新冠疫情下基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流和物資保障體系研究

自2003年“非典”疫情爆發(fā)以來，我國著力建設(shè)應(yīng)急管理體制，在應(yīng)急物流、物資保障體系方面都做了大量研究。在此次新冠肺炎疫情防控過程中，可以看出我國的應(yīng)急物流體系建設(shè)已經(jīng)取得了一些階段性的成果，但是在抗疫過程中應(yīng)急物流指揮調(diào)度低效、物資調(diào)配無序等問題也暴露出我國的應(yīng)急物流體系尚未成熟。因此，從此次疫情防控應(yīng)急物流和物資保障情況來總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，彌補(bǔ)應(yīng)急物流建設(shè)短板，推動和完善應(yīng)急物流與物資保障體系建設(shè)，具有重要意義。

目前已有眾多的研究和實(shí)踐證明，區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的分布式賬本、去中心化、非對稱加密、智能合約、信息共享和點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)然咎卣?，也能夠廣泛應(yīng)用于物流領(lǐng)域。但是將區(qū)塊鏈技術(shù)用于應(yīng)急物流建設(shè)方面的研究還較少?；粲袢鼗趨^(qū)塊鏈技術(shù)的基本特征，對區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)急物流系統(tǒng)之間的契合程度進(jìn)行分析，結(jié)果表明區(qū)塊鏈技術(shù)在一定程度上可以促進(jìn)應(yīng)急物流系統(tǒng)的構(gòu)建與發(fā)展。李旭東從高效運(yùn)行、助力捐贈、智能發(fā)展三個維度入手，提出了三種應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)完善應(yīng)急物流的典型應(yīng)用模式及相關(guān)措施。胡卿漢利用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決在應(yīng)急管理過程中的醫(yī)藥物資捐贈問題。可見區(qū)塊鏈技術(shù)能夠用于構(gòu)建應(yīng)急物流與物資保障體系，因此本文探索利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建應(yīng)急物流體系，利用其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢完善我國的應(yīng)急物流和物資保障體系。

一、區(qū)塊鏈技術(shù)在應(yīng)急物流與物資保障體系建設(shè)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.疫情下我國應(yīng)急物流與物資保障體系存在的問題

（1）應(yīng)急物流指揮調(diào)度無序、低效

目前應(yīng)急物流指揮組織幾乎都是臨時組建，因此缺乏實(shí)際的作戰(zhàn)配合經(jīng)驗(yàn)，無法及時正確的對應(yīng)急物流做出統(tǒng)籌安排。在疫情期間可以看出各項(xiàng)新興技術(shù)還未能夠與行業(yè)實(shí)踐相結(jié)合，當(dāng)前的預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急指揮、監(jiān)控反饋等技術(shù)系統(tǒng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。在運(yùn)力調(diào)配，應(yīng)急物資分撥調(diào)配處理方面的指揮調(diào)度能力不足，導(dǎo)致防控急需物資不能及時送達(dá)和分發(fā)配送。

（2）信息不對稱

由于缺乏能實(shí)時呈現(xiàn)供需信息的平臺來統(tǒng)籌應(yīng)急物資的運(yùn)輸調(diào)配，各級之間信息傳遞時效性較低甚至信息不對稱，導(dǎo)致了應(yīng)急物資之間的供需不匹配。醫(yī)院、個人、救助機(jī)構(gòu)對應(yīng)急物資的各項(xiàng)需求信息不能及時與供給信息有效共享、對接和匹配，如物資堆積在紅會倉庫，醫(yī)院等卻嚴(yán)重物資匱乏。只有解決信息不對稱的問題，參與應(yīng)急救援的各個方面才能夠有序高效地運(yùn)作。

（3）應(yīng)急物資質(zhì)量無法保證

疫情期間口罩、消毒液、醫(yī)用手套、防護(hù)服等防控急缺物資對專業(yè)性、安全性要求極高，然而各種制造兜售假冒偽劣防疫物資的現(xiàn)象層出不窮。不合格的應(yīng)急物資將對應(yīng)急救援過程造成極大的不便，更是危害受害者的健康。對應(yīng)急物資的質(zhì)量監(jiān)管必須從生產(chǎn)、流通、分發(fā)等各個環(huán)節(jié)實(shí)施全鏈條、全流程監(jiān)督，保證應(yīng)急物資的質(zhì)量。

