區(qū)塊鏈技術(shù)下的冷鏈物流系統(tǒng)優(yōu)化研究

周鑫明，胡亞敏 （江蘇師范大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 徐州 221226）

0 引 言

隨著新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)推動了冷鏈物流各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高了冷鏈物流信息系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率以及動態(tài)監(jiān)測效率。在“十三五”收官、“十四五”開局的時期，政府也多次提出重視冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展。2021 年12 月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十四五”冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》中提出，要盡快推動冷鏈物流設(shè)施裝備的研發(fā)，促進(jìn)冷鏈物流行業(yè)更好發(fā)展。冷鏈物流在生產(chǎn)消費(fèi)、服務(wù)社會民生、保障消費(fèi)安全等作用上日益凸顯，特別是在抗擊新冠疫情期間，冷鏈物流對疫苗等醫(yī)藥產(chǎn)品和醫(yī)用物資的運(yùn)輸、儲存、配送過程的安全保障功能極為重要。此外，境外冷鏈產(chǎn)品帶來的病毒隱患問題，也需要更加重視冷鏈運(yùn)輸過程的監(jiān)督和管理，冷鏈信息系統(tǒng)需提高信息追溯效率和冷鏈物流應(yīng)急處理能力。目前，冷鏈物流面臨不少突出問題和發(fā)展痛點(diǎn)，難以滿足市場需求。尤其是新冠疫情的常態(tài)化對冷鏈物流提出了新的更高的要求。區(qū)塊鏈技術(shù)作為當(dāng)下新興數(shù)據(jù)技術(shù)，本質(zhì)上是一種分布式賬本，主要特點(diǎn)是去中心化、信息共享以及數(shù)據(jù)防篡改，其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用有助于減少冷鏈物流信息系統(tǒng)目前存在的問題。促進(jìn)數(shù)據(jù)共享是區(qū)塊鏈的重要作用之一，數(shù)據(jù)共享有助于降低信息交易成本，提高冷鏈運(yùn)行效率。此外。區(qū)塊鏈的不可篡改、可追溯性有助于鏈上信息的追溯，存儲流通數(shù)據(jù)，方便監(jiān)管和追蹤。因此，關(guān)注區(qū)塊鏈等技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)冷鏈物流信息系統(tǒng)的完善，將有助于更好地促進(jìn)冷鏈物流業(yè)態(tài)模式創(chuàng)新和行業(yè)治理能力現(xiàn)代化。

