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        面向中歐班列應(yīng)用典型場景的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺設(shè)計

        2022-07-21 01:23:56祝凌曦劉冰盧曉玉朱濤時峰張玉福呂彥昕梁靖敏謝建行
        中國鐵路 2022年6期
        關(guān)鍵詞:信息

        祝凌曦,劉冰,盧曉玉,朱濤,時峰,張玉福,呂彥昕,梁靖敏,謝建行

        (1.北京交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院,北京 100044;

        2.中鐵集裝箱運輸有限責(zé)任公司 信息統(tǒng)計部,北京 100055;3.中國鐵路信息科技集團(tuán)有限公司 研發(fā)和建設(shè)處,北京 100844;4.中鐵特貨物流股份有限公司 信息統(tǒng)計中心,北京 100055)

        1 研究背景

        中歐班列自開行以來,以快捷準(zhǔn)時、安全穩(wěn)定、綠色環(huán)保的特點,促進(jìn)了中國與歐洲及“一帶一路”沿線國家間貿(mào)易便利化,現(xiàn)已成為歐亞國際物流陸路運輸?shù)墓歉煞绞?,得到國際社會的廣泛好評和沿線各國的普遍歡迎,成為推進(jìn)中國與沿海國家經(jīng)貿(mào)交流的重要載體[1]。

        中歐班列的業(yè)務(wù)關(guān)系建立在多方數(shù)據(jù)互通基礎(chǔ)上,雖然在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等層面,沿線國家努力做到相互理解,但在涉及到跨境貿(mào)易、項目管理和物流交通等方面時,中歐班列在信息共享與傳輸中仍存在如下困難[2]:首先是各國間難以達(dá)成可靠可信的數(shù)據(jù)交換,由于各國對本國運輸物流數(shù)據(jù)資產(chǎn)的嚴(yán)格保護(hù)等原因,導(dǎo)致各國間存在一定的信任缺失,難以達(dá)成互認(rèn)互信;其次是跨國鐵路運輸流程復(fù)雜、協(xié)調(diào)困難,其通關(guān)規(guī)則、跨境結(jié)算等程序繁瑣,而中歐班列沿線各國物流運輸專業(yè)化水平的參差不齊則更不利于信息互聯(lián)互通的實現(xiàn)。這使得跨國鐵路運輸在信息化系統(tǒng)安全快捷的基礎(chǔ)上,提出了信息共享傳輸?shù)男枨蟆?/p>

        為了滿足中歐班列相關(guān)業(yè)務(wù)流程中信息共享傳輸以及單證交換的保密與協(xié)同等需求,需要采用新技術(shù)構(gòu)建中歐班列信息共享傳輸平臺,解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享存在的以下問題[3]:

        (1)數(shù)據(jù)集中化問題。由于參與共享的各方數(shù)據(jù)不能集中到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心,因此將對存儲提出更高要求。

        (2)數(shù)據(jù)安全性問題。如果采取集中式的數(shù)據(jù)存儲,參與共享各方的數(shù)據(jù)交換和共享必然需要依靠第三方,這很難保證數(shù)據(jù)的安全性。并且還存在第三方對其管理的各方數(shù)據(jù)進(jìn)行留存、轉(zhuǎn)賣的風(fēng)險,數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險性較高。

        (3)數(shù)據(jù)的真實性。如果采取集中式存儲模式,所有數(shù)據(jù)存儲在第三方,數(shù)據(jù)真實性難以保證,數(shù)據(jù)在共享過程中被更改的風(fēng)險也將大大增加。

        區(qū)塊鏈技術(shù)被稱為“創(chuàng)造信任的技術(shù)”,作為一種分布式賬本,區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其天然的去中心化、開放性、不可篡改、可追溯等特點,可為不同國家、不同企業(yè)之間,以及同一企業(yè)的部門之間打破數(shù)據(jù)堡壘,以達(dá)到信息共享、數(shù)據(jù)安全、降低成本、提升效率的目的[4-5]。

