黃敏珍，王瑞民，林曉蕾

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081)

多式聯(lián)運(yùn)在充分利用運(yùn)輸資源、降低綜合物流成本、促進(jìn)“節(jié)支降耗”，以及在提高運(yùn)輸服務(wù)水平，促進(jìn)現(xiàn)代物流、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈發(fā)展方面具有重要作用。鐵路作為綜合交通運(yùn)輸體系的骨干企業(yè)，在鐵路多式聯(lián)運(yùn)信息化建設(shè)方面不斷推進(jìn)， 隨著鐵路多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換平臺的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)鐵路與港口生產(chǎn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，為鐵公水業(yè)務(wù)深度融合、多式聯(lián)運(yùn)全面貫通奠定技術(shù)基礎(chǔ)。多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)涉及鐵路、公路、海運(yùn)、港口，以及國際多式聯(lián)運(yùn)的各方，存在數(shù)據(jù)共享困難、存證困難、業(yè)務(wù)協(xié)同作業(yè)困難及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)繁雜等問題，而區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、多方共識、安全不可篡改等特點(diǎn)，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)對多式聯(lián)運(yùn)的數(shù)據(jù)交換方式進(jìn)行研究，可以更好地實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)各主體間運(yùn)單及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享，優(yōu)化整體作業(yè)流程，加速運(yùn)輸協(xié)調(diào)、信息流轉(zhuǎn)，提高物流效率。同時(shí)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以打通鐵路、港口、公路、口岸站、物流園區(qū)之間的信息壁壘，提升各運(yùn)輸方式之間的作業(yè)協(xié)同能力，構(gòu)建全程物流信息鏈條，為實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)“一單制”奠定基礎(chǔ)，從而降低社會(huì)整體物流成本，促進(jìn)“節(jié)支降耗”，提升經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合效益。

1 多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換需求分析

1.1 數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)需求

多式聯(lián)運(yùn)包括公鐵聯(lián)運(yùn)、鐵水聯(lián)運(yùn)、公水聯(lián)運(yùn)、空陸聯(lián)運(yùn)、組合運(yùn)輸?shù)榷喾N聯(lián)運(yùn)方式，多式聯(lián)運(yùn)參與者包括多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人、實(shí)際承運(yùn)人、無車承運(yùn)人、無船承運(yùn)人、貨運(yùn)代理人等，要實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)多方的作業(yè)協(xié)同，利用新技術(shù)更好地實(shí)現(xiàn)各方之間的數(shù)據(jù)高度共享和交換是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，選取與鐵路相關(guān)的典型的鐵水聯(lián)運(yùn)、公鐵聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換等場景進(jìn)行分析研究。

在鐵水聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換方面，鐵路運(yùn)輸包括整車、零擔(dān)、集裝箱等組織方式。對于整車運(yùn)輸，主要業(yè)務(wù)流程包括托運(yùn)人提報(bào)需求、需求受理、裝車、制票、在途、到達(dá)和在站等階段。對于集裝箱運(yùn)輸，還包括配箱、用具回送等階段。鐵路運(yùn)輸流程如圖1 所示。

圖1 鐵路運(yùn)輸流程圖Fig.1 Railway transportation flow chart

在鐵水聯(lián)運(yùn)過程中，整個(gè)業(yè)務(wù)過程復(fù)雜，不僅涉及到鐵路內(nèi)部各部門各作業(yè)環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)交換，還涉及到鐵路和港口之間的數(shù)據(jù)共享交換，而且在各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)需要共享的信息非常復(fù)雜。從鐵路業(yè)務(wù)系統(tǒng)角度分析，托運(yùn)人在95306 網(wǎng)站提報(bào)需求和受理需求后，鐵路需要將鐵路箱下水信息、承認(rèn)車信息傳送給港口；在受理需求之后，對于各種類型的運(yùn)輸方式，其交換數(shù)據(jù)也不一樣，對于整車運(yùn)輸?shù)呢浳铮枰獙⒀b車制票、貨檢、在途和到達(dá)等信息實(shí)時(shí)反饋給港口；對于集裝箱運(yùn)輸，還需要將集裝箱信息、運(yùn)送用具回送清單等信息傳送給港口系統(tǒng)。從港口業(yè)務(wù)系統(tǒng)角度分析，港口需要把船期、港存信息、集疏運(yùn)信息、港口鐵路日階段作業(yè)計(jì)劃、整車運(yùn)輸?shù)碾A段需求和裝車需求等信息共享給鐵路系統(tǒng)。另外，對于集裝箱運(yùn)輸，還需要共享艙單、訂箱、裝車和企業(yè)現(xiàn)在車等信息。

