區(qū)塊鏈驅動下航空物流服務供應鏈發(fā)展對策研究

張潔，劉躍輝，尚娟，陳素敏

（北華航天工業(yè)學院，河北 廊坊 065000）

1 引言

2022年2月，民航局發(fā)布《“十四五”航空物流發(fā)展專項規(guī)劃》，規(guī)劃提出到2025年，初步建成安全、智慧、高效、綠色的航空物流體系。航空物流發(fā)展迎來重大機遇期，全球航空貨運市場發(fā)展?jié)摿κ艿綇V泛關注與重視，航空物流服務企業(yè)之間網(wǎng)絡化、復雜化競爭合作態(tài)勢愈發(fā)顯著。同時，由于近年來受到全球經濟波動的影響，航空物流市場面臨各種挑戰(zhàn)與不確定性，航空物流服務需求市場波動加劇，航空公司、貨代公司面臨愈發(fā)嚴重的需求與服務不匹配、不均衡等問題，嚴重制約了整個航空物流服務生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。區(qū)塊鏈技術具有去中心化和自治性特征，能夠利用時間戳技術記錄真實的交易信息，并且具有防篡改功能，為解決航空物流服務供應鏈中網(wǎng)絡化競爭所導致的資源不匹配、不均衡困境提供有效的技術支持。

2 航空物流服務供應鏈研究現(xiàn)狀

Ellram 等最早提出服務供應鏈的概念，其認為服務供應鏈是指供應商到客戶的生產和服務過程中所涉及的信息管理、流程管理、能力協(xié)調、服務和資金管理等過程[1]。張力構建了航空公司和貨運代理企業(yè)兩級航空物流服務供應鏈，基于Shapley 值法研究成員之間的利潤分配，提出建立聯(lián)盟協(xié)調分配利潤的措施[2]。關于區(qū)塊鏈技術在航空物流領域應用的相關研究，陳影和陳國泉針對航空物流當前存在的環(huán)節(jié)多、主體多、流程復雜等問題，提出了區(qū)塊鏈賦能下的航空物流“一單制”服務模式[3]。

已有研究未考慮服務供應鏈的網(wǎng)絡化結構，針對區(qū)塊鏈驅動下的服務供應鏈網(wǎng)絡交易過程分析有待拓展。針對上述問題，本文以航空物流服務系統(tǒng)為研究對象，構建區(qū)塊鏈驅動下的航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡結構，并分析其交易過程，提出航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡發(fā)展對策。

3 基于區(qū)塊鏈的航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡結構與交易過程

航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡包括航空公司、貨運代理公司和需求市場三級主體。在區(qū)塊鏈驅動下，各級主體在分散式決策基礎上展開交易過程。如圖1所示，由I 個航空公司提供航空貨運服務，由J 個貨代公司購買其服務并銷售給K 個需求市場的客戶。利用i 表示航空公司，j 表示貨代公司，k 表示需求市場客戶。

圖1 航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡結構

在航空物流服務供應鏈中，市場客戶、貨代公司、航空公司通過調用交易智能合約進行交易，具體過程如圖2所示?？蛻魧⒎招枨?、合同及資金發(fā)送到智能合約賬戶，智能合約對交易內容、合同及資金進行驗證，驗證通過后將交易信息發(fā)送給對應的航空貨代公司。航空貨代公司核對合同內容，確認接收交易請求后，向上游航空公司的智能合約賬戶中發(fā)送交易內容、合同以及資金，由航空公司進行驗證并提供艙位及服務信息，并將艙位及服務信息發(fā)送至智能合約系統(tǒng)，貨代公司將艙位及服務信息轉發(fā)給客戶?？蛻粼诖_認艙位信息及服務內容后，向智能合約系統(tǒng)發(fā)送確認信息，智能合約驗證信息后，確認將交易資金支付給航空貨代公司，航空貨代企業(yè)再確認將資金支付給航空公司。交易過程中的所有交互信息均由智能合約暫存，當交易完成后由智能合約形成區(qū)塊并將其添加到交易鏈中。

