區(qū)塊鏈在應急物流物資保障體系構建中的應用

陳端玉　黃文霞

摘? 要： 我國應急物流物資保障體系在近兩年的重大突發(fā)事件中暴露出有待完善之處。采用區(qū)塊鏈技術構建應急物資保障體系，重點建設信息記錄管理和物資調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)信息記錄、溯源、供需匹配等功能，以期在一定程度上解決應急物資質量無法保障、供需不匹配等問題。

關鍵詞： 區(qū)塊鏈; 應急物流; 應急物資; 體系構建

中圖分類號：F252.1? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）02-55-03

Application of blockchain in the construction of emergency

logistics material guarantee system

Chen Duanyu， Huang Wenxia

（Guilin University of Aerospace Technology， Guilin， Guangxi 541000， China）

Abstract： China's emergency logistics material guarantee system has exposed some deficiencies to be improved in the major emergencies in recent two years. The blockchain technology is used to build the emergency material guarantee system， focusing on the construction of information record management and material dispatching management systems， so as to realize the functions of information record， traceability and supply-demand matching， in order to solve the problems such as the quality of emergency materials cannot be guaranteed and the mismatch between supply and demand to a certain extent.

Key words： blockchain; emergency logistics; emergency material; system construction

0 引言

由于近年我國地震、洪澇災害、疫情等事件頻發(fā)。我國從2003年開始重視應急物流體系的建設，在應急物流的工作中取得了一些成績。但是由于突發(fā)性事件的不可預估及突發(fā)性，如新冠疫情期間的一封封求救信，河南洪澇災害中一篇篇緊急擴散的文章，均暴露出我國應急救援體系尚未成熟。

自2003年起國內(nèi)外學者都對應急物流體系建設進行了研究。顧冬、王菲和于洋從供應鏈視角構建應急物流體系[1-2]。楊倩、白秋穎和高巖以城市應急物流體系為研究對象，提出一系列優(yōu)化城市應急物流體系措施[3-4]，符瑜構建了海南省食品應急物流體系[5]。在區(qū)塊鏈技術應用方面，霍玉蓉通過對區(qū)塊鏈與應急物流的契合度進行可能性分析得出耦合性較高，區(qū)塊鏈技術可以促進應急物流的發(fā)展[6]。王琳應用區(qū)塊鏈技術構建應急物資社會捐贈體系，解決信息不對稱造成的信任問題[7]。方銘遠通過分析在疫情期間區(qū)塊鏈技術在應急物流中的應用得出合理利用區(qū)塊鏈技術能有效提高應急物流效率[8]。鄧秀琴和王爽等人利用區(qū)塊鏈技術構建應急物流體系，解決疫情期間應急物流存在的問題[9-10]。在應急物流體系的研究中，區(qū)塊鏈技術應用在應急物流體系中是具有可行性的，但將區(qū)塊鏈技術應用在應急物流體系構建的研究較少。

1 應急物資保障現(xiàn)狀分析

1.1 供需不匹配

一方面，匹配運輸物資的車輛需要層層溝通，導致物資送達不及時。另一方面，在重大事件發(fā)生后，社會各界紛紛捐款捐物，但由于信息溝通不暢通，供應方根據(jù)經(jīng)驗籌集，造成急需物資送達時間不及時。同時由于信息不暢通，當有多處受災時，物資去向不明確，導致物資與需求不匹配。

1.2 信息不可追溯產(chǎn)生信任問題

在重大突發(fā)事件發(fā)生的背景下，社會各界捐贈的物資有沒有被妥善管理、有沒有順利發(fā)放到需要的人手中，每筆錢款物資的去向都需要公開且可追溯。在湖北疫情期間，湖北紅十字受到社會各界質疑，出現(xiàn)了社會信任問題。

1.3 物資質量無法保障問題

物資對于突發(fā)事件發(fā)生地是至關重要的，物資的運輸配送花費了重大的人力物力，但由于專業(yè)性不夠，例如湖北抗疫期間，醫(yī)用口罩、消毒液和防護衣等專業(yè)性要求極高，市面上有不達標的物資到達醫(yī)院后沒有辦法使用。同時由于食品等物資有保質期的問題，例如在河北抗洪期間，出現(xiàn)了物資到達災區(qū)，為保障物資質量需要人工核對生產(chǎn)日期等信息才能進行進行接收管理的情況。

2 基于區(qū)塊鏈應急物資保障體系

在應急物資保障中應用區(qū)塊鏈，信息上鏈，體系中信息共享，避免供需不匹配，由于區(qū)塊鏈具有數(shù)據(jù)不可篡改可追溯的特性一定程度上保證了信息的真實性、物資質量以及社會信任，同時應用智能合約，不需要人為控制不受人為因素影響，在一定程度上簡化了程序，提高了效率。所以本文基于區(qū)塊鏈技術構建應急物資保障體系，可實現(xiàn)應急物資從供應方到需求方的數(shù)據(jù)記錄，有效解決社會對應急物資去向存疑、信息不對稱、供需不匹配、物資質量參差不齊和響應不及時的問題。

2.1 相關主體分析

在應急物資的保障過程中，包含物資捐贈、物資采購、物資運輸與物資運達交接工作，所以在應急物資大的保障過程中主要的參與主體是公益組織、物資供應方、物資需求方、物資運輸方以及負責各項統(tǒng)籌工作的各級政府部門。其中公益組織包括紅十字會或者社會其他公益組織，物資供應方包含物資捐贈方和物資賣方，物資需求方是各災情發(fā)生地，運輸方是指具有運輸能力的企業(yè)。

