孫航
能源鏈工作室首席分析師
具有多年的能源行業和區塊鏈的研究經驗，曾評測過近百個區塊鏈項目。
作為經濟社會中各行各業運行所不可或缺的重要設備，表計行業一直走在工業能源領域的最前沿，為物聯網的推動、以及智慧城市的發展做出了巨大的貢獻。盡管表計行業匯聚了當今大部分的頂尖通信技術，但行業內仍有一些問題難以通過這些技術得到妥善的解決，其中一個就是“多表合一”。在本篇文章中，我們將對“多表合一”所面臨的發展痛點進行梳理，同時對其與當下大熱的“區塊鏈技術”結合的可能性進行相關的探討。
多表合一：行業壁壘所產生的協作難題
我們首先來看一下“多表合一”目前所面臨的發展痛點。一般來講，“多表合一”主要體現在兩方面：一是將表計側的數據采集合一，也就是將水、電、氣、熱各種儀表的數據進行集中遠程抄錄。由于上述表計數據采集的物理環境完全重合，因此如果采用統一信道，可以避免規模巨大的重復投資。二是將用戶側的繳費支付通道合一，也就是用戶無須再分別繳納水費、電費、氣費、熱費，而是一次性繳清多種資源的費用，從而有效地節省公用事業單位的人力成本、以及用戶的時間和精力。
毫無疑問，無論是對公用事業單位、還是對終端居民用戶而言，多表合一都可以極大地提高效率，降低社會的運行成本。早在2015年7月6日發布的《關于促進智能電網發展的指導意見》中，國家發改委、能源局便提出要“支持水、氣、電集采集抄，建設跨行業能源運行動態數據集成平臺，鼓勵能源與信息基礎設施共享復用”。但天下沒有免費的午餐，在任何經濟項目中，較低的后期運行成本，往往意味著在前期建設時需要付出更多的努力。而“多表合一”也不例外，目前來看，這項工作在前期推動的過程中，主要面臨著以下兩方面的難題：
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首先，在采數合一方面，多表集抄要求四表的數據采集和傳送系統在通信技術指標上達成一致，例如，各類表計都要實現智能化、信道標準要統一等等，然而現實的情況是：水、電、氣、熱各類表計之間的智能化程度整體來說相差甚大，而各行業所使用的信道也因為一些技術和利益原因遲遲難以統一，這些都給多表集抄的推動工作帶來了很大的麻煩。
其次，在繳費合一方面，用戶集中繳費，意味著原來分散在各家公用事業單位的支付通道將會集中到一個單位上，目前主要為電網公司。具體地說，就是用戶把各項費用交給電網公司后，電網方面再將資金分發給水、氣、熱等單位，但這一舉措將會影響水、氣、熱三方的資金沉淀，同時也會出現一定的數據泄露問題。這是多表合一在繳費環節面臨的最大挑戰，目前的普遍做法，是電力公司尋找一個具有公信力的獨立第三方出面協調（例如地方政府），從而說服其他公用事業單位共同參與，但由于各地情況不同，這種做法很難進行普遍推廣。
圖3現有的多表合一支付方式
由此可見，多表合一目前面臨的主要障礙，是各個單位之間的協調問題。從各地電力公司推進多表合一工作的公開報道里，我們都能看到“主動與供區內各水、氣企業多次溝通協調”、“積極爭取合作企業的支持與配合”、“打消供水、供氣企業疑慮”之類的描述，由此可窺跨行業的協作之難，這也是為何“多表合一”的想法提出多年，但卻遲遲未能大規模推廣的一個主要原因。
區塊鏈：解決信任與協作難題的工具
那么，有什么辦法，可以讓我們解決各家公用事業單位之間的合作問題，從而推動“多表合一”的發展呢？被稱為“信任協作難題解決方案”的區塊鏈，或許可以成為一個選擇。
要了解區塊鏈如何“解決了信任與協作的難題”，我們需要先來看一下它的大致運行原理。所謂的區塊鏈，它實際上是一種分布式的數據庫，與普通的數據庫采取集中式的錄入和存儲不同，區塊鏈采取的是分布式錄入和存儲的做法，也就是任何人都可以參加數據的錄入工作（理想情況下），而只要是參與了數據庫記錄的人，在此之前，都需要下載這個數據庫之前的完整歷史記錄，然后才能在它的歷史數據基礎之上作進一步的記錄與更新。也就是說，區塊鏈這個所謂的“分布式數據庫”，它實際上是分布在不同的利益主體手中；與那種分散在各個地域，但同屬于一個利益主體（往往為大的IT公司和金融機構）的災難備份數據中心完全不是一個概念。
盡管區塊鏈采取了一系列的計算機和密碼學技術來實現“分布式的錄入和存儲”，但歸根結底，“分布式”只是一種手段，而它的目的，實際上是要使得被記錄到數據庫中的信息無法被篡改——我們剛才已經提到，區塊鏈是分布在各個利益主體手中的、由多個完全相同的子數據庫組成的分布式數據庫，如果有人想要篡改其中一個子數據庫信息的話，在算力不足的情況下，這個子數據庫就會像人體內的某個細胞基因突變后、受到其他正常細胞的排異一樣，被其他的子數據庫識別出來后、以原有的內容所覆蓋，最終使得篡改無效，由此實現了記錄在區塊鏈上的信息“無法篡改”的目標。
圖4區塊鏈防篡改的原理：
篡改后的內容會被系統自動識別并以原有內容覆蓋
