區(qū)塊鏈技術(shù)在公路交通運(yùn)輸中應(yīng)用的理論研究

王哲

摘要 區(qū)塊鏈技術(shù)近年來引起了廣泛關(guān)注，在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用也越來越普遍。為了加快區(qū)塊鏈在公路交通運(yùn)輸中的研究和使用，交通運(yùn)輸行業(yè)大力支持引進(jìn)區(qū)塊鏈關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域急需緊缺的人才及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，建設(shè)項(xiàng)目的示范試點(diǎn)，建立和完善監(jiān)測(cè)機(jī)制，創(chuàng)造良好的環(huán)境并提供政策支持。文章以此為背景總結(jié)了區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，分析并討論了在公路交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)等領(lǐng)域使用區(qū)塊鏈技術(shù)的可能性，以及大數(shù)據(jù)在運(yùn)輸、收費(fèi)和物流中集成分析和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 區(qū)塊鏈技術(shù);公路交通運(yùn)輸;應(yīng)用;理論研究

中圖分類號(hào) U495;TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）05-0055-03

0 前言

隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，區(qū)塊鏈作為一種突破性技術(shù)和創(chuàng)新性應(yīng)用方法在國內(nèi)公路交通運(yùn)輸方面的應(yīng)用項(xiàng)目也在逐漸增加，2017年12月交通運(yùn)輸部中國交通通信信息中心與企業(yè)合資建立了面向交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的交通產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈：交通運(yùn)輸鏈，幫助企業(yè)與運(yùn)輸行業(yè)的其他產(chǎn)業(yè)企業(yè)合作，借助區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)[1]。在2019年世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上，國家車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與應(yīng)用展區(qū)通過區(qū)塊鏈加密運(yùn)算，構(gòu)成了共識(shí)機(jī)制的相互協(xié)調(diào)與合作，在區(qū)域空間內(nèi)建立人、車、路的交互傳播。但在實(shí)踐過程中其實(shí)際應(yīng)用仍然存在一些問題，該文從區(qū)塊鏈的發(fā)展以及現(xiàn)存的應(yīng)用痛點(diǎn)出發(fā)，詳細(xì)研究了區(qū)塊鏈技術(shù)在公路交通運(yùn)輸中應(yīng)用的理論，以供大家參考。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展歷程

區(qū)塊鏈概念最早是2008年由日裔美國科學(xué)家提出的。核心是建立一個(gè)具有時(shí)間戳的分布式數(shù)據(jù)庫，允許通過網(wǎng)絡(luò)直接傳輸、加密、組網(wǎng)方式和驗(yàn)證技術(shù)共同管理解決Internet服務(wù)器上集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的信任問題，以及進(jìn)行共同資源管理。以“去中心化的數(shù)字貨幣應(yīng)用”的形式被當(dāng)作底層技術(shù)實(shí)際應(yīng)用在以比特幣為典型代表的電子貨幣技術(shù)中[2]。自2014年以來，金融領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用也得到了迅速擴(kuò)展，以以太網(wǎng)作為一個(gè)平臺(tái)，為用戶提供不同的編程環(huán)境來開發(fā)程序，還提供更多的商業(yè)和非商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)金融應(yīng)用或企業(yè)級(jí)應(yīng)用。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在公路交通運(yùn)輸中應(yīng)用的痛點(diǎn)問題

2.1 行業(yè)監(jiān)管難度大

第一，網(wǎng)上網(wǎng)約車、“兩客一危”等行業(yè)的資格審核問題。司機(jī)的準(zhǔn)入門檻低，加上高難度的檢驗(yàn)認(rèn)證問題，導(dǎo)致司機(jī)素質(zhì)不均勻;第二，檢查并不容易。非法經(jīng)營(yíng)者相互通報(bào)“打游擊”，導(dǎo)致監(jiān)督執(zhí)法難度升級(jí);第三，非法活動(dòng)的證據(jù)很難獲得。一些非法經(jīng)營(yíng)者在運(yùn)營(yíng)前一般會(huì)與顧客約定在查證時(shí)進(jìn)行藏匿，導(dǎo)致依法取證難度升級(jí)。

