喻麒睿，李 平

YU Qirui1, LI Ping2

（1.中國鐵道科學研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

(1.Postgraduate Department， China Academy of Railway Sciences， Beijing 100081， China； 2.Institute of Computing Technologies， China Academy of Railway Sciences Corporation Limited， Beijing 100081， China)

1 “高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通現(xiàn)狀分析

“高速鐵路+共享汽車”作為春運創(chuàng)新和落實“雙網(wǎng)融合”的典型創(chuàng)新項目，取得了良好的社會反響，解決了旅客到站后在換乘公交車、出租車等交通工具時普遍存在的等候時間長、打車難、價格高等問題，有效銜接了旅客出行的“最后一公里”，具有較為廣闊的市場前景。作為主要依靠大數(shù)據(jù)、云計算、車聯(lián)網(wǎng)等新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的旅客聯(lián)運模式，“高速鐵路+共享汽車”可以將原本因技術(shù)或運營模式限制而導致無法充分融入完整旅客鏈條當中的部分汽車資源重新參與其中?？梢哉f，“高速鐵路+共享汽車”模式是“互聯(lián)網(wǎng)+交通”背景下實踐“交通強國、鐵路先行”戰(zhàn)略的重要成果之一，是高速鐵路網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)相融合后旅客大數(shù)據(jù)技術(shù)服務創(chuàng)新方面的一種應用。

依托大數(shù)據(jù)技術(shù)的“高速鐵路+共享汽車”共享經(jīng)濟模式已經(jīng)得到了社會的部分認可，各鐵路局集團有限公司也在積極推廣該模式。隨著“高速鐵路+共享汽車”規(guī)模的不斷發(fā)展，存在的問題也不斷顯現(xiàn)，具體表現(xiàn)如下。

（1）數(shù)據(jù)標準化管理缺失。當前旅客大數(shù)據(jù)發(fā)展遇到最大的困境就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流通過程中的嚴重缺失。由于不同運輸方式間信息的數(shù)據(jù)標準化程度相差很大，極易造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)失真嚴重，而大數(shù)據(jù)作為“高速鐵路+共享汽車”的底層技術(shù)，旅客數(shù)據(jù)源則是其應用的基礎(chǔ)[1]。由于交通方式間數(shù)據(jù)信息的標準不一致，造成了信息孤島之間的數(shù)據(jù)整合障礙重重。隨著未來旅客數(shù)據(jù)的不斷積累，“高速鐵路+共享汽車”的后臺數(shù)據(jù)技術(shù)標準差異將無法滿足發(fā)展需求，因而旅客基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理標準化是“高速鐵路+共享汽車”發(fā)展的首要任務。

（2）大數(shù)據(jù)高度依賴干擾。從發(fā)展情況來看，盡管大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于以共享汽車、共享單車為代表的互聯(lián)網(wǎng)共享出行，并創(chuàng)造了亮眼的成績。但“高速鐵路+共享汽車”模式的發(fā)展不是簡單地依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)融合就可以推廣，尤其對于這種跨行業(yè)的交通融合來說更是如此。近年來，對于“高速鐵路+共享汽車”而言，大數(shù)據(jù)技術(shù)更多的是輔助，而不是絕對的決策，要想打造成功的“高速鐵路+共享汽車”模式，需要在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行嚴謹?shù)纳虡I(yè)邏輯論證，在理論上找到相應學科的證據(jù)支持并在體系上大膽創(chuàng)新，而不是依賴大數(shù)據(jù)造成對傳統(tǒng)方法分析數(shù)據(jù)的干擾。

（3）現(xiàn)有大數(shù)據(jù)技術(shù)存在隱私泄露風險?！案咚勹F路+共享汽車”的共享聯(lián)運模式是將社會中閑置的汽車資源與高速鐵路運輸進行整合與銜接，提高資源的利用率，并讓擁有者從中獲得額外收益。從經(jīng)濟學角度來看，當所有權(quán)和使用權(quán)合二為一時，旅客大數(shù)據(jù)安全才能得到保障；當二者分開之時，旅客大數(shù)據(jù)就可能為多方所享有，進而會在一定程度上造成旅客信息的泄露[2]。例如，在高速鐵路換乘共享汽車時，旅客想要在車站停車場使用共享汽車，就需要登錄共享汽車APP中掃碼解鎖，在此過程中旅客將自己的數(shù)據(jù)信息交付給了共享汽車的運營商，在“互聯(lián)網(wǎng)+交通”時代，旅客信息會被越來越多的運營商掌握，而作為信息創(chuàng)造者的旅客來說，并不知道自己的隱私數(shù)據(jù)何時被收集、何時被流通、何時被他人使用，存在一定的安全隱患。

