基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系構(gòu)建研究

張園園，余沛東，孫兆統(tǒng)，周恒勝

(福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院，福建 福州 350108)

我國是一個自然災(zāi)害頻發(fā)的國家，自然災(zāi)害在我國具有多種類、高頻率和高危害的特點(diǎn)。1998年中國特大洪水、2008年的南方雪災(zāi)和同年的“5.12”汶川大地震、2010年的玉樹地震、2019年涼山森林火災(zāi)等，這些重大自然災(zāi)害都給我國造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

一個完善的應(yīng)急物流體系可以降低自然災(zāi)害造成的生命與財(cái)產(chǎn)損失，并在一定程度上有效控制應(yīng)急事件造成的不利形勢和局面[1]。相比于西方發(fā)達(dá)國家對應(yīng)急物流體系的建設(shè)，我國應(yīng)急物流體系在應(yīng)對災(zāi)害、突發(fā)事件的過程中暴露出了許多缺點(diǎn)，而區(qū)塊鏈以其不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明和集體維護(hù)等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在多個行業(yè)得到實(shí)踐。將區(qū)塊鏈的核心技術(shù)應(yīng)用于我國應(yīng)急物流體系的建設(shè)，能夠使應(yīng)急物流體系更加完善，更好地應(yīng)對頻繁發(fā)生的災(zāi)害、突發(fā)事件。

目前國內(nèi)的研究主要是定性研究，集中在信息平臺的建設(shè)和問題現(xiàn)狀建議，缺乏與其他技術(shù)的結(jié)合，而將區(qū)塊鏈應(yīng)用于我國自然災(zāi)害應(yīng)急物流體系的建設(shè)，能夠解決現(xiàn)存的諸多問題。但目前，區(qū)塊鏈與應(yīng)急物流體系構(gòu)建結(jié)合的研究較少，雖然部分文獻(xiàn)提出了一些基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系的建設(shè)設(shè)想，但僅僅是提出可以將區(qū)塊鏈用于應(yīng)急物流體系的構(gòu)建，沒有結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢分析能夠解決的實(shí)際問題，二者的深入結(jié)合有待進(jìn)一步研究。本文分析總結(jié)當(dāng)前我國應(yīng)急物流體系存在的問題，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系。優(yōu)化后的應(yīng)急物流信息平臺能夠?qū)?yīng)急物流過程中的信息流進(jìn)行有效處理，各相關(guān)參與主體可利用該平臺實(shí)現(xiàn)物流信息的實(shí)時可視化，各主體之間可以做到點(diǎn)對點(diǎn)的快速信息傳遞，保證應(yīng)急物流信息的完整性和時效性，以便進(jìn)行合理的決策，從而提升應(yīng)急物流效率。

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯杀忍貛诺膭?chuàng)始人、日本物理學(xué)家中本聰于2008年提出來的，實(shí)質(zhì)上是一種運(yùn)用特定加密算法，在遵循一定共識機(jī)制下，使用點(diǎn)到點(diǎn)傳輸方式和分布式數(shù)據(jù)存儲的高度容錯式數(shù)據(jù)庫，具有信息公開透明、不可篡改、全球聯(lián)通和交易成本低的特點(diǎn)[2]。在2016年12月被國務(wù)院寫入《“十三五”國家信息化規(guī)劃》，這是其第一次被納入國家計(jì)劃之中，近年來被應(yīng)用于多個行業(yè)。

1 我國應(yīng)急物流存在的問題

我國應(yīng)急物流體系是一個龐大的系統(tǒng)，不僅有不同系統(tǒng)的人員參與，如軍隊(duì)、社會人員、政府和企業(yè)等，還包括許多具體的運(yùn)作環(huán)節(jié)，如應(yīng)急物資的采購倉儲和運(yùn)輸、人員任務(wù)的組織和安排、災(zāi)害信息的實(shí)時公開等。目前應(yīng)急物流運(yùn)作過程還存在諸多問題，降低了物流效率，限制了我國應(yīng)急物流的發(fā)展，具體問題如下：

1.1 信息不對稱

自然災(zāi)害發(fā)生后的72 h是黃金救援時間，物流信息關(guān)乎生命，如何快速有效地獲取實(shí)時信息有助于應(yīng)急物流工作的順利開展。然而各部門之間獲取的信息不能及時匯總和交流，各級之間的信息傳遞還經(jīng)常出現(xiàn)信息不對稱和時效性低下的情況，如物資管理部門不能實(shí)時獲取物資的供需信息，導(dǎo)致供求不匹配，不能對參與人員進(jìn)行合理組織與任務(wù)分配，不能對相關(guān)工作進(jìn)行正確指導(dǎo)等。

