區塊鏈賦能快遞包裝綠色追溯系統構建研究

王可心 WANG Ke-xin；何雪菲 HE Xue-fei；彭藝璇 PENG Yi-xuan

（湖南工商大學會計學院，長沙 410205）

0 引言

近年來，我國快遞行業飛速發展。國家郵政局數據平臺顯示，我國快遞業務總量連續8 年穩居世界第一[1]。據統計，我國快遞業每年產生超過900 萬噸廢紙和約180 萬噸塑料垃圾，快遞行業產生的包裝廢棄物占生活垃圾的比例高達90%，對生態環境的可持續發展造成極大威脅[2]。針對此現象，2020 年，國務院辦公廳轉發《關于加快推進快遞包裝綠色轉型的意見》。黨的二十大報告明確提出，“倡導綠色消費，推動形成綠色低碳的生產方式和生活方式。”可是目前快遞包裝綠色化的政策實施效果不明顯、企業生產應用快遞綠色包裝不積極、商家推廣力度不夠、消費者認知度不高，快遞包裝綠色發展“堵點”亟需被全面疏解[3]。2021 年5 月，工業和信息化部、中央網信辦印發了《關于加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》，為快遞包裝綠色發展指明了方向。區塊鏈作為新一輪產業變革的核心驅動力[4]，在促進快遞包裝綠色發展中充分發揮其技術優勢，對助力快遞包裝綠色轉型以及快遞產業高質量發展有著十分重要的意義[5]。

本文構建基于區塊鏈技術下的快遞包裝信息資源共享的簡化管理平臺，即快遞包裝綠色追溯系統。該系統通過一物一碼多渠道環節信息關聯，對產品生產、運輸等全過程進行信息化監控，實現對產品的追溯和跟蹤，從而解決傳統快遞包裝箱運行模式下數據分享效率較低的問題。研究有助于促進快遞包裝產業與區塊鏈深度融合，為快遞包裝綠色化參與主體之間的協調和快遞包裝產業綠色轉型提供了參考。

1 快遞包裝綠色發展現狀調查

近年來，我國快遞包裝業務量增長明顯。快遞包裝生產過程中主要使用不可降解、重復利用的包裝材料，具有消耗大、降解難、不環保等特點，導致能源消耗加大、溫室氣體排放增多，給節能減排帶來巨大壓力[6]。據《2021-2030中國快遞業綠色包裝碳減排潛力研究報告》，2020 年若將所有快遞包裝綠色化雖然會導致成本增加187.9 億元，但通過對快遞包裝廢棄物再利用將使快遞包裝廢氣排放量減少36.77 萬噸；通過循環包裝使用，可以降低單次郵寄快遞包裝成本、減少包裝生產和流通環節消耗的能源，促進我國“碳達峰”、“碳中和”等目標的實現。

為深入了解消費者快遞包裝綠色化認知度及主觀意愿、政府實施情況、生產企業應用程度、商家推廣力度等過程中的“堵點”，我們通過問卷調查和深度訪談對快遞包裝綠色轉型的各個相關主體做了調研。首先，隨機選取1300名作為問卷調查對象，收回有效問卷1280 份，以期對消費者快遞包裝綠色化認知度及主觀意愿進行數據分析。參與問卷的消費者性別比例大致相當，分別占比49.50%和50.50%；調查對象來自各年齡段，其中，大部分消費者的年齡位于20~32 歲區間，占比51.81%；調查對象的職業分布在各行各業，有學生、國有企業員工、自由職業者、非國有企業員工、公務員、事業單位員工等；就消費者每月收寄快遞數而言，消費者每月收寄快遞5~10 個的占比最大，為37.60%，其次，有31.30%的消費者每月收寄0~5 個快遞。然后，隨機選取機關機構工作人員2 位、企業員工3 位、菜鳥驛站經營者5 位、物業員工1 位與相關專家學者2 位（共13 位）作為訪談對象，并針對快遞包裝綠色化的了解度、快遞包裝綠色化現狀及其背后的原因等內容對他們進行深度訪談。受訪者的年齡最低為28 歲，最高為55 歲，61.54%是男性，工齡從4~25 年不等。