在公鐵聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換方面，公鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)涉及客戶需求受理、站內(nèi)作業(yè)、途中運(yùn)輸、跨局中轉(zhuǎn)、全路物流調(diào)度、物流配送、預(yù)警監(jiān)控、質(zhì)量考核等物流全過程信息化管理。公鐵聯(lián)運(yùn)作業(yè)流程如圖2所示。

公鐵聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)共享主要面向公鐵聯(lián)運(yùn)的站段作業(yè)人員，需要具備取配任務(wù)管理和作業(yè)管理、運(yùn)營監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析、車輛動(dòng)態(tài)管理、司機(jī)配送管理等。對于公鐵聯(lián)運(yùn)的貨物，客戶提報(bào)聯(lián)運(yùn)需求后，由鐵路系統(tǒng)生成公鐵聯(lián)運(yùn)取貨任務(wù)，然后選擇相關(guān)的運(yùn)力商，公路獲取到取貨任務(wù)后進(jìn)行派車，然后貨物運(yùn)送到鐵路進(jìn)行進(jìn)站交接裝車，接著貨物進(jìn)入鐵路運(yùn)輸環(huán)節(jié)，貨物到達(dá)鐵路貨運(yùn)站后，如果需要通過公路進(jìn)行送貨，由鐵路系統(tǒng)生成公鐵聯(lián)運(yùn)的送貨任務(wù)，選擇相關(guān)運(yùn)力商后，公路系統(tǒng)接收任務(wù)，派車送貨并將運(yùn)輸信息反饋給鐵路。

除了鐵水聯(lián)運(yùn)、公鐵聯(lián)運(yùn)以外，多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換還包括鐵路與電廠、煤礦等大型生產(chǎn)企業(yè)、物流企業(yè)、專用線，運(yùn)輸裝備所有者，船公司，專業(yè)物流公司、集裝箱公司、口岸和物流園區(qū)等企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換。通過傳統(tǒng)電子數(shù)據(jù)交換(Electronic Data Interchange，EDI)的方式，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，但是多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)交換提出了更高的需求。從管理角度看，需要實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨區(qū)域、跨部門之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同；從技術(shù)角度看，需要各層級各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步交換，保障數(shù)據(jù)安全可信。為了更好地進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換，將區(qū)塊鏈技術(shù)與多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)進(jìn)行融合，探索“區(qū)塊鏈+多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)”模式，提升各運(yùn)輸方式之間的作業(yè)協(xié)同能力，不斷推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)“一單制”運(yùn)輸。

圖2 公鐵聯(lián)運(yùn)作業(yè)流程圖Fig.2 Operation flow of highway and railway combined transportation

1.2 區(qū)塊鏈與數(shù)據(jù)交換的關(guān)系

在區(qū)塊鏈技術(shù)方面，2008 年以來，國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了大量研究[1-5]，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從數(shù)字貨幣領(lǐng)域延伸到證券、金融、物流、電子發(fā)票等領(lǐng)域，在集裝箱、海運(yùn)[6-7]、鐵路[8-11]等領(lǐng)域都有區(qū)塊鏈技術(shù)的融合應(yīng)用研究。在多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換方面，鐵路多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換平臺上線，實(shí)現(xiàn)了鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)與寧波港、上海港、連云港港等港口數(shù)據(jù)的無縫對接，雖然鐵路與港口、公路之間的數(shù)據(jù)交換共享可以實(shí)現(xiàn)，但是在數(shù)據(jù)共享機(jī)制、信任機(jī)制、安全機(jī)制和合約機(jī)制方面提出了更高的要求，而區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、不可篡改、多方共識、公開透明等特點(diǎn)。多式聯(lián)運(yùn)和區(qū)塊鏈技術(shù)有如下關(guān)聯(lián)性和契合點(diǎn)。