        針對以上跨國物流中的流程復(fù)雜、單證種類多、多方利益難以協(xié)調(diào)的問題,區(qū)塊鏈的分布式架構(gòu)可以實現(xiàn)在多個利益相關(guān)方之間建立可信的共享數(shù)據(jù)賬本,通過去除中心化的方式解決“主導(dǎo)方”與“被主導(dǎo)方”的紛爭問題,達(dá)到弱化利益紛爭的效果。區(qū)塊鏈技術(shù)本身可以保證上鏈的數(shù)據(jù)安全可靠,區(qū)塊鏈的加密算法及其共識機(jī)制允許數(shù)據(jù)擁有者在不透露數(shù)據(jù)信息的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;各國采用區(qū)塊鏈進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸格式與傳輸協(xié)議,以區(qū)塊鏈為底層技術(shù)建立信息共享傳輸交換平臺即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通,有效解決數(shù)據(jù)多元異構(gòu)問題。通過采用區(qū)塊鏈的身份認(rèn)證和數(shù)字證書技術(shù),可以解決各國的互信問題,達(dá)成各國間的互認(rèn)互信;各國在區(qū)塊鏈系統(tǒng)上搭建適應(yīng)各國情況的上層應(yīng)用,在保證數(shù)據(jù)安全可靠交換的同時,也滿足了不同國家復(fù)雜的實際業(yè)務(wù)流程[6]。

        為使區(qū)塊鏈技術(shù)更好地在中歐班列信息共享傳輸交換中應(yīng)用,需要在貨主、鐵路公司、平臺公司、口岸代理、境外代理、多聯(lián)公司等眾多參與方中,研究國聯(lián)運單的制作以及信息流轉(zhuǎn)等具體業(yè)務(wù)流程及典型場景。區(qū)塊鏈技術(shù)的選型、系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計以及各種應(yīng)用的開發(fā),都需要依托中歐班列區(qū)塊鏈應(yīng)用典型場景進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計。針對中歐班列信息共享傳輸交換的典型應(yīng)用場景進(jìn)行研究,給出中歐班列信息共享傳輸?shù)湫蛨鼍暗母拍?、分類原則,并構(gòu)建了位置追蹤及單證流轉(zhuǎn)典型場景[7]。在對典型場景進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行基于區(qū)塊鏈技術(shù)的中歐班列數(shù)據(jù)交換平臺(簡稱中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺)設(shè)計,給出了平臺的總體架構(gòu)和邏輯架構(gòu),可為后續(xù)的工程可行性研究和工程實施打下良好的基礎(chǔ)。

        2 中歐班列信息共享傳輸?shù)湫蛨鼍案攀?/h2>

        2.1 典型場景概念

        用戶或系統(tǒng)在不同場景下會有不同的特殊需求。場景分析的意義在于將原本復(fù)雜多變的業(yè)務(wù),通過分析進(jìn)行抽象和歸納,形成相對獨立、單純的業(yè)務(wù),并通過直觀地描述來反映出場景的各參與方和業(yè)務(wù)流程的關(guān)系,并可以承載功能、流程、數(shù)據(jù)、用戶分享等多種服務(wù),便于后續(xù)的系統(tǒng)開發(fā),并為典型場景中的用戶提供良好的用戶體驗。

        中歐班列信息共享傳輸?shù)湫蛨鼍笆菍χ袣W班列在運輸全過程中涉及到的相關(guān)各方對信息共享與傳輸?shù)男枨筮M(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,針對具體的業(yè)務(wù)流程而人為構(gòu)建的相對具體、針對特定方面和特定目標(biāo)的典型業(yè)務(wù)流程及對應(yīng)典型業(yè)務(wù)流程的系統(tǒng)需求,包括典型業(yè)務(wù)流程的描述、典型業(yè)務(wù)流程中涉及到的相關(guān)用戶、用戶的操作流程、處理邏輯、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)處理規(guī)則以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果等。