我們對問卷調查和訪談結果做了深入分析，包括問信度與效度分析，因子分析和多元回歸分析、多重響應分析等，發現：

①“過度包裝”“包裝不到位”“包裝材料可回收率低”“快遞包裝拆解不便”以及“快遞包裝政策（如2021 年發布的《關于加快推進快遞包裝綠色轉型的20 條措施》等）宣傳力度較低”是當前快遞包裝使用的現狀，當下消費者處理快遞包裝大部分的方式仍然是直接丟棄而非回收利用。“消費者環境友好行為”“快遞綠色包裝社會公信力”“消費者對快遞包裝綠色化主觀認識度”對推動快遞包裝綠色轉型有積極作用。

②快遞包裝綠色轉型存在規范標準單一、生產技術老舊、商家理念傳統等問題。

③快遞包裝在生產、銷售、使用、丟棄整個生命周期內單向循環，政府、企業、商家、消費者各主體之間的聯系不夠緊密，快遞包裝回收率低。

2 快遞包裝綠色追溯系統構建

2.1 快遞包裝綠色發展治理路徑

快遞包裝綠色化主要涉及政府、包裝生產商、電商平臺企業、消費者等主體，各主體在經濟效益、環境效益、社會效益的權衡下作出快遞包裝綠色化的決策[7]（江清華，2023）。針對上一部分提到的問題，本文構建了政府、企業、商家、居民（消費者）“四主體同治”，研發、生產、銷售、使用和處置“五環節同建”，理念革新、標準更新、平臺煥新、技術創新、模式出新、管理鼎新“六創新同推”的快遞包裝綠色發展治理路徑。利用區塊鏈、無線射頻識別RFID 等技術，構建了快遞包裝綠色追溯系統，以提高快遞包裝的管理效率，“同鑄同治同建同推”快遞包裝綠色轉型。

2.1.1 “四主體同治”

全鏈條地推進快遞包裝綠色轉型是大勢所趨，此過程中涉及政府、企業、商家、居民四大主題，要把各主體凝聚在一起，建立共同的“綠色化遠景”，共同治理快遞包裝。

政府應充分發揮其宏觀調控作用，對快遞包裝業的研發、生產等環節提供一定的政策支撐和經濟支持。企業應建立基于區塊鏈技術下的快遞包裝追溯系統，形成“線上+線下”結合模式及特色數據庫，提高消費者信任度。商家應積極響應黨的二十大提出的“實現碳中和、碳達峰等目標”的提議，大量使用綠色快遞包裝，并通過精簡包裝流程以及減少膠帶等不可降解材料的使用實現節能減排。通過調研發現，消費者當前對于快遞包裝綠色化相關政策的客觀認知度普遍較低[8]。消費者作為快遞的主要接收者以及信息反饋者，應該主動從“環境認知、感知利息、環保行為”三個方面提高自身對綠色快遞的了解度，積極將相關政策的執行情況及時反饋給政府，助力快遞包裝綠色化。

2.1.2 “五環節同建”

快遞包裝綠色轉型牽涉研發、生產、銷售、使用和處置五環節，在此過程中不僅需要各環節相關部門各司其職，還需相互協作，實現環節之間信息共享，“同建”綠色快遞系統。在研發階段，首先，政府可以出臺相關政策對研發綠色快遞包裝的企業給予一定的政治支撐和經濟支持[9]。其次，企業應加大對綠色快遞包裝的研發投入，積極學習國內外先進技術以實現企業未來價值[10]。最后，商家和消費者應積極反饋使用體驗，推動快遞包裝綠色升級。在生產階段，企業應該提高產品質量和產量，減少次等品造成的大氣污染和資源浪費；結合區塊鏈等先進技術，植入追溯芯片，為相關利益者使用快遞包裝追溯體系提供產品生產的數據信息以及文本信息。在銷售階段，企業在銷售環節應著重宣傳綠色快遞包裝的相關信息，同時可以通過海報、傳單、小視頻等方式提高消費者對快遞包裝綠色化的認知度及其銷售量。在使用階段，商家需嚴格遵守相關政策規定，避免造成過度包裝；使用快遞包裝紙盒等可循環材料，提高快遞包裝的循環利用率；同時可以通過區塊鏈技術下的追溯系統了解快遞包裝綠色化相關信息，及時反饋快遞綠色包裝的優缺點。在快遞包裝處置時，企業應對回收箱中的快遞包裝進行二次分類處置，將其分為可直接回收利用型、需處理后才可二次利用型及不可再次利用型[11]。通過提高快遞包裝回收效率及處理技術，降低處置過程中資源的損耗量及廢氣排放量，促進企業經濟綠色可持續發展。