（1）共享協(xié)同機(jī)制方面。多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換涉及托運(yùn)方、收貨方、鐵路、港口、公路、海關(guān)等之間的共享協(xié)同實(shí)現(xiàn)信息交換共享。而區(qū)塊鏈技術(shù)作為分布式共享數(shù)據(jù)庫技術(shù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲了完整賬本，不同節(jié)點(diǎn)互為備份，數(shù)據(jù)更新與維護(hù)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同完成。區(qū)塊鏈技術(shù)在解決多方協(xié)作共享問題方面有很多方面的優(yōu)勢，可以通過架構(gòu)靈活，可伸縮、可擴(kuò)展的底層聯(lián)盟鏈技術(shù)，建立一個(gè)適應(yīng)復(fù)雜場景的多式聯(lián)運(yùn)聯(lián)盟鏈，打通多式聯(lián)運(yùn)各承運(yùn)人企業(yè)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)輸過程中信息流對稱。

（2）信任機(jī)制方面。多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換涉及到多式聯(lián)運(yùn)企業(yè)之間的充分信任，按照傳統(tǒng)的方式，往往是通過第三方機(jī)構(gòu)監(jiān)管等方式建立信任機(jī)制。而區(qū)塊鏈技術(shù)則通過去信任化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，不必再需要擔(dān)保機(jī)構(gòu)的介入。這種機(jī)制可以大大提高多式聯(lián)運(yùn)主體間的信任程度，改善信任關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，交易信息可以準(zhǔn)確、快捷地交換。

（3）安全機(jī)制方面。多式聯(lián)運(yùn)的數(shù)據(jù)交換對安全性有很高的要求，需要保障多層級數(shù)據(jù)同步交換、數(shù)據(jù)安全可靠，尤其是交易信息和用戶信息的安全。而區(qū)塊鏈對信息有很強(qiáng)的安全保障，區(qū)塊鏈的安全機(jī)制可以有效解決多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換中的安全問題。

（4）合約機(jī)制方面。在多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換中，涉及到很多合同條款以及業(yè)務(wù)邏輯。而區(qū)塊鏈技術(shù)內(nèi)置于區(qū)塊中的智能合約經(jīng)編譯后被觸發(fā)時(shí)可自動(dòng)執(zhí)行，如果使用智能合約，其自動(dòng)執(zhí)行的特點(diǎn)可以避免人為惡意干擾，提高了執(zhí)行效率。

2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)

基于多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換的鐵水聯(lián)運(yùn)、公鐵聯(lián)運(yùn)典型的業(yè)務(wù)場景，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)方式，設(shè)計(jì)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換方式。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換總體架構(gòu)如圖3 所示，包括基礎(chǔ)層、區(qū)塊鏈核心層、應(yīng)用服務(wù)層、應(yīng)用接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

（1）基礎(chǔ)層?；A(chǔ)層處于架構(gòu)的最底層，為區(qū)塊鏈提供節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)庫存儲、文件存儲、P2P 通信協(xié)議以及虛擬化技術(shù)。其中數(shù)據(jù)庫存儲包括區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲和區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)緩存，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的存儲，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)緩存包括交易數(shù)據(jù)、塊數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等的存儲。在通信協(xié)議方面，區(qū)塊鏈平臺一般采用分布式的P2P協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以發(fā)布和廣播信息。

圖3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換總體架構(gòu)圖Fig.3 Overall architecture diagram of multimodal transportation data exchange based on blockchain technology

