摘要：黔東南州是中國西南地區(qū)的一個少數(shù)民族自治州，擁有豐富的特色農(nóng)產(chǎn)品資源，如香豬、三穗鴨、蜂蜜、竹筍等，對當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展和民生保障具有重要意義。然而，受其偏遠的地理位置、交通困難和信息流通限制的影響，產(chǎn)品的流通效率低且安全風險高，進而影響市場競爭力和消費者滿意度。為此，文章提出了一種基于區(qū)塊鏈的黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品智慧物流模式優(yōu)化方案，利用區(qū)塊鏈去中心化、不可篡改和可追溯的特點，實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品信息的共享、交易透明、信任構(gòu)建和質(zhì)量保障。經(jīng)對比分析，本設計在性能、效率和安全性上優(yōu)于傳統(tǒng)模式，為黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品的智慧物流提供了一個創(chuàng)新解決方案，具有顯著的理論和實際價值。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；農(nóng)產(chǎn)品；智慧物流；信息共享；模式優(yōu)化

中圖分類號：TP309""文獻標志碼：A

0"引言

黔東南州坐落在中國秀麗的西南部，是一個擁有深厚歷史底蘊、多元文化交融和豐富資源的少數(shù)民族自治州［1］。這片神奇的土地上孕育出了許多獨具特色的農(nóng)產(chǎn)品，其中，茶葉的清香、蜂蜜的甘甜、竹筍的鮮嫩以及香菇的醇厚都已成為黔東南的代名詞［2-4］。這些不僅是當?shù)厝嗣窠?jīng)濟生計的支柱，更是他們代代相傳、與自然和諧相處的生態(tài)智慧的體現(xiàn)。在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，這些具有深厚地域文化的農(nóng)產(chǎn)品卻面臨著種種困境［5］。無論是信息不對稱還是物流不暢，或是市場競爭激烈，這些因素都使得黔東南的農(nóng)產(chǎn)品在市場上難以得到應有的關注，更別提公平和有效的流通與銷售了［6］。這不僅限制了當?shù)亟?jīng)濟的進一步發(fā)展，也使得外界錯失了了解和享受這些農(nóng)產(chǎn)品獨特魅力的機會。

在現(xiàn)代社會中，食品的安全與質(zhì)量已經(jīng)上升為公眾關注的核心議題［7］。隨著消費者日益增長的健康意識和對高品質(zhì)生活的追求，他們越來越希望能夠清晰地追蹤食品從種植、收獲到最終擺上餐桌的每一個環(huán)節(jié)［8］。與此同時，監(jiān)管機構(gòu)為了確保公共食品安全，也在加大對食品生產(chǎn)和流通的監(jiān)管力度。然而，對于黔東南州這樣地理位置相對偏遠的區(qū)域，要實現(xiàn)這樣的全流程透明并不容易。首先，其特殊的地形地貌使得物流基礎設施的建設和維護都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。其次，黔東南州豐富的民族文化和深厚的傳統(tǒng)觀念，雖然為當?shù)卦鎏砹霜毺氐镊攘?，但在某種程度上也使得新技術和管理模式的引入和普及變得困難［9］。

面對這些困難和挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的供應鏈和物流模式顯然已經(jīng)難以適應現(xiàn)代社會對食品安全和高效流通的嚴格要求［10］。這不僅限制了黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品走向更廣闊市場的步伐，也可能影響到消費者對其的信賴度和接受度。在這種情況下，區(qū)塊鏈技術［11］作為一種創(chuàng)新技術引起了人們的廣泛關注。區(qū)塊鏈技術是一種利用密碼學原理和分布式共識機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)的去中心化、不可篡改和可追溯的技術，為農(nóng)產(chǎn)品供應鏈管理提供了可能性和機遇［12］。國內(nèi)外已有許多關于區(qū)塊鏈技術在供應鏈和物流領域的理論研究和實踐案例，例如：趙鵬等［13］基于Raft算法和Pbft算法設計一種新的共識算法并應用于區(qū)塊鏈物流項目中，確保共識協(xié)議在特定的環(huán)境核能穩(wěn)定高效運行；吳平等［14］將區(qū)塊鏈技術與傳統(tǒng)物流派送系統(tǒng)相結(jié)合，建構(gòu)基于Petri網(wǎng)的區(qū)塊鏈物流派送模型；Francisconi等［15］為了提高自主運輸物流系統(tǒng)的運輸效果，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術構(gòu)建智能物流系統(tǒng)，并建立了基于兩點法的確定性偏差補償原理。但是，針對黔東南州這樣具有特殊地域和文化特征的地方，相關的安全物流研究和實踐還很缺乏。

本文的目的是探索區(qū)塊鏈技術在黔東南州農(nóng)產(chǎn)品供應鏈中的應用，以期彌補現(xiàn)有研究的不足。首先詳細分析了黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品流通和銷售的現(xiàn)狀，揭示了其中存在的問題和挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)物流模式的局限性。接著概述了國內(nèi)外在區(qū)塊鏈供應鏈管理和物流方面的研究進展，并討論了其優(yōu)勢和可能的局限性。在此基礎上，提出了一套適用于黔東南州的基于區(qū)塊鏈的智能物流模式優(yōu)化方案，并通過實地調(diào)研與實證研究驗證了該方案的可行性與有效性。

