區(qū)塊鏈技術應用于農產品冷鏈物流體系的可行性分析

摘 要：農產品冷鏈物流是物流行業(yè)中的熱點領域，是關系食品安全的國計民生領域。農產品冷鏈物流的現代化離不開新一代信息技術的綜合應用。區(qū)塊鏈技術是新技術的代表，可以憑借分布式記賬、時間戳、非對稱加密、智能合約等技術克服農產品冷鏈物流發(fā)展的瓶頸，為構建智能合約平臺、信息追蹤平臺、農產品冷鏈物流協調中心、區(qū)塊鏈冷鏈物流數據存儲庫4個子系統組成的農產品冷鏈物流體系奠定基礎。為使農產品冷鏈物流體系更完善，對區(qū)塊鏈技術在該領域的適用性進行了探究。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；農產品冷鏈物流；可行性

隨著大數據、物聯網、云計算、人工智能等新一代信息技術在社會生產生活中各個領域的應用和普及，區(qū)塊鏈技術作為新時代數字經濟技術的代表，引起了社會各界的廣泛關注。

一、研究現狀

“區(qū)塊鏈”，顧名思義每個區(qū)塊代表一個信息塊，多個信息塊按照一定的規(guī)則串成鏈條并運行成為區(qū)塊鏈。最初，在中本聰的文獻中分別提出了“區(qū)塊”和“鏈”的概念，并沒有將“區(qū)塊鏈”合并提出。2015年，理論界才發(fā)現將分布式數據存儲、點對點傳輸及加密算法等技術進行合體，便可以應用于需要建立信任的很多領域，如保險、金融、知識產權等領域。2016年被稱為“區(qū)塊鏈元年”，我國很多機構開始關注并投資區(qū)塊鏈相關項目?？梢灶A見，區(qū)塊鏈技術將成為互聯網、大數據、云計算之后的又一項重大創(chuàng)新。

通過對區(qū)塊鏈技術文獻的梳理，可以將現有文獻分為兩個視角。從區(qū)塊鏈技術的本質及價值來看，田儀順等認為，區(qū)塊鏈技術的實質是一種新的技術組合，而并非是一種全新技術，它并不完全去中心化，而是分布式記賬。并且這種技術也不存在系統的延遲，延遲只是相比其他技術的表面現象，本質上而言，區(qū)塊鏈中比特幣的交易時間是比較短的，效率是比較高的。梅海濤等認為，區(qū)塊鏈的本質是一個帶有時間戳的、穩(wěn)定的、可信任的賬務記錄系統。闞雷認為，隨著比特幣等數字貨幣的日漸興起，區(qū)塊鏈技術從數字貨幣的底層技術中抽離出來，運用分布式記賬等特點建立信任，滿足不同形式的數據的錄入和存儲的需求。從區(qū)塊鏈技術的應用層面看，目前區(qū)塊鏈應用的領域無一例外都一直存在中心化的特質，使得其管理效率低下，由于區(qū)塊鏈技術剛好可以去除中心化效應，實現分布式處理，提高了辦事效率，提升了客戶服務體驗。

另外，從區(qū)塊鏈技術的應用層面而言，盡管該項技術發(fā)源于金融貨幣領域，但目前在全球很多國家和地區(qū)的公共管理、物流管理等領域都有所滲透和應用。王娟娟等認為，區(qū)塊鏈技術在“一帶一路”區(qū)域物流領域的應用會降低物流過程的安全水平，只有以政府為主導完成物流安全機制建設，引導破解“不可能三角”的技術研發(fā)，并以此為前提應用區(qū)塊技術，才能確保正面效應的充分發(fā)揮。田順儀等認為，在我國的貨運市場中，可以借助區(qū)塊鏈技術的信任創(chuàng)造功能，有效地解決交易主體間的誠信機制建設問題，整治我國貨運物流市場亂象。呂芙蓉等運用區(qū)塊鏈技術構建了農產品質量安全追溯體系，提出聯盟區(qū)塊鏈組織形式，充分發(fā)揮了其分布式記賬的特點和優(yōu)勢。上述文獻對區(qū)塊鏈技術在跨境電子商務領域、貨運物流領域、電力系統領域及“一帶一路”等領域的應用進行了較為細致的研究，但農產品冷鏈物流領域區(qū)塊鏈研究還是空白。

