权利要求
1.
矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，包括数据采集模块、区块链可信存证模块、动态储量核算模块以及盗采溯源分析模块;
所述数据采集模块部署于矿区作业面、运输通道及边界区域，数据采集模块包括振动
传感器、GNSS定位模块、高清摄像头及矿石称重单元，数据采集模块用于实时采集机械振动频率、设备坐标、作业影像及矿石重量数据;
所述区块链可信存证模块由矿权方节点、监管机构节点及第三方审计节点组成，对数据采集模块采集到的数据分级加密上链，区块链可信存证模块包括数据层、网络层、合约层及应用层;
所述动态储量核算模块包括矿石品位分析单元和开采进度匹配单元，所述动态储量核算模块连接地质数据库与卫星遥感接口，在接收到分级加密上链的数据后，通过矿石品位分析单元和开采进度匹配单元计算实时资源消耗量，并基于三维地质模型动态更新区块资源储量;
盗采溯源分析模块包括异常行为检测单元和证据链生成单元，当振动传感器监测到未规划区域震动信号或摄像头识别非法设备时，自动调取关联的GNSS轨迹、称重记录及时间戳数据，通过智能合约生成包括数据哈希值、设备ID及地理围栏越界记录的加密溯源报告。
2.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述振动传感器具有宽频带加速度计，监测爆破、钻探及运输振动波形，并通过频谱特征库识别设备类型。
3.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述GNSS定位模块集成RTK差分定位单元，在矿区基准站辅助下实现厘米级设备轨迹追踪，定位数据压缩加密后上传到区块链。
4.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述高清摄像头具有红外热成像镜头与AI识别
芯片，在夜间环境下自动提取运输车辆车牌号、设备编号及矿石堆体积参数。
5.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述区块链可信存证模块的合约层内置储量核验智能合约，当动态储量核算模块输出的单日消耗量超过开采许可证阈值时，自动冻结相关矿区的数据写入权限并推送告警至监管节点。
6.根据权利要求5所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述储量核验智能合约关联矿权登记数据库，将开采计划分解为日级许可量，通过比对链上称重单元的加密数据包实现超采行为实时拦截。
7.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述动态储量核算模块通过卫星遥感接口获取月度地表形变数据，采用InSAR技术反演地下资源体积变化量，与传感器数据加权融合后修正三维地质模型储量值。
8.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，所述盗采溯源分析模块的证据链生成单元调用零知识证明协议，在不泄露原始数据的前提下向监管方提供振动频谱图、设备轨迹与视频片段的交叉验证结果。
9.根据权利要求1所述的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，其特征在于，还包括可视化监管终端，可视化监管终端用于动态展示各矿区资源储量热力图、设备分布状态及盗采风险预警等级。
说明书
技术领域
[0001]本申请涉及溯源系统技术领域，具体涉及矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统。
背景技术
[0002]由于矿产资源大多位于地下，核算其储量并不容易，现有技术中高度依赖周期性人工勘察与静态地质报告的模式导致数据更新严重滞后，且易受勘察人员主观判断影响，使得政府监管部门与矿山企业难以实时掌握资源动态变化。同时，传统纸质台账与中心化数据库存在数据易篡改的安全隐患，一旦发生盗采行为，难以通过完整、不可篡改的证据链追溯非法开采源头，给资源保护与管理带来极大困难。
[0003]尽管区块链技术在数据防伪与溯源方面展现出显著优势，但现有应用方案未能有效解决与矿山物理世界作业数据的深度融合问题，无法将振动监测、位移测量、图像识别等传感设备采集的实时数据，与矿产资源消耗量进行动态关联分析。因此，亟需一种矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统。
发明内容