（2）區(qū)塊鏈核心層。區(qū)塊鏈核心層提供區(qū)塊鏈整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)的所有功能。包括智能合約、共識機(jī)制、密碼算法、隱私保護(hù)、權(quán)限管理和安全通信、區(qū)塊鏈運(yùn)維管理等核心技術(shù)。①在智能合約方面，構(gòu)建安全的智能合約機(jī)制，包括注冊發(fā)布、合約執(zhí)行以及合約模板的管理?；诙嗍铰?lián)運(yùn)業(yè)務(wù)，用戶根據(jù)公鐵聯(lián)運(yùn)、鐵水聯(lián)運(yùn)以及不同聯(lián)運(yùn)場景制定相應(yīng)的合約機(jī)制，并對智能合約進(jìn)行發(fā)布和部署，同時(shí)對部署運(yùn)行的合約進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管和定期審查，防止合約漏洞造成危害。②在共識機(jī)制方面，設(shè)計(jì)可靠高效共識機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)更加靈活可靠高效的共識機(jī)制，提供可插拔的共識機(jī)制，包括分布式一致性共識機(jī)制或者基于分片技術(shù)的雙層共識機(jī)制，以適應(yīng)多式聯(lián)運(yùn)跨系統(tǒng)和跨部門各類應(yīng)用場景，極大提升共識效率。③在密碼算法和隱私保護(hù)方面，提供安全可靠的密碼和隱私保護(hù)機(jī)制。在密碼算法方面，提供支持國密算法的密碼算法，支持對第三方可信CA 的用戶身份認(rèn)證；在隱私保護(hù)方面，提供多種隱私保護(hù)技術(shù)用于在不同條件下保證隱私安全。主要的隱私技術(shù)包括：基于多通道的隱私保護(hù)，基于可信存證庫的隱私保護(hù)，基于密碼學(xué)的隱私保護(hù)工具，如環(huán)簽名、零知識證明、隱形地址等方式。④在安全通信方面，為不同需求提供多種CA 接入方案。提供基于國密算法的密鑰認(rèn)證體系，一方面使網(wǎng)絡(luò)擺脫CA 的限制，可以在更小的資源使用情況下達(dá)到更高的性能，另一方面，支持多種CA 接入方案可提高系統(tǒng)的兼容性。同時(shí)，為保證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的傳輸安全，可設(shè)計(jì)基于商密算法的安全傳輸層協(xié)議來保障數(shù)據(jù)的傳輸安全，在建立安全通信前，發(fā)送端和接收端會(huì)交換一些必要信息，協(xié)商安全通信使用的密碼套件，驗(yàn)證對方的身份，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)被竊取，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。為了方便區(qū)塊鏈平臺的運(yùn)行和維護(hù)，構(gòu)建的運(yùn)維管理包括監(jiān)控區(qū)塊鏈運(yùn)行狀態(tài)、配置和部署區(qū)塊鏈，以及設(shè)置預(yù)警等；定制權(quán)限和用戶管理，可采用基于屬性證書與區(qū)塊鏈相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)基于屬性證書的訪問控制模型，可靈活配置的訪問策略，可適用于多種業(yè)務(wù)場景。

（3）應(yīng)用服務(wù)層。應(yīng)用服務(wù)層提供多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)所需的智能合約、隱私保護(hù)相關(guān)合約以及為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的集成接口。在智能合約和隱私保護(hù)合約方面，多式聯(lián)運(yùn)各方協(xié)商一致，利用相關(guān)的安全保障和機(jī)密技術(shù)，制定統(tǒng)一的合約機(jī)制，并形成統(tǒng)一可調(diào)用的服務(wù)或接口。在業(yè)務(wù)服務(wù)方面，結(jié)合多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，分析區(qū)塊鏈技術(shù)與多式聯(lián)運(yùn)主要的業(yè)務(wù)場景，梳理可以提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)公用的服務(wù)，主要包括運(yùn)單生成、運(yùn)單流轉(zhuǎn)、貨物信息上傳更改以及追溯、運(yùn)輸存證等服務(wù)。同時(shí)，隨著公路、鐵路以及港口等系統(tǒng)應(yīng)用需求的需要，應(yīng)用服務(wù)層的服務(wù)可進(jìn)行不斷的拓展和增加完善。