        2.2 位置追蹤典型場景描述

        2.2.1 中歐班列位置追蹤的需求

        當(dāng)前,中國鐵路95306、物暢網(wǎng)等相關(guān)平臺和系統(tǒng)都提供了貨物追蹤功能。通過集裝箱的箱號、運單號、貨主等信息,可以查詢貨物的實時位置信息。整個中歐班列的物流運輸場景,包括簽訂合同、交付貨物、公路運輸、進(jìn)入鐵路貨場、鐵路運輸、中歐班列運輸、集并運輸、海關(guān)交接、進(jìn)入歐洲、收貨等環(huán)節(jié)。由于跨越的國家較多,涉及的參與方對貨物位置的信息追蹤就提出了更高的要求,通過獲取位置信息,可以提升貨主和買方對于貨物的預(yù)估能力,提升貿(mào)易效率,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[8]。

        2.2.2 中歐班列位置追蹤的數(shù)據(jù)項

        集裝箱位置追蹤場景是應(yīng)用在中歐班列物流運輸全程的位置追蹤,中歐班列集裝箱全程位置追蹤信息交換數(shù)據(jù)項具體包括:集裝箱箱號、車次編號、車號、始發(fā)國代碼、所在國代碼、當(dāng)前車站代碼、當(dāng)前車站性質(zhì)(分始發(fā)站、途中??空?、途中通過站、終到站)、始發(fā)站、當(dāng)前位置、當(dāng)前位置時間、當(dāng)前位置時區(qū)、報告時間、距離目的地距離等。

        2.2.3 中歐班列位置追蹤的主要參與方

        在位置追蹤過程中,所涉及到的主要角色有:發(fā)貨人、收貨人、鐵路公司、貨運代理人以及運輸途中所經(jīng)過的各種功能類型的鐵路站點。

        設(shè)定某個完整場景中的角色代表如下:

        (1)鐵路公司。

        (2)貨運代理人。

        (3)運輸途中所經(jīng)過的各種功能類型的站點:始發(fā)站(O)、終到站(D)、邊境站(B)、換軌站(T)、換單站(C)、通過站(P)、編組站(M)、換裝站(R)、臨近站(N)、經(jīng)停站(S)、錯停站(W)、突發(fā)事件站(E)。

        (4)發(fā)貨人。

        (5)收貨人。

        2.2.4 中歐班列位置追蹤的典型場景

        具體位置追蹤場景見圖1。

        圖1 中歐班列位置追蹤場景

        各參與方作為物流追蹤中的重要組成部分,通過將貨物信息以及列車實際通過情況進(jìn)行實時記錄及上傳,達(dá)到位置追蹤的目的,為各方提供物流信息查詢依據(jù)。

        在具體的位置追蹤場景下,典型場景如下:

        (1)在始發(fā)站(O),列車攜帶其運行信息,包括車次、車號、目的地、通過站以及集裝箱的箱號信息等,從始發(fā)站出發(fā),按照計劃運輸線路運行,途經(jīng)國以及各路段已經(jīng)提前接收到列車經(jīng)過的信息,等待列車到達(dá)。

        (2)列車運行經(jīng)過通過站(P),獲取車次的原始數(shù)據(jù)信息,核實無誤后,按照以上數(shù)據(jù)項的內(nèi)容,填寫集裝箱狀態(tài)、列車狀態(tài)、當(dāng)前站名稱以及通過時間、剩余里程、辦理業(yè)務(wù)等,將這些信息上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄并更新,確保列車到達(dá)下一站時,下一站可以獲取到最新的數(shù)據(jù)信息。在列車到達(dá)其他站時,只需要對各數(shù)據(jù)項進(jìn)行更新即可。

        (3)列車運行到邊境站(B),到達(dá)起運地邊境口岸,將過境站的代碼信息等上鏈。列車離開始發(fā)國,到達(dá)換軌站,在該站記錄經(jīng)該站狀態(tài)為“換軌”,上傳列車到達(dá)該站以及離開該站的時間,在換軌過程中,如需進(jìn)行換車操作,列車車次發(fā)生變化,則需要對新的車次信息進(jìn)行上傳。

