、交付的相关数据。
[0078]
本发明通过判断船舶是否使用油水分离器，采取不同的监管方式：若船舶使用油水分离器，则检查油水分离器使用情况，进行船舶油水分离器监管；若使用油水分离器，则说明船舶油污水采用岸上接收的方式，通过检查舱底油污水接收处置数据，开展船舶油污水接收监管。
[0079]
步骤s3具体包括如下步骤：
[0080]
s31、船舶油水分离器监管，基于联盟区块链智能合约对船舶是否如实记录油水分离器使用情况进行识别。
[0081]
若船舶使用油水分离器，开展船舶油水分离器监管。基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量
记录合理性、油污水处理数量合理性。
[0082]
图2为本发明的船舶油水分离器监管方法的流程示意图，如图2所示，步骤s31进一步包括如下分步骤：
[0083]
s311、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性。
[0084]
油污水处理作业真实性的判定方式为：计算船舶上传的油污水处理数量是否超出油水分离器的最大额定处理能力以及是否超出污水舱容积。
[0085]
检查油污水处理作业真实性的智能合约为：
[0086][0087]
其中，f
epq
为油污水处理作业真实性判定结果；qm为船舶上传的单次油污水处理数量，m3；t为单次油污水处理时间，h；c为油水分离器的额定油污水处理能力，m3/h；qs为船上最大油污水储存容量，m3；&代表逻辑与。
[0088]
s312、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查油水分离器使用区域合规性。
[0089]
油水分离器使用区域合规性的判定方式为：船舶必须处于航行状态，并在非排放控制区将经油水分离器处理后的水排放，基于ais数据判断油水分离器使用区域与航行状态是否符合相关规定。
[0090]
检查油水分离器使用区域合规性的智能合约为：
[0091][0092]
其中，f
a,i
为i时刻油水分离器使用区域与航行状态合规性判定结果；speedi为船舶在i时刻的速度，knot；vb为船舶航行状态的速度阈值，vb可取3knot；coordinatei为船舶在i时刻的坐标；b为油污水零排放区域范围。
[0093]
s313、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查残油数量记录合理性。
[0094]
残油数量记录合理性的判定方式为：舱底油污水经油水分离器处理后，达到排放标准的水被排入河海中，船上余下被分离出来的残油，残油数量与舱底油污水含油量有关，残油数量不能超过油污水含油量的上限和下限。
[0095]
检查残油数量记录合理性的智能合约为：
[0096][0097]
其中，fr为残油数量合理性判定结果；qr为船舶上传的残油数量，m3；qm为船舶上传的单次油污水处理数量，m3；α、β为舱底油污水含油量系数，分别取0.2％、2％。
[0098]
s314、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查油污水处理数量合理性。
[0099]
油污水处理数量合理性的判定方式为：判断船舶在一定时间段内油污水处理数量是否低于舱底油污水产生数量下限、是否高于油污水产生数量上限。
[0100]
检查油污水处理数量合理性的智能合约为：
[0101][0102]
其中，f
p
为一定时间段内油污水处理数量合理性判定结果；为船舶上传的第i次油污水处理数量，m3；为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最小值，m3/d；ta、tb分别为检查时间窗的下限和上限；为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最大值，m3/d。
[0103]
其中，单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最大值和最小值依据船舶载重吨确定，参考取值如表1所示，实际应用中，该值可根据船舶建造年份与维护保养水平适当调小。
[0104]
表1单位时间内船舶产生舱底油污水数量参考取值
[0105][0106]
s32、船舶舱底油污水接收监管，基于联盟区块链智能合约对船舶油污水接收环节进行监管，防止伪造舱底油污水接收数据。
[0107]
若船舶采用油污水岸上接收的方式，开展船舶油污水接收监管。船舶发起油污水交付申请，详细说明交付数量、地点、时间后，被符合要求的污水接收单位应答，油污水接收作业完成并出具油污水接收证明后，基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性和油污水交付数量合理性。其中，符合要求的污水接收单位为具备舱底油污水接收资质、能在预定地点(码头或接收处置船)提供服务、油污水接收设备容量充足且接收时间窗空闲的油污水接收单位。
[0108]
图3是本发明的船舶油污水接收监管方法的流程示意图，如图3所示，步骤s32进一步包括如下分步骤：
[0109]
s321、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性。
[0110]