1"相關概念

1.1"區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈技術是一種利用密碼學原理和分布式共識機制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的去中心化、不可篡改和可追溯的技術方案，它主要由區(qū)塊、鏈和共識機制3個核心組件構(gòu)成。

區(qū)塊：每個區(qū)塊是數(shù)據(jù)存儲的單元，包含一系列交易T，時間戳Timestamp，隨機數(shù)Nonce以及前一區(qū)塊的哈希值PrevHash，可以表示為B={T，Timestamp，Nonce，PrevHash}。

鏈：區(qū)塊鏈是這些區(qū)塊的有序序列，每個新區(qū)塊通過哈希值鏈接到前一區(qū)塊。對于鏈中的第i個區(qū)塊，它的哈希值滿足Hash（Bi）=Hash（T，Timestamp，Nonce，PrevHash）。

共識機制：該機制確保所有網(wǎng)絡參與者對鏈的狀態(tài)達成一致。以工作量證明 （Proof of Work， PoW） 為例，節(jié)點必須找到一個Nonce值，使得H（B.Header）lt;D，其中H是哈希函數(shù)，B.Header包括Nonce，而D是網(wǎng)絡確定的難度目標。

綜合這些組件，區(qū)塊鏈可以被視為一個不斷增長的數(shù)據(jù)記錄，通過網(wǎng)絡共識和密碼學保障其不可逆性和安全性。

1.2"智慧物流

智慧物流是指利用信息技術、自動識別技術、數(shù)據(jù)分析以及其他先進智能技術，實現(xiàn)物流資源的優(yōu)化配置和物流流程的智能化管理，從而提高物流效率和服務質(zhì)量的一種現(xiàn)代物流模式。智慧物流通常涉及優(yōu)化算法和決策支持系統(tǒng)等關鍵技術和概念。

優(yōu)化算法：智慧物流路徑和資源配置可以通過優(yōu)化算法進行優(yōu)化。例如，通過使用遺傳算法（Genetic Algorithm， GA）解決車輛路徑問題（Vehicle Routing Problem， VRP）可以用式（1）表示：

minP∑mi=1∑nj=1，j≠icij·xij（1）

式中：P代表所有可能的路徑方案；cij是從節(jié)點i到節(jié)點j的成本；xij是一個二進制變量，表示是否選擇了這條路徑。

決策支持系統(tǒng)：智慧物流還包括輔助決策的系統(tǒng)，它們可以基于模型和數(shù)據(jù)提供策略建議。例如，多標準決策支持可以表示為：

Decision（C1，C2，…，Ck）=argmaxa∈A∑ki=1wi·ui（a）（2）

式中：C1，C2，…，Ck是決策標準；A是可能的行動集合；wi是第i個標準的權(quán)重；ui（a）是行動a在第i個標準下的效用值。

智慧物流是一個復雜的系統(tǒng)，涉及多學科的交叉融合，包括但不限于運籌學、信息技術、數(shù)據(jù)科學和工程學。它的實現(xiàn)是通過建立一套復雜的數(shù)學模型和算法，不斷調(diào)整和優(yōu)化物流中的每一個環(huán)節(jié)，以達到提升整體效率和降低成本的目的。

2"構(gòu)建區(qū)塊鏈智慧物流平臺

本文旨在利用區(qū)塊鏈技術，構(gòu)建一個覆蓋黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、加工、運輸、倉儲、銷售到消費的全流程智慧物流平臺。此平臺的核心是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的全程記錄、共享和驗證，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，增強農(nóng)產(chǎn)品的品牌和價值，促進農(nóng)產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展。

2.1"平臺架構(gòu)設計

為了確保智能物流平臺的高效運行，可以定義一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡為B，其中每個節(jié)點bi代表一個參與方，例如農(nóng)民、加工企業(yè)或物流企業(yè)等。根據(jù)這些參與方的實際業(yè)務關系，本文設計了一個節(jié)點連接模型，并用連接矩陣C來描述這些節(jié)點間的關系。其中，如果節(jié)點bi與節(jié)點bj直接連接，則Cij=1，否則Cij=0。

2.2"數(shù)據(jù)存儲

在區(qū)塊鏈中，每條數(shù)據(jù)記錄D作為一個區(qū)塊表示。為了更具體地描述這一過程，定義了區(qū)塊的結(jié)構(gòu)及其哈希計算方法。具體地說，每個區(qū)塊都由其ID、時間戳、數(shù)據(jù)、當前數(shù)據(jù)的哈希值和前一個區(qū)塊的哈希值組成，可以表示為：

D=（ID，Timestamp，Data，Hash（D），PrevHash）（3）

當前數(shù)據(jù)的哈希值Hash（D）是通過哈希函數(shù)H對區(qū)塊的各個部分進行加密得到的，其計算公式為：

Hash（D）=H（ID，Timestamp，Data，PrevHash）（4）

此外，為了評估平臺的數(shù)據(jù)存儲能力，還引入了數(shù)據(jù)存儲容量模型，通過這個模型可以計算平臺上存儲的總數(shù)據(jù)量為Stotal=∑ni=1S（Di）。