1.2 管理不規(guī)范

我國缺乏應(yīng)急物流常設(shè)部門和聯(lián)動機(jī)制。應(yīng)急物流常設(shè)部門的作用是對參與人員進(jìn)行統(tǒng)一的組織和調(diào)度，根據(jù)受災(zāi)情況制定應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案和應(yīng)對措施，災(zāi)后對其進(jìn)行評估和分析，以便應(yīng)對下次的危機(jī)。在自然災(zāi)害發(fā)生之后，我國通常是從各級政府部門抽調(diào)人員組建成臨時性的應(yīng)急小組，盡管集結(jié)速度非常迅速，但由于指揮職責(zé)不夠明晰，人員、任務(wù)分配不合理等，且由于參與應(yīng)急小組的人員涉及多個主體，包括政府、軍方、企業(yè)以及廣大的人民群眾等，因而可能導(dǎo)致應(yīng)急物流的工作中或多頭領(lǐng)導(dǎo)，或各自為戰(zhàn)從而出現(xiàn)混亂，造成應(yīng)急物流效率低下。

1.3 過程不透明

自然災(zāi)害發(fā)生之后，應(yīng)急物資的來源除了國家的應(yīng)急儲備外，還有來自社會各界人士的愛心捐贈，這些物資與善款流通渠道大多是通過慈善機(jī)構(gòu)再進(jìn)行發(fā)放，但慈善機(jī)構(gòu)對于物資及善款分配的信息公開不夠透明。在2020年的新冠疫情中，由于湖北紅十字會對醫(yī)療應(yīng)急物資分配的不透明和不作為，引起了社會各界的質(zhì)疑。因此，應(yīng)當(dāng)建立和完善應(yīng)急物流信息平臺，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資全流程可追溯、可追責(zé)，以此來保證物資分配的公平和分配信息的透明。

1.4 可追責(zé)性差

目前我國應(yīng)急物流信息平臺建設(shè)滯后，缺乏統(tǒng)一的官方應(yīng)急物流信息平臺，受災(zāi)地區(qū)的救災(zāi)資金申請和物資需求需要經(jīng)過層層審批，有關(guān)部門不能實(shí)時掌握應(yīng)急物資的信息，全程效率低下，且責(zé)任人無法實(shí)現(xiàn)可追溯。突發(fā)公共衛(wèi)生事件中會產(chǎn)生大量的醫(yī)療廢棄物，如新冠疫情期間的廢棄口罩，這些物品具備高傳染性和污染性，如果處理不當(dāng)會造成二次傳染，因而，加強(qiáng)過程可追溯、責(zé)任人可追責(zé)可以有效追本溯源，一旦出現(xiàn)問題能快速定位問題點(diǎn)，避免二次風(fēng)險擴(kuò)散。

2 基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系構(gòu)建

2.1 應(yīng)急物流體系構(gòu)建的基本原則

2.1.1 循序漸進(jìn)原則

構(gòu)建應(yīng)急物流體系需要總結(jié)以往發(fā)生的重大衛(wèi)生事件相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，參考其他國家的成功經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)今后應(yīng)急物流體系建設(shè)與應(yīng)用的需求，以此為前提進(jìn)行優(yōu)化。尤其是應(yīng)急物流體系的頂層設(shè)計(jì)與整體規(guī)劃建設(shè)，采用分層級的方式逐步落實(shí)[3]。

2.1.2 平戰(zhàn)結(jié)合原則

建設(shè)應(yīng)急物流體系，一般是將降低人民群眾損失作為根本目標(biāo)，并非是提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)省綜合成本，由此便呈現(xiàn)出弱經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，但是這并不代表應(yīng)急物流體系也完全需要遵循弱經(jīng)濟(jì)性這一基礎(chǔ)原則。發(fā)生應(yīng)重大衛(wèi)生事件的概率較小，若忽視經(jīng)濟(jì)性，那么在建設(shè)應(yīng)急物流體系的過程中，可能會導(dǎo)致大量資源浪費(fèi)，同時也會面臨成本方面的壓力[4]。因此，構(gòu)建與優(yōu)化應(yīng)急物流體系應(yīng)遵循平戰(zhàn)結(jié)合的原則，提高現(xiàn)有社會資源的利用率。