但是，對于實體經濟的從業者來說，區塊鏈這種分布式的、不可篡改的數據庫，似乎還是離應用還是有點遙遠，很多人猛然一下也想不起來它可以被用在什么場景里。實際上，區塊鏈之所以受到人們的關注，很大程度上是因為它使得一個很早以前被提出來的科學概念成為了現實，這個概念就是：能夠實現“經濟運行自動化”的智能合約。
“智能合約”這個概念提出于上世紀90年代，它指的是能夠按照計算機程序、被自動執行的交易。舉個例子：我們在自動售賣機中投入硬幣，機器就會自動給我們吐出一罐飲料，這就是一個最簡單的自動化交易。毫無疑問，這種自動化的交易削減了大量的中間成本，有效地提高了社會運行的效率。但是它的缺陷也比較明顯，以剛才自動販賣機的場景為例：假設我投進去硬幣，機器沒有給我吐出飲料或者找零怎么辦？事實上，在日常生活中，這樣的事情屢見不鮮，這也是為什么智能合約沒有被大規模應用的一個主要原因：如果在自動化交易的過程中出現了未能履約的情況，受損失的一方將無從舉證并且彌補損失（單方面的舉證往往被認為是不可信的），因此，如果想要讓自動化交易成為現實，我們必須要尋求一個公正的第三方，來給自動化交易營造一個可信的執行環境。而這個第三方，就是由多個利益主體托管的、不屬于任何一個特定利益主體的“區塊鏈數據庫”。
通過上面的分析，我們可以看出，所謂的區塊鏈，它實際上是通過分布式記錄與存儲的方式，實現了數據庫中信息的不可篡改，進而為智能合約打造了一個可信的執行環境，最終解決了人們在進行自動化交易時的信任與協作問題。
圖5區塊鏈的使用場景：
使得智能合約（自動化交易）成為可能
當區塊鏈遇上多表合一：有所為有所不為
通過上面兩個部分，我們已經初步地了解了多表合一目前所面臨的發展瓶頸，以及區塊鏈的原理和作用，那么，多表合一與區塊鏈之間存在哪些結合點呢？區塊鏈是否能夠為多表合一提供哪些解決方案呢？
要回答這個問題，我們首需要將上面兩部分提到的多表合一的兩大行業痛點、以及區塊鏈的技術特性進行綜合的匯總與分析。
我們先來看第一個痛點，也就是是表計側的在進行數據采集時，各類表計之間智能化程度和信道標準的差別特別大，難以進行統一的采集和傳送。實事求是地說，在這方面，“區塊鏈+智能合約”的組合并不能起到太大的作用，因為這一環節的瓶頸主要在于通信技術方面的硬性門檻，而“區塊鏈+智能合約”所能夠改善的是各方在生產關系上的利益協調問題，對于其他領域的物理、化學、通信等技術短板則無能為力，也許未來，區塊鏈會營造出一些商業模式的創新，從而彌補某些技術短板的情況（例如通過共享充電寶來“延長”手機續航能力），但就目前的情況來看，在多表合一的技術性門檻上，區塊鏈確實沒有太好的解決方案。
第二個痛點，是用戶側統一向電網繳費后，電網公司再將相關的費用分發給水、氣、熱等其他單位，從而引發的資金沉淀以及數據保密問題。在這方面，“區塊鏈+智能合約”可以起到一定的作用，事實上，區塊鏈在實體經濟中最早的試點應用就是金融機構間的資金清結算業務，所以相關的解決方案還是相對比較成熟的。
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首先來看資金沉淀問題，“區塊鏈+智能合約”解決這一問題的方法如下：編寫一個自動分賬的智能合約程序，當用戶向這個智能合約所提供的支付入口（如微信公眾號等）繳納水電氣熱的費用時，智能合約會按照表計上的計數，以及其所處的階梯價位，將各單位應得的資金自動分配到各自的賬戶之上，例如：某用戶繳納了100元的費用，其中有20元屬于自來水公司、30元屬于燃氣公司，因此，在向平臺繳費的瞬間，智能合約便會將其中的20元自動轉到自來水公司為平臺提供的銀行賬戶上，30元轉到燃氣公司賬戶上，整個分賬過程由計算機快速完成，完全避免了原來資金因沉淀在電網公司處所引發的現金流問題。
圖7“區塊鏈+智能合約”參與后的多表合一支付方式
而在數據保密方面，正如我們之前所提到的，在這個自動分賬的智能合約過程中，所有的交易數據全部被記錄到區塊鏈中。而這些交易的信息，則是經過了嚴格的非對稱加密，只有持有私鑰（可以簡單理解為密碼）的單位才能查看交易的數據，例如：熱力公司的數據，只有持有私鑰的熱力公司才能在解鎖后看到，而水、電、氣等其他單位、以及構建這個平臺的技術方都無法查看或是破解。需要指出，區塊鏈雖然是一種分布式數據庫，但其“數據錄入”的過程實際上并非由人工記錄，而是全部由機器自動完成，因此在記錄的過程中不會像某些讀者所想像的那樣，會因為分布式存儲而出現信息的泄露。
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從上面的分析我們可以看出，在多表合一的領域，區塊鏈無法覆蓋所有的行業痛點，但它確實是這個行業一個重要的組成部分與解決方案。事實上，作為物聯網重要的組成部分、以及工業能源領域最為前沿的垂直領域之一，表計行業與區塊鏈可以結合的地方還有很多，其中既包括一些間接的結合，也包括一些直接的結合，而落地的場景既包括一些通用業務的場景，也有一些專業業務的場景。筆者今天所提到的案例，只是其中的冰山一角，未來更廣闊的應用場景，還需要各位從業者們去進一步探索、發現與落地。
