基于区块链网络的物流园煤炭交易系统及其交易方法与流程

1.本发明涉及一种煤炭交易系统及方法，特别涉及一种基于区块链网络的物流园煤炭交易系统及其交易方法。


背景技术：

2.我国是“富煤、贫油、少气”的国家，这一特点决定了煤炭将在一次性能源生产和消费中占据主导地位且长期不会改变，火电、焦炭、煤化工、粗钢、水泥等主要耗煤行业都离不开煤炭，然而我国煤炭资源主要分布在北方区域，南方地区则相对较少，导致煤炭物流运输显得尤为关键，当遇到特殊自然灾害时则会导致因煤炭物流运输问题使得电厂等煤炭储备不足且最终导致电煤告急并影响到发电量，进而影响社会民生和能源安全。
3.因此早在2013年国家发改委就发文指出：煤炭物流是集煤炭运输、仓储、加工、配送、交易、信息等为一体的服务活动。发展现代煤炭物流，对提高物流效率、降低物流成本、增强煤炭稳定供应能力、保障国家能源安全具有重要意义。且要求今后要重点建设11个大型煤炭储配基地和30个年流通规模2000万吨级物流园区；培育一批大型现代煤炭物流企业，其中年综合物流营业收入达到500亿元的企业10个；建设若干个煤炭交易市场。
4.然而煤炭物流园的管理也非常重要，目前煤炭物流园的交易管理这块还是采用传统的中心化交易方式，导致煤炭成交流程复杂、煤炭成交效率低、多中心化、数据可篡改、缺乏信任机制以及存在人为因素等诸多缺点。与此同时，区块链技术已经日趋成熟，其基础技术如哈希运算、数字签名、p2p网络、共识算法以及智能合约等均已被广泛应用于互联网，区块链的去中心化的设计思想并结合其数据不可篡改、透明、可追溯、合约自动执行等强大功能使其已应用于各行各业，煤炭物流园的交易发布、竞价、检验、担保以及成交等场景非常符合区块链的特性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于区块链网络的物流园煤炭交易系统，其特征在于，所述物流园煤炭交易系统包括有售煤节点、购煤节点、物流园节点、煤质检验节点、交易担保节点和共识排序节点。
6.所述售煤节点用于发布煤炭交易信息；所述购煤节点用于参与交易竞价并产生煤炭交易订单；所述煤质检验节点用于发布煤质检验信息；所述交易担保节点用于发布交易担保信息；所述共识排序节点用于对交易信息的广播和共识排序处理。
7.所述物流园节点用于审核并发起生成所述煤炭出售交易信息、所述煤炭交易订单、所述煤质检验信息和所述交易担保信息的区块；所述物流园煤炭交易系统中的所有节点通过联盟链构建成区块链网络，所述联盟链建立有第一通道和第二通道，所述第一通道内包括所述售煤节点、所述购煤节点和所述物流园节点，所述第二通道内包括所述煤质检验节点、所述交易担保节点和所述物流园节点。
8.优选地，所述第一通道部署的第一智能合约包括有注册认证模块、非对称加密验
证模块、交易发布模块、交易竞价模块、订单下发模块、交易审核模块、煤质检验模块和交易担保模块。
9.优选地，所述第二通道部署的第二智能合约包括有注册认证模块、非对称加密验证模块、煤质检验模块和交易担保模块。
10.优选地，所述非对称加密验证模块包括有公钥、私钥密钥对和签名验证单元。
11.优选地，所述物流园节点为所述联盟链的统一记账节点。
12.优选地，所述物流园煤炭交易系统还包括用于用户使用的web前端和对所述web前端或所述联盟链的操作进行响应处理的web后端。
13.优选地，所述共识排序节点采用kafka算法。
14.优选地，所述物流园节点还具有交易竞价、交易支付和煤炭储存物流运输功能。
15.优选地，所述联盟链采用hyperledger fabric技术架构。
16.此外还公开了一种基于区块链网络的物流园煤炭交易方法，具体步骤如下：
17.s1)所述售煤节点向就近的所述物流园节点发布煤炭预售交易信息，待审核通过后所述售煤节点将交易煤炭运送至所述物流园节点进行存储待售；
18.s2)所述物流园节点向所述共识排序节点请求共识和排序处理，然后在区块链网络内广播煤炭预售交易信息，进一步调用所述第一智能合约将煤炭预售交易信息写入至区块；