        (4)列車運行到編組站(M),需要通過集并運輸,即進(jìn)行“二并一”或者“三并二”的操作以提高中歐班列的運輸效率,或者將2列班列分成3列,提高靈活性。例如有3列編組數(shù)量分別為41、41、42節(jié)的班列到達(dá)某一站點,可集并為2列編組為62節(jié)的班列。該模式在不斷提高中歐班列運輸效率的同時,讓中歐班列開行也更具吸引力。在編組站,貨物運輸?shù)能嚧伟l(fā)生變化,操作者在新的編組信息完成后將其上傳,貨物信息會匹配到集并運輸后的班列上,系統(tǒng)會將相關(guān)的貨物信息傳遞到對應(yīng)的鐵路管理部門和相應(yīng)的用戶手中。

        (5)列車運行的臨近站(N)會獲取到列車通過上一站時的信息,若信息與實際情況不符,則在上一站進(jìn)行確認(rèn),列車運行到經(jīng)停站(S),需要記錄經(jīng)該站狀態(tài)為“經(jīng)?!币约傲熊嚱?jīng)停時間。

        (6)在運輸途中出現(xiàn)一些突發(fā)狀況,如人員受傷、生病、自然災(zāi)害等,在突發(fā)事件站(E)進(jìn)行處理,及時上報事故處理情況,記錄具體情況以及滯留時間等。

        (7)列車運行到終到站(D)后,記錄列車到達(dá)終到站的時間、當(dāng)前所在國家以及所在站的名稱,并上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,完成貨物運輸過程中的位置追蹤。

        在整個位置追蹤過程中,對于貨物的信息數(shù)據(jù)管理,區(qū)塊鏈技術(shù)提供了一種輕量化且獨立于各種系統(tǒng)之外的統(tǒng)一接口,配合移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)技術(shù),可以在運輸終端實現(xiàn)貨物信息的智能化管理。當(dāng)途中的貨物信息發(fā)生變動時,如在相關(guān)站點借助智能合約進(jìn)行換車裝卸操作或進(jìn)行集并運輸時,會產(chǎn)生新的編組信息,經(jīng)過信息上傳后,系統(tǒng)內(nèi)的貨物數(shù)據(jù)會發(fā)生變化,在分布式賬本技術(shù)的支持下,區(qū)塊鏈上的各節(jié)點會對貨物的變更數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與儲存[9]。由于區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、開放性、不可篡改、可追溯的特點,使得運輸過程中的所有數(shù)據(jù)信息對于托運人、承運人、買方、賣方等來說,都是公開透明且可信的,可保障貨物運輸過程中的信息及資金安全的可追溯。

        2.3 單證流轉(zhuǎn)典型場景描述

        2.3.1 中歐班列單證流轉(zhuǎn)中存在的問題

        2.3.2 中歐班列單證流轉(zhuǎn)中存在的主要單據(jù)

        中歐班列的整個運輸過程涉及許多單證,通過分析,大致將單證分成三大類:國聯(lián)運單及其隨附單據(jù)、中華人民共和國進(jìn)出口貨物檢驗檢疫證書及報關(guān)單證。但是3類單證存在交叉部分[11]。

        (1)國聯(lián)運單。國聯(lián)運單是適用國際貨約和國際貨協(xié)的國家間聯(lián)運中證明國際貨約和國際貨協(xié)運輸合同締結(jié)的文件。

        (2)隨附單據(jù)。運單的隨附單據(jù)包括:報關(guān)單或海關(guān)關(guān)封、植物檢驗證書或獸醫(yī)證明書、商品檢驗證書、原產(chǎn)地證、品質(zhì)證明書、出口許可證、出口貨物明細(xì)單。

        (3)中華人民共和國進(jìn)出口貨物檢驗檢疫證書。商品檢驗檢疫證書是指進(jìn)出口商品經(jīng)商品檢驗檢疫機(jī)構(gòu)檢驗、鑒定后出具的證明檢驗檢疫結(jié)果的書面文件。