（4）大數(shù)據(jù)技術(shù)無法打破數(shù)據(jù)孤島問題。旅客大數(shù)據(jù)發(fā)展的最大問題是行業(yè)數(shù)據(jù)孤島問題。在理想模型中，只有不同交通方式的數(shù)據(jù)源開放共享數(shù)據(jù)時，才能達成“交通大數(shù)據(jù)”這個目標。目前，高速鐵路與共享汽車服務企業(yè)的旅客數(shù)據(jù)在采集、清洗、分析、存儲等方面的格式千差萬別，這直接導致了不同交通運輸方式間的旅客數(shù)據(jù)“信息孤島問題”隨之產(chǎn)生，旅客數(shù)據(jù)被切片式分割，無法形成完整的用戶畫像，社會資源不能得到合理化配置[3]。隨著未來旅客數(shù)據(jù)的不斷累積，其規(guī)模往往會呈現(xiàn)出指數(shù)級增長態(tài)勢，如果無法妥善處理好數(shù)據(jù)標準以及衍生問題，那么未來旅客數(shù)據(jù)的流通過程中將會存在明顯的流通管理短板，成為阻礙“高鐵+共享汽車”發(fā)展的瓶頸因素之一。

2 基于區(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通研究

盡管依托大數(shù)據(jù)技術(shù)的“高速鐵路+共享汽車”經(jīng)濟模式已經(jīng)得到了社會的普遍認可，由于發(fā)展模式仍然在初期探索階段。針對“高速鐵路+共享汽車”模式存在的問題，采取區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合，解決交通事故界定難、盈利模式不清晰等問題，進一步促進“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通發(fā)展。

2.1 區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合

區(qū)塊鏈是基于P2P的一種分布式存儲，其去中心化、數(shù)據(jù)不可篡改與偽造、匿名性等特性，能有效解決大數(shù)據(jù)一直面臨的分享難題，可以在保證自身數(shù)據(jù)安全的同時進行數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，為推動數(shù)據(jù)流通的發(fā)展提供全新的技術(shù)手段。只有讓數(shù)據(jù)真正的流通起來才能體現(xiàn)其價值，才能為打造數(shù)字經(jīng)濟提供有效支撐。區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過其加密分享、分布式賬本等特征保障旅客大數(shù)據(jù)的流通的安全性[4]。將區(qū)塊鏈技術(shù)融入到“高速鐵路+共享汽車”模式，依靠鐵路旅客大數(shù)據(jù)海量數(shù)據(jù)存儲能力、靈活高效的數(shù)據(jù)分析能力，與區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式存儲設(shè)計、匿名性、安全性、較低的使用成本及賬本的完整性等技術(shù)優(yōu)勢，將區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合作為底層技術(shù)將會大大促進“高速鐵路+共享汽車”發(fā)展，打通高速鐵路與共享汽車之間的信息孤島，進一步實現(xiàn)旅客信息數(shù)據(jù)的跨行業(yè)流通，建立嶄新的旅客運輸數(shù)據(jù)生態(tài)交互系統(tǒng)，推動“高速鐵路+共享汽車”的快速發(fā)展。與此同時，“高速鐵路+共享汽車”模式也將有利于主管行業(yè)部門實施監(jiān)管，使得鐵路運輸企業(yè)和共享汽車企業(yè)的旅客個人信用評價透明、公正及合理化。區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合的優(yōu)勢如下。

（1）打破跨交通行業(yè)之間的信息孤島?！案咚勹F路+共享汽車”場景中的旅客數(shù)據(jù)流通在技術(shù)實現(xiàn)上有諸多需求，雖然鐵路部門與共享汽車平臺都是中心化的組織，而使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以將旅客個人身份的標識信息轉(zhuǎn)換成不能識別身份的密文信息，且需要滿足相同數(shù)據(jù)標識在不同數(shù)據(jù)持有方中被轉(zhuǎn)換的結(jié)果不同，在旅客個人信息數(shù)據(jù)存證授權(quán)及防丟失、防篡改方面的技術(shù)優(yōu)勢可以在實現(xiàn)對旅客個人數(shù)據(jù)信息保護的前提下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算任務。這樣既確保旅客個人信息在流通中得到保護，又打破了中心化組織之間的信息孤島問題。促進跨交通行業(yè)之間旅客數(shù)據(jù)安全有序的互聯(lián)互通，同時應積極推進旅客數(shù)據(jù)交易市場化，推動數(shù)據(jù)互聯(lián)便捷化，完善數(shù)據(jù)應用落地化。