二、區(qū)塊鏈核心技術

（一）分布式記賬，點對點組網方式

區(qū)塊鏈是一種分布式數字交易分類賬，網絡完全由其成員運營，而不依賴于建立信任的中央機構或集中式基礎設施。區(qū)塊鏈是建立信任的技術，因為每個參與者平等分布于系統中，在公平公正透明的商業(yè)環(huán)境中參與運作。

（二）時間戳技術

嚴格意義來講，時間戳技術并非一個新技術，但是把時間戳技術有效地應用到區(qū)塊鏈中卻毫無疑問是一種創(chuàng)新。區(qū)塊鏈技術被多個時間戳賦予了維度，供應鏈上的每個物流節(jié)點都被時間戳加蓋了交易信息的時間記錄，并且被永久記錄在區(qū)塊鏈上。

（三）非對稱加密技術

所謂非對稱加密技術指的是區(qū)塊鏈中有公匙和密匙對數據進行加密，其中公匙對所有節(jié)點公開，成員使用公鑰加密來簽署交易。因此，只有私人的所有者密鑰可以啟動它們。但是，會員可以保持匿名，因為密鑰與現實世界的身份無關。由于使用加密方法而無法被篡改。兩種密碼的使用有效地保證了數據的可靠性和準確性，確保了區(qū)塊鏈上的信息安全。

（四）智能合約

區(qū)塊鏈技術中的可編程功能實現了合約條款的自動執(zhí)行。在預先制定的合理合法的框架下，按照智能合約本身所具有的可擴展性執(zhí)行區(qū)塊鏈中的智能合約。

三、區(qū)塊鏈技術應用于農產品冷鏈物流領域的可行性分析

（一）農產品冷鏈物流對生鮮物資安全性可追溯的要求對接區(qū)塊鏈的時間戳技術

2018年，一場蘿蔓萵苣受大腸桿菌污染事件蔓延到美國36個州，導致5人死亡。農民和供應商們損失慘重。最后人們花了7天的時間找到疫情來源：一個種植了芒果的農場。沃爾瑪對于食品安全的把控一向極為嚴格，可是在食品安全問題上，苦于沒有相關的技術手段，也一度處于巧婦難為無米之炊的窘境。區(qū)塊鏈技術的出現，使沃爾瑪解了燃眉之急。每減少1%的食源性疾病，可以為美國經濟節(jié)省7 000億美元左右的成本。但這不僅僅是經濟問題，更關乎人類的健康，在美國約有4 800萬人會遇到食源性疾病，擴大到全球范圍，數字會更大。特別是像中國、印度這樣的人口大國，食品安全問題更是關系國計民生的大事。零售業(yè)巨頭沃爾瑪與信息技術業(yè)大佬IBM在區(qū)塊鏈技術應用于食品供應鏈領域進行戰(zhàn)略合作，研究如何利用區(qū)塊鏈讓食品冷鏈過程實現數字化和透明化。經過不斷的努力和嘗試，終于一項基于區(qū)塊鏈技術的名為“食品信任”解決方案公之于眾。該方案利用區(qū)塊鏈的分布式記賬技術追蹤食品的冷鏈路徑。沒有使用區(qū)塊鏈技術之前，追溯某一物資的來源通常需要花費將近7天。使用了區(qū)塊鏈技術后，僅需2.2秒就能夠完成追蹤，這在很大程度上降低了變質食品送到消費者手中的可能性。