19.s3)所述物流园节点公告预售交易的煤质检验和交易担保的招标请求，并随机选取煤质检验机构和交易担保机构承担煤质检验和交易担保业务；待煤质检验和担保业务办理完毕后将煤炭预售交易转变为煤炭正式交易，再经所述共识排序节点处理和广播后分别调用所述第二智能合约和所述第一智能合约分别将煤质检验信息、交易担保信息和煤炭正式交易信息写入至区块；
20.s4)所述购煤节点竞价购买且成交后支付费用至所述物流园节点103，然后煤炭交易已成交后再经所述共识排序节点处理和广播后调用所述第一智能合约将煤炭交易已成交信息写入至区块；
21.s5)所述物流园节点负责将已成交的煤炭资源配送至所述购煤节点，所述购煤节点收到煤炭后并反馈至所述物流园节点；所述物流园节点支付费用至所述售煤节点，最终煤炭交易结束的信息再经所述共识排序节点处理和广播后调用所述第一智能合约将煤炭交易已结束信息写入至区块。
22.应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
23.参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
24.图1示意性示出本发明物流园煤炭交易系统的区块链节点示意图；
25.图2示意性示出本发明物流园煤炭交易系统web前后端交互示意图；
26.图3示意性示出本发明物流园煤炭交易系统的区块结构示意图；
27.图4示意性示出本发明物流园煤炭交易方法的流程示意图。
具体实施方式
28.通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
29.在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
30.图1示意性示出了本发明基于区块链网络的物流园煤炭交易系统100，该物流园煤炭交易系统100包括有售煤节点101、购煤节点102、物流园节点103、煤质检验节点104、交易担保节点105和共识排序节点106，物流园煤炭交易系统100中的所有节点通过联盟链200构建成区块链网络。
31.联盟链200建立有第一通道210和第二通道220，第一通道210内包括售煤节点101、购煤节点102和物流园节点103，第二通道220内包括煤质检验节点104、交易担保节点105和物流园节点103；物流园节点103同时部署在第一通道210和第二通道220中，保证了物流园节点103的主体地位，物流园节点103优选作为主节点并唯一具有参与交易信息记账权限的节点，即物流园节点103为联盟链200的统一记账节点，同时物流园节点103还具有交易竞价、资金担保、交易支付和煤炭储存物流运输等诸多功能。
32.如图2所示，物流园煤炭交易系统100还包括用于用户使用的web前端301和对web前端301或联盟链200的操作进行响应处理的web后端302。web前端301包括有售煤用户端、物流园用户端、购煤用户端以及检验担保用户端，具体为载体为平板或pc电脑或手机等移动终端；web后端302则包括有售煤逻辑、交易逻辑、购煤逻辑、检验担保逻辑以及底层的sdk工具等，具体载体则为远端服务器集群。
33.售煤节点101利用web前端301的售煤用户端向物流园节点103发布煤炭交易信息；购煤节点102则利用购煤用户端查询交易信息并参与交易竞价以及产生煤炭交易订单。煤质检验节点104用于发布煤质检验信息；交易担保节点105用于对所述煤炭购买订单进行交易担保。
34.共识排序节点106用于对交易信息的广播和共识排序处理，从而保证不同节点处储存的交易信息保持一致，防止产生“双花”现象。物流园节点103则利用物流园用户端审核并发起生成煤炭出售交易信息、煤炭交易订单、煤质检验信息和交易担保信息的区块。
