




摘" 要:隨著科技與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及區(qū)塊鏈等新型技術(shù)不斷涌現(xiàn),各行業(yè)均面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇,其中區(qū)塊鏈技術(shù)對物流行業(yè)的影響尤為巨大。如何采用區(qū)塊鏈技術(shù)推動(dòng)物流行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展成為了一個(gè)重要的課題。鑒于此,文章對基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型的研究是十分有必要的。首先,文章分析了傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型存在的問題,接著對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了概述及應(yīng)用分析。然后對基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)及展望,并總結(jié)了文章的研究成果和意義。
關(guān)鍵詞:區(qū)塊鏈技術(shù);物流信息監(jiān)管;架構(gòu)設(shè)計(jì)
" 中圖分類號:F253.9" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A" " DOI:10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.03.007
Abstract: With the rapid development of science and technology and economy, new technologies such as artificial intelligence, big data, internet of things and blockchain are emerging, and all industries are facing unprecedented development opportunities, among which blockchain technology has a particularly great impact on the logistics industry. How to adopt blockchain technology to promote the progress and development of the logistics industry has become an important issue. In view of this, the study of blockchain-based logistics information regulation model in this paper is very necessary. First of all, this paper analyzes the problems existing in the traditional logistics information regulation model, followed by an overview and application analysis of blockchain technology. Then the blockchain-based logistics information regulatory model is designed and to the outlook, and summarizes the research results and significance of this paper.
Key words: blockchain technology; logistics information regulation; architecture design
0" 引" 言
基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型是利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的一種物流信息監(jiān)管系統(tǒng),它具備可追溯、不可篡改和去中心化管理等特點(diǎn),能有效的解決傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管中存在的信任、透明度和數(shù)據(jù)安全等問題[1]。因此,它對于提升監(jiān)管效率、保障數(shù)據(jù)安全、促進(jìn)合作和信任及降低成本等方面具有重要意義,它將有效地推動(dòng)物流行業(yè)朝著數(shù)字化、智能化和高效化方向發(fā)展。本文旨在為物流監(jiān)管的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供新的思路和解決方案,為物流行業(yè)的創(chuàng)新和升級提供重要的支持。
1" 傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型存在的問題
傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型存在的問題主要體現(xiàn)在4個(gè)方面:(1)數(shù)據(jù)安全性不足:傳統(tǒng)的物流信息監(jiān)管模型主要采用集中式的架構(gòu)設(shè)計(jì),信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫通常會(huì)集中部署。因此,一旦黑客對服務(wù)器進(jìn)行攻擊,就會(huì)存在數(shù)據(jù)泄露和被篡改的風(fēng)險(xiǎn)。(2)信息不透明:由于缺乏先進(jìn)技術(shù)的支撐,傳統(tǒng)的物流信息監(jiān)管系統(tǒng)對物流信息的流動(dòng)路徑缺乏透明度,監(jiān)管部門難以全面的了解貨物的實(shí)時(shí)位置、狀態(tài)和流轉(zhuǎn)情況,這導(dǎo)致了監(jiān)管部門的監(jiān)管十分困難。(3)信息缺失:由于物流信息的流動(dòng)路徑缺失,造成了信息不對稱及數(shù)據(jù)可信度問題,導(dǎo)致物流企業(yè)、監(jiān)管部門和客戶之間缺乏信任,容易引起不必要的糾紛和爭議。(4)數(shù)據(jù)篡改風(fēng)險(xiǎn):傳統(tǒng)的物流信息監(jiān)管系統(tǒng)容易受到企業(yè)內(nèi)部人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改,一旦數(shù)據(jù)存在篡改問題,將給企業(yè)和監(jiān)管部門帶來嚴(yán)重的影響。(5)信息孤島:在傳統(tǒng)的物流中,不同物流環(huán)節(jié)中的信息系統(tǒng)存在著嚴(yán)重的信息孤島現(xiàn)象,系統(tǒng)之間往往無法有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)共享,導(dǎo)致信息存在割裂和不完整性。
2" 傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型的問題解決策略
區(qū)塊鏈技術(shù)在物流信息監(jiān)管模型中的應(yīng)用可以有效地解決傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型存在的問題。具體策略如下:(1)數(shù)據(jù)安全性提升:區(qū)塊鏈采用了分布式的去中心化架構(gòu),每個(gè)區(qū)塊都包含著前一個(gè)區(qū)塊的加密散列值,保證了數(shù)據(jù)的不可篡改性;(2)信息透明度增強(qiáng):區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立一個(gè)公開透明的賬本,記錄每一次數(shù)據(jù)交易和操作,實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)共享和透明度;(3)數(shù)據(jù)可信度提高:區(qū)塊鏈技術(shù)采用了共識機(jī)制,其本身就具備保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性和一致性的能力。所以它能有效地減少信息不對稱和數(shù)據(jù)可信度,增強(qiáng)各方之間的信任,以及降低糾紛和爭議;(4)防止數(shù)據(jù)篡改:區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特點(diǎn)和加密算法可以有效地防止數(shù)據(jù)的篡改,保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性;(5)打破信息孤島:區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立跨組織的數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)的物流節(jié)點(diǎn)之間信息共享和互操作,提升整個(gè)物流系統(tǒng)的效率和透明度。
3" 區(qū)塊鏈技術(shù)的概述及應(yīng)用
3.1" 區(qū)塊鏈技術(shù)的定義及分類
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的分布式賬本技術(shù),通過密碼學(xué)算法和共識機(jī)制,將交易數(shù)據(jù)以區(qū)塊的形式鏈接在一起,形成一個(gè)不可篡改、透明的分布式數(shù)據(jù)庫。按照不同特點(diǎn)和應(yīng)用場景不同,區(qū)塊鏈主要分為五類:(1)公有鏈;(2)聯(lián)盟鏈;(3)私有鏈;(4)邊緣鏈;(5)混合鏈。當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)級業(yè)務(wù)應(yīng)用主要采用了聯(lián)盟鏈作為開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)。聯(lián)盟鏈?zhǔn)怯梢唤M特點(diǎn)的組織或?qū)嶓w共同管理的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),它并非完全的去中心,采用了集中和去中心結(jié)合的方式對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。因此,它能有效的滿足企業(yè)各種業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)要求,具有較大的靈活性。
3.2" 聯(lián)盟鏈的特點(diǎn)及應(yīng)用
聯(lián)盟鏈具有許可性、共識機(jī)制、中心化管理、去中心化程度可調(diào)、信任建立、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、高效及可擴(kuò)展的特點(diǎn)。它有著廣泛的應(yīng)用場景,如:金融行業(yè)中的跨境支付、貿(mào)易融資等場景;物流行業(yè)中的物流信息追溯、貨物跟蹤、供應(yīng)鏈管理等場景;醫(yī)療健康行業(yè)的患者信息管理、醫(yī)療數(shù)據(jù)共享、藥品追溯等場景。此外,聯(lián)盟鏈有很多廠商,以京東的智臻鏈、阿里的螞蟻區(qū)塊鏈、金鏈盟的FISCOBCOS區(qū)塊鏈三家的應(yīng)用較為廣泛。聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。