（4）物資捐贈信任透明問題

在疫情期間社會各界的捐贈物資及資金對抗擊疫情起著舉足輕重的作用，捐贈物資是否安全正確的存放、管理、分配必須被完全透明的公開。然而承擔(dān)著接受和分發(fā)捐贈物資工作的湖北省紅十字會卻出現(xiàn)物資分發(fā)效率低下、信息發(fā)布不及時以及物資分配不公開透明的問題，受到了各界的質(zhì)疑。

2.區(qū)塊鏈技術(shù)在應(yīng)急物流與物資保障體系建設(shè)上的應(yīng)用優(yōu)勢

區(qū)塊鏈作為一種新的應(yīng)用模式，其所具有的分布式數(shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)傳播、共識機(jī)制、加密算法等計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，能很好的用于多方參與的應(yīng)急物流管理，將所有參與方鏈接在一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，并提供了一個可共享但不可篡改的分布式數(shù)據(jù)庫，提高了突發(fā)事件應(yīng)急物流管理的效率、增強(qiáng)了公開性與透明度?？梢越鉀Q疫情緊急救援中的兩個主要問題：一是保證物資調(diào)配的及時性和有序性，二是保證物資調(diào)配的公開透明。

（1）去中心化

通過去中心化的分布式結(jié)構(gòu)，能夠使得在應(yīng)急救援管理工作中的各方實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，可以保證信息的及時傳遞和共享。通過將信息及時上鏈，利用區(qū)塊鏈強(qiáng)大的信息共享能力，使得各項(xiàng)信息不需層層上報，提高了執(zhí)行的效率，適應(yīng)于應(yīng)急物流的時效性要求。

（2）數(shù)據(jù)不可篡改

區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化本質(zhì)和加密算法，可以保證所有物資流通節(jié)點(diǎn)都在進(jìn)行全網(wǎng)傳播，若某一節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)被篡改，將無法與其他節(jié)點(diǎn)上的信息保持一致。將其用于應(yīng)急物資的采購、配送、分發(fā)環(huán)節(jié)，讓運(yùn)輸、倉儲、分發(fā)等數(shù)據(jù)以全鏈路的方式進(jìn)行存證，使得所有的流轉(zhuǎn)信息可追溯，杜絕假冒偽劣貨物的出現(xiàn)。此外將其用于物資捐贈環(huán)節(jié)，捐贈方、公益組織和獲贈方這三者之間的物資流動情況、捐贈物資所處環(huán)節(jié)、是否及時發(fā)放都將變得清晰明了。

（3）智能合約

智能合約，在無法更改數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，預(yù)先將規(guī)則條款以代碼形式寫在區(qū)塊鏈上，并在預(yù)先設(shè)定的條件得到滿足后立即自動執(zhí)行協(xié)議條款，減少了人工干預(yù)和手工文書工作，簡化流程提高了執(zhí)行的效率，即使沒有中心機(jī)構(gòu)的監(jiān)督，合約也能準(zhǔn)確有序地執(zhí)行。可將智能合約用于突發(fā)事件的監(jiān)控預(yù)警、應(yīng)急預(yù)案自動響應(yīng)、供需快速匹配等方面，提高應(yīng)急物流管理的效率。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)下的應(yīng)急物流和物資保障體系

從此次疫情可以看出，我國需要的是一種社會化的應(yīng)急物流體系，以政府為骨架，以物資儲備中心、物資供給企業(yè)、捐贈方、物資需求者、物流企業(yè)為主體，利用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等來鏈接和協(xié)作各參與者，形成一種高效、有序、安全透明的應(yīng)急物流和物資保障體系結(jié)構(gòu)。

圖1 應(yīng)急物資調(diào)度管理系統(tǒng)

本文所提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)急物流和物資保障體系，主要從應(yīng)急物流指揮管理、應(yīng)急物資調(diào)度管理兩個方面建立。首先建立應(yīng)急物流指揮系統(tǒng)，參照以往的突發(fā)事件編制應(yīng)急物流預(yù)案并定期演練，還根據(jù)事件狀態(tài)數(shù)據(jù)自動響應(yīng)急物流預(yù)案；其次應(yīng)急物資調(diào)度管理系統(tǒng)將物資按照儲備物資、捐贈物資、采購物資三類，建立物資信息記錄平臺、物資供需管理平臺、物資調(diào)度管理平臺。