1 相關(guān)概念

1.1 冷鏈物流

冷鏈物流是指保證冷鏈產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、流通加工、消費(fèi)等環(huán)節(jié)始終維持規(guī)定溫度環(huán)境下的系統(tǒng)化物流運(yùn)作過程，其核心組成部分之一是“溫控保溫”。在冷鏈物流過程中，對物品的裝卸操作是較為重要的步驟，冷藏、冷凍物品時要進(jìn)行密封處理，保證卸貨期間溫度控制在允許范圍內(nèi)，并在裝卸操作中斷時，及時關(guān)閉運(yùn)輸設(shè)備廂門，保持制冷系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。近年來，隨著我國肉類、果蔬、速凍食品以及疫苗、藥品制劑等的冷鏈產(chǎn)品需求快速增長，以及營商環(huán)境的改善，冷鏈物流市場發(fā)展迅速，2020 年冷鏈物流市場規(guī)模超過3 800 億元，冷庫庫容近1.8 億立方米，冷藏車保有量約28.7 萬輛，是“十二五”期末數(shù)據(jù)的二倍左右。可見冷鏈物流市場規(guī)模的顯著擴(kuò)大。而且隨著數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化冷鏈物流設(shè)施裝備研發(fā)的加快推進(jìn)，“生鮮電商+冷鏈宅配”、冷鏈快運(yùn)等新業(yè)態(tài)模式的出現(xiàn)，冷鏈物流技術(shù)發(fā)展日益創(chuàng)新。但是冷鏈物流的發(fā)展目前面臨著新的問題，如跨季節(jié)、跨區(qū)域調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品供需能力不足、冷鏈物流企業(yè)運(yùn)輸裝備難以保證溫度監(jiān)控，配套設(shè)施建設(shè)落后，運(yùn)營成本較高。從運(yùn)行體系來看，存在資源整合和綜合利用率不高，行業(yè)組織網(wǎng)絡(luò)化程度不夠，全國性的骨干冷鏈物流系統(tǒng)尚未形成等問題。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)本身是一個分布式賬本，用來記錄交易，并保證交易的真實性和安全性。另外在鏈上，所有使用者所接收的已發(fā)生的數(shù)據(jù)信息均是有序并一致的，區(qū)塊鏈通過分布式的數(shù)據(jù)記錄和存儲，各個節(jié)點(diǎn)可實現(xiàn)對信息的自我驗證、傳遞和監(jiān)督。區(qū)塊鏈技術(shù)的主要可應(yīng)用特征包括去中心化、共識機(jī)制、數(shù)據(jù)加密、智能合約。去中心化是指鏈中不存在中心數(shù)據(jù)庫，每個節(jié)點(diǎn)都可以平等進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，參與區(qū)塊鏈的各個用戶之間也無需建立傳統(tǒng)信任關(guān)系。共識機(jī)制是指鏈上用戶通過某種方法，例如通過中央節(jié)點(diǎn)提出共識、各個節(jié)點(diǎn)投票以及開放系統(tǒng)通過抽簽完成共識等方法，達(dá)成并遵循共識協(xié)議，從而促進(jìn)信息的對接和交易。智能合約是一種以信息化方式傳播、驗證和執(zhí)行合同的計算機(jī)協(xié)議。該技術(shù)允許在沒有第三方的情況下，進(jìn)行可信交易，另外這些交易可追溯并且不可更改，從而提高交易記錄效率，降低管理成本。數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要指的是非對稱密碼學(xué)算法，加密和解密的密鑰不同，其中一個密鑰必須保密，并且通過算法和公鑰難以推出私鑰，保證了交易的安全性。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在冷鏈物流系統(tǒng)的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)下的冷鏈物流系統(tǒng)主要以區(qū)塊鏈技術(shù)為核心，從數(shù)據(jù)的采集、存儲到區(qū)塊鏈達(dá)成共識上鏈，并且數(shù)據(jù)可追溯。具體應(yīng)用體現(xiàn)在冷鏈用戶層、冷鏈數(shù)據(jù)層及冷鏈技術(shù)層。

2.1 冷鏈用戶層

冷鏈用戶層主要由冷鏈各個參與方構(gòu)成，主要包括生產(chǎn)商、供應(yīng)商、使用單位、物流配送企業(yè)、監(jiān)管方和其他社會參與方。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特征，使得各個用戶連接起來，每個主體平等接收各項交易信息及數(shù)據(jù)。同時，區(qū)塊鏈技術(shù)通過共識機(jī)制，避免企業(yè)節(jié)點(diǎn)中間的作惡成本，提高系統(tǒng)的信任度，減少用戶之間的信息不對稱性。此外，非對稱性加密算法意味著區(qū)塊鏈上的主體自己掌握私鑰，保證隱私和數(shù)據(jù)安全性。

2.2 冷鏈數(shù)據(jù)層

區(qū)塊鏈技術(shù)對冷鏈數(shù)據(jù)的采集有較大影響。主要通過區(qū)塊鏈技術(shù)對物品的加工、運(yùn)輸及儲存過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集完成后可通過智能合約提供的面向各方主體的數(shù)據(jù)接口傳至區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)路。各方主體可在鏈上通過密鑰查詢相關(guān)交易信息。非對稱性加密算法在此過程中屬于信息保護(hù)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸嵭院碗[私性。