检查船舶油污水接收凭证真实性的判定方式为：通过检查污水交付船舶与污水接收设备之间的距离是否超过阈值以及油污水交付数量误差，判定接收证明是否存在伪造嫌
疑。
[0111]
检查船舶油污水接收凭证真实性的智能合约为：
[0112][0113]
其中，fc为油污水接收证明真实性审核结果；d为污水交付船舶与污水接收点的平均距离，m；r为距离阈值，m；qm为人工记录的污水交付量，m3；q
l
为流量计上传的污水流量，m3；δ为误差阈值，可取δ＝0.05。
[0114]
s322、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查油污水交付时间间隔合理性。
[0115]
油污水交付时间间隔合理性的判定方式为：判断相邻两次油污水交付作业的时间间隔是否超过规定阈值。
[0116]
检查油污水交付时间间隔合理性的智能合约为：
[0117][0118]
其中，f
at
为油污水接收时间间隔合理性判定结果；ti为第i次油污水接收时间，t
i-1
为第i-1次油污水接收时间，qs为船上最大油污水储存容量，m3；q
i-1s
为t
i-1
时的油污水储存量，m3；q
emin
为单位时间内船舶产生油污水数量的最小值，m3/d。
[0119]
s323、基于事先设定的联盟区块链智能合约检查油污水交付数量合理性。
[0120]
油污水交付数量合理性的判定方式为：本次油污水交付数量是否大于油污水接收时间间隔内产生油污水数量的最小值且小于船上最大油污水储存容量。
[0121]
检查油污水交付数量合理性的智能合约为：
[0122][0123]
其中，fa为油污水接收数量合理性判定结果；为第i次油污水接收数量，m3；为单位时间内船舶产生油污水数量的最小值，m3/d；ti为第i次油污水接收时间，t
i-1
为第i-1次油污水接收时间；qs为船上最大油污水储存容量，m3。
[0124]
本本发明利用区块链智能合约判别船舶油污水数据的有效与真实性，经过链智能合约判断舱底油污水监管数据无误后，完成数据上链，存储到联盟区块链账本中，防止数据被伪造或篡改。
[0125]
此外，数据上链时，基于联盟区块链共识服务，使用联盟区块链排序节点对舱底油污水数据进行排序，避免数据上链时出现顺序混乱以及重复的问题，提高区块链数据质量。数据上链后，进行联盟区块链数据加密与分布式存储，包括区块链文件存储和leveldb存储，文件存储用于存储区块分段文件，leveldb存储用于存储索引信息以及worldstate。
[0126]
s4、油污水违规排放举报，鼓励公众监督举报违规排放舱底油污水的船舶，建立联盟区块链虚拟货币激励机制，提高群众监督积极性。
[0127]
图4是本发明的油污水违规排放举报流程示意图，如图4所示，若有群众通过联盟区块链发起油污水违规排放举报，监管部门对举报内容进行核实，情况属实则将举报内容
写入联盟区块链并给予举报人虚拟货币奖励。
[0128]
下面结合具体数据对本发明的技术方案进行举例说明。
[0129]
设a船舶为装配油水分离器的船舶，b船舶为不装配油水分离器的船舶，船舶静态数据见表2。
[0130]
表2船舶静态数据
[0131][0132]
基于联盟区块链智能合约对a船舶开展油水分离器使用情况检查，a船舶上传到联盟区块链的某次油污水处理记录为：本次处理油污水数量5.71m3，本次处理时间为2022/3/11 7：05～2022/3/11 19：25，分离出残油数量为0.06m3，距离上次油污水处理时间为5天。
[0133]
(1)区块链智能合约检查a船舶记录的油污水处理作业真实性：
[0134]
qm÷
t≤c&qm≤qs＝5.71
÷
12.33≤0.5&5.71≤6.6,f
epq
＝true，油污水处理作业真实性检查结果符合要求。
[0135]
(2)区块链智能合约检查a船舶油水分离器使用区域合规性：a船舶在2022/3/11 7：05～2022/3/11 15：25时间段内航速大于3knot，所处水域为非排放控制区，油水分离器使用区域合规。
[0136]
(3)区块链智能合约检查a船舶残油数量记录合理性：
[0137]
0.2％qm≤qr≤2％qm＝0.011≤0.06≤0.114,fr＝true，表明残油数量记录合理性检查结果符合要求。
[0138]
(4)区块链智能合约检查a船舶油污水处理数量合理性：
[0139]
表明油污水处理数量合理性检查结果符合要求。
[0140]
基于联盟区块链智能合约对b船舶开展油污水接收监管，b船舶距离上次油污水交付时间为3天，即将在x港进行油污水交付。
[0141]
(1)b船舶发起舱底油污水交付申请，计划于2022/3/11 12：00在x港口交付舱底油
污水数量7.32m3。
[0142]
(2)c接收公司应答b船舶的交付申请，c接收公司具备舱底油污水接收资质，能在x港口提供服务，油污水接收设备容量剩余18.6m3，当天时间段内能够进行油污水接收作业。
[0143]
(3)区块链智能合约检查b船舶油污水接收凭证真实性：
[0144]
d≤100&|q
m-q
l
|
÷ql
≤0.05＝20≤100&|7.32-7.24|
÷
7.24≤0.05,fc＝true，表明油污水接收凭证真实性检查结果符合要求。
[0145]
(4)区块链智能合约检查油污水交付时间间隔合理性：
[0146]fat
＝true，表明油污水交付时间间隔检查结果符合要求。
[0147]
(5)区块链智能合约检查油污水交付数量合理性：
[0148]
