區塊鏈在危險貨物道路運輸中的應用探索

鄭鳳飛，黃 濤，劉春芽

（蘭州朗青交通科技有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著經濟的發展，危險貨物道路運輸的需求增長迅速，危險貨物道路運輸因潛在的高風險性也成為各級管理部門的監管重點。區塊鏈是使用密碼學保證傳訪問和傳輸安全，由不同各方共同維護，具有難以篡改、防止抵賴、公開透明等特征的信息技術。基于這些特征，憑借區塊鏈獨有的信任機制，區塊鏈在未來發展數字經濟中具有廣闊的應用空間。

目前，全國約有30 個省市發布了區塊鏈相關政策文件，用于指導區塊鏈發展的產業鏈布局[1]。區塊鏈技術的應用場景從電子存證、產品溯源、存證防偽、政務民生等領域不斷深入，但各類應用的模式仍在演進，區塊鏈的應用仍處在較初級階段，仍需不斷探索[2]。

本文以前沿技術區塊鏈為驅動，針對在危險貨物道路運輸場景中，貨物從交付到運輸的鏈條存在中間環節信息不透明的情況，當發生重大安全問題時，應急處置的信息未實現跨部門共享，協同處置困難等問題，開展區塊鏈在危險貨物道路運輸中的應用研究，對于探索區塊鏈新技術與交通行業的深度融合，保障危險貨物安全運輸具有深刻意義。

1 危貨運輸現狀分析

道路危險貨物運輸因潛在的高風險性是政府部門監管的重點和難點，也受到全社會高度關注，國家行業監管部門高度重視利用信息化手段提升危險貨物安全監管水平。2019 年11 月，交通運輸部、工業和信息化部、公安部、生態環境部、應急管理部、國家市場監督管理總局聯合發布《危險貨物道路運輸安全管理辦法》用于加強危險貨物道路運輸安全管理，預防危險貨物道路運輸事故。目前，多地已建設危險貨物道路運輸安全監管系統，有效解決了危險貨物道路運輸行業監管手段落后、專業化程度低等問題，但還存在如下問題：①信息化孤島問題。由于道路運輸所涉及的數據分布在各個不同的行業廳局，交通運輸行業內部的數據雖然已經實現了內部匯聚，但工信、公安、生態環境、監管等其他部門的相關信息無法實現可信共享，有些仍需手工錄入，數據真實性、規范性、及時性都無法有效保證。②信息安全問題。無法保障運輸數據存儲安全，傳統的道路運輸平臺的后臺只有一個中心化數據庫存儲道路運輸業務數據，存在遭受攻擊后恢復困難的問題，且違規錄入也不會留痕，數據安全難以有效保障。③信息共享問題。跨部門的信息共享存在瓶頸，傳統數據共享手段在數據真實性、可靠性、及時性保障方面也存在不足。④協同監管信息問題。跨部門協同監管信息的抄告（黑名單等）依靠傳統的文件傳遞方式，效率低下，時效性很難保證，轉錄也存在困難。

2 區塊鏈技術架構

2.1 區塊鏈系統架構

雖然不同區塊鏈在具體實現上互不相同，但是架構存在一定的共性，區塊鏈系統可以劃分為基礎設施、核心功能、操作運維、系統管理、應用管理等幾個部分[3]。其中，底層的基礎設施層為上層提供算力、存儲和網絡資源，是區塊鏈的基礎保障層；基礎組件層主要提供數據庫、密碼庫和通信機制；賬本層負責交易的合法性驗證及收集和打包；共識層主要用于保證各節點數據的一致性；智能合約層主要用于將業務邏輯以代碼的形式實現，幫助用戶與區塊鏈進行交互；接口層主要負責完成功能模塊的封裝，為上層應用提供簡潔的調用接口；操作運維層負責日常運維工作；系統管理層主要負責對體系結構中其他部分進行管理，區塊鏈系統架構圖如圖1 所示。

圖1 區塊鏈系統架構圖

2.2 區塊鏈服務BaaS 的總體架構

區塊鏈服務BaaS（Blockchain as a Service）是一種能夠幫助用戶創建區塊鏈網絡并管理和維護的技術服務平臺，具有方便易用、快速部署等特點，能夠降低開發成本，減少用戶的使用難度。區塊鏈BaaS 服務的總體架構如圖2 所示，包括服務管理平臺和服務運行態，管理平臺主要有資源管理、區塊鏈管理和平臺管理，區塊鏈服務運行態主要包括應用層、業務層、區塊鏈基礎層和資源層。

圖2 區塊鏈服務BaaS 的總體架構圖

3 危險貨物運輸中區塊鏈的應用場景

針對危險貨物道路運輸監管信息化系統存在的問題，結合區塊鏈技術高度安全、不可篡改、透明共享的特點，分析危險貨物運輸中區塊鏈的應用場景，在BaaS 平臺上測試創建聯盟鏈，再在聯盟鏈上生成交通運輸、公安、工業和信息化、應急管理、生態環境、市場監管等節點，在交通運輸節點上傳測試數據，并將數據共享。應用區塊鏈進行數據的加密與防篡改處理，形成數據的匯聚中心，其他節點通過平臺獲取權威的數據，確保數據的同步同源，保證數據的真實性與準確性，進行數據的共享共用。

