基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑規劃平臺

一、引言

2024年一季度，低溫雨雪冰凍、地震和地質災害等自然災害共造成全國1037.9萬人次不同程度受災，直接經濟損失237.6億元，這對我國的應急管理能力的提升提出了嚴峻考驗。根據中央全面深化改革委員會第十二次會議的決策部署，強化統一的應急物資保障體系成為國家應急管理體系建設的重要任務。在此框架下，社會捐贈發揮著至關重要的作用。當前，將區塊鏈智能合約與人工智能（AI）技術相結合已成為科技界的熱點議題。

本文構建了一個基于區塊鏈和AI技術的應急物資信息追溯與路徑優化平臺，將應急物資社會捐贈及運輸體系中參與主體作為區塊鏈節點，將運輸流程信息實時寫入區塊鏈平臺；嵌入路徑規劃算法的智能合約訪問實時區塊鏈上運輸數據，并規劃最新運輸路徑。通過這種方式，一方面可以消除應急物資社會捐贈運輸信息壁壘，提高社會公信力，另一方面智能合約可以通過訪問區塊鏈上實時寫入的運輸信息，自動規劃更快到達、路況更好的運輸路線，提高應急物資運輸效率。

二、基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑規劃平臺

在全生命周期的應急物資管理中，涉及的關鍵參與者構成了一個聯合區塊鏈網絡。這些參與者通過對接企業資源規劃（ERP）系統、射頻識別（RFID）技術以及智能合約交易數據，共同確保了區塊鏈上應急物資的全面生命周期信息及其物流路徑的準確記錄。智能合約能夠訪問區塊鏈上的路徑信息，并運用路徑優化算法來制定出效率最高的物資運輸路線。具體架構如圖1。相關關鍵流程如下：

（一）區塊準入

在區塊鏈平臺的節點身份注冊與認證過程中，參與主體需要提交身份證明文件和個人身份信息，管理機構管理節點通過權威的身份驗證服務對這些信息進行真實性驗證。驗證通過后，管理節點將身份信息存儲到區塊鏈網絡中的身份數據庫，并為每個參與主體生成一個唯一的身份標識。這個身份標識將被廣播到整個區塊鏈網絡，使其他節點能夠識別和連接已注冊的參與主體。最后，管理節點會為完成身份注冊和認證的參與主體頒發一個數字證書，作為其在區塊鏈網絡中的身份憑證。

（二）信息發布

通過與企業資源規劃（E R P）系統、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統（GPS）對接，以及智能合約寫入的方式，系統在每個起始中途運輸點到達等關鍵節點采集物資的基礎數據（如名稱、數量等）以及實時的運輸路線信息（包括承運商、運輸節點、道路狀況和運輸路徑）。隨后，系統將執行區塊的創建、驗證與共識過程，并通過廣播和存儲機制，確保數據被準確無誤地發布至區塊鏈平臺。

（三）路徑規劃

在應急物資管理的區塊鏈系統中，路徑規劃是一個關鍵的環節。我們使用Solidity編程語言編寫智能合約，這是一種專門為以太坊區塊鏈設計的編程語言，它允許我們定義狀態變量來存儲物資和物流相關的數據。這些狀態變量可能包括物資的當前位置、數量、狀態等信息。為了實現路徑規劃，我們在智能合約中嵌入視圖函數和路徑規劃算法。每當物資運輸到達關鍵物流節點時，智能合約會通過call操作碼執行視圖函數，查詢區塊鏈上存儲的物資及物流相關數據，并將這些數據作為路徑規劃算法的輸入。

路徑規劃算法會根據這些數據計算出最優的物資運輸路線。計算完成后，結果會被寫入區塊鏈，并反饋給系統的前端界面。這樣，物流企業和供應鏈管理者可以通過系統前端實時查看最優路徑，并根據這些信息調整物流計劃，提高物流效率和供應鏈的透明度。為了記錄重要的操作和狀態變化，系統還定義了事件日志。這些事件日志會被記錄在區塊鏈上，可以被所有授權的參與者查詢和審計。

（四）追蹤溯源

在應急物資管理中，追蹤溯源是一項非常重要的功能。物流企業和利益相關者可以通過客戶端、網頁端或小程序等渠道提交物資信息查詢請求。為了確保查詢的安全性，系統會利用數字證書（CA）對提交者的身份信息進行驗證。

通過驗證查詢者的身份后，系統會訪問區塊鏈結構中每個區塊所攜帶的對其前一個區塊的加密哈希指針。這些加密哈希指針在區塊鏈賬本中形成了一種鏈式結構，確保了數據的完整性和不可篡改性。通過分析這些區塊和哈希指針，系統可以追蹤選定物資在區塊鏈賬本上留下的整個流轉軌跡。這樣，無論是物流企業還是需求方，都可以實時了解物資的流向和使用情況，確保了供應鏈的透明度和可追溯性。

三、基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑規劃平臺的建設意義

基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑優化平臺的建設對于提升應急管理能力具有重要意義。該平臺通過構建去中心化的應急物資捐贈區塊鏈平臺，實現了應急物資社會捐贈及運輸體系中各參與主體的信息共享與協同工作。利用區塊鏈的不可篡改性和智能合約的自動執行特性，結合路徑規劃算法，實現了應急物資運輸路徑的實時優化，提高了應急物資的運輸效率和供應鏈透明度。此外，該平臺還有助于增強公眾對應急響應體系的信任，鼓勵更多的社會力量參與到捐贈中來。同時，通過實時監測和分析應急物資的需求情況，智能合約可以自動執行物資的分發和調配，確保物資能夠及時、準確地到達最需要的地方。這有助于推動應急管理體系的現代化和信息化，提高應急管理的科學化和精細化水平，為應對突發事件提供更加科學、高效的支持。

另外，該平臺還可以助力政府相關部門的科學決策和指揮調度。通過區塊鏈技術，政府相關部門可以實時獲取應急物資的信息和狀態，為科學決策和指揮調度提供有力支持。智能合約的應用可以幫助政府相關部門自動化執行某些任務，提高決策效率和執行力。在應對突發事件時，政府可以迅速掌握應急物資的流向和使用情況，從而制定出更加合理和有效的應對措施。

綜上所述，基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑優化平臺的建設對于提升應急管理能力具有重要意義。它不僅提高了應急物資捐贈的透明度和效率，而且推動了應急管理體系的現代化和信息化，為應對突發事件提供了更加科學、高效的支持。這種創新性的平臺建設有助于構建一個更加完善和可靠的應急物資保障體系，為社會發展和人民生活的安全穩定提供有力保障。

四、結語

本文針對當前應急物資保障體系中存在的信息不對稱和物流效率低下的問題，提出了基于區塊鏈+AI技術的應急物資信息追溯與路徑優化平臺。通過構建去中心化的應急物資捐贈區塊鏈平臺，實現了應急物資社會捐贈及運輸體系中各參與主體的信息共享與協同工作。利用區塊鏈的不可篡改性和智能合約的自動執行特性，結合路徑規劃算法，實現了應急物資運輸路徑的實時優化，提高了應急物資的運輸效率和供應鏈透明度。

作者單位：華信咨詢設計研究院有限公司