農產品冷鏈物流對安全性和可靠性的要求高于一般的物流系統，因為農產品冷鏈物流體系中所承載的物資都是生鮮類食品或藥品，所以整個運作體系從供應商開始到經銷商、零售商都需要在冷鏈的環(huán)境中進行。如果在冷鏈的環(huán)節(jié)中出現了脫離冷鏈的情況，物資的安全性會受到影響，甚至會形成食品安全或藥品安全的大事件，比如發(fā)生在2018年的疫苗安全事件。隨著物流行業(yè)的市場和業(yè)務越來越細分，每單物流業(yè)務從貨主開始到收貨人結束會綜合多家農產品冷鏈物流企業(yè)的業(yè)務（參見圖1）。在這個過程中，任何一個物流節(jié)點都存在風險，所有的環(huán)節(jié)都需要在不同物資對冷鏈環(huán)境的要求中進行相應的物流業(yè)務，一旦出現“脫冷”或者溫度不達標，就會使得整體的農產品冷鏈物流業(yè)務失敗，生鮮物資的質量受到影響，如果有相應的風險預警系統尚可以避免更為嚴重的民生安全事件發(fā)生，不然會造成極為嚴重的食品或藥品安全事件。如果面臨食源性疾病的暴發(fā)，零售商很難搞清楚是哪個環(huán)節(jié)出了問題，以及這些壞掉的物資被送給了哪些收貨人，可能需要數周的時間來追蹤污染源，并用更長的時間恢復消費者對食品安全的信心。區(qū)塊鏈中的時間戳技術可以很好地對風險點進行排查和追溯，使得整體的農產品冷鏈物流體系中參與者都能界定清楚責任。

（二）農產品冷鏈物流對高效物流的內生需求契合區(qū)塊鏈的點對點組網方式

由于農產品冷鏈物流所承載的物資是生鮮農產品或藥品，這類物資的保質期或是很短或是對保質期有嚴格的要求。物資本身對供應鏈的高效性有較高的要求，農產品冷鏈物流企業(yè)的核心競爭力也多體現在高效的層面上。在傳統運作體系下，高效率和高成本成正比例關系，高效的農產品冷鏈物流體系需要高昂的物流成本支撐。對于利潤率相對較低的物流行業(yè)，高成本在業(yè)內很難被接受。區(qū)塊鏈的核心技術之一是點對點組網方式，它是利用編程的手段來實現合約條款的自動執(zhí)行。點對點組網方式意味著整個網絡沒有中心節(jié)點。網絡中的每個節(jié)點平均分布于系統內部，并獨立參與系統運作，系統交易信息在各個節(jié)點之間互相復制。這些不僅是農產品冷鏈物流提升效率的動因，也是區(qū)塊鏈技術得以廣泛應用的條件之一。供應鏈節(jié)點之間信息的透明度高低是衡量一個供應鏈是否具備競爭力的指標之一，提高信息透明度是最難實現的。利用區(qū)塊鏈可提高供應鏈的信息系統透明度，跟蹤冷鏈系統上各個節(jié)點的物流活動。零售業(yè)早期對于信息建設方面的貢獻主要體現在條形碼或自動識別技術的解決方案，這種方案需要中央數據庫和參與者之間的信任。區(qū)塊鏈中點對點組網方式使得各個物流節(jié)點信息更加透明，節(jié)點之間的交流成本更低，整個冷鏈系統的運作效率得以有效提升。