3.3" 區(qū)塊鏈技術(shù)在物流信息監(jiān)管中的應(yīng)用優(yōu)勢
" 區(qū)塊鏈技術(shù)在物流信息監(jiān)管中的應(yīng)用能有效解決傳統(tǒng)物流信息監(jiān)管模型中存在的問題,其優(yōu)勢體現(xiàn)在五個(gè)方面:(1)物流信息的隱私性保護(hù):區(qū)塊鏈技術(shù)可以確保節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)隱私安全,只有授權(quán)的節(jié)點(diǎn)才能訪問和處理相關(guān)信息;(2)提高物流信息的透明度和可信度:區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)允許共享數(shù)據(jù),并且通過智能合約和共識機(jī)制確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性;(3)提升監(jiān)管和處理能力:由于物流信息的透明度和可信度,所以無形中提升了監(jiān)管和處理能力;(4)提高物流信息監(jiān)管效果:由于數(shù)據(jù)共享、信息透明等特點(diǎn),能使物流各方建立信任關(guān)系,促進(jìn)合作與協(xié)作;(5)物流信息監(jiān)管規(guī)范化:區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)可以制定統(tǒng)一的交易規(guī)范,使得區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和發(fā)展更加標(biāo)準(zhǔn)[2]。
4" 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型設(shè)計(jì)
4.1" 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想
" 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型的設(shè)計(jì)需要遵循六個(gè)指導(dǎo)思想[3]:(1)去中心化:實(shí)現(xiàn)去中心化的系統(tǒng)架構(gòu),避免單點(diǎn)故障,提高系統(tǒng)的安全性和可靠性;(2)透明性與不可篡改性:所有節(jié)點(diǎn)都可以查看并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的真實(shí)性,確保信息記錄在區(qū)塊鏈上,通過該技術(shù)保證數(shù)據(jù)的完整性和不可篡改性;(3)智能合約執(zhí)行:執(zhí)行智能合約自動(dòng)執(zhí)行監(jiān)管規(guī)則,確保執(zhí)行流程的規(guī)范化和自動(dòng)化,減少人為干預(yù);(4)隱私保護(hù):對于敏感數(shù)據(jù)采取加密和權(quán)限控制措施,保護(hù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)據(jù)安全;(5)可擴(kuò)展性:設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮節(jié)點(diǎn)的增加,能夠支持更多參與者的數(shù)量;(6)用戶友好性:設(shè)計(jì)簡潔直觀的用戶界面,降低用戶使用學(xué)習(xí)成本,提高系統(tǒng)的易用性。
4.2" 技術(shù)設(shè)計(jì)
4.2.1" 區(qū)塊鏈選擇
本文選擇的區(qū)塊鏈?zhǔn)情_源的聯(lián)盟鏈FISCOBCOS,它是提供了一套完整的區(qū)塊鏈解決方案,包括身份認(rèn)證、智能合約、數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。根據(jù)FISCOBCOS官網(wǎng)信息,該技術(shù)主要?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)層、核心層、管理層和接口層。其中基礎(chǔ)層:主要提供區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。核心層:分為鏈接核心層和互聯(lián)核心層,它們分別實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)、交易執(zhí)行引擎、存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)通信、共識機(jī)制及區(qū)塊同步機(jī)制。管理層:實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈參數(shù)配置、賬本管理、身份認(rèn)證等管理功能。接口層:提供多種協(xié)議的RPC接口、SDK和交互式控制臺(tái)。整體架構(gòu)圖如圖2所示。
4.2.2" 關(guān)鍵技術(shù)