（4）應(yīng)用接口層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括多式聯(lián)運(yùn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)、貨運(yùn)信息系統(tǒng)、公路信息系統(tǒng)、港口信息系統(tǒng)。其中多式聯(lián)運(yùn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)包括運(yùn)單流轉(zhuǎn)、運(yùn)單處理、運(yùn)單更新、運(yùn)單查詢、貨物位置更新和歷史運(yùn)單查詢。鐵路貨運(yùn)信息系統(tǒng)、公路信息系統(tǒng)、港口信息系統(tǒng)主要用于采集各個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息，如鐵路貨運(yùn)信息系統(tǒng)把鐵路運(yùn)單信息、貨物信息、運(yùn)單追蹤等信息共享到區(qū)塊鏈中，聯(lián)盟鏈中的其他節(jié)點(diǎn)就可以及時(shí)查詢到權(quán)限內(nèi)多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)單的狀態(tài)及位置信息等。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在鐵水聯(lián)運(yùn)、公鐵聯(lián)運(yùn)場景中，系統(tǒng)的參與方包括收發(fā)貨人、鐵路、公路、港口、水運(yùn)等角色。系統(tǒng)由4 個(gè)節(jié)點(diǎn)組建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)以及外圍業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成。4 個(gè)節(jié)點(diǎn)分別是鐵路節(jié)點(diǎn)、公路節(jié)點(diǎn)、港口節(jié)點(diǎn)和運(yùn)輸交易節(jié)點(diǎn)。外圍業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)、公路信息系統(tǒng)、港口信息系統(tǒng)、貨運(yùn)信息系統(tǒng)。上述節(jié)點(diǎn)構(gòu)成基于區(qū)塊鏈技術(shù)的聯(lián)盟鏈?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)圖如圖4所示。

其中，運(yùn)輸交易節(jié)點(diǎn)通過貨運(yùn)信息系統(tǒng)將貨物、收貨人、發(fā)貨人、運(yùn)輸方式、目的地等信息上鏈，完成發(fā)貨及收貨信息采集和業(yè)務(wù)辦理，并通過對網(wǎng)絡(luò)中各類承運(yùn)人節(jié)點(diǎn)提供的貨物運(yùn)輸信息進(jìn)行歸集，為發(fā)貨人、收貨人提供對貨物信息的查詢、修改等功能。鐵路節(jié)點(diǎn)將多式聯(lián)運(yùn)中相關(guān)鐵路業(yè)務(wù)信息，如鐵路運(yùn)單、鐵路運(yùn)輸貨物信息進(jìn)行上鏈實(shí)現(xiàn)信息共享，并根據(jù)其他目的地為鐵路提供的運(yùn)單信息進(jìn)行作業(yè)安排。公路節(jié)點(diǎn)將多式聯(lián)運(yùn)中相關(guān)公路業(yè)務(wù)信息，如運(yùn)單、貨物狀態(tài)、收費(fèi)信息提交上鏈，并根據(jù)其他目的地提供的運(yùn)單信息進(jìn)行作業(yè)安排。港口節(jié)點(diǎn)將多式聯(lián)運(yùn)中相關(guān)港口業(yè)務(wù)信息，如水運(yùn)運(yùn)單，水運(yùn)貨物狀態(tài)、收費(fèi)信息進(jìn)行上鏈實(shí)現(xiàn)信息共享，根據(jù)其他目的地提供的運(yùn)單信息進(jìn)行作業(yè)安排。

2.3 典型業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

2016 年，國家發(fā)展和改革委員會(huì)《營造良好市場環(huán)境推動(dòng)交通物流融合發(fā)展實(shí)施方案》中提出推行物流全程“一單制”，交通運(yùn)輸部提出引導(dǎo)企業(yè)建立全程“一次委托”、運(yùn)單“一單到底”、結(jié)算“一次收取”的服務(wù)方式。按照傳統(tǒng)的方式，由于多式聯(lián)運(yùn)涉及到鐵路、公路、港口，以及承運(yùn)人、貨運(yùn)代理人等，業(yè)務(wù)流程交錯(cuò)復(fù)雜，嘗試在區(qū)塊鏈的架構(gòu)下，以鐵水聯(lián)運(yùn)為例來說明基于區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)單數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程?；趨^(qū)塊鏈的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)流程圖如圖5 所示。

