基于區塊鏈技術的冷鏈物流體系構建研究

李斯維 李軍祥

摘要：我國的區塊鏈產業正在發展，區塊鏈技術本身所具有的去中心化、安全透明、可追溯等特點決定了其在數字經濟時代不可撼動的地位。通過分析我國冷鏈物流體系現狀及面臨問題，構建了“區塊鏈+冷鏈物流”的平臺模型，并從三個方面給出了“區塊鏈+冷鏈物流”的優勢。最后對區塊鏈在冷鏈物流應用面臨的問題進行剖析，以期能夠為冷鏈物流應用領域的相關研究提供參考。

關鍵詞：區塊鏈；冷鏈物流；監控；數據可視化

★基金項目：國家自然科學基金項目（No. 71572113）； 國家自然科學基金匹配項目（No. IP163030032019KJFZ048）。

引言

隨著我國農業經濟的不斷發展，人們對農副產品需求以及質量要求越來越高，又由于農副產品本身具有易腐、對溫度和時間敏感等問題。因此在運輸過程中需要嚴格的冷鏈物流運輸，若運輸期間存在操作不當，不僅會造成一定的經濟損失，甚至還有可能導致食品安全隱患。另外，目前冷鏈運輸過程數據不透明，個別不法物流企業可能會為了節省運輸成本，在運輸過程中間歇性的關掉制冷設備，造成物流運輸過程中的冷鏈斷鏈[1]。

1、區塊鏈技術及其優勢

1.1 概念

區塊鏈本質上是一種存儲和訪問數據的綜合性的計算機技術。其由塊鏈式結構組成，每個“塊”存儲一組有限的數據，“鏈”則用來按順序固定所有塊。當前數據集內容是通過跟蹤從第一個塊到（當前）最后一個塊的鏈并解析每個塊中的數據來確定的。因此，區塊鏈不僅能夠保存當前的數據集，還能保存完整的交易歷史。但是，與傳統的數據庫或紙質分類賬相比，區塊鏈的基礎構架和計算方式具有許多優勢。

1.2 區塊鏈技術優勢

區塊鏈技術具有去中心化、安全透明、智能合約、可追溯等特點[2]。其分布式特性保證了每個節點擁有均等的權利和義務，單個節點對整體影響會非常小，從而形成去中心化的可信任的系統。而且滿足安全性和所有權驗證的需求。同時，通過可變幻的編程程序實現合約智能化，保障約定的可靠執行，避免篡改、抵賴和違約。區塊鏈技術還能保證數據傳入平臺后，不能更改記錄，其部署的各種計算算法和方法確保了數據庫上的記錄是永久的，而且按時間先后的順序排列，并且可供平臺上所有其他用戶查看。

2、我國冷鏈物流發展中存在的問題

目前我國冷鏈物流基礎設施建設尚不完善，冷鏈物流行業的基礎設施建設與一些發達國家相比還存在著非常大的差距，雖然國家已經制定了一系列的發展原則以及相關的行業標準，但是由于資金量投入以及行業體系問題等原因，其發展速度尚且一般[3]。其次，冷鏈物流關聯采購、生產、銷售等各項環節，相關企業因業務關系會產生信息交互和共享需求，但由于各方利益出發點不同，相互間會受時間、成本、服務等因素影響產生不同的需求，可能會出現操作人員為了某種不正當的利益，修改、編造自身環節數據庫中的數據，導致追溯環節無法尋找到出現問題的環節，難以保證其余各方的正當利益。最后，現有冷鏈物流模式下，各方信息分布在各自的數據庫中，造成了數據無法及時交互、溝通效率低下、信息核對出現問題，從而導致部分工作環節紊亂，金融審計成本大幅增加。

基于上述狀況，區塊鏈技術的興起帶來了新的思路，且目前“區塊鏈+冷鏈物流”的研究尚不多見。因此，本文就區塊鏈結合冷鏈物流體系能夠帶來什么樣的優勢進行分析，嘗試探討“區塊鏈+冷鏈物流”能否給消費升級的中國生鮮市場帶來更大的便利。