2.2 公路交通運(yùn)輸方面信息安全防護(hù)困難

公路交通運(yùn)輸部門的數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)存?zhèn)€人信息、公路交通運(yùn)輸資料、企業(yè)資料、有關(guān)車輛操作等多方面的資料信息，其安全管理和隱私保護(hù)已經(jīng)成為一個(gè)問題。同時(shí)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)很難制定。智能化公路交通運(yùn)輸企業(yè)越來越多但缺乏統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或具體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在差異化的政府標(biāo)準(zhǔn)背景下注冊(cè)的企業(yè)水平不齊也阻礙了公路交通運(yùn)輸之間的數(shù)據(jù)和軟件共享，在一定程度上也阻礙了公路交通運(yùn)輸?shù)膮f(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3 ETC數(shù)據(jù)的完成和安全性難以保障

公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)中車道系統(tǒng)的故障可能會(huì)導(dǎo)致交易數(shù)據(jù)不包括在流水文件中，從而造成數(shù)據(jù)丟失和車輛損失。同時(shí)，由于ETC結(jié)算中心是高度集中的，一旦遭到攻擊，極易丟失交易的數(shù)據(jù)或被操縱。

2.4 自動(dòng)駕駛的數(shù)據(jù)保護(hù)和信息安全問題

車聯(lián)網(wǎng)中收集到的汽車行駛性能和駕駛?cè)藛T行為模式數(shù)據(jù)的數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)庫軟件和硬件因國產(chǎn)化率低導(dǎo)致沒有統(tǒng)一的加密和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，各種自動(dòng)駕駛儀不可避免地面臨數(shù)據(jù)的安全性和可持續(xù)性等問題。

2.5 公共服務(wù)方面難度大

由于我國汽車保險(xiǎn)行業(yè)價(jià)格差異大、手續(xù)復(fù)雜、周期長(zhǎng)、異地出險(xiǎn)困難等問題，給保險(xiǎn)公司和投保人帶來了一些困難。同時(shí)，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中，充電設(shè)施的數(shù)量相對(duì)較少，建設(shè)規(guī)劃不完善，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，缺乏一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行和服務(wù)平臺(tái)。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在公路交通運(yùn)輸中的應(yīng)用

3.1 區(qū)塊鏈在公路交通運(yùn)輸建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目相比，智能建設(shè)工地越來越處于“智能管理”的建設(shè)狀態(tài)，互聯(lián)網(wǎng)背景下智能化設(shè)備能自動(dòng)感知并實(shí)現(xiàn)人和物體的連接，并使用區(qū)塊鏈技術(shù)存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，完成公路交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)和維護(hù)，以及實(shí)施項(xiàng)目管理的科學(xué)預(yù)算;在承包商、供應(yīng)商和監(jiān)督員之間建立信息聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的項(xiàng)目管理報(bào)告的保存，這有效提高了施工過程的總體透明度，避免了涉及非法分包、減產(chǎn)減價(jià)等問題的發(fā)生，防止了傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中有關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)造假[3]。區(qū)塊鏈還可以將施工過程中的信息、質(zhì)量和安全性聯(lián)系起來，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，適當(dāng)安排各管理崗位的工作，進(jìn)而加強(qiáng)了項(xiàng)目的安全施工控制能力。

3.1.1 工程質(zhì)量溯源方面

目前，項(xiàng)目建設(shè)的追溯方法在很大程度上依賴于項(xiàng)目檔案，其中一些已經(jīng)電子化，但由于數(shù)據(jù)來源可靠性問題，無法收集原材料來源的背景，導(dǎo)致信息可追溯性很低。區(qū)塊鏈可以“去中心化存儲(chǔ)”和“建立信任機(jī)制”的兩個(gè)特點(diǎn)是解決這些問題的關(guān)鍵。在建立“聯(lián)盟鏈”的基礎(chǔ)上，共識(shí)算法可用于解決原材料生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)施工中的數(shù)據(jù)安全性和可靠性問題，以便進(jìn)行檢查和審批，以及行業(yè)監(jiān)督，并能提供整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量過程的反饋。