1.應(yīng)急物流指揮系統(tǒng)

在面對重大突發(fā)事件時，強(qiáng)有力的應(yīng)急物流和物資保障體系至關(guān)重要。應(yīng)急物流指揮系統(tǒng)作為整個應(yīng)急物流和物資保障體系的核心大腦，必須以政府部門為主導(dǎo)將物資供給企業(yè)、捐贈方、物資需求者、物流企業(yè)等主體緊密聯(lián)合在一起，整合各類信息從而做出應(yīng)急物資保障計劃的部署和安排，進(jìn)行動態(tài)控制與指揮。該系統(tǒng)主要需實(shí)現(xiàn)的幾大功能：一是應(yīng)急物流預(yù)案的編制與演練；二是數(shù)據(jù)收集和實(shí)時共享；三是應(yīng)急物流預(yù)案自動響應(yīng)。

（1）應(yīng)急物流預(yù)案的編制與演練

應(yīng)該形成穩(wěn)定常態(tài)化的應(yīng)急物流指揮管理機(jī)構(gòu)，政府部門需要與應(yīng)急物流領(lǐng)域的專家合作，并將應(yīng)急物資生產(chǎn)企業(yè)、地方商用物流企業(yè)納入應(yīng)急物流管理范疇，在國家或地方總體應(yīng)急預(yù)案的統(tǒng)攬下，共同進(jìn)行應(yīng)急物流預(yù)案的編制與演練。預(yù)案編制時就必須考慮到各種實(shí)際情況，把所有的應(yīng)急物流和物資調(diào)配管理程序化，明確各方責(zé)任。此外，應(yīng)定期進(jìn)行應(yīng)急物流預(yù)案的演練，提高執(zhí)行的效率，以保障當(dāng)重大突發(fā)事件發(fā)生時能夠快速、果斷決策。

（2）數(shù)據(jù)收集與實(shí)時共享

日常需對儲備應(yīng)急物資的品類、規(guī)模、結(jié)構(gòu)、數(shù)量進(jìn)行不定期盤點(diǎn)；在突發(fā)事件發(fā)生時必須實(shí)時收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，如醫(yī)療數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、運(yùn)輸數(shù)據(jù)等，以此來及時做好應(yīng)對準(zhǔn)備，做好應(yīng)急物流指揮工作。利用區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)不可篡改特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息及時準(zhǔn)確在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時傳遞，確保信息對接順暢。在實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物流指揮信息收集與共享時，首先利用時間戳技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)將突發(fā)事件信息及時安全的送達(dá)應(yīng)急物流指揮中心，保證數(shù)據(jù)的安全。其次利用數(shù)據(jù)驗(yàn)證、傳播機(jī)制和各類共識算法對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的各類信息進(jìn)行智能識別與精確計算，這樣使應(yīng)急物流指揮各部門與各個組織之間準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行信息互通共享。

（3）應(yīng)急物流預(yù)案自動響應(yīng)

針對突發(fā)事件的應(yīng)急物流管理時效性要求較高，迅速有效的預(yù)案響應(yīng)機(jī)制十分重要。借助于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)實(shí)時共享以及數(shù)據(jù)不可篡改的特點(diǎn)進(jìn)行突發(fā)事件的實(shí)時監(jiān)控，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整合及分析識別，并基于分析結(jié)果做好提前預(yù)警。將國家總體應(yīng)急預(yù)案與應(yīng)急物流預(yù)案以智能合約的形式寫入程序，根據(jù)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動分析和應(yīng)急物流預(yù)案響應(yīng)。

2.應(yīng)急物資調(diào)度管理系統(tǒng)

針對應(yīng)急物資調(diào)度管理過程中的信息不對稱、應(yīng)急物資質(zhì)量無法保證和捐贈透明信任等問題，可運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可追蹤、可溯源的應(yīng)急物資調(diào)度管理平臺，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資統(tǒng)籌管理和有序調(diào)配。在應(yīng)急物資調(diào)度管理系統(tǒng)中建立物資信息記錄平臺、物資供需管理平臺、物資調(diào)度管理平臺。在物資信息記錄平臺中將應(yīng)急物資劃分為三類進(jìn)行管理，分別為儲備物資、采購物資、捐贈物資等，并包含物資溯源防偽模塊和物資去向管理模塊。在物資供需管理平臺中，包含物資供給模塊、物資需求模塊、供需匹配模塊。在應(yīng)急物資調(diào)度管理平臺中有三個模塊，一個是物資調(diào)配模塊，二是物資配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊，三是物資配送監(jiān)督模塊。

