本发明涉及危险废物管理领域，具体是一种基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯系统及方法。
背景技术：
危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。在危险废物产生、转移到最终处理处置的全生命周期过程中，任何一个环节的监管不到位，都可能导致危险废物能对生态环境和人类健康造成严重危害。近年来由于监管不到位，危险废物非法转移、倾倒案例时有发生，造成了严重的危害。
现阶段对于危险废物的监管，每个省有自己独立的危险废物管理系统，信息都是互相之间封闭的，形成了一个个独立的信息孤岛。当危险废物需要区域、跨业务管理平台进行流转时的数据合法性及可靠性无法得到有效的保障，这也导致了危险废物跨区域、跨平台流转无法得到有效监管。
区块链技术是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。通过过区块链技术可以为危险废物全生命周期的管理与追溯提供公开和可信任的管理与追溯平台。
技术实现要素：
本发明的目的为了解决目前危险废物的产生、贮存、转移、处理环节信息的合法性和可靠性没有统一的管理流程及追溯方法的问题，设计了一种基于区块链技术的危险废物全生命周期管理与追溯系统及方法。
本发明的第一个目的在于提供一种基于区块链的危险废物全生命周期的管理与追溯系统，包括以下模块：公开账本模块，其用于保存危险废物的每一批次的详细信息数据并确保数据的可靠性；智能合约模块，其用于对危险废物全生命周期中的所有业务操作进行校验，确保业务操作的逻辑合法性；安全模块，其用于对区块链的所有交互操作的安全合法性；交互模块，其用于提供区块链的业务操作和查询服务接口；区块链云服务模块，其用于对查询追溯的交互操作进行接口封装，实现危险废物全生命周期追溯的简易操作。
作为管理与追溯系统的进一步说明，所述管理系统包括以下模块：公开账本模块、智能合约模块、安全模块和交互模块；所述追溯系统包括以下模块：公开账本模块、安全模块、交互模块和区块链云服务模块，其中所述智能合约模块与所述公开账本模块进行信息交互，所述智能合约模块会通过所述安全模块安全检查合格后与所述交互模块进行信息交互，所述智能合约模块会通过所述安全模块安全检查合格后与所述交互模块进行信息交互，所述交互模块会分别和移动端与所述区块链云服务进行信息交互。
作为交换模块和智能合约模块的进一步说明，所述交互模块包括业务操作和查询追溯，所述智能合约模块包括创建批次、批次入库、出库转移、运输装载、联单签收和出库利用或处置，其中会通过移动端进行业务操作，基于区块链云服务进行查询追溯。
本发明的第二个目的在于提供一种基于区块链的危险废物全生命周期的管理与追溯方法，其包括以下步骤：
a:产生单位在危险废物产生后，通过智能地磅称重，结合该危险废物相关信息字段，往区块链中推送创建危险废物批次指令；
b：区块链接收到创建危险废物批次的指令，使用智能合约进行信息验证，验证模型如下：
x＝(a∈c)∧(b∈x)∧(c∈t)∧(n＞0)
当x结果为真时转到步骤b01，否则转到步骤b02；
b01、智能合约验证成功后，按规则生成一个批次号，连同危险废物相关信息在区块链中保存为一个新的批次，并产生一个创建危险废物批次的区块，然后给智能地磅返回创建危险废物批次成功的状态和批次号。转到步骤c；
b02、智能合约验证失败后，给智地磅返回创建危险废物批次失败的状态，本过程结束。可转到步骤a重新开始新的过程；
c、智能地磅接收到区块链的危险废物批次创建成功指令后，使用批次号打印成危险废物批次标签(可同时生成rfid)；
d、产生单位危险废物仓库管理员接收到危险废物进行入库时，使用批次号向区块链推送危险废物批次入库指令。区块链接收到危险废物批次入库的指令，使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤d01，验证失败转到步骤d02；
d01、仓库管理员接收到区块链返回的入库成功指令，把该危险废物批次存入仓库中；
d02、仓库管理员接收到区块链返回的入库失败指令，入库过程中止操作，也可以从重新进行入库操作；
e、产生单位需要对危险废物进行转移时，向区块链推送危险废物批次出库转移指令。区块链使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤e01，验证失败转移e02；