3.1.2 工程招投標(biāo)與合同管理

“資信”和“業(yè)績(jī)”是項(xiàng)目招投標(biāo)過程中的兩個(gè)重要指標(biāo)。目前，在項(xiàng)目的招標(biāo)業(yè)務(wù)中控制這兩個(gè)指標(biāo)的唯一方法是在公路交通運(yùn)輸部?jī)?nèi)建立一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理以手動(dòng)處理這些市場(chǎng)信息。系統(tǒng)數(shù)據(jù)源會(huì)在企業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)自行錄入，在屬地行業(yè)主管部門進(jìn)行核實(shí)驗(yàn)證，但是人工記錄和數(shù)據(jù)檢索并不能保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。采用區(qū)塊鏈技術(shù)，如：建立國家“資信聯(lián)盟鏈”，利用“智能合同”“電子合同”“數(shù)字簽名”，自動(dòng)輸入不同地區(qū)、不同行業(yè)的投標(biāo)數(shù)據(jù)、合同結(jié)果，企業(yè)與員工的信用信息共享，并自動(dòng)檢索驗(yàn)證，可以確保數(shù)據(jù)的可信度和及時(shí)性、完整性等問題。業(yè)界日后還可聯(lián)同區(qū)塊鏈技術(shù)訂立“數(shù)字投/招標(biāo)”及“電子合約”的標(biāo)準(zhǔn)，以確保實(shí)現(xiàn)信用智能投標(biāo)和智能履約合同，實(shí)現(xiàn)全過程的無紙化、簡(jiǎn)約化辦公。

3.2 區(qū)塊鏈用于公路交通運(yùn)輸行業(yè)的“信用評(píng)價(jià)”管理

企業(yè)職工信用評(píng)價(jià)管理機(jī)制應(yīng)應(yīng)用于公路交通運(yùn)輸領(lǐng)域，這一機(jī)制可與企業(yè)職工制度結(jié)合，使他們能夠以誠信行事。“信用評(píng)價(jià)”管理機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)從項(xiàng)目一級(jí)到地方行業(yè)管理部門一級(jí)的各級(jí)評(píng)估，交通運(yùn)輸部將評(píng)估報(bào)告上傳，經(jīng)過層層考核評(píng)價(jià)后形成地方和全國的年度“信用評(píng)價(jià)”結(jié)果。目前，評(píng)估和記錄方法是手工進(jìn)行的，最終評(píng)估結(jié)果取決于考核者的主觀因素和誠信因素?，F(xiàn)有的“信用評(píng)估系統(tǒng)”可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)，比如通過加入時(shí)間戳來保證信息的實(shí)時(shí)性和不可改;通過聯(lián)盟鏈實(shí)現(xiàn)信息的跨區(qū)域共享;通過智能評(píng)價(jià)減少人為因素影響確?？己说墓?。此外，信用區(qū)塊鏈的主要作用是為公路交通運(yùn)輸?shù)男庞皿w系提供服務(wù)。通過區(qū)塊鏈，所有節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)共享同步信用數(shù)據(jù)，以提高現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換的效率和準(zhǔn)確性。結(jié)合公路交通運(yùn)輸部的信用交通平臺(tái)，提供一個(gè)具有可靠和可追蹤信用數(shù)據(jù)的互信賬本，以建立一個(gè)可靠的個(gè)人、企業(yè)和車輛的信用評(píng)估體系，用于監(jiān)管和行業(yè)應(yīng)用（如圖1）。信用交通區(qū)塊鏈最重要的概念是發(fā)展“監(jiān)管鏈”和多個(gè)“應(yīng)用鏈”，不僅實(shí)現(xiàn)了跨鏈操作的同步和數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)也保證了應(yīng)用鏈的獨(dú)立運(yùn)行。監(jiān)管鏈向各級(jí)與現(xiàn)行交通信用評(píng)估制度有關(guān)的行業(yè)政府部門提出申請(qǐng)，以支持各種監(jiān)管業(yè)務(wù);應(yīng)用鏈支持物流金融服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)汽車行業(yè)負(fù)面評(píng)價(jià)、高速公路偷逃費(fèi)等多種行業(yè)應(yīng)用。

