基于區(qū)塊鏈技術的廣東荔枝冷鏈物流環(huán)節(jié)優(yōu)化策略研究

摘 要：本文采用動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡對廣東省荔枝冷鏈物流環(huán)節(jié)進行量化分析，深入探究荔枝在采摘、加工、運輸、銷售環(huán)節(jié)中存在的風險，基于區(qū)塊鏈技術對荔枝冷鏈物流過程中的關鍵環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，旨在構建一個更加高效、透明、安全的冷鏈物流體系，提升荔枝在整個供應鏈中的質(zhì)量控制與追溯能力，促進廣東荔枝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；荔枝冷鏈物流；優(yōu)化

廣東作為荔枝之鄉(xiāng)，一直著力打造世界荔枝產(chǎn)業(yè)中心、交易中心、文化中心、研發(fā)中心，堅持把“小特產(chǎn)”做成“大產(chǎn)業(yè)”。現(xiàn)階段，廣東荔枝全省種植面積突破400萬畝，已創(chuàng)建26個省級荔枝高標準“五化”果園、2個萬畝生態(tài)防控示范區(qū)和2個千畝綠色生態(tài)循環(huán)示范區(qū)，形成粵西早中熟荔枝優(yōu)勢區(qū)、粵東中遲熟荔枝優(yōu)勢區(qū)、珠三角晚熟荔枝優(yōu)勢區(qū)三個明顯的優(yōu)勢集聚區(qū)。隨著廣東荔枝產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量快速發(fā)展，荔枝種植技術不斷成熟，但荔枝始終是環(huán)境生態(tài)要求高、保鮮技術難度大的熱帶果品，其低產(chǎn)、不穩(wěn)產(chǎn)、保鮮難的生物學特征并未得到根本改變。冷鏈物流是利用溫控、保鮮等技術工藝和冷庫、冷藏車、冷藏箱等設施設備，確保冷鏈產(chǎn)品在初加工、儲存、運輸、流通加工、銷售、配送等全過程始終處于規(guī)定溫度環(huán)境下的專業(yè)物流。冷鏈物流運輸可有效延長荔枝的保鮮期，擴大荔枝銷售半徑和周期。依據(jù)中國物流與采購聯(lián)合會冷鏈物流分會的統(tǒng)計，按照過去五年年均復合增長率10%測算，到2025年廣東省主要農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流需求量可達到3600萬噸。然而，當前我國冷鏈物流設備及體系中商品損耗率偏高，且難以對出現(xiàn)的問題進行有效溯源。區(qū)塊鏈技術作為一種典型的去中心化技術，將信息存儲空間劃分為眾多獨立的區(qū)塊，供應鏈各環(huán)節(jié)的信息可在特定區(qū)塊中查詢和定位，能夠實現(xiàn)供應鏈全過程的溯源追蹤。荔枝從采摘到送至客戶手中，整個低溫冷鏈過程包括“采摘—加工—運輸—銷售”四個主要環(huán)節(jié)，要始終保持荔枝冷鏈物流全過程處于規(guī)定的溫度環(huán)境，需要對該四個環(huán)節(jié)加強溫控管理，降低貨物損耗率，提高物流追溯能力，確保食品安全與質(zhì)量。本文采用動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡（DBN）對廣東省荔枝冷鏈物流在采摘、加工、運輸、銷售環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的風險進行先驗與轉移模型建立，求解各環(huán)節(jié)風險出現(xiàn)的概率，進而基于區(qū)塊鏈技術對荔枝冷鏈物流過程中的關鍵環(huán)節(jié)提出優(yōu)化策略。如此不僅可以提升廣東省荔枝產(chǎn)業(yè)的競爭力，也有助于推動冷鏈物流行業(yè)的技術創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展。