e01、当收到区块链返回的出库转移成功指令后，产生单位可以把危险废物批次从仓库中提取进来，准备转移相关事宜；
e02、当收到区块链返回的出库转移失败指令后，出库转移过程中止，也可再次尝发起出库转移的批令；
f、运输单位接到危险废物转移联单的运输任务后，在开始实际运输时使用批次号向区块链发送装车运输的指令。区块链使用智能合约对装车运输指令进行数据验证，验证成功转到步骤f01、验证失败转移f02；
f01、运输单位收到区块链返回的装车运输成功的指令后，把该危险废物批次装入运输工具中；
f02、运输单位收到区块链返回的装车运输失败的指令后，拒绝把该危险废物批次装入运输工具中。装车运输过程中止，可再次重新发起装车运输过程；
g、危险废物批次运输到达危险废物经营单位时，危险废物经营单位使用批次号向区块链发送批次签收指令。区块链通过智能合约对签收指令进行验证，验证成功转到步骤g01、验证失败转移g02；
g01、当收到区块链返回的签收成功指令后，危险废物经营单位可以接收该危险废物批次；
g02、当收到区块链返回的签收失败指令后，危险废物经营单位应拒绝接受该危险废物批次，也可再次尝发起签收的指令；
h、危险废物经营单位对危险废物批次进行了转移联单签收后，需把危险废物存入贮存点中，使用危险废物批次号向区块链发送入库指命(操作过程同步骤d)；
i、经营单位对危险废物批次进行处理时，使用危险废物批次号向区块链发送出库处理指令，区块链使用智能合约对出库处理指令进行验证，验证成功转到步骤i01、验证失败转移i02；
i01、当收到区块链返回的出库处理成功指令后，危险废物经营单位可以把该危险废物批次从贮存点中提取出来进行利用或处置；
i02、当收到区块链返回的出库处理失败指令后，危险废物经营单位贮存点管理员应拒绝该危险废物批次的出库要求，也可再次尝发起出库处理的指令；
j、经营单位(主要是收集单位)需要把危险废物批次转移给下一家经营单位时，需进行出库转移过程(操作过程同步骤e)；
作为管理与追溯方法的进一步说明，所述追溯方法是在危险废物从成功打包生成批次号后，就可以随时使用该危险废物的批次号，通过区块链的公开账本进行危险废物从产生到销毁的全生命周期流程信息的追溯。
作为管理与追溯方法的进一步说明，其中关于危险废物关键信息的定义如下：危险废物代码表示为：a；危险废物形态表示为：b；危险特性表示为：c；危险废物重量表示为：n；危险废物批次编号表示为：no。
作为管理与追溯方法的进一步说明，所述管理与追溯方法包括以下集合：国家发布的最新的危险废物名录创建危险废物代码集合，表示为：c；
根据国家对危险废物定义的危险废物形态创建危险废物形态集合，表示为：x；
根据国家对危险废物定义的危险废物特性创建危险废物特性集合，表示为：t；
创建危险废物代码校验模型：a∈c，读作a属于c；
创建危险废物形态校验模型：b∈x，读作b属于c；
创建危险特性的校验模型：c∈t，读作c属于t。
作为管理与追溯方法的进一步说明，危险废物从产生到销毁整个生命周期形成了闭环，所述步骤i出库处置后可能会次生出另外一种危险废物，这时作为新的危险废物从所述步骤a开始一个新危险废物批次的生命周期。
其有益效果在于，由于采用了上述技术，在管理危险废物的全生命周期时候，通过对危险废物的产生、贮存、转移、处理环节信息的合法性和可靠性的充分识别，最大限度的降低甚至避免了安全风险，保护财产和人员生命安全，消除和规避在处置危险废物过程中的盲目性，减少危险废物管理过程中的安全、环境风险，并且系统会对入库及出库的危险废物进行记录，通过过区块链技术可以为危险废物全生命周期的管理与追溯提供公开和可信任的管理与追溯平台，形成“来源可查、去向可追、全程留痕”的完整危险废物信息链，确保从危险废物产生、存储、运输到处置的全过程、全流程、全周期安全可控。
附图说明
图1是本发明的模块架构图；
图2是本发明的危险废物的全生命周期闭环流程图；
具体实施方式
首先说明下本申请的研究初衷，目前危险废物的产生、贮存、转移、处理环节信息的合法性和可靠性没有统一的管理流程及追溯方法，在危险废物产生、转移到最终处理处置的全生命周期过程中，任何一个环节的监管不到位，都可能导致危险废物能对生态环境和人类健康造成严重危害，为此我们设计了基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯系统及方法。