fa＝true，因此油污水交付交付数量检查结果符合要求。
[0149]
在上述案例中，经过智能合约识别，a船舶和b船舶均未发现污水数据异常情况，完成数据上链，存储到联盟区块链账本中，就可以避免伪造或篡改数据，提高船舶舱底油污水远程监管数据的可靠性。
[0150]
与上述方法实施例相对应，本发明还提出一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管系统，所述系统包括：
[0151]
数据存储层：用于存储与船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，包括静态数据、ais数据、油污水排放控制区数据、油污水接收单位数据和油污水监测传感器数据。
[0152]
fbric联盟区块链层：用于基于数据存储层的数据建立船舶舱底油污水监管联盟区块链，进行船舶舱底油污水数据上链和存储管理。
[0153]
所述fbric联盟区块链层包括以下功能模块：
[0154]
证书颁布模块，用于给组织颁布特定的证书，赋予每个组织特定的权限，如：加入某个联盟区块链通道、写入或修改区块链账本中的船舶、油污水、接收单位等数据。
[0155]
船舶舱底油污水监管通道构建模块，用于在拥有特定证书的组织之间构建船舶舱底油污水监管通道，在区块链中实现特定组织间的私有通信。
[0156]
舱底油污水监管数据上链管理模块，用于通过调用相关区块链智能合约判断舱底油污水监管数据无误后，实现数据的上链。
[0157]
共识服务模块，用于使用联盟区块链排序节点对数据进行排序，避免数据上链时出现顺序混乱以及重复的问题，提高区块链数据质量。
[0158]
数据加密与分布式存储模块，分为区块链文件存储和leveldb存储，文件存储用于存储区块分段文件，leveldb存储用于存储索引信息以及worldstate。
[0159]
所述fbric联盟区块链层运行在ubuntu系统和go语言环境下。
[0160]
平台应用层：用于基于联盟区块链提供船舶油污水远程监管相关的功能，包括船舶油水分离器监管、油污水接收监管和油污水违规排放举报。
[0161]
所述平台应用层包括以下功能模块：
[0162]
船舶油水分离器监管模块，用于基于联盟区块链智能合约对船舶是否如实记录油
水分离器使用情况进行识别。
[0163]
船舶舱底油污水接收监管模块，用于基于联盟区块链智能合约对船舶油污水接收环节进行监管，防止伪造舱底油污水接收数据。
[0164]
油污水违规排放举报模块，用于鼓励公众监督举报违规排放舱底油污水的船舶，建立联盟区块链虚拟货币激励机制，提高群众监督积极性。
[0165]
所述平台应用层中的应用可在windows/android/ios系统中运行。
[0166]
以上系统实施例和方法实施例是对应的，系统实施例简述之处请参阅方法实施例即可。
[0167]
本发明还公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现本发明前述的方法。
[0168]
本发明还公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现本发明实施例所述方法的全部或部分步骤。所述存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器rom、随机存取存储器ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0169]
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以分布到多个网络单元上。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0170]
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述方法包括：获取船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据；基于船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链；船舶通过发起提案的方式，将船舶舱底油污水数据上传到联盟区块链，基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管。2.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据包括：船舶ais数据、船舶静态数据、油污水排放控制区数据、油污水接收单位数据、油污水监测传感器数据。3.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链具体包括：给包括不同的监管部门、船舶企业和污水接收单位在内的各个组织颁布特定证书，赋予每个组织特定的权限；在拥有特定证书的组织之间构建船舶舱底油污水监管通道，在区块链中实现特定组织间的私有通信，建立联盟区块链。基于联盟区块链共识服务，提供船舶舱底油污水数据上链管理功能；所述船舶舱底油污水数据包括船舶舱底油污水储存、处理、交付的相关数据；进行联盟区块链数据加密与分布式存储管理。4.