2.2 系統(tǒng)架構設計

依托于在保障應急物資過程中信息暢通、真實可追溯、互相信任和簡化流程的需求，將應急物資保障體系分為交互模塊、核心模塊以及基礎模塊三大基本模塊，整體分為應用層、合約層、共識激勵層、網(wǎng)路層和數(shù)據(jù)層。其中應用層主要是進行人機交互，核心模塊主要包含合約層、共識激勵層和網(wǎng)絡層，主要是依托共識機制和合約層等區(qū)塊鏈技術保障數(shù)據(jù)真實可靠、可追溯以及保障全鏈的安全。而數(shù)據(jù)層是對整個應急物資保障過程的數(shù)據(jù)進行采集和存儲，應急物資保障體系架構如圖1所示。

⑴ 應用層，主要是為應急物資保障參與主體提供應急物資信息查詢、應急物資狀態(tài)信息監(jiān)管、應急物資信息追溯和應急物資調(diào)度的服務。

⑵ 合約層，合約中的核心是智能合約，智能合約是參與各方同意的根據(jù)設定條件由計算機自動執(zhí)行的合約。由于智能合約中規(guī)定了各方的權利和義務以及觸發(fā)合約的條件和結果，自動觸發(fā)不受人為控制，在一定程度上簡化了流程。

⑶ 共識機制，共識機制解決區(qū)塊鏈中各個節(jié)點之間的信任問題，是用來協(xié)調(diào)各參與方達成共識達成均能接受的結果的協(xié)作機制，解決了體系中各參與方互相信任的問題。

⑷ 網(wǎng)絡層應用P2P網(wǎng)絡協(xié)議，讓區(qū)塊鏈的所有資源和服務都分布在各個節(jié)點上，進行數(shù)據(jù)的發(fā)布、存儲、檢索和分布式數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)不同主體間的信息的共享。再者網(wǎng)絡層運用RFID等技術可以對應急物資保障過程各環(huán)節(jié)的信息進行收集，保障應急物資在各個環(huán)節(jié)的信息信息暢通和可追溯。

⑸ 數(shù)據(jù)層，在應急物資保障過程中，各個參與主體、各種應急物資以及各個環(huán)節(jié)的信息嚴格區(qū)塊鏈的格式輸入并進行分布式存儲，在數(shù)據(jù)傳輸過程通過加密技術保障信息的安全。

2.3 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡設計

在基于區(qū)塊鏈的應急物資保障體系中，構建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡由各個參與主體作為節(jié)點，共同維護體系。用戶通過客戶端發(fā)送信息存儲或者查詢等請求，Order節(jié)點對所接受的各客戶端的請求進行排序，將排序后的請求廣播給所有節(jié)點，節(jié)點接收信息執(zhí)行請求并將將結果反饋給客戶端，完成一個請求過程，應急物資保障體系區(qū)塊鏈網(wǎng)絡如圖2所示。

2.4 關鍵運作流程分析

在基于區(qū)塊鏈的應急物資保障體系中，根據(jù)信息暢通真實可追溯、供需匹配和物資及時安全到達的需求，主要實現(xiàn)信息記錄管理和物資調(diào)度管理兩大功能，其中在信息記錄管理中主要包括溯源模塊、物資信息記錄模塊和參與主體信息記錄模塊，實現(xiàn)溯源與信息查詢。在調(diào)度管理中主要包括物資供需匹配和配送路徑選擇這兩方面的調(diào)度，主要是實現(xiàn)物資安全快速到達需求方。

在信息記錄管理功能中，主要記錄各種物資信息、各參與主體信息以及各個環(huán)節(jié)信息記錄，各供應方、各公益組織和政府儲備部門將能夠提供的物資的種類、生產(chǎn)日期、數(shù)量、規(guī)格等信息廣播上鏈，體系中的各個用戶將自身的位置與屬性廣播上鏈，同時應急物資保障過程各個環(huán)節(jié)信息進行廣播上鏈，基于信息上鏈存儲能夠實現(xiàn)物資、用戶信息查詢，以及溯源查詢。記錄的具體信息如圖3所示。

在調(diào)度管理功能中，主要實現(xiàn)物資供需匹配和物資配送。具體流程如圖4由需求方發(fā)布物資需求信息，通過智能合約與信息記錄管理中的物資信息進行供需匹配，隨之根據(jù)存儲的運輸方信息通過智能合約進行運輸方匹配選擇。運輸方各環(huán)節(jié)信息進行信息存儲，以實現(xiàn)迅速響應需求方需求，快速安全將貨物送達，在物資送達后，需求方可以通過溯源模塊快速確認物資信息，加快物資派送。

3 總結

我國的應急物資保障體系還有較大的改進空間，區(qū)塊鏈是具有互相信任、信息真實可溯源且不可篡改等特點的技術手段，能在一定程度上符合本文分析的應急物資保障體系的信息安全可靠、真實不可篡改、互相信任和物資質量保證的需求。本文利用區(qū)塊鏈技術構建應急物資保障體系整體架構，主要實現(xiàn)信息記錄管理和物資調(diào)度管理兩大功能，實現(xiàn)物資信息存儲、參與方信息存儲、信息溯源、信息查詢、供需匹配以及運輸方匹配的服務，能夠在一定程度上解決供需不平衡、流程繁瑣響應速度慢、應急物資質量無法保障以及社會信任問題，但本文并沒有就如何具體實現(xiàn)進行進一步的探討，這還需要進行進一步的研究。

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