一、研究基礎

1.動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的基本原理

動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡（Dynamic Bayesian Network，DBN）呈現(xiàn)為一種有向的樹狀圖結構，其中各變量以節(jié)點形式出現(xiàn)。節(jié)點分為父節(jié)點和子節(jié)點，如在水果冷鏈物流場景中，父節(jié)點代表整體物流過程，子節(jié)點則對應各個具體的環(huán)節(jié)。該網(wǎng)絡由結構和參數(shù)兩大部分構成，節(jié)點的參數(shù)取決于影響該節(jié)點的其他節(jié)點的數(shù)量。貝葉斯網(wǎng)絡能夠處理既包括分類變量也包括連續(xù)變量的復雜數(shù)據(jù)類型。

2.動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的算法原理

貝葉斯網(wǎng)絡的構成依賴于其結構和參數(shù)，結構部分確定子節(jié)點受到的條件影響數(shù)量。以圖1為例，設有1、2、3、4四個不同節(jié)點，根據(jù)箭頭指向，節(jié)點1僅影響其他節(jié)點而不受其他節(jié)點影響，故節(jié)點1的發(fā)生概率設為0.5，體現(xiàn)為發(fā)生與不發(fā)生兩種情形的均勻分布。在貝葉斯網(wǎng)絡中，此類節(jié)點通常作為父節(jié)點存在，其概率定義為先驗概率。子節(jié)點概率的計算方法，如以圖1中的子節(jié)點2為例，其受父節(jié)點影響，故參數(shù)設置將產(chǎn)生一個2×2的概率表，表中各數(shù)值代表在不同父節(jié)點狀態(tài)下子節(jié)點發(fā)生的概率。當涉及多個父節(jié)點時，首先構建各父節(jié)點獨立的狀態(tài)，這構成了貝葉斯網(wǎng)絡的先驗網(wǎng)絡部分。隨后，考慮父節(jié)點間的相互影響關系，這部分構成的有向網(wǎng)絡則形成了貝葉斯網(wǎng)絡中的轉移網(wǎng)絡部分。

二、基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡（DBN）的廣東荔枝冷鏈物流風險評估

1.基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的廣東荔枝冷鏈物流風險評估模型構建

根據(jù)銷售市場距離的遠近程度，廣東荔枝的物流供應模式主要有三種，分別是無特殊處理物流供應模式、傳統(tǒng)冷鏈物流供應模式和全程冷鏈物流供應模式。無特殊處理物流供應模式即常溫處理，雖然該模式單位產(chǎn)品物流成本低，但因荔枝的易腐蝕性導致該模式損耗大，僅適用于短距離的運輸，應用比例較低。隨著外地市場銷量的不斷攀升，冷鏈物流供應模式成為荔枝物流供應的主要模式，應用比例高達70%。全程冷鏈物流模式是現(xiàn)階段最先進的荔枝供應模式，保證了荔枝“采摘—加工—運輸—銷售”整個過程中長期處于低溫狀態(tài)。相關研究表明，荔枝冷鏈物流中采摘、加工、運輸、銷售四個環(huán)節(jié)均可能出現(xiàn)風險，其中加工環(huán)節(jié)更是問題頻發(fā)的環(huán)節(jié)。張簽名（2021）的研究指出，冷鏈物流商品的包裝問題尤為常見，且大部分問題均與包裝相關聯(lián)。因此，本文的節(jié)點設計邏輯主要聚焦于加工環(huán)節(jié)，著重分析該環(huán)節(jié)問題出現(xiàn)的概率。以下是基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡對四個環(huán)節(jié)構建荔枝冷鏈物流的風險評估模型。

2.設定先驗概率

在確定荔枝冷鏈物流風險的動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡評估模型之后，需設定先驗概率。梁乃鋒等（2024）在其關于荔枝物流保鮮的研究中指出，荔枝的儲存適宜溫度范圍為3～5度，溫度低于3度或高于5度均會影響荔枝的品質(zhì)。據(jù)此，本研究將與溫度相關的節(jié)點設定為3～5度，溫度超出此區(qū)間則納入問題發(fā)生的概率計算。依據(jù)姜明珠（2022）對冷鏈物流優(yōu)化的研究，當前國內(nèi)冷鏈物流面臨的主要問題包括采摘環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)和銷售環(huán)節(jié)四個方面，其中運輸環(huán)節(jié)和銷售環(huán)節(jié)兩個方面尤其受到研究者關注，為本研究設定概率數(shù)據(jù)提供了理論依據(jù)。綜合當前我國冷鏈物流設施設備水平、物流行業(yè)標準化和專業(yè)化程度以及冷鏈物流技術現(xiàn)狀，設置荔枝冷鏈物流風險評估模型的先驗概率（見表1）。