[0004]为此，本申请提供矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，以解决现有技术存在的难以通过完整、不可篡改的证据链追溯非法开采源头的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0006]矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，包括数据采集模块、区块链可信存证模块、动态储量核算模块以及盗采溯源分析模块;
[0007]所述数据采集模块部署于矿区作业面、运输通道及边界区域，数据采集模块包括振动传感器、GNSS定位模块、高清摄像头及矿石称重单元，用于实时采集机械振动频率、设备坐标、作业影像及矿石重量数据;
[0008]所述区块链可信存证模块由矿权方节点、监管机构节点及第三方审计节点组成，对数据采集模块采集到的数据分级加密上链，区块链可信存证模块包括数据层、网络层、合约层及应用层;
[0009]所述动态储量核算模块包括矿石品位分析单元和开采进度匹配单元，所述动态储量核算模块连接地质数据库与卫星遥感接口，在接收到分级加密上链的数据后，通过矿石品位分析单元和开采进度匹配单元计算实时资源消耗量，并基于三维地质模型动态更新区块资源储量;
[0010]盗采溯源分析模块包括异常行为检测单元和证据链生成单元，当振动传感器监测到未规划区域震动信号或摄像头识别非法设备时，自动调取关联的GNSS轨迹、称重记录及时间戳数据，通过智能合约生成包括数据哈希值、设备ID及地理围栏越界记录的加密溯源报告。
[0011]优选地，所述振动传感器具有宽频带加速度计，监测爆破、钻探及运输振动波形，并通过频谱特征库识别设备类型。
[0012]优选地，所述GNSS定位模块集成RTK差分定位单元，在矿区基准站辅助下实现厘米级设备轨迹追踪，定位数据压缩加密后上传到区块链。
[0013]优选地，所述高清摄像头具有红外热成像镜头与AI识别芯片，在夜间环境下自动提取运输车辆车牌号、设备编号及矿石堆体积参数。
[0014]优选地，所述区块链可信存证模块的合约层内置储量核验智能合约，当动态储量核算模块输出的单日消耗量超过开采许可证阈值时，自动冻结相关矿区的数据写入权限并推送告警至监管节点。
[0015]优选地，所述储量核验智能合约关联矿权登记数据库，将开采计划分解为日级许可量，通过比对链上称重单元的加密数据包实现超采行为实时拦截。
[0016]优选地，所述动态储量核算模块通过卫星遥感接口获取月度地表形变数据，采用InSAR技术反演地下资源体积变化量，与传感器数据加权融合后修正三维地质模型储量值。
[0017]优选地，所述盗采溯源分析模块的证据链生成单元调用零知识证明协议，在不泄露原始数据的前提下向监管方提供振动频谱图、设备轨迹与视频片段的交叉验证结果。
[0018]优选地，还包括可视化监管终端，可视化监管终端用于动态展示各矿区资源储量热力图、设备分布状态及盗采风险预警等级。
[0019]相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0020]本发明通过矿区内分布式部署的振动传感器、定位装置及视频监控节点，实时采集机械作业强度、矿石运输轨迹与开采面变化数据，结合沉降监测与地质模型修正，使储量核算精度提升;
[0021]区块链存证确保所有操作记录不可篡改，并利用智能合约自动比对开采计划与实际消耗量，当检测到异常震动信号或未授权区域活动时，自动触发多源数据融合分析，生成包含时间戳、地理位置及关联设备的盗采证据包，以便于对盗采的信息进行溯源追踪。
附图说明
[0022]图1为本申请的矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统的模块图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
[0024]如图1所示，本申请公开了矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统，包括数据采集模块、区块链可信存证模块、动态储量核算模块以及盗采溯源分析模块;
[0025]所述数据采集模块部署于矿区作业面、运输通道及边界区域，数据采集模块包括振动传感器、GNSS定位模块、高清摄像头及矿石称重单元，用于实时采集机械振动频率、设备坐标、作业影像及矿石重量数据;
[0026]所述区块链可信存证模块由矿权方节点、监管机构节点及第三方审计节点组成，可采用PBFT共识机制对数据采集模块采集到的数据分级加密上链，区块链可信存证模块包括数据层、网络层、合约层及应用层，所有数据经加密后上传至区块链可信存证模块，由矿权方、监管机构及审计节点组成的联盟链通过PBFT共识验证数据真实性并分级存储;