" 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)如下:(1)區(qū)塊鏈平臺(tái):選擇FISCOBCOS平臺(tái),前一節(jié)已經(jīng)闡述了相關(guān)內(nèi)容,這里就不累述了;(2)智能合約:根據(jù)FISCOBCOS平臺(tái)提供的合約CRUC接口開發(fā)模式進(jìn)行開發(fā),開發(fā)語言采用Solidity;(3)數(shù)據(jù)加密:由于FISCOBCOS支持國密算法,所以在部署FISCBCOS平臺(tái)時(shí)候,會(huì)進(jìn)行國密算法的配置;(4)身份認(rèn)證:這里設(shè)計(jì)的時(shí)候就不考慮沿用FISCOBCOS的身份認(rèn)證組件,自己設(shè)計(jì)一套RBCA的權(quán)限管理模式;(5)共識機(jī)制:本次設(shè)計(jì)將采用拜占庭容錯(cuò)共識算法,該算法是通過投票和確認(rèn)機(jī)制,快速達(dá)成共識的一種機(jī)制,能保證節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)還能保持正確運(yùn)行;(6)跨鏈技術(shù):不同區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換和共享,這個(gè)暫時(shí)不考慮,本文設(shè)計(jì)的時(shí)候所有參與節(jié)點(diǎn)默認(rèn)都采用FISCOBCOS平臺(tái)并且保持在同一區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中;(7)監(jiān)管合規(guī):采用FISCOBCOS默認(rèn)的監(jiān)管合規(guī)功能就能滿足相關(guān)法規(guī)要求;(8)分布式存儲(chǔ):FISCOBCOS平臺(tái)本身就是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫,并且還能保持所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性;(9)GPS技術(shù):通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對貨物進(jìn)行監(jiān)測;(10)JAVA開發(fā)技術(shù):它是一種企業(yè)級的開發(fā)編程,具有跨平臺(tái)、面向?qū)ο蟆⒏咝阅艿忍攸c(diǎn)。
4.2.3" 基于FISCBCOS平臺(tái)的開發(fā)過程
" 基于FISCBCOS平臺(tái)的開發(fā)過程如下:(1)應(yīng)用需求確定;(2)設(shè)計(jì)開發(fā)智能合約,該過程分為:①設(shè)計(jì)智能合約,②開發(fā)源碼;(3)編譯智能合約;(4)創(chuàng)建區(qū)塊鏈應(yīng)用項(xiàng)目,該過程分為:①安裝環(huán)境,②工程創(chuàng)建,③引入FISCOBCOS JAVA SDK包,④配置SDK證書;(5)業(yè)務(wù)邏輯開發(fā),該過程分為:①將編譯后的智能合約的JAVA文件引入項(xiàng)目,②開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯;(6)運(yùn)行應(yīng)用。
4.3" 業(yè)務(wù)需求分析
" 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型涉及到四個(gè)角色:(1)上級監(jiān)管部門;(2)貨物生產(chǎn)商;(3)物流企業(yè);(4)貨物客戶。其中上級監(jiān)管部門角色:該角色登錄系統(tǒng)需要進(jìn)行身份認(rèn)證,它有制定監(jiān)管智能合約管理及對物流異常事件介入的能力,此外,它還可以查看物流信息數(shù)據(jù)及查看監(jiān)管數(shù)據(jù)可視化結(jié)果。貨物生產(chǎn)商角色:該角色登錄系統(tǒng)需要進(jìn)行身份認(rèn)證,它能對貨物信息進(jìn)行管理,同時(shí)對異常事件也有知情和處理權(quán)。此外,它還能發(fā)起物流訂單,及查詢物流信息。物流企業(yè)角色:該角色登錄系統(tǒng)需要進(jìn)行身份認(rèn)證,它能接收確認(rèn)物流訂單,并且還有上報(bào)物流異常事件的能力,同時(shí),還能查詢物流信息數(shù)據(jù)。貨物客戶角色:該角色登錄需要進(jìn)行身份認(rèn)證,可查看物流信息數(shù)據(jù),并在貨物到達(dá)后,通過系統(tǒng)進(jìn)行收貨確認(rèn)[4]。業(yè)務(wù)需求用例分析圖如圖3所示。
4.4" 業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)
" 業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)分為4層:(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層;(2)智能合約處理層;(3)業(yè)務(wù)處理層;(4)應(yīng)用層。業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層:主要建立3個(gè)數(shù)據(jù)庫,它們分別是監(jiān)管部門數(shù)據(jù)庫、貨物生產(chǎn)商數(shù)據(jù)庫、物流企業(yè)數(shù)據(jù)庫。3個(gè)數(shù)據(jù)庫都采用FISCBCOS平臺(tái),該平臺(tái)自帶分布式數(shù)據(jù)庫。
" 智能合約處理層:該層主要是對所有業(yè)務(wù)相關(guān)的智能合約進(jìn)行處理,F(xiàn)ISCBCOS平臺(tái)默認(rèn)具備處理功能。但是智能合約是需要通過Solidity語言進(jìn)行開發(fā)的,并且智能合約與業(yè)務(wù)處理層中的業(yè)務(wù)需要保持一致性。其包括貨物信息合約、權(quán)限控制合約、物流交接合約、異常事件合約、智能合約、管理合約、組織管理合約、數(shù)據(jù)共享查詢合約、監(jiān)管數(shù)據(jù)可視化合約。
業(yè)務(wù)處理層:該層是基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型的業(yè)務(wù)核心層,系統(tǒng)所有的業(yè)務(wù)邏輯均在這一層進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其包括貨物信息管理、身份認(rèn)證管理、智能合約管理、異常事件管理、物流交接管理、數(shù)據(jù)共享查詢、組織管理、監(jiān)管數(shù)據(jù)可視化。