（2）旅客運輸資源分配與利用更加合理。隨著“高速鐵路+共享汽車”模式的不斷優(yōu)化推廣，將區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，通過利用其分布式賬本的特征，將全路高速鐵路車站所擁有的共享汽車都記錄在不同區(qū)塊中，再使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對車輛進行定位與追蹤，并由系統(tǒng)自動為旅客分配服務車輛，該模式大大降低“高速鐵路+共享汽車”的運營管理成本，同時也讓旅客用最便捷的方式來獲取最優(yōu)的聯(lián)運服務，最終實現(xiàn)使“高速鐵路+共享汽車”模式中的旅客運輸資源分配更加合理的目標。

（3）旅客個人信用信息更加準確。未來隨著“高速鐵路+共享汽車”的品牌價值越來越大，旅客個人數(shù)據(jù)的信用價值也會越來越大，甚至會成為影響“高速鐵路+共享汽車”模式的最關(guān)鍵因素之一?！案咚勹F路+共享汽車”模式中的共享汽車需要以旅客個人信用來保證車輛不會丟失損壞。而將區(qū)塊鏈技術(shù)引入“高速鐵路+共享汽車”就可以提升旅客個人信用的可靠程度。這主要是體現(xiàn)為：其一是區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證所有“高速鐵路+共享汽車”旅客的信用數(shù)據(jù)都是公開透明的，該技術(shù)的可追溯特征可以作為旅客個人信用的背書，在知道了某節(jié)點的密鑰后，可以隨意瀏覽、查詢上面的信息，同時考慮到區(qū)塊鏈所記載的旅客個人數(shù)據(jù)是各節(jié)點驗證的，因而無法單方面進行修改，進而確保了信息的真實性[5]；其二是在“高速鐵路+共享汽車”深入實施階段，區(qū)塊鏈的智能合約系統(tǒng)可以保證旅客與共享汽車企業(yè)雙方的汽車使用權(quán)租賃交易正常進行，不會因為一方的反悔而隨便取消交易。

（4）旅客高速鐵路出行生態(tài)系統(tǒng)更加完善。“區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)”的融合技術(shù)具有弱中心化或多中心化的特點，可以弱化傳統(tǒng)旅客聯(lián)運傳統(tǒng)商業(yè)模式對中心化平臺的依賴。此外，與傳統(tǒng)旅客聯(lián)運服務不同的是，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的“高速鐵路+共享汽車”可以打通旅客大數(shù)據(jù)技術(shù)流通過程中的信息孤島，實現(xiàn)不同交通運輸方式間的數(shù)據(jù)共享，全面建設(shè)旅客聯(lián)運服務的健康發(fā)展目標。

2.2 基于區(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通研究

為了保護數(shù)據(jù)在流通過程中的隱私安全問題，目前正在進行的“數(shù)鏈”(UD)項目，正是基于區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢，在數(shù)據(jù)流通過程中使用數(shù)據(jù)加密、存儲加密及計算加密的方式，在公開透明的技術(shù)環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、交換及共享。隨著未來不同交通方式間的旅客大數(shù)據(jù)深度融合，如何在現(xiàn)有大數(shù)據(jù)、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段上，融合區(qū)塊鏈技術(shù)，推動“高速鐵路+共享汽車”環(huán)境下旅客大數(shù)據(jù)的協(xié)同發(fā)展，將車輛資源有效地融入鐵路客運服務，使其成為破解目前旅客大數(shù)據(jù)流通難題的有效工具，值得在業(yè)務邏輯、技術(shù)應用、數(shù)據(jù)流通等方面進一步深入探索與研究。

對于區(qū)塊鏈技術(shù)來說，目前可以分為公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈及混合鏈等。根據(jù)業(yè)務場景的需求不同，使用不同模式的區(qū)塊鏈，雖然各鏈的集成算法不同，數(shù)據(jù)流通的過程也有所差異，此處忽略算法差異后，引入?yún)^(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”旅客數(shù)據(jù)流通過程如下。①一個新的數(shù)據(jù)需求產(chǎn)生后，會生成對應的需求訂單，該需求訂單的旅客用自己的私鑰對訂單進行數(shù)字簽名，將數(shù)據(jù)需求發(fā)送給以公鑰作為接收方地址的共享汽車運營商或個人歸屬方。②需求訂單被廣播至網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)需求根據(jù)公鑰地址到達接共享汽車運營商賬戶。③驗證節(jié)點用共識算法來驗證數(shù)據(jù)能否達成流通共識的過程，若驗證成功，就會自動產(chǎn)生新區(qū)塊，若驗證失敗，就不會繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)。④新區(qū)塊生成后，第一個生成區(qū)塊的節(jié)點會將該區(qū)塊廣播至全網(wǎng)，其他節(jié)點則會迅速核對該區(qū)塊記錄的數(shù)據(jù)正確與否，核對無誤后將該區(qū)塊接入?yún)^(qū)塊鏈中，廣播該區(qū)塊的節(jié)點則會獲得記賬權(quán)，產(chǎn)生對應收益。基于區(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通過程如圖1所示。