[0027]所述动态储量核算模块包括矿石品位分析单元和开采进度匹配单元，所述动态储量核算模块连接地质数据库与卫星遥感接口，在接收到分级加密上链的数据后，通过矿石品位分析单元和开采进度匹配单元计算实时资源消耗量，并基于三维地质模型动态更新区块资源储量，动态储量核算模块调用链上数据，结合地质数据库的矿体模型和卫星遥感接口的形变数据，通过矿石品位分析单元计算资源消耗量，利用开采进度匹配单元动态更新区块储量;
[0028]盗采溯源分析模块包括异常行为检测单元和证据链生成单元，当振动传感器监测到未规划区域震动信号或摄像头识别非法设备时，自动调取关联的GNSS轨迹、称重记录及时间戳数据，通过智能合约生成包括数据哈希值、设备ID及地理围栏越界记录的加密溯源报告。
[0029]当振动传感器检测到未授权区域震动或摄像头识别非法设备时，盗采溯源分析模块立即激活：异常行为检测单元调取关联的定位轨迹、称重记录及时间戳，证据链生成单元通过智能合约融合多源数据，生成含地理围栏越界记录、设备ID及数据哈希值的加密溯源报告推送至监管方。
[0030]所述振动传感器具有宽频带加速度计，以200Hz(或其他数值)采样率监测爆破、钻探及运输振动波形，并通过频谱特征库识别设备类型。通过预置的频谱特征库(含液压锤、凿岩机等设备)，实时匹配振动源设备类型。当检测到未登记设备特征频谱或非作业时段异常震动时，自动标记为盗采嫌疑信号并触发定位追踪，进而解决传统振动监测无法识别设备身份的问题，提升了盗采行为判别准确率。
[0031]所述GNSS定位模块集成RTK差分定位单元，在矿区基准站辅助下实现厘米级设备轨迹追踪，定位数据压缩加密后上传到区块链，定位数据每10秒打包为轻量化数据包，经加密后上传至区块链可信存证模块的网络层，通过压缩时空戳、经纬度及高程数据，可以有效降低区块链存储负载。
[0032]所述高清摄像头具有红外热成像镜头与AI识别芯片，在夜间及低光照的环境下自动提取运输车辆车牌号、设备编号及矿石堆体积参数。
[0033]所述区块链可信存证模块的合约层内置储量核验智能合约，当动态储量核算模块输出的单日消耗量超过开采许可证阈值时，自动冻结相关矿区的数据写入权限并推送告警至监管节点。
[0034]动态储量核算模块输出的实时消耗量数据上链后，智能合约自动比对称重单元加密数据包中的矿石累计量，当连续2小时超阈值15%时，立即冻结该矿区传感器数据写入权限，并向监管机构节点推送含区块链高度、违规时间段的告警事件。
[0035]所述储量核验智能合约关联矿权登记数据库，将开采计划分解为日级许可量，通过比对链上称重单元的加密数据包实现超采行为实时拦截。
[0036]当称重单元上传的加密数据包经节点验证后，智能合约执行三步核验：1)解密当日矿石总重量;2)匹配矿权证号对应许可量;3)若超量则调用运输通道道闸控制接口强制落杆。该机制实现了物理世界与链上数据的闭环管控，杜绝了人为超采瞒报。
[0037]所述动态储量核算模块通过卫星遥感接口获取月度地表形变数据，采用InSAR技术反演地下资源体积变化量，与传感器数据加权融合后修正三维地质模型储量值，将反演结果与传感器网络实时采集的矿石重量、品位数据按7：3权重融合，驱动三维地质模型的块体模型更新，避免了单一传感器数据易受作业干扰的问题，使储量核算误差率降低。
[0038]所述盗采溯源分析模块的证据链生成单元调用零知识证明协议，在不泄露原始数据的前提下向监管方提供振动频谱图、设备轨迹与视频片段的交叉验证结果。监管方输入盗采事件的区块链高度，系统输出包含振动频谱哈希值、设备轨迹拓扑关系及视频片段帧校验码的证明包。验证方可通过链上智能合约验证：1)传感器数据未被篡改;2)多源数据时空关联性成立;3)设备越界行为存在。而且全过程不传输原始视频/坐标数据，满足了矿企商业机密保护需求。
[0039]还包括可视化监管终端，可视化监管终端用于动态展示各矿区资源储量热力图、设备分布状态及盗采风险预警等级。
[0040]以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述;这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
说明书附图(1)
声明：
“矿产资源储量区块链动态核算与盗采溯源系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：北京新兴华安智慧科技有限公司
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