2.1.3 政府主導(dǎo)原則

應(yīng)急物流體系正確處理重大衛(wèi)生事件，解決事件本身的突發(fā)性、不確定性與緊迫性等問題，所以構(gòu)建應(yīng)急物流體系不能只是依靠政府部門與企業(yè)，還需要在政府部門的主導(dǎo)下，拓寬參與渠道，吸引多方力量參與其中[3]。

2.2 區(qū)塊鏈在應(yīng)急物流信息平臺中的作用

2.2.1 時間戳技術(shù)保證信息的透明度

時間戳技術(shù)是指當(dāng)每一個新的區(qū)塊生成時就會被烙上時間戳，然后按照時間的先后順序?qū)⑦@些區(qū)塊連接在一起形成區(qū)塊鏈。這種機(jī)制可以保證信息的完整性和真實(shí)性，還能夠?qū)ο嚓P(guān)信息進(jìn)行追溯，使區(qū)塊鏈上的信息很難被篡改。應(yīng)用在應(yīng)急物資分配階段可以掌握整個過程的信息，如物資來源、存放地、運(yùn)輸車輛、物資運(yùn)輸狀態(tài)和位置、分配地等。在這種信息高度透明的情況下，不僅能夠保證采購物資的質(zhì)量，約束相關(guān)部門合理分配物資，而且可以讓捐贈人能夠悉知自己所捐贈物資的去向。2020年的新冠疫情中，多地因?yàn)樯r產(chǎn)品攜帶病毒致多人感染，浙江省就采取了區(qū)塊鏈溯源技術(shù)，追本溯源，從而把病毒扼殺在源頭階段。

2.2.2 去中心化加速信息交流

區(qū)塊鏈的去中心化是指每個節(jié)點(diǎn)都有高度的自治性，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間自由連接，不需要第三方中介的接入，任何一個節(jié)點(diǎn)都可以成為階段性的中心但是不具備強(qiáng)制控制能力。而其分布式記賬的特點(diǎn)能夠讓應(yīng)急物流節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間相互監(jiān)督和檢查，所有節(jié)點(diǎn)共同參與交易賬本的記錄，有效避免信息傳遞不對稱的情況，保證了各節(jié)點(diǎn)之間信息傳遞的準(zhǔn)確性。例如需求點(diǎn)可與物資分配部門直接交流物資需求信息，避免了信息因?qū)訉由蠄笾率剐畔⒉粶?zhǔn)確和時效性低下。

2.2.3 智能合約機(jī)制提高應(yīng)急物流運(yùn)行效率

智能合約是基于不能隨意篡改的信息，利用計(jì)算機(jī)語言，預(yù)先在區(qū)塊鏈上設(shè)定合約條款，當(dāng)這些合約條款被滿足時便自動執(zhí)行。當(dāng)應(yīng)用于突發(fā)自然災(zāi)害的監(jiān)控和預(yù)警、應(yīng)急物流預(yù)案的自動響應(yīng)等階段時，提前將應(yīng)急物流預(yù)案寫入?yún)^(qū)塊鏈，自然災(zāi)害發(fā)生之后，其能自動抓取各項(xiàng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，一旦滿足預(yù)案要求便自動執(zhí)行，這樣不僅可以簡化流程，提高應(yīng)急物流預(yù)案的執(zhí)行效率，也可節(jié)約人力資源成本。

2.3 建設(shè)基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流信息平臺

應(yīng)急物流過程涉及諸多主體，各主體之間信息傳遞錯綜復(fù)雜，圖1展示了應(yīng)急物流過程中的信息流向情況。為了解決這其中諸多信息流的問題，基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流信息平臺劃分成了多個模塊，包括頂層指揮模塊、物資運(yùn)輸模塊、物資倉儲模塊、應(yīng)急物資接收模塊、社會合作模塊，信息公開模塊，如圖2所示。

圖1 應(yīng)急物流信息流向

圖2 基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流信息平臺

頂層指揮模塊是由應(yīng)急物流常設(shè)部門使用，根據(jù)該平臺搜集到的所有實(shí)時災(zāi)情信息可以進(jìn)行整體工作的規(guī)劃，將災(zāi)害信息數(shù)據(jù)與提前寫入的應(yīng)急預(yù)案條件匹配，符合條件便自動生成應(yīng)急物流預(yù)案。