3.仿真訓練結果

通過將表1各節(jié)點先驗概率輸入GeNle軟件進行計算，得出結果為：采摘環(huán)節(jié)問題發(fā)生概率為16%，加工環(huán)節(jié)為80%，運輸環(huán)節(jié)為58%，銷售環(huán)節(jié)為39%（見表2）。

從模型求解結果可知，加工環(huán)節(jié)存在問題的概率高達80%，運輸環(huán)節(jié)的問題概率也超過半數(shù)，達到 58%。動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡風險模型中加工環(huán)節(jié)包含三個關鍵子節(jié)點：保鮮技術、濕度要求與包裝問題。這三個子節(jié)點進一步細化為五個具體因素，其中濕度要求受環(huán)境影響較大，預測具有一定難度，故未進一步細分。保鮮技術方面，存在的兩個主要問題是溫度控制：低于3度與高于5度的溫度條件下，問題發(fā)生的概率分別達到 11%和 22%。這一現(xiàn)象表明，溫度控制失效往往源于信息傳輸障礙，導致無法有效維持溫度穩(wěn)定。包裝問題則是加工環(huán)節(jié)中尤為突出的問題，尤其是泡沫箱受潮和包裝破損，其中泡沫箱受潮的風險最高，主要因素包括不當?shù)拇娣欧椒ê吞鞖鈼l件的影響，反映了冷鏈物流行業(yè)包裝標準不足、專業(yè)培訓缺乏等問題。運輸環(huán)節(jié)僅包含三個衍生子節(jié)點，分別為運輸時溫度低于 3 度或超過 5 度、裝卸作業(yè)環(huán)境及運輸途中包裝破損，這些節(jié)點問題出現(xiàn)的概率分別為26%、22%及25%。與加工環(huán)節(jié)不同，這些節(jié)點未有進一步的衍生節(jié)點。運輸環(huán)節(jié)溫度和包裝問題產(chǎn)生的主要原因是物流運輸設備陳舊、運輸過程中可能發(fā)生溫度變化、通信延誤或接收失敗導致冷鏈物流運輸設備控溫失效。鑒于荔枝對溫度極為敏感，溫差適應性低，不盡如人意的物流設備易致荔枝品質(zhì)受損。裝卸作業(yè)問題主要原因是行業(yè)規(guī)范不足，不良的裝卸作業(yè)環(huán)境使不同冷鏈物流企業(yè)的裝載倉庫標準各異，劣質(zhì)環(huán)境進一步影響荔枝品質(zhì)。

綜上所述，荔枝冷鏈物流加工環(huán)節(jié)和運輸環(huán)節(jié)的問題主要原因來自行業(yè)標準不統(tǒng)一和信息傳輸效率低下，需要通過統(tǒng)一行業(yè)標準和加強通信技術的應用來提升荔枝冷鏈物流全過程的效率和安全性。區(qū)塊鏈技術的可追溯性特征，使供應鏈各環(huán)節(jié)的信息可在特定區(qū)塊中查詢和定位，可實現(xiàn)荔枝冷鏈物流全過程的溯源追蹤，大大提高了冷鏈物流的效率和準確度。經(jīng)調(diào)查可知，目前區(qū)塊鏈追溯應用已在農(nóng)產(chǎn)品領域落地，其中規(guī)模最大最具有代表性的是北大荒集團的區(qū)塊鏈大農(nóng)場，使農(nóng)業(yè)的自然資源向數(shù)字資產(chǎn)轉移成為可能。雖然當下區(qū)塊鏈技術并未形成大規(guī)模應用，但是其在農(nóng)業(yè)的成功應用，為其在農(nóng)產(chǎn)品的應用提供了可行性。基于此，本研究基于區(qū)塊鏈技術針對廣東荔枝冷鏈物流易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)提出科學可行的優(yōu)化策略，能夠進一步促進廣東荔枝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