2.3 冷鏈技術(shù)層

冷鏈技術(shù)層是區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的核心，主要包括運(yùn)用加密算法、信息追溯、智能預(yù)警、物流管控等。區(qū)塊鏈技術(shù)可結(jié)合光學(xué)字符（OCR） 技術(shù)，對各類冷凍物品賦碼，提高信息錄入效率，自動關(guān)聯(lián)冷庫管理人的身份和信息地址，保證對所有上鏈追溯數(shù)據(jù)實現(xiàn)主體責(zé)任的確定。加密算法可維護(hù)冷鏈信息系統(tǒng)的信任機(jī)制，在鏈上，生產(chǎn)商與供應(yīng)商以及運(yùn)輸方之間的各項交易信息，都將會進(jìn)行相應(yīng)信息的加密，以保證隱私。而區(qū)塊鏈下的冷鏈信息追溯主要是指，利用區(qū)塊鏈分布式賬本的特征，以鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)，通過節(jié)點(diǎn)共識算法驗證和更新數(shù)據(jù)，同時結(jié)合密碼學(xué)，保證數(shù)據(jù)的安全傳輸和訪問。現(xiàn)在已有結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)形成的冷鏈追溯系統(tǒng)，其本質(zhì)是就是依賴區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)溯源，實現(xiàn)問題的追蹤和主體追責(zé)。智能預(yù)警主要利用區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)透明性，在冷鏈物品運(yùn)輸過程中，結(jié)合相關(guān)溫度感知技術(shù)如射頻技術(shù)（RFID），及時采集冷鏈物流運(yùn)輸過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至閱讀器，解碼后轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)庫，由后端系統(tǒng)處理，實現(xiàn)冷鏈溫度信息數(shù)據(jù)的實時采集和存儲，從而幫助企業(yè)物流人員及時監(jiān)測冷庫溫度變化，遇到相關(guān)問題及時獲取預(yù)警提示，降低運(yùn)輸風(fēng)險。物流管控主要運(yùn)用的是區(qū)塊鏈的智能合約，智能合約相當(dāng)于數(shù)據(jù)操作工具，可以提供數(shù)據(jù)接口，保證主體各方之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，還可以提供數(shù)據(jù)查詢和維護(hù)功能。通過智能合約，在達(dá)到既定條件下，系統(tǒng)會直接按照設(shè)定處理數(shù)據(jù)，大大提高交易處理效率，減少人為因素影響，降低信息安全風(fēng)險。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于冷鏈物流的好處

3.1 提高冷鏈物流系統(tǒng)運(yùn)行效率

通過在冷鏈物流應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，冷鏈物流數(shù)據(jù)的采集與存儲效率大大提升，智能合約下，數(shù)據(jù)自動按照既定規(guī)則進(jìn)行操作，避免人為因素干擾，既降低了人力成本，也提高了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。各參與方通過區(qū)塊鏈連接，彼此之間的信息交流迅速，結(jié)合相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)電子運(yùn)單的高效流轉(zhuǎn)，以及智能預(yù)警實現(xiàn)全鏈條溫控、全流程追溯等功能能夠有效管控物品的狀態(tài)，提升物流效率。而且在區(qū)塊鏈技術(shù)下，共識機(jī)制下的交流網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的互聯(lián)互通，提升信息交互的效率，有助于解決信息不對稱的問題。

3.2 促進(jìn)冷鏈物流信息流通效率

冷鏈物流系統(tǒng)上的各個主體往往采取自營物流的方式，生產(chǎn)商、經(jīng)銷商及物流企業(yè)之間缺乏信息共享平臺，冷鏈上下游之間也存在信息不對稱，導(dǎo)致冷鏈物流總是面臨“斷鏈”痛點(diǎn)，運(yùn)作不協(xié)調(diào)，用戶與配送方也容易面臨難以協(xié)調(diào)的時間錯位矛盾。而區(qū)塊鏈技術(shù)通過構(gòu)建一個基于智能合約的分布式賬本，將各方主體連接起來，形成一個同盟鏈，各主體的信息數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)同步。一方面可以通過加密技術(shù)保證使用者的隱私，另一方面公開的數(shù)據(jù)共享，信息透明化，有助于冷鏈物品信息的追蹤和查詢，便于消費(fèi)者及時查詢物流進(jìn)度，避免因時效和信息不對稱造成的信任矛盾。該技術(shù)的應(yīng)用將有助于冷鏈物流信息的流通效率，促進(jìn)冷鏈物流信息系統(tǒng)的完善。