3.3 高速公路收費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)不僅提供了數(shù)據(jù)安全，而且還提供了實(shí)時(shí)清算和計(jì)算功能，可以有效解決跨省計(jì)算周期長(zhǎng)、逃費(fèi)、在線收費(fèi)檢查壓力大等問題，從而通過傳遞信息和減少交易量來確?？缡∵\(yùn)輸信息的透明度。結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)的實(shí)時(shí)計(jì)算，降低了成本，提高了效率。區(qū)塊鏈技術(shù)在財(cái)務(wù)計(jì)算中有很多應(yīng)用場(chǎng)景，技術(shù)相當(dāng)成熟。到2020年，中國已實(shí)行全國聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)模式，其中典型的就是中心化記賬模式中的ETC收費(fèi)模式。該模式將合并多個(gè)省級(jí)中心，將收費(fèi)數(shù)據(jù)細(xì)分，每個(gè)省中心負(fù)責(zé)該地區(qū)聯(lián)網(wǎng)高速公路的二級(jí)拆分。通過使用區(qū)塊鏈技術(shù)，則可以將中心化的記賬模式改為弱中心化或多中心化的模式。企業(yè)、銀行、網(wǎng)絡(luò)中心、省中心和部組成一個(gè)聯(lián)盟，作為監(jiān)督機(jī)構(gòu)。收費(fèi)數(shù)據(jù)總是記錄在聯(lián)盟鏈中，資金總是轉(zhuǎn)移到路段公司賬的賬戶中。具體的拆賬方式應(yīng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的拆賬規(guī)則，以智能合同為基礎(chǔ)，在滿足拆賬條件后，智能合同將自動(dòng)啟動(dòng)，然后同步完成賬戶拆賬和銀行轉(zhuǎn)賬。該模式的主要優(yōu)點(diǎn)是能更有效地利用資金，消除網(wǎng)絡(luò)中心的資金冗余。同時(shí)，引入智能合約可消除計(jì)算上的不足，并可確保收費(fèi)數(shù)據(jù)與金融流轉(zhuǎn)的順利連接。此外，基于區(qū)塊鏈的公路自由流收費(fèi)系統(tǒng)具有多層區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)來管理層次結(jié)構(gòu)和層次數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如圖2所示。收集的車輛流量數(shù)據(jù)與智能合約上鏈，并對(duì)通行數(shù)據(jù)進(jìn)行更加高效地加工處理，例如：所有有關(guān)車輛交易過程、車輛牌照、龍門架系統(tǒng)的設(shè)備信息和安全狀況，以及跨省通行費(fèi)的計(jì)算。

3.4 區(qū)塊鏈在物流追溯領(lǐng)域的應(yīng)用

基于區(qū)塊鏈的商品溯源系統(tǒng)確保了商品整個(gè)生產(chǎn)、加工過程以及通過區(qū)塊鏈技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)輸、銷售和原材料追溯的透明度。同時(shí)，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)獲得生產(chǎn)加工過程中各種有效的產(chǎn)品數(shù)據(jù)如生產(chǎn)環(huán)境、時(shí)間和生產(chǎn)過程等，從倉庫交貨時(shí)，制造商必須上傳產(chǎn)品信息、制造商信息、包裝信息和儲(chǔ)存信息，以提供系統(tǒng)的原始資料。物流供應(yīng)商收到產(chǎn)品后，必須重新掃描，將企業(yè)信息和產(chǎn)品狀態(tài)綁定到運(yùn)輸中，并記錄運(yùn)輸物流環(huán)節(jié)信息。當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)零售商手中時(shí)，他們會(huì)掃描并存儲(chǔ)在倉庫中，并將交易、零售和倉庫信息聯(lián)系起來。在購買產(chǎn)品時(shí)，消費(fèi)者可以通過查看原材料反饋代碼來追溯產(chǎn)品信息。