2.1.3 “六創新同推”

創新是國家發展和民族振興的前提保證，也是快遞包裝順利實現綠色轉型的核心。傳統快遞包裝業的理念、標準、平臺、技術、模式及管理在此過程中已不能起到積極作用[12]。本研究提出理念革新、標準更新、平臺煥新、技術創新、模式出新、管理鼎新“六創新同推”快遞包裝綠色轉型。其中，理念革新是指要以“減量化、可再生、可循環”為發展理念。標準更新指政府可以出臺有關統一快遞包裝標準的政策和措施，在控制快遞包裝纏繞膠帶等不可降解材料的使用限額的同時，規定快遞封套、紙箱等材料的規格尺寸，推動快遞包裝產品實現標準化。平臺煥新和技術創新是指要針對快遞包裝溯源的難題，結合物聯網擁有的互聯功能及區塊鏈去中心化和去信任方式等特性，構建基于區塊鏈技術下的快遞包裝信息資源共享的簡化管理平臺。模式出新是指構建內部協同向綠而行、外部協同向綠優化的“雙循環模式”，提高快遞包裝綠色轉型效率。其中，內部循環是指“四主體”向綠發力，“五環節”向綠而治；外部循環是指理念、標準、技術、平臺互補向綠優化。管理鼎新指利用區塊鏈、無線射頻識別RFID 等技術，構建快遞包裝綠色追溯系統，促進快遞包裝管理效率的提升。

2.2 “區塊鏈＋快遞包裝”系統

本研究利用區塊鏈去中心化和去信任方式等特性，構建有利于實現快遞包裝數據共享多元參與、數據交易高效協同、信息監督追溯的自由“區塊鏈＋快遞包裝”系統。

該系統使用Hyperledger Fabric 搭建（見圖1，Hyperledger Fabric 是一個分布式賬本解決方案平臺，以模塊化架構為基礎，具有高度機密性、彈性、靈活性和可擴展性的特點）。在Hyperledger Fabric 上，通過編寫智能合約，實現快遞包裝業務流程。因選項2 去掉了中間的后端服務，更加透明，因此，根據快遞包裝應用場景，本研究在智能合約平臺開發應用時，選擇選項2，通過Web 應用（Client）集成SDK 直接與區塊鏈合約平臺交互（見圖2）。

圖1 Fabric 架構

圖2 基于合約平臺的應用開發框架圖

2.3 快遞包裝綠色追溯系統

本研究在快遞包裝綠色發展治理路徑、“區塊鏈＋快遞包裝”系統的基礎上，基于區塊鏈、無線射頻識別RFID 等技術，構建了快遞包裝綠色追溯系統，如圖3 所示。該系統由實體層、物聯網層和區塊鏈層組成，通過一物一碼多渠道環節信息關聯，對產品生產、運輸等全過程進行信息化監控，實現對產品的追溯和跟蹤，加快推進快遞包裝的綠色發展與轉型。

圖3 快遞綠色包裝追溯系統

2.3.1 追溯系統實體層

本追溯系統實體層各環節具體處理流程如下：①研發環節。根據包裝材料、形態等因素研發新型綠色包裝產品。②生產環節。將新品輸入系統并記錄使用材料及用量。③銷售環節：與生產企業簽訂數字合同，并與下游企業共享識別碼、發貨位置等信息。④流通環節：商家從上游采集物流數量、發貨識別碼等信息。輸出批號、收貨識別碼、向下游發貨信息。⑤使用環節：居民可通過掃描二維碼或EPC 碼獲取產品流通路徑，同時獲得各產品流通節點的相關信息和產品信息。⑥處置環節：對可追溯的快遞包裝進行直接使用/加工。