三、基于區(qū)塊鏈技術的廣東荔枝冷鏈物流環(huán)節(jié)優(yōu)化策略

1.區(qū)塊鏈助力冷鏈物流行業(yè)規(guī)范化

當前，我國冷鏈物流行業(yè)面臨不規(guī)范和專業(yè)水平不均的問題，導致從業(yè)人員專業(yè)知識不足、企業(yè)運作效率低下，貨物損耗率高等問題頻發(fā)。區(qū)塊鏈技術可從兩個方面促進冷鏈物流行業(yè)規(guī)范化。一是基于區(qū)塊鏈技術的可追溯性，通過記錄冷鏈物流過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按區(qū)塊分隔并串聯(lián)成鏈。這意味著一旦出現(xiàn)物流中斷等問題，企業(yè)能夠逆向追蹤至問題發(fā)生的具體環(huán)節(jié)，可有效提升行業(yè)內(nèi)的信息對稱性，促進制定和執(zhí)行統(tǒng)一的行業(yè)標準，從而提高整個行業(yè)的規(guī)范化和專業(yè)化水平。二是基于區(qū)塊鏈技術的不可篡改性，能保障問題數(shù)據(jù)的安全性，企業(yè)可直接利用這些數(shù)據(jù)迅速定位問題原因，節(jié)約調(diào)查成本。冷鏈物流項目的復雜性要求對人才進行針對性的培養(yǎng)，耗費時間成本。應用區(qū)塊鏈技術，企業(yè)可根據(jù)需要進行定向人才培養(yǎng)。總之，通過應用區(qū)塊鏈技術的可追溯性與不可篡改性，可有效降低企業(yè)在人才培養(yǎng)、問題調(diào)查與維護等方面的成本，進而提升冷鏈物流行業(yè)的專業(yè)水平。

2.區(qū)塊鏈促進信息收集與傳遞效率提升

根據(jù)相關研究，信息收集傳遞的延遲是導致冷鏈中斷或控溫失敗的關鍵因素之一。區(qū)塊鏈技術的應用，特別是在實時數(shù)據(jù)記錄和共享方面的優(yōu)勢，能顯著提高信息的實時性和準確性。通過構建一個去中心化的信息共享平臺，所有參與方如農(nóng)戶、加工企業(yè)、物流企業(yè)等，均可實時接入并共享關鍵信息，如溫濕度數(shù)據(jù)、運輸狀態(tài)等，從而有效預防信息延誤帶來的風險。綜上所述，區(qū)塊鏈技術在提升冷鏈物流行業(yè)的規(guī)范化和專業(yè)化以及提升信息收集與傳遞效率方面，具有顯著的潛力和優(yōu)勢。通過對其進行應用，不僅可以解決現(xiàn)有的問題，還能為荔枝等農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈物流帶來更加安全、高效的管理模式。

四、結語

本文基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡（DBN）構建了廣東省荔枝冷鏈物流風險評估模型，依托于荔枝冷鏈物流領域的研究理論基礎及嚴密的概率推理算法設置各節(jié)點的先驗概率，并運用GeNle 軟件對模型進行仿真求解。結果表明，加工與運輸環(huán)節(jié)是冷鏈物流中最易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，通過對仿真結果數(shù)據(jù)進行詳細分析，歸納出荔枝冷鏈物流加工和運輸環(huán)節(jié)問題產(chǎn)生的原因是信息收集傳遞不及時以及冷鏈物流行業(yè)專業(yè)性與規(guī)范性不足。據(jù)此，本文基于區(qū)塊鏈技術對廣東荔枝冷鏈物流提出了的優(yōu)化策略，旨在提升荔枝冷鏈物流行業(yè)規(guī)范化和效率，助力廣東荔枝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更上一個臺階。

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作者簡介：李春惠（1991— ），女，海南萬寧人，廣州商學院管理學院，講師，研究方向：冷鏈物流、供應鏈管理。