3.5 區(qū)塊鏈在物流找車領(lǐng)域的應(yīng)用

長(zhǎng)期以來，中小企業(yè)一直面臨信用不足的問題，信息相對(duì)缺乏安全性和不對(duì)稱性，它們的融資既困難又緩慢。隨著金融技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈被視為解決當(dāng)前供應(yīng)鏈融資問題的一種有效方案?！皡^(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈金融”在實(shí)踐中的應(yīng)用越來越多。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)在物流領(lǐng)域中具有顯著優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在電子商務(wù)物流平臺(tái)上得到應(yīng)用，阿里系統(tǒng)就是典型的代表案例。2018年初，進(jìn)口貿(mào)易領(lǐng)域可以利用區(qū)塊技術(shù)下載、跟蹤和控制產(chǎn)品信息、運(yùn)輸信息、海關(guān)處理和檢查信息以及第三方檢查信息等，形成了一條全鏈路物流信息鏈。例如，如果以無車承運(yùn)人貨運(yùn)監(jiān)管服務(wù)信息平臺(tái)為例，貨源與車源的不匹配在很大程度上促成了普遍存在的貨找車難、車找貨難的現(xiàn)象，而且因?yàn)槠脚_(tái)建立和維護(hù)費(fèi)用高昂，平臺(tái)三方缺少誠信機(jī)制，干預(yù)機(jī)制也不完善，導(dǎo)致了信息的保密性和可靠性缺乏保障，再加上解決方案的復(fù)雜性，使得運(yùn)輸平臺(tái)的開發(fā)就更加困難了。借助區(qū)塊鏈結(jié)合IT技術(shù)，在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)物流數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、平臺(tái)相關(guān)金融數(shù)據(jù)以及各種監(jiān)控平臺(tái)的連接，監(jiān)管等。對(duì)交易實(shí)施實(shí)時(shí)結(jié)算，操作數(shù)據(jù)庫的更新使數(shù)據(jù)處理和安全性得到了改善，以此為來自上下游物流企業(yè)和核心企業(yè)的個(gè)體工商戶提供融資。

4 加速區(qū)塊鏈與行業(yè)融合的建議

4.1 給予政策扶持

建議各地及有關(guān)部門針對(duì)地區(qū)特色及公路交通運(yùn)輸業(yè)的特點(diǎn)，制訂季度支援政策。各級(jí)交通運(yùn)輸部門要加強(qiáng)區(qū)塊鏈研發(fā)資金體系建設(shè)，發(fā)揮政策帶頭作用，運(yùn)用財(cái)政杠桿，運(yùn)用專項(xiàng)交通和產(chǎn)業(yè)管理公共資本、技術(shù)和人力資源，協(xié)調(diào)金融機(jī)構(gòu)的活動(dòng)，為主要公路交通運(yùn)輸項(xiàng)目提供信貸支持，以支持交通區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.2 完善監(jiān)管機(jī)制

建議政府當(dāng)局審查和制定有關(guān)使用

和管理區(qū)塊鏈技術(shù)的政策和條例，并根據(jù)包容性、謹(jǐn)慎性和鼓勵(lì)創(chuàng)新監(jiān)管的原則，對(duì)區(qū)塊鏈內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制進(jìn)行修訂和完善。加強(qiáng)公路交通運(yùn)輸部門的市場(chǎng)管制，建立有效的預(yù)防機(jī)制，加強(qiáng)國際合作，通過區(qū)塊檢測(cè)技術(shù)打擊犯罪，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)研究和使用的控制，通過區(qū)塊鏈檢測(cè)技術(shù)保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)以及個(gè)人隱私。

4.3 營(yíng)造良好環(huán)境

建議進(jìn)行部門培訓(xùn)，以便在知識(shí)系統(tǒng)內(nèi)提高工作人員的技能。各方應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)和宣傳，加強(qiáng)社會(huì)共識(shí)，為企業(yè)自覺在產(chǎn)業(yè)鏈中運(yùn)用新技術(shù)創(chuàng)造良好環(huán)境。支持組織創(chuàng)新、展覽及創(chuàng)業(yè)論壇和其他活動(dòng)進(jìn)行互動(dòng)交流經(jīng)驗(yàn)，以促進(jìn)活動(dòng)的創(chuàng)新多樣性，展示創(chuàng)新和發(fā)展的成果，促進(jìn)資本、人才和技術(shù)的積累。

5 結(jié)束語

綜上所述，作為一種新型的技術(shù)，區(qū)塊鏈在公路交通運(yùn)輸中的應(yīng)用廣泛且前景無限。但是其還存在一些應(yīng)用痛點(diǎn)亟待解決，政府和企業(yè)需要加大政策支持和投入，完善監(jiān)管機(jī)制、提供人員培訓(xùn)以創(chuàng)設(shè)良好的發(fā)展環(huán)境，為其更好的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

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