物資流動的整個過程為儲備物資、采購物資和捐贈物資經(jīng)過溯源防偽認(rèn)證以后，進(jìn)入物資供需管理平臺的物資供給模塊。物資的需求方在物資需求模塊將物資需求信息錄入，供需匹配模塊利用智能合約進(jìn)行供需自動匹配。完成匹配之后，將匹配信息發(fā)到物資調(diào)度管理平臺，由物資調(diào)配模塊完成物資的調(diào)配處理，配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊計算出最優(yōu)的配送路徑，在配送過程需將配送的全過程信息通過區(qū)塊鏈實(shí)時記錄，并把所有的數(shù)據(jù)發(fā)送到去向管理模塊，捐贈方、需求方等都可以獲知物資的狀態(tài)信息。應(yīng)急物資調(diào)度管理系統(tǒng)，如圖1。

（1）物資信息記錄平臺

物資信息記錄平臺主要包含兩個模塊，一是溯源防偽模塊，二是去向管理模塊。

突發(fā)事件中應(yīng)急物資的質(zhì)量安全至關(guān)重要，為杜絕假冒偽劣物資的出現(xiàn)，由物資儲備中心儲備的物資、從物資供給企業(yè)采購的物資、由捐贈者捐贈的物資，必須經(jīng)過溯源防偽認(rèn)證。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的溯源防偽系統(tǒng)，可以避免傳統(tǒng)的由中心化機(jī)構(gòu)對商品來源信息集中管理的弊端，進(jìn)行商品溯源具有去中心化、防篡改、數(shù)據(jù)安全性高等優(yōu)勢。當(dāng)然對應(yīng)急物資的溯源防偽應(yīng)該是一項(xiàng)日常性的工作，從原料采購開始、到原料檢驗(yàn)、入庫、生產(chǎn)以及產(chǎn)品的檢驗(yàn)、入庫、發(fā)貨出庫，整個過程的數(shù)據(jù)信息都必須利用區(qū)塊鏈技術(shù)記錄下來，而當(dāng)其被用到應(yīng)急事件中時，通過區(qū)塊鏈進(jìn)行回溯從而驗(yàn)證物資的真實(shí)安全性。通過溯源防偽認(rèn)證的物資，其物資供應(yīng)方包括物資儲備中心、物資供給企業(yè)以及捐贈方將各自的供給信息包括物資的種類、數(shù)量、價格、規(guī)格以及供應(yīng)方的用戶信息、地址信息等記錄到以物資供需管理平臺的物資供給模塊中，以便后續(xù)過程使用。

在物資去向管理模塊中，必須把所有的儲備物資、采購物資和捐贈物資的去向進(jìn)準(zhǔn)確記錄，以便使應(yīng)急物資的信息清晰明了。信息一旦上鏈就無法篡改和刪除，捐款流程和受贈信息全程可溯源，全部信息不可偽造，提升多方信任。捐贈方可以看到自己所捐贈的物資是否被完好的送到需求者手中、政府等應(yīng)急部門可以準(zhǔn)確得知所發(fā)放的資金是否得到了有效利用等等。確保應(yīng)急物資在公開監(jiān)督下，快速到達(dá)最終救助機(jī)構(gòu)、需求單位及個人手中。

（2）物資供需管理平臺

在物資供需管理平臺中應(yīng)包含物資供給模塊、物資需求模塊和供需匹配模塊。經(jīng)過溯源防偽驗(yàn)證通過的應(yīng)急物資供給信息將被錄入到物資供給模塊；需要應(yīng)急救援物資的各醫(yī)院或者救助點(diǎn)等則可以將物資需求信息錄入到物資需求模塊；供需匹配模塊中利用區(qū)塊鏈智能合約自動進(jìn)行物資的供需匹配。這種模式解決了通常的物資供給需求層層上報的種種弊端，可以實(shí)現(xiàn)信息的快速響應(yīng)和供需雙方的自動匹配，從而減少人為干預(yù)。匹配后的物資供需管理平臺，如圖2。