2.3.2 追溯系統物聯網層

本追溯系統使用物聯網（如無線射頻識別RFID、無線傳感網WSN、衛星定位系統GPS）收集和傳遞快遞供應鏈中的相關數據，并承接追溯系統實體層和區塊鏈層。

2.3.3 追溯系統區塊鏈層

隨著無線射頻識別RFID 技術的日益成熟及成本的不斷降低，物聯網逐漸成為智能化管理的重要手段。而區塊鏈去中心化、分布式存儲等技術為溯源行業的信任缺失提供了解決方案[13]。基于物聯網加區塊鏈的快遞包裝追溯系統架構如圖3 所示，它使用物聯網（如無線射頻識別RFID、無線傳感網WSN）收集和傳遞快遞供應鏈中的相關數據。追溯系統利用節點上的EPC 系統，對附有靠無線射頻識別的RFID 標簽快遞包裝盒信息進行跟蹤。系統以快遞供應鏈的每個節點作為數據采集點，由EPC 對流入流出各個供應鏈網絡節點的快遞包裝盒進行數據采集并將其保存到區塊鏈上。區塊鏈使用用戶包括：快遞包裝盒生產方、物流方、商家、監管機構和消費者。系統用戶信息包括用戶的數字配置文件、基本介紹、位置、認證以及與物品的關聯。系統中的公開數據都向全部用戶開放，系統通過智能合約定義了用戶與系統交互的方式，以及如何在用戶之間共享數據。鏈上每個快遞包裝盒都附有RFID 標簽標識，對應一串唯一的數字加密標識符，是快遞包裝在循環系統中的虛擬身份標識。

基于以上系統構架，具體構建一個三層區塊鏈模型，從而解決傳統快遞包裝箱運行模式下數據分享效率較低的問題，分別為事務層、中間層和聯網層。事務層用來注冊綠色快遞包裝基本信息并與區塊鏈網絡進行不同應用通道的通信，實現網終與服務中心的消息處理。中間層用于匯總事務層收集的信息，可供數據秘鑰傳輸和授權。最底層聯網層通過區塊鏈與快遞包裝流向地理位置數據信息進行雙鏈溝通，可以使模型數據的通信更有效。

①構建事務層。

在每個綠色快遞包裝的外層印刷RFID 標簽，針對物聯網平臺上快遞包裝盒分布式的數據情況，采用網絡上有關快遞物流站的信息節點建造事務層。當快遞包裝流動到快遞站點時，快遞工作人員掃描RFID 標簽更新快遞包裝目前的位置信息，同時向目標位置網絡發送反饋信息。在讀取位置信息的同時執行數據上鏈處理，并對客戶端發來的反饋信息進行優化，實現對整個事務層數據信息的初步處理。

②構建中間層。

匯集事務層傳輸的快遞包裝去向信息，在請求子網后，將系統要求的數據信息傳輸到服務中心。兩個或兩個以上的子網通道加入數據分享程序后，注冊相關的快遞包裝流動信息，實現數據分享服務。用戶可以通過注冊信息來獲取快遞包裝的具體信息，用戶注冊的信息以網絡生成的公私秘鑰形式存入網站數據。只有輸入正確的登錄賬號和密碼才能進入服務器。進入服務器后將子網用戶的請求發送服務中心，服務中心接收到信息后轉發子網用戶請求。準備進行目標數據連接后，服務中心處理子網請求反饋。利用本地主機啟動信息節點集群，通過上鏈傳輸的方式搭建不同的網絡應用通道。通過鏈路網站的節點讀取數據并校驗密鑰原文。識別后將秘鑰數據發送到網通道和子網聯網中心，實現對中間層結構的搭建。

③構建聯網層。

不同快遞包裝信息通過物聯網存入快遞聯網層。通過審核身份信息協商密鑰進行聯網層建區塊鏈節點。申請節點注冊成功后更新本地快遞包裝所屬區塊鏈所在位置，傳輸到網站服務中心。基于此，完成區塊鏈模型的所有操作。

3 結語

一個行業的發展不能以破壞生態為代價，快遞業是民生大事、穩經濟大盤的重要支撐。它的可持續發展意味著快遞包裝必須要走綠色發展之路。本研究有針對性地提出突破快遞包裝綠色發展“堵點”的“四主體同治五環節同建六創新同推”快遞包裝數字化治理路徑，并運用物聯網及區塊鏈技術構建了快遞包裝追溯系統，加速推動“綠色化”轉型促進快遞包裝綠色發展，是貫徹習近平生態文明思想的必然要求，政府、企業、商家以及消費者需共同努力，參與綠色快遞建設行動。