下面将结合附图1对本申请作具体描述，本申请包括以下模块：公开账本模块，其用于保存危险废物的每一批次的详细信息数据并确保数据的可靠性；智能合约模块，其用于对危险废物全生命周期中的所有业务操作进行校验，确保业务操作的逻辑合法性；安全模块，其用于对区块链的所有交互操作的安全合法性；交互模块，其用于提供区块链的业务操作和查询服务接口；区块链云服务模块，其用于对查询追溯的交互操作进行接口封装，实现危险废物全生命周期追溯的简易操作。
其中管理系统包括以下模块：公开账本模块、智能合约模块、安全模块和交互模块，用于管理危险废物从产生、贮存、转移到处理环节的全生命周期；追溯系统包括以下模块：公开账本模块、安全模块、交互模块和区块链云服务模块，用于危险废物从产生、转移等环节追溯到其起源地；智能合约模块与公开账本模块进行信息交互，智能合约模块会通过安全模块安全检查合格后与交互模块进行信息交互，智能合约模块会通过安全模块安全检查合格后与交互模块进行信息交互，交互模块会分别和移动端与所述区块链云服务进行信息交互；交互模块包括业务操作和查询追溯，智能合约模块包括创建批次、批次入库、出库转移、运输装载、联单签收和出库利用或处置，其中会通过移动端进行业务操作，基于区块链云服务进行查询追溯。
通过过区块链技术可以为危险废物全生命周期的管理与追溯提供公开和可信任的管理与追溯平台，形成“来源可查、去向可追、全程留痕”的完整危险废物信息链，确保从危险废物产生、存储、运输到处置的全过程、全流程、全周期安全可控。下面将分几个版块说明危险废物全生命周期管理与追溯的具体方法：
一、危险废物关键信息的定义
危险废物代码表示为：a
危险废物形态表示为：b
危险特性表示为：c
危险废物重量表示为：n
危险废物批次编号表示为：no
二、创建校验模型
使用国家发布的最新的危险废物名录创建危险废物代码集合，表示为：c；
根据国家对危险废物定义的危险废物形态创建危险废物形态集合，表示为：x；
根据国家对危险废物定义的危险废物特性创建危险废物特性集合，表示为：t；
创建危险废物代码校验模型：a∈c；
创建危险废物形态校验模型：b∈x；
创建危险特性的校验模型：c∈t。
三、危险废物的全生命周期管理过程包括如下步骤
a、产生单位在危险废物产生后，通过智能地磅称重，结合该危险废物相关信息字段，往区块链中推送创建危险废物批次指令。
b、区块链接收到创建危险废物批次的指令，使用智能合约进行信息验证，验证模型如下：
x＝(a∈c)∧(b∈x)∧(c∈t)∧(n＞0)
当x结果为真时转到步骤b01，否则转到步骤b02。
b01、智能合约验证成功后，按规则生成一个批次号，连同危险废物相关信息在区块链中保存为一个新的批次，并产生一个创建危险废物批次的区块，然后给智能地磅返回创建危险废物批次成功的状态和批次号。转到步骤c。
b02、智能合约验证失败后，给智地磅返回创建危险废物批次失败的状态，本过程结束。可转到步骤a重新开始新的过程。
c、智能地磅接收到区块链的危险废物批次创建成功指令后，使用批次号打印成危险废物批次标签(可同时生成rfid)。
d、产生单位危险废物仓库管理员接收到危险废物进行入库时，使用批次号向区块链推送危险废物批次入库指令。区块链接收到危险废物批次入库的指令，使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤d01，验证失败转到步骤d02。
d01、仓库管理员接收到区块链返回的入库成功指令，把该危险废物批次存入仓库中。
d02、仓库管理员接收到区块链返回的入库失败指令，入库过程中止操作，也可以从重新进行入库操作。
e、产生单位需要对危险废物进行转移时，向区块链推送危险废物批次出库转移指令。区块链使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤e01，验证失败转移e02。
e01、当收到区块链返回的出库转移成功指令后，产生单位可以把危险废物批次从仓库中提取进来，准备转移相关事宜。
e02、当收到区块链返回的出库转移失败指令后，出库转移过程中止，也可再次尝发起出库转移的批令。
f、运输单位接到危险废物转移联单的运输任务后，在开始实际运输时使用批次号向区块链发送装车运输的指令。区块链使用智能合约对装车运输指令进行数据验证，验证成功转到步骤f01、验证失败转移f02。
f01、运输单位收到区块链返回的装车运输成功的指令后，把该危险废物批次装入运输工具中。