        (4)報關(guān)單證。按照性質(zhì)和用途,報關(guān)單證可分為四大類:基本單證、貨運單證、法定單證、備用單證?;締巫C包括:進(jìn)出口貨物報關(guān)單、商業(yè)發(fā)票、裝箱單、代理報關(guān)委托書、進(jìn)出口收匯核銷單。貨運單證包括:裝貨單、多式聯(lián)運提單、鐵路運輸單據(jù)、汽運載貨清單、快遞單或郵局收據(jù)等。法定單證包括:中華人民共和國(進(jìn))出口貨物許可證、中華人民共和國檢驗檢疫(進(jìn))出境貨物商檢通關(guān)單、紡織品出口許可證/商業(yè)發(fā)票、中華人民共和國軍品出口許可證、原產(chǎn)地證明書、普惠制產(chǎn)地證等。備用單證包括:貿(mào)易合同、貨物保險單、中華人民共和國海關(guān)進(jìn)出口貨物知識產(chǎn)權(quán)狀況補(bǔ)充申請單等[12]。

        2.3.3 中歐班列單證流轉(zhuǎn)中的主要參與方

        結(jié)合物流流程及其物流場景進(jìn)行分析,可知其單證流轉(zhuǎn)的典型場景中涉及的主要角色有:發(fā)貨人、收貨人、鐵路公司、多聯(lián)公司、貨代公司、車站、海關(guān)等。從中設(shè)定某個完整場景中的角色代表如下:

        一個潔凈的外部環(huán)境,能夠讓患者更好的配合治療。現(xiàn)代醫(yī)院中生殖醫(yī)學(xué)中心的外部環(huán)境要保持干凈、整潔,室內(nèi)安裝空氣調(diào)節(jié)過濾器,保證診室內(nèi)部的空氣質(zhì)量較好,溫度適宜,為患者提供一個溫馨、舒適的就醫(yī)環(huán)境。在選址的過程當(dāng)中,盡量避免化學(xué)放射源,減小化學(xué)放射源對胚胎的影響。

        (1)發(fā)貨人(A)。

        (2)收貨人(B)。

        (3)多聯(lián)公司(C)。

        (4)貨運代理人:中國境內(nèi)代理人(E)、歐洲段代理人(F)。

        (5)承運人:國內(nèi)公路承運人(G)、普通鐵路承運人(H)、中歐班列承運人(I)、歐洲段鐵路承運人(J)。

        (6)口岸代理(K)。

        (7)鐵路公司(L)。

        (8)海關(guān):出口海關(guān)(M)、指運地海關(guān)(N)。

        (9)車站:始發(fā)站(O)、出口邊境站(P)、轉(zhuǎn)關(guān)邊境站(Q)、換單邊境站(R)、終到站(D)、經(jīng)停站(S)。

        2.3.4 中歐班列單證流轉(zhuǎn)的典型場景

        以普通電子商品出口為例,對具體場景流程進(jìn)行描述,其運輸整體流程見圖2。

        圖2 單證流轉(zhuǎn)場景描述

        (1)制作運單。發(fā)貨人(A)與多聯(lián)公司(C)簽訂運輸合同,發(fā)貨人(A)將其公司營業(yè)執(zhí)照、組織機(jī)構(gòu)代碼證、授權(quán)委托書、貨物清單、裝箱單等單據(jù)提供給多聯(lián)公司(C),多聯(lián)公司(C)將單據(jù)提供給中國境內(nèi)代理人(E),由代理人(E)結(jié)合鐵路部門(L)的相關(guān)信息進(jìn)行信息預(yù)報與線路規(guī)劃。隨后,代理人(E)將預(yù)報信息和線路規(guī)劃分別發(fā)送至多聯(lián)公司(C)和國內(nèi)公路承運人(G)、普通鐵路承運人(H)、中歐班列承運人(I),多聯(lián)公司(C)負(fù)責(zé)將該信息發(fā)送至歐洲段代理人(F)。

        (2)國內(nèi)運輸段。隨后,發(fā)貨人(A)與國內(nèi)公路運輸承運人(G)交付貨物及單證交接,開啟始發(fā)國境內(nèi)公路段運輸。接著,由公路貨運承運人(G)和鐵路承運人(H)雙方交接貨物及單證交接,進(jìn)行始發(fā)國境內(nèi)普通路段鐵路運輸,將貨物運至中歐班列始發(fā)站(O)。運至始發(fā)站(O)后,中歐班列管理部門獲取貨物清單、報關(guān)單證、報關(guān)單等相關(guān)單證,對班列進(jìn)行裝車及編組,開啟中歐班列,始往出口海關(guān)(M)。