（三）無壟斷企業(yè)的現狀滿足區(qū)塊鏈技術分布式計算的要求

“多、小、散”是世界各國物流行業(yè)的特征。雖然從直觀數據來看，歐美、日本等發(fā)達國家和地區(qū)的物流集成化程度較高，但仔細研究會發(fā)現，大的物流企業(yè)的物流規(guī)模大多是依靠整合底層的物流資源獲得。我國很多生產制造企業(yè)或商貿企業(yè)在物流外包時，表面上看，將物流業(yè)務外包了多家物流企業(yè)，實際上真正的承運人都是物流行業(yè)底層的小車隊或者是一兩輛車的運輸小老板。所以，行業(yè)的運作特點決定了現階段農產品冷鏈物流行業(yè)不會有壟斷企業(yè)的出現。即使有業(yè)務量比較大的行業(yè)獨角獸，也不會占太大的比例，且實際落地進行運作的還是底層的承運人。區(qū)塊鏈的各個區(qū)塊是平等的相互背書關系。區(qū)塊鏈的一個主要承諾是創(chuàng)造透明度網絡的每個成員都可以訪問相同的數據，獲得單個數據真相。在區(qū)塊鏈技術的初期實驗中，是以數字方式跟蹤物流活動的，比如從中國農場到美國零售門店的豬肉，從南美洲的種植園到美國商店的大櫻桃。在這些商品供應鏈的物流節(jié)點中，農場原產地、批號、工廠和加工數據、到貨日期和運輸細節(jié)等數據信息都被寫進區(qū)塊鏈中，并立即可供所有農產品冷鏈物流節(jié)點成員使用。一旦有生鮮物資出現質量問題，區(qū)塊鏈的運用能夠在幾秒鐘內追蹤到責任點。并且區(qū)塊鏈還可以增加保質期的可用數據，從而優(yōu)化了供應鏈的參數，由此可改變食品行業(yè)的工作方式，提高透明度，加快對受污染食品的調查，驗證食品來源，以增加最大限度延長保質期的機會，減少因腐壞造成的損失，減少食物浪費。

降本增效是物流行業(yè)孜孜不倦追求的目標。當前，與發(fā)達國家和地區(qū)相比，我國在農產品冷鏈物流效率方面仍然存在一定的差距。農產品冷鏈物流作為物流行業(yè)的一個重要組成部分，是集供應鏈、物流、信息流、資金流于一體的商業(yè)活動，與區(qū)塊鏈本身的分布式結構、防偽溯源和智能合約等技術能夠有效契合，較好地突破了目前農產品冷鏈物流發(fā)展的瓶頸，為農產品冷鏈物流發(fā)展培育了可靠的技術環(huán)境。

參考文獻：

[1]田儀順，趙光輝，沈凌云.區(qū)塊鏈交通：以貨運物流及其市場治理為例[J].中國流通經濟，2018（2）：50-56.

[2]梅海濤，劉潔.區(qū)塊鏈的產業(yè)現狀、存在的問題和政策建議[J].電信科學，2016（11）：134-138

[3]闞雷.信用革命：區(qū)塊鏈+的應用前景[J].中國工業(yè)評論，2016（12）：34-42

[4]王娟娟，劉萍.區(qū)塊鏈技術在一帶一路區(qū)域物流領域的應用[J].中國流通經濟，2018（2）：57-65.

[5]呂芙蓉，陳莎.基于區(qū)塊鏈技術構建我國農產品質量安全追溯體系的研究[J].農村金融，2016（12）：22-26.

[6]張衍斌.以區(qū)塊鏈技術構建中歐跨境電子商務生態(tài)圈[J].中國流通經濟，2018（2）：66-72.

[7]李斌，張浩，祁兵.區(qū)塊鏈：需求側資源參與電網互動的支撐技術[J].電力建設，2017（3）：1-8.

[8]李政道，任曉聰.區(qū)塊鏈對互聯網金融的影響探析及未來展望[J].技術經濟與管理研究，2016（10）：75-78.

[責任編輯：王 麗]

基金項目：河南省高等學校青年骨干教師項目“基于可靠性分析的農產品冷鏈物流網絡優(yōu)化研究”（2021GGJS161）；2023河南省教育科學規(guī)劃課題“基于電子商務專業(yè)群的鄉(xiāng)村振興產業(yè)學院建設路徑研究”（2023YB0421）；新鄉(xiāng)學院2021校級一流課程：物流學；新鄉(xiāng)學院2020校級課程思政師范課程：物流學；2023年河南省哲學社會科學規(guī)劃年度項目“河南農村宅基地退出與補償制度創(chuàng)新研究”（2023BJJ022）

作者簡介：郭麗娜（1982—），女，河南鶴壁人，副教授，博士，研究方向：企業(yè)物流規(guī)劃、農產品冷鏈物流、農業(yè)經濟。