35.第一通道210部署有第一智能合约211，且第一智能合约211内的程序功能包括有注册认证模块201、非对称加密验证模块202、交易发布模块203、交易竞价模块204、订单下发模块205、交易审核模块206、煤质检验模块207和交易担保模块208。第二通道220部署有第二智能合约221，且第二智能合约221内的程序功能包括有注册认证模块201、非对称加密验证模块202、煤质检验模块207和交易担保模块208。
36.第一通道210和第二通道220内的信息相互分割独立，第一智能合约211和第二智能合约221分别部署在区块链的第一通道210和第二通道220上，所有节点都会严格按照既定逻辑执行，有效防止执行逻辑被修改，确保整个交易过程简单高效安全。
37.其中的非对称加密验证模块202包括有公钥和私钥密钥对以及签名验证单元，实现对节点及其发送的交易信息等进行签名验证，有助于保护好原始信息和防止被人伪造篡改。
38.联盟链200生成的区块包括区块头和区块体，如图3所示，所述区块头包括有前一区块哈希值、当前区块编号、当前区块时间戳以及区块内多个交易信息的默克尔根；所述区块体则记录有多个交易信息和交易总数。进一步优选地，上述的联盟链200采用hyperledger fabric(超级账本)技术架构，所述共识排序节点106采用kafka算法，超级账本联盟链技术成熟，已广泛应用于金融、银行、物联网、供应链交易等领域，具有良好的稳定性和安全性。
39.此外本发明还公开一种基于区块链网络的物流园煤炭交易方法，如图4所示，具体步骤如下：
40.s1)售煤节点101向就近的物流园节点103发布煤炭预售交易信息，待审核通过后所述售煤节点101将交易煤炭运送至所述物流园节点103进行存储待售；
41.s2)物流园节点103向所述共识排序节点106请求共识和排序处理，然后在区块链网络内广播煤炭预售交易信息，进一步调用所述第一智能合约211将煤炭预售交易信息写入至区块；
42.s3)物流园节点103公告预售交易的煤质检验和交易担保的招标请求，并随机选取煤质检验机构和交易担保机构承担煤质检验和交易担保业务；待煤质检验和担保业务办理完毕后将煤炭预售交易转变为煤炭正式交易，再经共识排序节点106处理和广播后分别调用第二智能合约221和第一智能合约211分别将煤质检验信息、交易担保信息和煤炭正式交易信息写入至区块；
43.s4)购煤节点102竞价购买且成交后支付费用至物流园节点103，然后煤炭交易已成交后再经共识排序节点106处理和广播后调用第一智能合约211将煤炭交易已成交信息写入至区块；
44.s5)物流园节点103负责将已成交的煤炭资源配送至购煤节点102，购煤节点102收到煤炭后并反馈至物流园节点103；物流园节点103支付费用至售煤节点101，最终煤炭交易结束的信息再经共识排序节点106处理和广播后调用第一智能合约211将煤炭交易已结束信息写入至区块。
45.以上交易过程中利用了多个物流园节点103之间共识算法，具有一定容错功能，只有所有物流园节点103均验证通过的交易信息才会被记录至区块中，从而确保了交易数据的准确性；即使万一出现数据篡改问题，由于物流园节点103同时处于第一通道210和第二通道中220，也可轻易查找出问题节点并进行处罚，产生的损失则由担保机构赔偿损失。
46.最后本发明基于区块链网络的物流园煤炭交易系统及其交易方法创造性地将区块链的去中心化的技术方案应用于煤炭物流园交易系统，解决了交易过程中存在的多中心、效率低、信任度差、资金管理、交易担保、配送运输慢以及多头扯皮等问题，有效杜绝了交易过程中伪造做假等恶劣影响，显著地提高了交易的效率和成功率，真正做到了去中心化的目的，且数据不可篡改、透明、可追溯、合约自动执行等优点，最终实现煤炭物流园管理水平的有效提升。
47.所述附图仅为示意性的并且未按比例画出。虽然已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解本发明的保护范围并不局限于这里所描述的实施例。
48.结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均
由权利要求所限定。