上海大學上海經濟管理中心

1 研究背景

交通，作為城市居民出行的必要環(huán)節(jié)，一直是城市治理中的重中之重。近年來，隨著汽車行業(yè)高速發(fā)展，中國正步入全球汽車大國行列，交通運營壓力與日俱增。2019年，中共中央印發(fā)《交通強國建設綱要》，提出將大力發(fā)展智慧交通，推動大數據、互聯網、人工智能、區(qū)塊鏈、超級計算等新技術與交通行業(yè)深度融合[1]。區(qū)塊鏈這一概念源自于比特幣系統(tǒng)設計的后臺技術，與人工智能、物聯網并列為構建未來智能社會的三大核心要素。三大要素的有效結合，能大力推進數據資源賦能城市交通發(fā)展，有效提升交通資源配置能力、公共決策能力和服務能力。因此，探索如何通過應用區(qū)塊鏈技術賦能智慧交通，給市民帶來安全、便捷、智能、環(huán)保的交通出行體驗對城市健康、可持續(xù)地發(fā)展有著重要的意義。

2 區(qū)塊鏈——數字經濟社會發(fā)展的重要驅動力

區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式[2]。達沃斯論壇創(chuàng)始人Klaus Schwab說過，代表著第四次工業(yè)革命的標志性技術區(qū)塊鏈，是數字經濟社會發(fā)展的重要驅動力之一。

分布式賬本、共識機制、密碼學和智能合約為區(qū)塊鏈的四大核心技術，分別起到數據的存儲、數據處理、數據安全及數據應用的作用。分布式賬本構建了區(qū)塊鏈的框架，是一種多方共同維護的分布式數據庫。每個用戶可以通過客戶端接入網絡并且與其它用戶連接，用戶的交易信息會向全網廣播，實現交易在全網的同步。在整個網絡中，數據庫是去中心化、不可篡改、可追溯的。區(qū)塊鏈底層的數據架構是由密碼學來決定。通過哈希函數將打包好的數據塊處理成鏈式結構，后一個區(qū)塊包含前一個區(qū)塊的哈希值，從而上鏈的數據均不可篡改，并且可追溯。智能合約把業(yè)務邏輯變成一段可以自動執(zhí)行的代碼，只要符合了前提條件，就能啟動執(zhí)行。相對于傳統(tǒng)的IT，智能合約使得個性化的條約有了處理的辦法，可以針對不同的條件設置智能合約。

區(qū)別于現在的傳播成本低，篡改數據非常容易的信息互聯網，區(qū)塊鏈被認為是面向未來的價值互聯網，既可以像互聯網一樣在全球范圍內高速的傳播信息，又杜絕了復制、粘貼的問題[3]。

3 區(qū)塊鏈賦能智能交通

交通是鏈式的管理，在鏈式過程中不斷交換數據從而完善管理，智能交通是基于交通路網基礎設施和交通流量的信息管理，與區(qū)塊鏈的鏈式模式，天然吻合[4]。將區(qū)塊鏈技術引入智能交通領域，開展交通區(qū)塊鏈底層平臺構建，突破交通領域內部研究的思路，對挖掘跨領域、跨行業(yè)、跨地域的各類數據的潛在價值有著重要的意義。

一是助力聯通數據孤島。目前，各大交通出行行業(yè)的巨頭例如谷歌、百度或是Uber、滴滴，為了各自的數據島建設和維護投入了巨大的人力、物力、財力，但尚未實現可信地圖和乘車數據的共享。區(qū)塊鏈提供了一種低成本建立信任的協(xié)作模式和分配方式，有助于建立區(qū)塊鏈共識基礎組織聯盟，通過相關技術的引入，有望解決數據孤島的難題，實現跨系統(tǒng)的數據共享，從而全面升級智慧交通應用與服務體系，構建新的城市智慧交通生態(tài)。二是助力網絡安全和隱私保護。相對傳統(tǒng)網絡的服務器加客戶端訪問的網絡架構，區(qū)塊鏈分布式數據庫的架構有效地避免了服務器單點故障或者病毒侵入所帶來的安全隱患。鏈上信息塊和與之相關的交易記錄都會被共享保存。而其采用的非對稱加密技術，通過公私鑰相結合的方式有效地保護了用戶的隱私。公鑰用于對數據信息進行驗證（加密），而私鑰用于對信息進行“數字簽名”（解密）。三是助力實現便利快捷的交通出行體驗。通過將區(qū)塊鏈與5G通信、大數據和人工智能等先進技術的融合，可以有助于實現在汽車金融服務、車輛信息追溯、用戶信用體系建設等方面的創(chuàng)新，從而優(yōu)化交通資源配置，改善現有的交通問題，為用戶帶來更智慧便捷的交通出行體驗。