        (3)報關(guān)。中歐班列到達(dá)出口海關(guān)(M)處,由口岸代理(K)將貨物清單、出口貨物報關(guān)單、報關(guān)委托書、報檢委托書、出口許可證等上交出口海關(guān)(M),準(zhǔn)確無誤后出口海關(guān)(M)放行,班列進(jìn)入他國運輸段,由多聯(lián)匹配的歐洲段代理人(F)負(fù)責(zé),包括進(jìn)入各國前的轉(zhuǎn)關(guān)操作、匹配各口岸代理等。

        (4)換軌。到達(dá)出口邊境站(P),進(jìn)行換軌操作,一般情況下采取不拆箱換軌,即通過更換車輛或者更換轉(zhuǎn)向架等方式進(jìn)行換軌。

        (5)境外運輸段。進(jìn)入境外運輸段,到達(dá)中途某些經(jīng)停站(S),可能將面臨集并運輸操作,以節(jié)省運力、提升效率。進(jìn)入不同的國家前,將會在轉(zhuǎn)關(guān)邊境站(Q)進(jìn)行轉(zhuǎn)關(guān),進(jìn)入該國。一般進(jìn)入歐洲后,在換單邊境站(R)進(jìn)行貨約/貨協(xié)換單操作,以便貨物的流通。

        (6)到貨。到達(dá)終到站(D)后,由指運地海關(guān)(N)將各類信息發(fā)送至歐洲段鐵路承運人(J),由其聯(lián)系收貨人(B),收貨人(B)通過提貨單、運單正本和貨物到達(dá)通知單前往收貨。至此,中歐班列運輸結(jié)束。

        3 中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺設(shè)計

        針對中歐班列信息共享傳輸?shù)湫蛨鼍暗姆治?,基于區(qū)塊鏈技術(shù),構(gòu)建安全高效的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),設(shè)計中歐班列典型場景下的貨物運輸信息追蹤數(shù)據(jù)交換平臺,與中歐班列沿線各國共同建設(shè)中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺。

        3.1 總體架構(gòu)設(shè)計

        中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺,是在各國鐵路部門與貨物集裝箱相關(guān)參與方現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,打通各國網(wǎng)絡(luò),以區(qū)塊鏈中的聯(lián)盟鏈技術(shù)作為支撐,結(jié)合中歐班列數(shù)據(jù)服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)交換平臺構(gòu)建數(shù)據(jù)可信、不可篡改的可信環(huán)境,同時以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)確真、確權(quán)、確責(zé)的共享交換。各國鐵路部門根據(jù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)設(shè)計要求,通過聯(lián)盟鏈開放的數(shù)據(jù)上鏈合約,將自有業(yè)務(wù)系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù),通過本國節(jié)點上傳到平臺中,實現(xiàn)中歐班列各參與方數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確地上鏈同步共享。

        中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺的總體架構(gòu)包括1個底座、2個引擎、1個平臺,具體見圖3。

        圖3 中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺總體架構(gòu)

        (1)1個底座。是以私有云、公有云、物理機(jī)為基礎(chǔ),由Docker虛擬容器構(gòu)成的K8S容器化部署方式。

        (2)2個引擎。分別為以中歐班列數(shù)據(jù)服務(wù)平臺和區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺為體現(xiàn)的數(shù)據(jù)服務(wù)和區(qū)塊鏈協(xié)同雙引擎。

        (3)1個平臺。是提供對外服務(wù)的中歐班列數(shù)據(jù)交換平臺,為參與中歐班列運輸?shù)母鲄⑴c方提供數(shù)據(jù)目錄、數(shù)據(jù)共享服務(wù)、業(yè)務(wù)協(xié)同服務(wù)以及可視化等服務(wù)。

        3.2 邏輯架構(gòu)設(shè)計

        根據(jù)中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺的總體架構(gòu),設(shè)計了針對中歐班列實際情況的中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺邏輯架構(gòu)(見圖4)。

        圖4 中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺邏輯架構(gòu)