3、“區塊鏈+冷鏈物流”應用優勢

3.1 供應鏈體系信任保障的優勢

確保冷鏈物流體系中各方安全認證極其重要，區塊鏈的技術特點能夠很好地滿足其供應鏈信任安全體系的構建，降低構建成本，確保供應鏈流程的無縫安全對接（如圖1所示）。

首先采用ChainSQL分布式數據庫[4]構建平臺底層，然后根據區塊鏈技術特性，在區塊鏈系統平臺上為用戶建立信任關系并相互監督。例如：食品廠通過智能合約子系統向原材料供應商發布信息，交易信息存儲到網絡的“區塊”中，然后通過區塊進行全網廣播，各成員核實交易真實無誤后，原材料供應商通過私鑰加密，提交己方認證后的標識碼將物品流轉信息寫入區塊鏈數據庫中。雙方確認“交易”時，兩節點之間通過智能合約簽訂協議并通過密鑰進行數字簽名。鏈上的數據存在不可篡改和時間戳的存在性證明的特質能很好地運用于解決供應鏈體系內各參與主體之間的糾紛，實現輕松舉證與追責。

3.2 數據可視化監管的優勢

通過物聯網智能感應裝置的使用給冷鏈物流的監管方式帶來了新的發展方向，從原材料運輸開始，每個環節的各項關鍵數據指標信息都能夠通過物聯網智能感應裝置存儲到區塊中，然后每個環節生成的區塊再被鏈上各方確認后，按照時間順序鏈接到一起，被永久記錄且不能篡改。避免了傳統電子或人工檢測中出現的數據造假或數據冗余等問題，使得農副產品從原材料到消費者購買期間全程自動化及數字化的檢測跟蹤，讓消費者買的放心，吃得安心。若某一環節出現問題，需經鏈上各方人員共同協商處理，所有處理信息都被完整記錄到主鏈當中去。

通過這一技術，從物流企業角度來看可以提高車輛使用效率，減少了對人工調度員的需求，增加了物流服務的效益。而消費者通過區塊鏈系統平臺實現自主追蹤及驗證貨物的詳細信息，提升了體驗的滿意度。紙質化辦公不僅占用了大量員工時間，同時由于人工因素，很可能會造成數據統計上的錯誤。區塊鏈技術在冷鏈物流體系中的應用促進了無紙化辦公的發展，數據交互全都通過掃碼進行、電腦操作，無需紙質化檔案進行備份，為鏈上各方節約時間的同時降低了員工因失誤出現錯誤的可能。

3.3 二者天然耦合性的優勢

首先，區塊鏈網絡中，數據由鏈上各方共同努力維護，并非傳統模式中由某一方對數據進行獨立維護，這正體現了區塊鏈技術的“去中心化”的特性。而冷鏈物流牽扯到供應鏈體系中制造商、供應商、分銷商、零售商和客戶等多主體通過信息共享以實現資源共享的多元化、多層次、多功能鏈式組織[5]。

其次，區塊鏈技術所具備的防篡改、溯源、安全透明等特性及供應鏈各方和冷鏈物流信息數據從采集、交易、流通到計算分析的全過程得以完整存儲在區塊中，能夠解決供應鏈中核心企業信用不能向多級供應商以及零售商傳遞問題。同時針對目前大數據應用問題，準確的數據傳遞更有利于解決“信息孤島”，通過基于區塊鏈技術的冷鏈物流平臺建立數據橫向與縱向交互機制，穿透傳統的底層技術，逐步推動形成基于全球化的數據交易場景。

4、結語

目前，區塊鏈技術在實際應用的落地的項目尚不多見，仍需要大量的理論研究和實驗結論作為支撐。但是在全球新一輪的科技和產業變革中，區塊鏈技術以其特有的優勢能給冷鏈物流領域的發展注入新一輪的強大動力。本文提出應用區塊鏈技術的冷鏈物流體系，以期能通過“區塊鏈+冷鏈物流”的形式為我國冷鏈物流行業更好的發展提供參考。

參考文獻：

[1] 張凱，陳令芳，張恒，等.基于STM32的冷鏈物流監測系統的設計[J].現代電子技術， 2018，41（4）：23-26

[2] 袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016， 42（4）： 481-494.

[3] 鮑長生.冷鏈物流運營管理研究[D]. 同濟大學， 2007.

[4] Muhammad M， Qiang Q， Bulat N. Renovating blockchain with distributed databases： An open source system[J]. Future Generation Computer Systems，90（2019）：105-117

[5] 汪傳雷，萬一荻，秦琴等.基于區塊鏈的供應鏈物流信息生態圈模型[J].情報理論與實踐， 2017（07）：119-125.

作者簡介：

李斯維，上海理工大學碩士研究生，研究方向：供應鏈管理、區塊鏈；

李軍祥，副教授，博士（后），博導，就職于上海理工大學管理學院，研究方向：管理科學與工程。