3.1 運單信息入鏈存證

運單信息是運輸過程中重要的憑證和信息，建立基于運單信息存證“聯盟鏈”的可信基礎信息庫，將詳細記錄運輸途中危險貨物品種、數量、危害等信息的電子運單信息上鏈實現運單信息查詢、運單驗證功能。運單入鏈存證能夠有助于運輸企業和各級監管部門按照貨物危險等級進行重點監控，防止運單信息被偽造和篡改，實現對監管資源的有效配置，避免重特大事故發生；其次電子運單可以為應急處置各參與方提供詳實、準確的貨物信息，能夠保證在事故發生后及時采取合理的措施，最大限度降低事故損失和災害影響程度。運單信息入鏈存證示意圖如圖3 所示。

圖3 運單信息入鏈存證示意圖

3.2 車輛運輸管理

應用區塊鏈技術，對運輸過程中貨物、車輛、人員等信息進行加密處理，并存儲在區塊鏈上，方便對后期數據進行比對。裝貨發車前將承運人、托運人、裝貨人、收貨人、始發地、目的地、編號、品名、包裝及規格、數量等信息存儲在區塊鏈上，為后期監管核查提供基礎保障。運輸過程中針對運輸車輛安全、車速、車輛定位等信息，使用區塊鏈進行實時加密處理，防止篡改。收貨前，進行貨物盤點檢查，通過與區塊鏈上保存的裝車數據進行比對，對異常數據進行預警處理。

3.3 車輛定位管理

應用區塊鏈技術，對車輛動態定位數據進行區塊鏈加密處理，使得數據安全可靠、不可篡改。車輛定位數據包括行駛速度信息、車輛安全信息，車輛位置信息，將車輛定位數據實時上傳至存證平臺，并與預設車速進行比對，實時監測車速，并根據預設預警值進行動態監管，出現異常可以及時預警，并反饋給相應單位，如車輛超速將反饋公安，車輛安全預警將反 饋給應急部門。

3.4 數據共享

通過區塊鏈平臺實現與公安、工業和信息化、生態環境、市場監管、應急管理等部門的數據共享交互，應用區塊鏈進行數據的加密與防篡改處理，形成數據的匯聚中心，各部門通過平臺獲取權威的數據，確保數據的同步同源，保證數據的真實性與準確性，進而進行數據的共享共用。可查詢的數據包括企業基本信息查詢、從業人員基本信息查詢、罐車罐體基本信息查詢及罐式集裝箱基本信息查詢。

3.5 證件監管

將各類證件進行電子化，實現證件信息的鏈上管理和查詢，并通過區塊鏈的可追溯性使得電子證件使用的每一步記錄都被留存，確保一切操作都有跡可循，提高可信度和真實性，同時對各類證件的有效日期、是否合格等進行篩查，在證件有效期到期前進行提示。日常的運輸證件包括交通部門核發的運輸許可證、公安機關核發的劇毒化學品道路運輸通行證、民用爆炸物品運輸許可證、煙花爆竹道路運輸許可證、放射性物品道路運輸許可證或者文件等。

3.6 危貨運輸數據可視化展示

面向行業管理部門，實現對危險貨物道路運輸行業狀況的監測，借助大數據技術分析展示本省危險貨物道路運輸分布情況，輸出可視化圖表，支持數據可視化及數據穿透功能（上鉆、下鉆）。主要功能應包括運輸企業統計分析、從業人員統計分析、專用車輛統計分析、罐車罐體統計分析、罐式集裝箱統計分析及主要運輸線路統計分析。

4 結束語

傳統的危貨運輸系統是中心化的系統，運營過程復雜、成本高、效率低、安全隱患大，本文基于區塊鏈技術的特點、技術架構和應用領域，分析了區塊鏈在危險貨物道路運輸中運單信息入鏈存證、車輛運輸管理、車輛定位管理、數據共享及證件監管的應用場景。從理論角度，區塊鏈技術在危險貨物道路運輸中應用對于保障危險貨物安全高效運輸具有重要意義，且具有以下優點：①區塊鏈多方共建，危險貨物運單等信息將通過多方記錄確認核實，不可篡改，所有數據都可進行安全的訪問和存儲；②數據真實透明，可實時更新，可完整追溯；③通過區塊鏈底層技術的連通，能夠實現多方對整個運輸過程的協同監管；④區塊鏈上的全流程交易歷史記錄均可被審計，滿足政策和監管的要求；⑤真實、高效的跨部門信息溝通，為協同監管、應急處置提供完善的信息支撐。但是，區塊鏈建設需要投入較大成本，且目前交通行業對區塊鏈技術的發展尚未形成統一的認識，缺乏行業性的頂層設計和推進路線，所以在短期內無法形成大規模的應用態勢。