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管具体包括：若船舶使用油水分离器，开展油水分离器监管，基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量记录合理性、油污水处理数量合理性；若船舶采用油污水岸上接收的方式，开展船舶油污水接收监管，船舶发起油污水交付申请后被符合要求的污水接收单位应答，油污水接收作业完成并出具油污水接收证明后，基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性、油污水交付数量合理性。5.根据权利要求4所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶记录的油污水处理作业真实性、油水分离器使用区域合规性、残油数量记录合理性、油污水处理数量合理性具体包括：检查油污水处理作业真实性的智能合约为：其中，f
epq
为油污水处理作业真实性判定结果，q
m
为船舶上传的单次油污水处理数量，t为单次油污水处理时间，c为油水分离器的额定油污水处理能力，q
s
为船上最大油污水储存容量，&代表逻辑与；
检查油水分离器使用区域合规性的智能合约为：其中，f
a,i
为i时刻油水分离器使用区域与航行状态合规性判定结果，speed
i
为船舶在i时刻的速度，v
b
为船舶航行状态的速度阈值，coordinate
i
为船舶在i时刻的坐标，b为油污水零排放区域范围；检查残油数量记录合理性的智能合约为：其中，f
r
为残油数量合理性判定结果，q
r
为船舶上传的残油数量，α、β为舱底油污水含油量系数；检查油污水处理数量合理性的智能合约为：其中，f
p
为一定时间段内油污水处理数量合理性判定结果，为船舶上传的第i次油污水处理数量，为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最小值，t
a
、t
b
分别为检查时间窗的下限和上限，为单位时间内船舶产生舱底油污水数量的最大值。6.根据权利要求5所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述基于事先设定的联盟区块链智能合约检查船舶油污水接收凭证真实性、油污水交付时间间隔合理性、油污水交付数量合理性具体包括：检查油污水接收凭证真实性的智能合约为：其中，f
c
为油污水接收证明真实性审核结果，d为污水交付船舶与污水接收点的平均距离，r为距离阈值，q
m
为人工记录的污水交付量，q
l
为流量计上传的污水流量，δ为误差阈值；检查油污水交付时间间隔合理性的智能合约为：其中，f
at
为油污水接收时间间隔合理性判定结果，t
i
为第i次油污水接收时间，t
i-1
为第i-1次油污水接收时间，q
s
为船上最大油污水储存容量，为t
i-1
时的油污水储存量；检查油污水交付数量合理性的智能合约为：
其中，f
a
为油污水接收数量合理性判定结果，为第i次油污水接收数量。7.根据权利要求4所述的基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法，其特征在于，所述基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管还包括：若有群众通过联盟区块链发起油污水违规排放举报，监管部门对举报内容进行核实，情况属实则将举报内容写入联盟区块链并给予举报人虚拟货币奖励。8.一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管系统，其特征在于，所述系统包括：数据存储层：用于存储与船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，包括静态数据、船舶ais数据、油污水排放控制区数据、油污水接收单位数据和油污水监测传感器数据；fbric联盟区块链层：用于基于数据存储层的数据建立船舶舱底油污水监管联盟区块链，进行船舶舱底油污水数据上链和存储管理；平台应用层：用于基于联盟区块链提供船舶油污水远程监管相关的功能，包括船舶油水分离器监管、油污水接收监管和油污水违规排放举报。9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如权利要求1～7任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使计算机实现如权利要求1～7任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于联盟区块链的船舶舱底油污水远程监管方法及系统，所述方法包括：获取船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据；基于船舶舱底油污水远程监管业务相关的数据，在不同的监管部门、船舶企业、污水接收单位之间建立船舶舱底油污水监管联盟区块链；船舶通过发起提案的方式，将船舶舱底油污水数据上传到联盟区块链，基于区块链智能合约对船舶舱底油污水进行远程监管。本发明基于联盟区块链构建船舶舱底油污水远程监管系统，可以通过区块链智能合约识别舱底油污水异常数据，防止船舶伪造或篡改油污水数据，提高船舶舱底油污水远程监管数据的可靠性。远程监管数据的可靠性。远程监管数据的可靠性。


技术研发人员：马晓凤 李志浩
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/9/5