        中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺以區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈作為技術(shù)支持,使用K8S容器化部署方式,支持物理機(jī)、私有云、公有云以節(jié)點方式加入聯(lián)盟鏈。從功能角度,中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺主要為4層架構(gòu):資源層、區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺層、中歐班列數(shù)據(jù)服務(wù)平臺層、中歐班列數(shù)據(jù)交換平臺層。

        3.2.1 資源層

        通過區(qū)塊鏈的聯(lián)盟鏈技術(shù)建設(shè)中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺,其系統(tǒng)資源層主要包括參與方的物理機(jī)、云主機(jī)等參與節(jié)點,在打通參與方網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上通過K8S管理Docker容器化,統(tǒng)一進(jìn)行編排、部署。同時各個參與方部署的區(qū)塊鏈節(jié)點可根據(jù)需求在聯(lián)盟鏈服務(wù)治理平臺上配置節(jié)點屬性。

        3.2.2 區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺層

        區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺是一種幫助用戶構(gòu)建和治理企業(yè)級區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)以及為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供通用區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力的技術(shù)平臺。區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺綜合了云和區(qū)塊鏈的優(yōu)勢,通過分層架構(gòu)設(shè)計為企業(yè)提供一體化的區(qū)塊鏈服務(wù),幫助企業(yè)快速簡單地落地區(qū)塊鏈場景。

        區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺通過把計算資源、通信資源、存儲資源,以及上層的區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)存儲能力、區(qū)塊鏈配套設(shè)施能力、區(qū)塊鏈智能合約能力、區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)能力轉(zhuǎn)化為可編程接口,使應(yīng)用開發(fā)過程和應(yīng)用部署過程簡單而高效。同時通過標(biāo)準(zhǔn)化的能力建設(shè),使上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)者只需要通過開放API進(jìn)行需求管理,僅需要專注業(yè)務(wù)系統(tǒng)本身。區(qū)塊鏈可信數(shù)據(jù)共享平臺主要包括API接口管理、可信數(shù)據(jù)共享能力平臺、區(qū)塊鏈服務(wù)治理平臺以及區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)平臺等4個主要部分。

        3.2.3 中歐班列數(shù)據(jù)服務(wù)平臺層

        中歐班列數(shù)據(jù)服務(wù)平臺層首先打通國鐵內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過該平臺的數(shù)據(jù)采集模塊完成國鐵內(nèi)部數(shù)據(jù)采集,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)聯(lián)盟鏈共享數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量原則完成數(shù)據(jù)清洗與轉(zhuǎn)換后,在上鏈的同時完成確權(quán),結(jié)合上鏈的hash摘要、資產(chǎn)ID、上鏈時間戳等信息整理輸出共享數(shù)據(jù)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)目錄,再通過平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)與分析模塊對外提供數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

        3.2.4 中歐班列數(shù)據(jù)交換平臺層

        中歐班列數(shù)據(jù)交換平臺層主要包含數(shù)據(jù)目錄、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、可信服務(wù)四大類,向下通過聯(lián)盟鏈智能合約接口集成聯(lián)盟鏈可信數(shù)據(jù),對外提供可信數(shù)據(jù)共享與交換,促進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同,提供可信服務(wù)。

        4 結(jié)束語

        區(qū)塊鏈去中心化、開放性、不可篡改、可追溯的特點,十分適合構(gòu)建中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺,通過平臺建設(shè)可以解決跨國電子合同共信、集裝箱位置上鏈追蹤、單證流轉(zhuǎn)安全可信、多方數(shù)據(jù)隱私保護(hù)等問題。對中歐班列典型場景的描述是中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺建設(shè)的基礎(chǔ),通過提出中歐班列典型場景概念,構(gòu)建了位置追蹤和單證流轉(zhuǎn)2個典型場景。針對中歐班列位置追蹤和單證流轉(zhuǎn)典型場景,基于區(qū)塊鏈技術(shù),設(shè)計了符合中歐班列典型場景下中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺,闡述了中歐班列區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)交換平臺的總體架構(gòu)和邏輯架構(gòu),為后續(xù)的工程可研和工程實施打下了良好的基礎(chǔ)。

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