圖2 基于區(qū)塊鏈的航空物流服務供應鏈交易過程

4 基于區(qū)塊鏈的航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡均衡模型

4.1 航空公司均衡決策

利用qi表示航空公司i 的艙位量。I 個航空公司的艙位數(shù)量用列向量表示q∈RI+。航空公司的貨運成本與艙位數(shù)量有關，表示為式（1）：

航空公司將艙位銷售給貨代公司，航空公司i 和貨代公司j 之間的艙位交易量表示為qij。所有航空公司和所有貨代公司之間的艙位交易量用Q1表示。

航空公司和貨代公司之間的交易成本與艙位交易量有關，表示為式（2）：

假設航空公司i 能夠提供的艙位數(shù)量等于銷售給各個貨代公司的艙位數(shù)量之和，即：

航空公司貨運服務成本函數(shù)表示為艙位交易量的函數(shù)：fi=fi（Q1），i=1，…，I。

利用p*1ij表示航空公司i 和貨代公司j 之間的艙位交易價格，則航空公司的利潤最大化函數(shù)表示為：

航空公司之間在非合作競爭關系下達到Nash 均衡狀態(tài)，用變分不等式將其均衡狀態(tài)表示如下：

4.2 貨代公司均衡決策

貨代公司同時與上游航空公司和下游市場客戶進行貨位交易。貨代公司j 的成本包括貨物處置成本和艙位采購成本，如式（6）所示：

在艙位銷售過程中，貨代公司的艙位銷售價格表示為p*2j。貨代公司j的利潤等于總收入減去處置成本和艙位采購成本，其利潤最大化函數(shù)為：

約束條件為：

所有貨代公司的均衡狀態(tài)表示為變分不等式（9）：

Q2表示貨代公司和需求市場之間艙位交易數(shù)量所構成的向量矩陣。式（9）中，系數(shù)λj是拉格朗日系數(shù)，為了保證滿足航空貨代公司j 的約束條件（8）而設置。

4.3 需求市場客戶均衡決策

市場客戶決策不僅需要考慮向貨代公司支付艙位價格，還要考慮交易成本。

利用cjk表示需求市場k 的客戶從貨代公司j 處購買艙位的單位交易成本，qjk表示貨代公司j 與市場k 的客戶之間的艙位交易數(shù)量。單位交易成本可表示為：

利用p3k表示需求市場k 的艙位價格。需求市場k 對艙位的需求函數(shù)為dk，dk與服務價格相關，表示為：

式中，p3是關于需求市場艙位價格的K 維向量。

客戶為了購買航空貨運艙位承擔的總費用等于向貨代公司支付的p*2j加上交易成本。對于客戶來說，在需求市場k需求價格的均衡條件可表示為：

并且：

其中j=1，…，J。

條件（12）表示在均衡狀態(tài)，如果客戶在需求市場k 從貨代公司購買艙位，則表示貨代公司的艙位售價加上單位交易成本等于客戶愿意支付的費用。

條件（13）表示，如果客戶愿意為購買艙位支付的均衡價格是正值，則從貨代公司購買的艙位數(shù)量與市場需求量相等。利用變分不等式（14）來表示需求市場客戶的最優(yōu)化決策：

4.4 航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡均衡

在航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡整體均衡狀態(tài)下，航空公司、貨代公司和需求市場三層決策主體之間的艙位交易數(shù)量和交易價格滿足優(yōu)化條件（5）（9）（14）之和，則網(wǎng)絡達到均衡狀態(tài)，如變分不等式（15）所示：

5 航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡發(fā)展對策與建議

為保障區(qū)塊鏈驅動下的航空物流服務供應鏈網(wǎng)絡到達上述均衡狀態(tài)，實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，提升行業(yè)競爭力水平，本文提出以下發(fā)展對策。

5.1 加強航空物流專業(yè)化服務能力整合

航空物流行業(yè)的競爭不再是航空公司或貨代公司的個體行為，逐漸演化為多個利益主體協(xié)作參與競爭的情形，甚至呈現(xiàn)多個供應鏈之間的競爭，在這種競爭環(huán)境中，企業(yè)只有具備協(xié)作競爭的意識，進而加強協(xié)作，才能構建協(xié)作競爭關系基礎，使得服務供應鏈整體收益最優(yōu)，在競爭中獲得優(yōu)勢。航空公司應聚焦“專業(yè)化服務能力整合”這一核心任務，具備長遠的眼光，從能力培育視角來思考、推進專業(yè)化服務能力整合工作，加強與航空貨代公司的合作，按照系統(tǒng)規(guī)律、產業(yè)規(guī)律及市場規(guī)律，著力解決航空貨運過程中存在的散、小、弱等問題，實現(xiàn)我國航空物流系統(tǒng)性再造和根本性變革。

5.2 構建航空物流服務大數(shù)據(jù)協(xié)同平臺

通過構建大數(shù)據(jù)協(xié)同平臺，利用大數(shù)據(jù)和智能預測技術，實現(xiàn)航空物流系統(tǒng)要素全數(shù)字化覆蓋，實時獲取全流程要素信息，通過“航空物流系統(tǒng)一張屏”進行整個服務鏈條的智能調度，實現(xiàn)降本增效。利用大數(shù)據(jù)協(xié)同平臺實現(xiàn)航空物流風險管理可視化、安全管理閉環(huán)化、作業(yè)標準規(guī)范化、運行數(shù)據(jù)集成化以及決策過程智能化。同時，增強航空物流服務供應鏈應對疫情等突發(fā)事件的韌性。

5.3 加快航空貨代公司服務標準化建設

加強航空貨代服務標準化建設，主要包括3 方面內容：航空貨代管理政策和管理體系的標準化、航空貨代服務運作標準化、航空貨代數(shù)據(jù)信息標準化。這3 方面標準化的程度，決定了行業(yè)信息交流的程度和透明度，也決定了決策的準確性和有效性。所以加強航空貨代服務標準化建設有利于提升整個航空物流服務供應鏈的競爭優(yōu)勢。