" 應(yīng)用層:用戶可以采用PC端、移動(dòng)端、PAD端對系統(tǒng)進(jìn)行使用。
4.5" 詳細(xì)功能設(shè)計(jì)
詳細(xì)功能設(shè)計(jì)如下:(1)組織管理:它是對上級監(jiān)管部分、物流企業(yè)、貨物生產(chǎn)商、貨物客戶的角色進(jìn)行賬號管理。每個(gè)角色可以對應(yīng)1個(gè)或多個(gè)賬號。其具備添加賬號、修改賬號、刪除賬號的能力;(2)貨物信息管理:由貨物生產(chǎn)商對貨物信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。貨物生產(chǎn)商可錄入產(chǎn)品信息、批次信息到系統(tǒng)中。其具備添加貨物信息、修改貨物信息、刪除貨物信息的能力。如果存在物流交接管理對貨物信息的引用,則不能刪除;(3)身份認(rèn)證管理:它主要是驗(yàn)證不同角色賬號的身份,只有通過身份認(rèn)證的賬號才能進(jìn)入系統(tǒng)使用相關(guān)的功能。功能根據(jù)角色進(jìn)行了不同的劃分,每個(gè)角色的功能是既定的;(4)智能合約管理:該功能主要實(shí)現(xiàn)對智能合約的具體內(nèi)容和執(zhí)行邏輯進(jìn)行管理;(5)異常事件管理:異常事件由物流公司相關(guān)運(yùn)輸人員對突發(fā)情況進(jìn)行異常登記。系統(tǒng)收到登記后會(huì)自動(dòng)出發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。通知到相關(guān)聯(lián)系人;(6)物流交接管理:由貨物生產(chǎn)商發(fā)起物流訂單,物流點(diǎn)訂單包括貨物信息、貨物客戶、貨物發(fā)送時(shí)間、收貨地點(diǎn)等。然后物流企業(yè)接到訂單并確認(rèn),接收貨物及對貨物進(jìn)行運(yùn)輸。等貨物到達(dá)地點(diǎn)后,貨物客戶對貨物進(jìn)行接收且確認(rèn)[5];(7)數(shù)據(jù)共享查詢:貨物在運(yùn)輸過程中,通過GPS技術(shù)實(shí)時(shí)傳回相關(guān)地點(diǎn)數(shù)據(jù),所有角色都可以通過該功能對貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤;(8)監(jiān)管數(shù)據(jù)可視化:對GPS物流運(yùn)輸數(shù)據(jù)、物流交接數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì),并通過大屏可視化進(jìn)行顯示[6]。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)如圖5所示。
5" 對基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型的展望
" 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型是一種創(chuàng)新的解決方案,它將為物流行業(yè)帶來巨大的變革。在未來,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷成熟和完善,可以實(shí)現(xiàn)更高的交易吞吐量、更低的能源消耗、更快的確認(rèn)速度等能力,使得基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型可以更加穩(wěn)定和可靠。并且還可以實(shí)現(xiàn)引入多方智能合約、跨鏈智能合約等功能,能讓基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型實(shí)現(xiàn)更多的創(chuàng)新應(yīng)用。此外,區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合,能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的深度分析及挖掘,提高物流信息的處理效率和預(yù)測準(zhǔn)確性,讓基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型具備企業(yè)智能決策能力。相信基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型將在物流行業(yè)中扮演越來越重要的角色,會(huì)持續(xù)地推動(dòng)物流行業(yè)向著更加安全、透明、高效的方向發(fā)展。
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收稿日期:2024-07-16
基金項(xiàng)目:國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2022YFB2703000)
作者簡介:金" 夢(1999—),女,河北唐山人,北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院碩士研究生,研究方向:物流隱私保護(hù);蔣文保(1969—),本文通信作者,男,湖南永州人,北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院,教授,工學(xué)博士,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)博士后,碩士生導(dǎo)師,研究方向:可信計(jì)算、區(qū)塊鏈。
引文格式:金夢,蔣文保. 基于區(qū)塊鏈的物流信息監(jiān)管模型[J]. 物流科技,2025,48(3):31-34,43.