利用區(qū)塊鏈結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和GIS技術(shù)等，可以建立物資運(yùn)輸模塊，搜集實(shí)時的路況信息和車輛信息，根據(jù)災(zāi)區(qū)道路的破壞程度和車輛的可用情況完成運(yùn)輸車輛和應(yīng)急物資的匹配和運(yùn)輸最優(yōu)路線的自動規(guī)劃，可獲得路程最短、時間最短和成本最小等路線來滿足不同階段的應(yīng)急物流路線規(guī)劃，盡快將應(yīng)急物資運(yùn)送到受災(zāi)地區(qū)。

物資倉儲模塊承擔(dān)應(yīng)急物資采購和儲備的工作，利用區(qū)塊鏈技術(shù)追溯應(yīng)急物資以保證其質(zhì)量和確定責(zé)任方，在保質(zhì)期之前對物資進(jìn)行合理處理，實(shí)時共享物資信息，保證應(yīng)急儲備物資的高效利用。在災(zāi)害結(jié)束后，物資倉儲模塊可以根據(jù)災(zāi)害消耗物資的記錄進(jìn)行詳細(xì)分析，確定物資儲備安全數(shù)量，為下一次突發(fā)情況提供參考數(shù)據(jù)。

物資接收模塊負(fù)責(zé)記錄和整理社會各界的救援物資，包括社會捐贈、緊急征用和國外物資援助等。社會合作模塊的作用就是整合社會各界的力量，使多方形成合力?？梢猿h專業(yè)物流企業(yè)加入該模塊，譬如菜鳥、京東等，從而對社會各界力量進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌規(guī)劃，促進(jìn)協(xié)調(diào)合作。信息公開模塊的作用是公開整合的應(yīng)急物流信息，對不同的群體給予不同的信息公開權(quán)限，如愛心人士可以看到自己捐贈物資的狀態(tài)、去向等，完善公眾輿論監(jiān)督機(jī)制。

2.4 構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系

構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系的目標(biāo)是在應(yīng)急物流常設(shè)部門的管理指揮下保證受災(zāi)地區(qū)正常的物資供應(yīng)，力爭使自然災(zāi)害造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失最小，具備應(yīng)對突發(fā)自然災(zāi)害的快速反應(yīng)能力。與目前的應(yīng)急物流體系相比，基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流體系運(yùn)作流程更加簡化，便于管理，圖3為優(yōu)化前后應(yīng)急物流體系的運(yùn)作流程對比。

圖3 優(yōu)化前后應(yīng)急物流體系的運(yùn)作流程對比

優(yōu)化后的應(yīng)急物流體系設(shè)立了應(yīng)急物流常設(shè)部門，該部門有專門職位，責(zé)任分明，通過基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流信息平臺與物資接收部門、物資倉儲部門、物資運(yùn)輸部門和社會多方力量進(jìn)行信息交流，對各部門的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的分配和指揮，應(yīng)急物流平臺根據(jù)災(zāi)害信息與應(yīng)急預(yù)案條件進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)自動響應(yīng)。另外，目前的應(yīng)急物流體系中各部門之間無法點(diǎn)對點(diǎn)直接信息傳遞，受災(zāi)地區(qū)的需求信息通常需要層層上報和審批，導(dǎo)致信息失去及時性和真實(shí)性；優(yōu)化后，受災(zāi)地區(qū)可通過信息平臺發(fā)布應(yīng)急物資需求，直接與物資倉儲等部門傳遞信息，相關(guān)部門接收到來自物資需求便可根據(jù)規(guī)劃直接將需求物資運(yùn)往受災(zāi)地區(qū)。此外，優(yōu)化后的應(yīng)急物流體系通過信息平臺將以往分散的社會力量組織起來，對這些力量進(jìn)行統(tǒng)一的任務(wù)調(diào)配，更能達(dá)到事半功倍的效果。

3 結(jié)束語

本文提出構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的應(yīng)急物流信息平臺，平臺目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物流信息的全過程可視化、保證信息完整高效的點(diǎn)與點(diǎn)傳遞、提高應(yīng)急物資和人力資源調(diào)度的合理性。但區(qū)塊鏈技術(shù)還處于發(fā)展階段，在應(yīng)用上還有一些問題亟需解決，比如區(qū)塊鏈應(yīng)用目前大都集中在設(shè)想階段，如何落地怎么落地等，這不僅需要區(qū)塊鏈研究的進(jìn)一步深入，也需要國家政策的大力支持。