f02、运输单位收到区块链返回的装车运输失败的指令后，拒绝把该危险废物批次装入运输工具中。装车运输过程中止，可再次重新发起装车运输过程。
g、危险废物批次运输到达危险废物经营单位时，危险废物经营单位使用批次号向区块链发送批次签收指令。区块链通过智能合约对签收指令进行验证，验证成功转到步骤g01、验证失败转移g02。
g01、当收到区块链返回的签收成功指令后，危险废物经营单位可以接收该危险废物批次。
g02、当收到区块链返回的签收失败指令后，危险废物经营单位应拒绝接受该危险废物批次，也可再次尝发起签收的指令。
h、危险废物经营单位对危险废物批次进行了转移联单签收后，需把危险废物存入贮存点中，使用危险废物批次号向区块链发送入库指命(操作过程同步骤d)。
i、经营单位对危险废物批次进行处理时，使用危险废物批次号向区块链发送出库处理指令，区块链使用智能合约对出库处理指令进行验证，验证成功转到步骤i01、验证失败转移i02。
i01、当收到区块链返回的出库处理成功指令后，危险废物经营单位可以把该危险废物批次从贮存点中提取出来进行利用/处置。
i02、当收到区块链返回的出库处理失败指令后，危险废物经营单位贮存点管理员应拒绝该危险废物批次的出库要求，也可再次尝发起出库处理的指令。
j、经营单位(主要是收集单位)需要把危险废物批次转移给下一家经营单位时，需进行出库转移过程(操作过程同步骤e)。
如图2所示，危险废物从产生到销毁整个生命周期形成了闭环，步骤i出库处置后可能会次生出另外一种危险废物，这时作为新的危险废物从步骤a开始一个新危险废物批次的生命周期。
四、危险废物的全生命周期追溯方法
危险废物从成功打包生成批次号后，就可以随时使用该危险废物的批次号，通过区块链的公开账本进行危险废物从产生到销毁的全生命周期流程信息的追溯。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
1.基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯系统，其特征在于，包括以下模块：公开账本模块，其用于保存危险废物的每一批次的详细信息数据并确保数据的可靠性；智能合约模块，其用于对危险废物全生命周期中的所有业务操作进行校验，确保业务操作的逻辑合法性；安全模块，其用于对区块链的所有交互操作的安全合法性；交互模块，其用于提供区块链的业务操作和查询服务接口；区块链云服务模块，其用于对查询追溯的交互操作进行接口封装，实现危险废物全生命周期追溯的简易操作。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯系统，其特征在于，所述管理系统包括以下模块：公开账本模块、智能合约模块、安全模块和交互模块；所述追溯系统包括以下模块：公开账本模块、安全模块、交互模块和区块链云服务模块，其中所述智能合约模块与所述公开账本模块进行信息交互，所述智能合约模块会通过所述安全模块安全检查合格后与所述交互模块进行信息交互，所述智能合约模块会通过所述安全模块安全检查合格后与所述交互模块进行信息交互，所述交互模块会分别和移动端与所述区块链云服务进行信息交互。
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯系统，其特征在于，所述交互模块包括业务操作和查询追溯，所述智能合约模块包括创建批次、批次入库、出库转移、运输装载、联单签收和出库利用或处置，其中会通过移动端进行业务操作，基于区块链云服务进行查询追溯。
4.基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯方法，其特征在于，其包括以下步骤：
a:产生单位在危险废物产生后，通过智能地磅称重，结合该危险废物相关信息字段，往区块链中推送创建危险废物批次指令；
b：区块链接收到创建危险废物批次的指令，使用智能合约进行信息验证，验证模型如下：
x＝(a∈c)∧(b∈x)∧(c∈t)∧(n＞0)
当x结果为真时转到步骤b01，否则转到步骤b02；
b01、智能合约验证成功后，按规则生成一个批次号，连同危险废物相关信息在区块链中保存为一个新的批次，并产生一个创建危险废物批次的区块，然后给智能地磅返回创建危险废物批次成功的状态和批次号。转到步骤c；
b02、智能合约验证失败后，给智地磅返回创建危险废物批次失败的状态，本过程结束。可转到步骤a重新开始新的过程；