3.3 有助于提高冷鏈物流系統(tǒng)的安全性

區(qū)塊鏈對于冷鏈物流系統(tǒng)安全性的提高，主要體現(xiàn)在物流監(jiān)測的安全性和數(shù)據(jù)隱私保障的安全性。一方面，區(qū)塊鏈構(gòu)建的新型信任網(wǎng)絡(luò)，將帶來更多便利流通，區(qū)塊鏈采用非對稱加密技術(shù)實現(xiàn)交易雙方在無第三方擔(dān)保機(jī)構(gòu)的情況下進(jìn)行交易和實現(xiàn)互信，有助于對用戶本身數(shù)據(jù)安全的保障，而且還可以提高物流運(yùn)輸效率，如通過數(shù)字加密技術(shù)，將冷鏈運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸產(chǎn)品種類、車內(nèi)部溫度及濕度等信息儲存在公鏈上，經(jīng)銷商和消費(fèi)者擁有密鑰，物流企業(yè)提供公鑰，公鑰與私鑰驗證成功即可驗收貨物。另一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合其他技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測，有助于冷鏈運(yùn)輸環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建，從而有助于保障產(chǎn)品的質(zhì)量和儲存過程中的安全。

4 結(jié)束語

冷鏈物流系統(tǒng)是物流系統(tǒng)建設(shè)中的重要部分，冷鏈物流目前發(fā)展較快，但是面臨的不少痛點(diǎn)如運(yùn)輸成本較高、運(yùn)輸車輛管理不善、冷鏈溫度把控不到位以及信息不對稱等問題，新冠疫情下，對冷鏈物流提出了新的發(fā)展需求。而通過區(qū)塊鏈技術(shù)對冷鏈物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，能夠解決部分冷鏈目前面臨的問題，通過智能合約、信息共享、智能預(yù)警以及全程追溯，提升冷鏈物流運(yùn)行效率，從而促使冷鏈物流更加滿足當(dāng)下人民群眾對高品質(zhì)消費(fèi)品和市場主體對高質(zhì)量物流服務(wù)的需求。但是區(qū)塊鏈技術(shù)也存在一定的發(fā)展不足，如目前對于區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用沒有形成較為成熟的管理體系，導(dǎo)致各方主體的接口也存在差異，難以形成統(tǒng)一共識。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展要基于科技設(shè)施，而目前物流行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不夠完善。總體來說，重視區(qū)塊鏈技術(shù)在冷鏈物流中的應(yīng)用是必要的，首先，政府應(yīng)繼續(xù)投入對冷鏈物流設(shè)施的建設(shè)，出臺相關(guān)支持性政策引導(dǎo)企業(yè)盡快引進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)，加快冷鏈物流設(shè)施裝備的研發(fā)和創(chuàng)新，完善冷鏈物流標(biāo)準(zhǔn)體系，更好構(gòu)建“區(qū)塊鏈+冷鏈物流”的智能冷鏈物流系統(tǒng)。其次，應(yīng)注重培養(yǎng)區(qū)塊鏈技術(shù)以及冷鏈物流人才，支持高校設(shè)置專門課程培養(yǎng)高素質(zhì)信息化人才，滿足冷鏈物流的人才需求。最后，政府部門應(yīng)鼓勵龍頭企業(yè)快速發(fā)展，提升冷鏈行業(yè)的集中度，從而帶動整體冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展。此外，企業(yè)也應(yīng)主動學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈技術(shù)，結(jié)合新技術(shù)創(chuàng)新的商業(yè)模式，促進(jìn)成本的管控和競爭力的提高。