以下通過區(qū)塊鏈技術與車聯網結合以及智慧停車場的場景探索，展望區(qū)塊鏈賦能智能交通方面的應用價值。

3.1 區(qū)塊鏈在車聯網中的應用

車聯網是城市智能交通物聯網領域的典型代表應用。車輛中的車載傳感器通過無線通信技術將信息網絡平臺中的車輛動態(tài)和路況等信息進行有效利用，達到車車協(xié)同、車路協(xié)同的目的。通過車聯網技術實現對路況、車輛的特性、運行狀態(tài)等信息的實時掌握，降低交通事故發(fā)生概率，提高交通運行效率。在車聯網中，車車互聯，車路互聯，車輛和道路信息都會上傳至網絡中。區(qū)塊鏈技術中的去中心化、不可篡改、公開的分布式數據庫為車聯網的數據安全和隱私保護提供了信用保障。在未來車聯網的應用場景中，經過相關部門認可，車輛的靜態(tài)數據（制造商信息、租賃信息、車險等）和動態(tài)數據（比如汽修汽配、里程數、累計損耗、運行時長、故障、違章信息等）構成了車輛獨特的、完整的電子簡歷，并將上鏈。這些存儲在鏈上的信息可以根據不同的功能為不同部門所用，例如可以供交通管理部門調閱，也可以成為租賃交易或者車險賠付中的輔助證明。依托區(qū)塊鏈技術，實現車聯網信息在區(qū)塊鏈上的快速交互，有利于降低車聯網中的服務和信息監(jiān)審成本，同時提高網絡的安全性。

一方面，可快速獲取車輛信息。當機動車駛入射頻信號區(qū)域，電子車牌獲得感應電流，激活車牌。當讀卡器獲得車牌信息后，接入區(qū)塊鏈網絡驗證車輛身份，從而授權獲取車輛出廠信息、車況及故障信息、金融以及保險等信息?？梢酝ㄟ^數字貨幣（通證）的方式實現實時扣款繳費等結算操作，也可以實時獲取汽車所在位置，根據智能合約自動判斷交通擁堵情況。這些信息將被寫入區(qū)塊鏈網絡，生成數據區(qū)塊并在鏈上廣播，為車車協(xié)同，車路協(xié)同提供參考。

另一方面，可應用于汽車共享租賃。通過區(qū)塊鏈和車輛網的技術結合，可以重塑傳統(tǒng)汽車租賃模式。傳統(tǒng)的汽車租賃企業(yè)一直采用的是相對重資產的經營模式，即，汽車租賃企業(yè)需要自己購買租賃車輛，并對車輛進行全生命周期的管理，成本壓力大，經營負擔重。引入區(qū)塊鏈技術，可以通過建立聯盟鏈的架構將車聯網中的汽車租賃服務提供者、車輛資源提供者、租車者、車險提供商、交通管理部門等相關角色作抽象結合。汽車租賃服務提供者不再需要自己購買車輛，而是從車輛資源提供者處獲得閑置車輛資源。這個模式不僅有效減輕的租賃服務提供者的資產比重，也降低了作為租賃服務者的資金入門門檻。同時，大大提高了閑置資源的利用率，充分發(fā)揮了共享經濟的精神。在使用過程中，所有租車者的行車記錄（駕駛習慣、事故、違章信息）也會被完整追溯。對于使用習慣良好的租車者，租賃服務提供者可以以通證激勵的方式，對信用良好的租車者進行獎勵和優(yōu)惠。而車險機構也可以根據車況報告和駕駛數據提供個性化的保險服務，同時理賠效率也會將大大提高。

3.2 區(qū)塊鏈在智慧停車場中的應用

停車問題一直是制約城市交通發(fā)展的瓶頸。目前我國大型城市中，汽車與停車位的平均比例約為1:0.8，而發(fā)達國家約為1:1.3?！巴＼囯y”直接導致司機找停車位平均用時18～20分鐘，造成擁堵、空氣污染等一系列問題。

2019年4月，在廣州黃埔區(qū)，4個基于區(qū)塊鏈技術的5G智慧停車場已經投入使用。同月，跑車制造商保時捷（Porsche）決定采用區(qū)塊鏈技術，記錄和收取停車費[5]。利用區(qū)塊鏈技術中的分布式記賬、智能合約、信用系統(tǒng)、不可篡改、可追溯等特點，結合5G的高速率、大容量和低延時等優(yōu)勢，通過圖像識別技術、動態(tài)查詢、停車位導航等新技術，對停車場進行智能化改造升級已經成為可能。智慧停車場服務可以包括車位查詢、車位預約、車位導航、停車費支付等幾個部分。用戶通過手機APP查看停車場車位使用情況，提前預約車位，無需排隊等待。經過預約的車輛，系統(tǒng)將通過智能識別技術自動識別車輛，自動抬桿。在停車場內通過手機導航向用戶指引車位方向，并自動分配最優(yōu)的位置停車。車位安裝智能地鎖設備，確保用戶預約的停車位不會被占用，也不會被系統(tǒng)自動分配，實現預約專享功能。使用區(qū)塊鏈技術對停車用戶身份認證和信用識別，如果用戶超時或者違規(guī)停車，將會降低信用評級，同時，對于信用良好的優(yōu)質客戶，也可以通證激勵獲得在高峰期優(yōu)先預定緊張車位、停車費用優(yōu)惠等增值服務，實現價值流轉。通過區(qū)塊鏈技術，將用戶車位預約信息、停車時間、車輛信息、繳費信息等進行虛擬貨幣計算，讓車位資產數字化。車位實施差異化的定價策略，靠近出入口的位置或者在高峰時段，定價略高；非熱門區(qū)域或者非高峰時段，收費可以相對便宜。通過給用戶停車優(yōu)惠或者增值服務，誘導停車用戶分流，實現停車資源的優(yōu)化配置。