以鐵水聯(lián)運(yùn)運(yùn)單為例，發(fā)貨人填寫運(yùn)單信息，通過運(yùn)輸交易節(jié)點(diǎn)生成運(yùn)單。運(yùn)單生成后由區(qū)塊鏈的隱私保護(hù)合約識別運(yùn)單內(nèi)容，判斷第一程運(yùn)輸為鐵路運(yùn)輸，隱私保護(hù)合約將運(yùn)單分發(fā)到鐵路節(jié)點(diǎn)的賬本中。同時(shí)，發(fā)貨人、收貨人可全程查看貨物運(yùn)送情況。

鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)在鐵路節(jié)點(diǎn)中收到新的運(yùn)單，確定接收將運(yùn)單流轉(zhuǎn)到鐵路，開始鐵路貨運(yùn)作業(yè)及運(yùn)輸，并將過程中的運(yùn)單狀態(tài)、貨物狀態(tài)等信息通過貨運(yùn)系統(tǒng)更新到鐵路節(jié)點(diǎn)中。此時(shí)隱私保護(hù)合約判斷運(yùn)單狀態(tài)，根據(jù)規(guī)則將運(yùn)單信息共享到目的地港口節(jié)點(diǎn)，并向運(yùn)輸交易節(jié)點(diǎn)更新運(yùn)單信息。

港口信息系統(tǒng)在港口節(jié)點(diǎn)中收到新的運(yùn)單，根據(jù)鐵路貨運(yùn)軌跡安排港口作業(yè)計(jì)劃，在貨物到達(dá)后，確定接收，將運(yùn)單流轉(zhuǎn)到港口，開始港口貨運(yùn)作業(yè)及水路運(yùn)輸，并將過程中的運(yùn)單狀態(tài)、貨物狀態(tài)等信息通過貨運(yùn)系統(tǒng)更新到港口節(jié)點(diǎn)中。此時(shí)隱私保護(hù)合約判斷運(yùn)單狀態(tài)，根據(jù)規(guī)則將運(yùn)單信息共享到運(yùn)輸交易節(jié)點(diǎn)。

圖4 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)圖Fig.4 Network diagram of multimodal transportation data exchange based on blockchain technology

圖5 基于區(qū)塊鏈的多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)流程圖Fig.5 Business flow of multimodal transportation data exchange based on blockchain technology

3 結(jié)束語

鐵路是多式聯(lián)運(yùn)的核心運(yùn)輸環(huán)節(jié)，依托鐵路開展多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)鐵水聯(lián)運(yùn)、公鐵聯(lián)運(yùn)、國際聯(lián)運(yùn)信息共享，是多式聯(lián)運(yùn)融合發(fā)展的重要基礎(chǔ)性工作。區(qū)塊鏈技術(shù)與多式聯(lián)運(yùn)數(shù)據(jù)交換的融合創(chuàng)新應(yīng)用，可解決傳統(tǒng)EDI 數(shù)據(jù)交換中的數(shù)據(jù)中心化、協(xié)同性不高以及安全防篡改弱等問題。隨著區(qū)塊鏈底層技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，區(qū)塊鏈技術(shù)將結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算及5G 技術(shù)，共同促進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)智能化和數(shù)字化發(fā)展，推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)以及國際聯(lián)運(yùn)各主體間的數(shù)據(jù)共享和高效協(xié)同，提升各運(yùn)輸方式之間的作業(yè)協(xié)同能力，構(gòu)建全程物流信息鏈條，為實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)“一單制”奠定基礎(chǔ)，從而降低社會(huì)整體物流成本，促進(jìn)節(jié)支降耗，提升經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合效益。