圖1 基于區(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通過程Fig.1 Data flow process of “high-speed railway + shared car” based on block chain

基于區(qū)塊鏈的“高速鐵路+共享汽車”數(shù)據(jù)流通，可以有效緩解以下問題。

（1）對數(shù)據(jù)溯源的分析。區(qū)塊鏈技術(shù)主要有開放性、自治性、弱中心化等特點，可以保障“高速鐵路+共享汽車”平臺中的數(shù)據(jù)流通及信息溯源。將區(qū)塊鏈技術(shù)引入到平臺中，旅客通過平臺可以查看共享汽車的基本信息，包括其出廠信息、維修信息、使用記錄等，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，選擇適應自身的共享汽車，這無疑提高了平臺的可信性。因此，使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以針對平臺內(nèi)的旅客及共享汽車的數(shù)據(jù)構(gòu)造出某種程度的惟一性，并將系統(tǒng)中惟一標識的數(shù)據(jù)記錄通過共識機制存儲到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，以解決平臺中旅客行為及共享汽車的數(shù)據(jù)溯源問題。在“高速鐵路+共享汽車”平臺的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中會部署多個計算節(jié)點參與業(yè)務數(shù)據(jù)的記錄，并在計算節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)認證以保證數(shù)據(jù)的完整性[6]。通過“高速鐵路+共享汽車”平臺中旅客行為信息以及共享汽車信息存儲到區(qū)塊鏈上的方式，將整個業(yè)務數(shù)據(jù)記錄到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，形成完整的記錄清單。

（2）對數(shù)據(jù)防丟失、防篡改的描述。防丟失、防篡改是構(gòu)建數(shù)據(jù)資源安全保障體系的重要環(huán)節(jié)，直接影響著旅客數(shù)據(jù)的真實性、可靠性及完整性。當前，“高速鐵路+共享汽車”平臺承載著大量的業(yè)務數(shù)據(jù)和旅客個人數(shù)據(jù)，確保關(guān)鍵旅客數(shù)據(jù)免遭非法篡改與利用是旅客大數(shù)據(jù)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵保障。針對這一問題，區(qū)塊鏈技術(shù)要求系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)存儲節(jié)點對已驗證的數(shù)據(jù)進行備份，并利用非對稱加密算法，一方面可保證旅客數(shù)據(jù)經(jīng)過脫敏處理后的流通，另一方面能夠辨識任何改動旅客數(shù)據(jù)的行為，使其具有不可篡改性[7]。

（3）對智能合約的闡述。在“高速鐵路+共享汽車”平臺中，基于多種智能合約的研究，發(fā)現(xiàn)其與數(shù)據(jù)流通的要求契合度極高，旅客數(shù)據(jù)及共享汽車供應數(shù)據(jù)提供方可以自行設(shè)計數(shù)據(jù)交互、流通的智能合約，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通[8]，使用智能合約不但保障了旅客數(shù)據(jù)及共享汽車數(shù)據(jù)的安全，也提升了數(shù)據(jù)流通的效率。在“高速鐵路+共享汽車”平臺的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)中，業(yè)務層、應用層、中間層及底層技術(shù)層等主要是通過分布式賬本貫穿起來的，智能合約主要在應用層上存儲，對數(shù)據(jù)進行驗證，因而智能合約成為區(qū)塊鏈技術(shù)在旅客數(shù)據(jù)流通方面應用的重要技術(shù)。

在“高速鐵路+共享汽車”平臺中，智能合約根據(jù)一定的業(yè)務規(guī)則實現(xiàn)業(yè)務場景的程序化，生成相應的執(zhí)行邏輯及條件，將其以代碼的形式存儲到區(qū)塊鏈系統(tǒng)的節(jié)點區(qū)塊內(nèi)，提供一定的數(shù)據(jù)操作接口，這些接口可以對旅客行為信息及共享汽車信息進行數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲等操作，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)靈活可靠的管控。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)社會的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)經(jīng)濟，數(shù)據(jù)經(jīng)濟的核心是數(shù)據(jù)流通。隨著“高速鐵路+共享汽車”模式的快速發(fā)展，如何在保障旅客數(shù)據(jù)安全的前提下進行有效的數(shù)據(jù)流通，在流動過程中形成對等的價值流動，是“高速鐵路+共享汽車”模式打造共享新經(jīng)濟的發(fā)展動力。區(qū)塊鏈以其可追溯性、安全性和不可篡改性在數(shù)據(jù)流通的若干痛點上都能起到明顯的改善作用，有利于降低信息摩擦、突破信息孤島，讓更多的數(shù)據(jù)被解放出來，保障并促進數(shù)據(jù)的流通，促進移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)服務等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并逐步推動形成社會化的數(shù)據(jù)流通網(wǎng)絡(luò)。