c、智能地磅接收到区块链的危险废物批次创建成功指令后，使用批次号打印成危险废物批次标签(可同时生成rfid)；
d、产生单位危险废物仓库管理员接收到危险废物进行入库时，使用批次号向区块链推送危险废物批次入库指令。区块链接收到危险废物批次入库的指令，使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤d01，验证失败转到步骤d02；
d01、仓库管理员接收到区块链返回的入库成功指令，把该危险废物批次存入仓库中；
d02、仓库管理员接收到区块链返回的入库失败指令，入库过程中止操作，也可以从重新进行入库操作；
e、产生单位需要对危险废物进行转移时，向区块链推送危险废物批次出库转移指令。区块链使用智能合约进行信息验证，验证成功转到步骤e01，验证失败转移e02；
e01、当收到区块链返回的出库转移成功指令后，产生单位可以把危险废物批次从仓库中提取进来，准备转移相关事宜；
e02、当收到区块链返回的出库转移失败指令后，出库转移过程中止，也可再次尝发起出库转移的批令；
f、运输单位接到危险废物转移联单的运输任务后，在开始实际运输时使用批次号向区块链发送装车运输的指令。区块链使用智能合约对装车运输指令进行数据验证，验证成功转到步骤f01、验证失败转移f02；
f01、运输单位收到区块链返回的装车运输成功的指令后，把该危险废物批次装入运输工具中；
f02、运输单位收到区块链返回的装车运输失败的指令后，拒绝把该危险废物批次装入运输工具中。装车运输过程中止，可再次重新发起装车运输过程；
g、危险废物批次运输到达危险废物经营单位时，危险废物经营单位使用批次号向区块链发送批次签收指令。区块链通过智能合约对签收指令进行验证，验证成功转到步骤g01、验证失败转移g02；
g01、当收到区块链返回的签收成功指令后，危险废物经营单位可以接收该危险废物批次；
g02、当收到区块链返回的签收失败指令后，危险废物经营单位应拒绝接受该危险废物批次，也可再次尝发起签收的指令；
h、危险废物经营单位对危险废物批次进行了转移联单签收后，需把危险废物存入贮存点中，使用危险废物批次号向区块链发送入库指命(操作过程同步骤d)；
i、经营单位对危险废物批次进行处理时，使用危险废物批次号向区块链发送出库处理指令，区块链使用智能合约对出库处理指令进行验证，验证成功转到步骤i01、验证失败转移i02；
i01、当收到区块链返回的出库处理成功指令后，危险废物经营单位可以把该危险废物批次从贮存点中提取出来进行利用或处置；
i02、当收到区块链返回的出库处理失败指令后，危险废物经营单位贮存点管理员应拒绝该危险废物批次的出库要求，也可再次尝发起出库处理的指令；
j、经营单位(主要是收集单位)需要把危险废物批次转移给下一家经营单位时，需进行出库转移过程(操作过程同步骤e)。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯方法，其特征在于，所述追溯方法是在危险废物从成功打包生成批次号后，就可以随时使用该危险废物的批次号，通过区块链的公开账本进行危险废物从产生到销毁的全生命周期流程信息的追溯。
6.根据权利要求4所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯方法，其特征在于，其中关于危险废物关键信息的定义如下：危险废物代码表示为：a；危险废物形态表示为：b；危险特性表示为：c；危险废物重量表示为：n；危险废物批次编号表示为：no。
7.根据权利要求4或6所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯方法，其特征在于，所述管理与追溯方法包括以下集合：
国家发布的最新的危险废物名录创建危险废物代码集合，表示为：c；
根据国家对危险废物定义的危险废物形态创建危险废物形态集合，表示为：x；
根据国家对危险废物定义的危险废物特性创建危险废物特性集合，表示为：t；
创建危险废物代码校验模型：a∈c，读作a属于c；
创建危险废物形态校验模型：b∈x，读作b属于c；
创建危险特性的校验模型：c∈t，读作c属于t。
8.根据权利要求4所述的基于区块链的危险废物全生命周期管理与追溯方法，其特征在于，危险废物从产生到销毁整个生命周期形成了闭环，所述步骤i出库处置后可能会次生出另外一种危险废物，这时作为新的危险废物从所述步骤a开始一个新危险废物批次的生命周期。
技术总结