另外，使用區(qū)塊鏈技術可以解決停車場運營單位在服務過程中存在的風險點的存證問題。例如，在與交通行政執(zhí)法有關的監(jiān)督和存證方面，可以通過對停車場進出口的車輛數據進行存證，避免停車期間車輛擦碰產生的司法糾紛；可以通過跨鏈技術與司法區(qū)塊鏈的對接，實現交通相關的數據存證；在發(fā)生事故、投訴的時候，可以為有關部門提供司法、公證等方面的證據。

4 區(qū)塊鏈在智能交通應用中的挑戰(zhàn)和建議

近年來，我國對于區(qū)塊鏈技術和其相關產業(yè)的發(fā)展非常重視，區(qū)塊鏈發(fā)展生態(tài)正逐步興起。我們既看到區(qū)塊鏈在未來智能交通領域中的使用前景，但與此同時，也看到其所面臨的挑戰(zhàn)，例如技術尚不完備，人才還比較缺乏，區(qū)塊鏈距離大規(guī)模應用落地仍需一段時間的積累，相關行業(yè)應進一步夯實基礎，做好充分準備。

一是要重視區(qū)塊鏈技術基礎能力和標準化建設，加快核心關鍵技術攻關。首先，要協(xié)同高校、研究機構、行業(yè)協(xié)會、智庫等力量，搭建基礎研究和交叉學科研究的創(chuàng)新平臺，持續(xù)完善區(qū)塊鏈在這些方面的技術研發(fā)；其次，要進一步推進區(qū)塊鏈技術與物聯網、大數據、人工智能等技術的融合與應用，強化平臺建設，構建健康交通出行生態(tài)鏈；最后，要加快推進標準化建設。通過技術標準化手段，促進區(qū)塊鏈在交通出行領域更深入的應用探索，從而推進整個交通行業(yè)的經濟發(fā)展。

二是要加強區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)。區(qū)塊鏈技術涉及多個領域、多個學科的交叉融合，專業(yè)型、融合型人才相對缺乏。建議加大科研院校和企業(yè)的合作力度，培養(yǎng)知識融合、技術集成的區(qū)塊鏈實踐型復合型人才，并依托重點實驗室，創(chuàng)新產業(yè)園等機構促進產學研的項目成果落地轉化。同時，開設具有專業(yè)性的區(qū)塊鏈課程，完善管理者、從業(yè)者、學生等人員的知識儲備，培養(yǎng)不同行業(yè)、不同需求、不同層面的區(qū)塊鏈人才。

三是要加強區(qū)塊鏈的市場監(jiān)管，完善相關法律法規(guī)。區(qū)塊鏈市場相關的法律制度、監(jiān)管機制相對滯后，區(qū)塊鏈技術應用合規(guī)化還需進一步完善。區(qū)塊鏈社區(qū)及其產業(yè)并非法外之地，“代碼即法律”(Code is Law)的激進法律和社會實驗也必須要與社會法律體系相適配[6]。建議政府有關部門加速區(qū)塊鏈有關方面的立法，并貼合交通行業(yè)特點，優(yōu)化市場監(jiān)管手段，鼓勵創(chuàng)新，防范風險，從政策層面做好產業(yè)體系化布局。

5 總 結

區(qū)塊鏈可以促進數據共享、優(yōu)化業(yè)務流程、降低運營成本、提升協(xié)同效率、建設可信體系。隨著區(qū)塊鏈技術創(chuàng)新發(fā)展逐步成熟，其應用范圍已從早期的金融領域逐步延伸到多個行業(yè)應用。將區(qū)塊鏈、人工智能、物聯網、大數據等信息科技與交通行業(yè)的發(fā)展深度融合，能夠進一步改變市場結構，重塑行業(yè)業(yè)態(tài)，提升資源優(yōu)化配置能力、公共決策能力和公眾服務能力，帶動傳統(tǒng)交通行業(yè)轉型升級。