通過溯源防偽認(rèn)證的物資，其物資供應(yīng)方包括物資儲備中心、物資供給企業(yè)和捐贈方將各自的供給信息（包括物資的種類、數(shù)量、價格、規(guī)格），以及供應(yīng)方的用戶信息、地址信息等記錄到物資供需管理平臺的物資供給模塊后。需求方將自己的用戶信息、地址信息和物資需求信息（包括物資的種類、數(shù)量、價格、規(guī)格等）等記錄到物資需求模塊。供需匹配模塊獲取需求方的需求請求，根據(jù)所述需求請求和所述區(qū)塊鏈中存儲的供應(yīng)方的供應(yīng)資源信息匹配符合要求的目標(biāo)供應(yīng)方，匹配的原則包括按照儲備物資、捐贈物資、供給物資的順序進(jìn)行，并且需考慮供需雙方的距離長短、物資的滿足度等等，可以一個需求方匹配多個供應(yīng)方或者一個供應(yīng)方匹配多個需求方。匹配完成以后，生成智能合約，需求方和供應(yīng)方接收到智能合約腳本后可以運(yùn)行程序，然后可以自動確認(rèn)自身所匹配的節(jié)點(diǎn)，并自動進(jìn)行認(rèn)證過程。根據(jù)合約腳本可以確認(rèn)匹配信息，匹配信息中可以包括供應(yīng)方向需求方提供的物資的種類、數(shù)量和規(guī)格等具體內(nèi)容，還需包括供需雙方的用戶信息、地址等。另外還需將匹配信息發(fā)送到物資調(diào)配模塊，以便物流企業(yè)進(jìn)行物資的調(diào)配管理。通過基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供需管理平臺，供需雙方可以通過智能合約實(shí)現(xiàn)自動、規(guī)范的物資匹配和確認(rèn)，提高了匹配的效率并且匹配信息保存在區(qū)塊鏈中，無法被篡改，提高了供需匹配過程中的安全性和可靠性。對于物資供給企業(yè)這種還需要進(jìn)行付款行為的物資采購過程來說，當(dāng)雙方達(dá)成認(rèn)證之后，便可觸發(fā)自動付款，提高了效率，并保證了雙方的交易信任。

圖2 物資供需管理平臺

（3）物資調(diào)度管理平臺

物資調(diào)度管理平臺中包含物資調(diào)配模塊、配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊和配送監(jiān)督模塊。通過自動匹配的物資供需信息還需傳遞到物資調(diào)度管理平臺的物資調(diào)配模塊，由物流公司整合物資的各項(xiàng)信息，再經(jīng)配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模塊進(jìn)行倉儲和配送路徑的優(yōu)化。隨后將配送的路徑和供需雙方的用戶信息和地址信息發(fā)送給配送團(tuán)隊，由配送團(tuán)隊去供應(yīng)地取貨后配送到需求方手中。物資從供給地到需求地的整個物流過程的數(shù)據(jù)全部上鏈，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資從倉儲、分發(fā)到派送的全過程追溯，解決應(yīng)急物資在轉(zhuǎn)移過程的追溯防偽和信息變更同步問題，并且可以隨時查詢物資的準(zhǔn)確位置和狀態(tài)，及時進(jìn)行路線變更。其中具體涉及到的區(qū)塊鏈技術(shù)包括時間戳、非對稱加密算法和數(shù)字簽名等如何應(yīng)用不進(jìn)行詳細(xì)敘述。物資調(diào)度管理平臺，如圖3。

圖3 物資調(diào)度管理平臺

三、總結(jié)

我國的應(yīng)急物流與物資保障體系還存在較大不足，而區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種基于分布式賬本管理、去中心化的數(shù)據(jù)的可信任的技術(shù)，天然契合應(yīng)急物流管理時效性、多方參與性的要求。本文利用區(qū)塊鏈獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢從應(yīng)急物流指揮管理和應(yīng)急物資調(diào)度管理兩個方面構(gòu)建應(yīng)急物流體系，所提出的兩大系統(tǒng)、三大平臺、八大模塊等，能夠在一定程度上解決當(dāng)前應(yīng)急響應(yīng)緩慢以及在應(yīng)急物資保障過程中的供需不匹配、應(yīng)急物資質(zhì)量無法保證和捐贈透明信任等問題。區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)新興技術(shù)，若能與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等結(jié)合，在應(yīng)急物流領(lǐng)域?qū)碛泻艽蟮陌l(fā)展?jié)摿?，但如何推進(jìn)其落地應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。