2.3"數(shù)據(jù)驗證

為了確保智慧物流平臺上的數(shù)據(jù)完整性和真實性，本文還設計了一個高效的數(shù)據(jù)驗證函數(shù)，該函數(shù)能夠快速核實每一個物流記錄的不可篡改性和連貫性。這個驗證機制是基于區(qū)塊鏈技術的核心優(yōu)勢，即數(shù)據(jù)一旦被驗證并加入?yún)^(qū)塊鏈中，就無法被更改或刪除。

具體來說，該數(shù)據(jù)驗證函數(shù)V（Di）采用加密哈希算法，對每一個區(qū)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)元素，包括唯一標識符IDi、時間戳Timestampi、數(shù)據(jù)內(nèi)容Datai以及前一區(qū)塊的哈希值PrevHashi進行計算。函數(shù)比對當前區(qū)塊的哈希值Hashi與獨立計算的哈希值是否一致：

V（D）=Hash（IDi‖Timestampi‖Datai‖PrevHashi）=Hashi（5）

如果兩者匹配，則驗證成功，表明數(shù)據(jù)未被篡改，維持了區(qū)塊之間的完整鏈條；如果不匹配，則表明數(shù)據(jù)可能遭到了未授權(quán)的修改，需進一步調(diào)查。

這種驗證函數(shù)的實現(xiàn)，確保了智慧物流平臺從農(nóng)產(chǎn)品原產(chǎn)地到加工，再到最終分銷的整個鏈條上的信息透明度和可追溯性，為各方參與者提供了一個可信賴的數(shù)據(jù)環(huán)境。通過確保數(shù)據(jù)的完整性和真實性，該平臺能夠有效地降低欺詐風險，提升供應鏈管理的效率，最終為消費者提供安全、可靠的農(nóng)產(chǎn)品。

3"完善區(qū)塊鏈智慧物流標準和監(jiān)管體系

構(gòu)建黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品的智慧物流平臺時，確保平臺的規(guī)范化運作是至關重要的。為此，本文制定了一套綜合性的標準和規(guī)范體系，這些規(guī)范覆蓋了數(shù)據(jù)的整個生命周期，包括數(shù)據(jù)的生成、存儲、傳輸、共享和使用等各個環(huán)節(jié)。

數(shù)據(jù)標準化：標準化的數(shù)據(jù)格式確保了信息的互操作性和一致性，同時簡化了數(shù)據(jù)處理流程。對于黔東南州的特色農(nóng)產(chǎn)品，這意味著從種植、收獲、加工到物流和銷售的每一個環(huán)節(jié)都遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄標準。

數(shù)據(jù)質(zhì)量保證：本平臺引入了數(shù)據(jù)質(zhì)量評估函數(shù)Q（Datai），該函數(shù)通過評估數(shù)據(jù)的完整性、準確性、及時性和一致性等維度，量化每條數(shù)據(jù)的質(zhì)量，這為所有利益相關者提供了對數(shù)據(jù)可靠性的信心。

數(shù)據(jù)安全性：在區(qū)塊鏈平臺上，數(shù)據(jù)安全性是核心關注點。加密算法和訪問控制機制確保了數(shù)據(jù)在存儲及傳輸過程中的保密性和不可篡改性。

數(shù)據(jù)共享與使用：為了促進合作和效率，數(shù)據(jù)共享機制必須確保數(shù)據(jù)的正確使用和合法傳輸，同時保護數(shù)據(jù)所有者的權(quán)利。

法律法規(guī)遵從：所有標準和規(guī)范都與國家和行業(yè)法律法規(guī)保持一致，確保平臺在合法合規(guī)的基礎上運行?；趨^(qū)塊鏈技術的黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品智慧物流框架如圖1所示。

為了確保黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品智慧物流平臺的規(guī)范運行和高效協(xié)作，本文提出一系列詳細的標準與規(guī)范。這些規(guī)范旨在遵循國家及行業(yè)相關法律法規(guī)，并兼顧地方農(nóng)產(chǎn)品的特色和多樣性。同時，制定了一套監(jiān)督和評估機制，以定期檢查和審核平臺數(shù)據(jù)及其參與者的合規(guī)性。數(shù)據(jù)格式應該包含特色農(nóng)產(chǎn)品的基本信息、物流信息、交易信息和評價信息等，如表1所示。

整個智慧物流解決方案的設計，不僅為黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品提供了一個安全、透明、高效的物流管理平臺，還通過數(shù)據(jù)和人才管理的創(chuàng)新方法，為區(qū)塊鏈技術在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領域的應用樹立了一個新的標桿。

4"實證研究與數(shù)據(jù)分析

為了驗證本文提出的基于區(qū)塊鏈的智能物流模式優(yōu)化方案的可行性與有效性，本文進行了實證研究與數(shù)據(jù)分析。本文選擇了黔東南州的4種特色農(nóng)產(chǎn)品茶葉、蜂蜜、竹筍和香菇作為研究對象，分別對其進行了數(shù)據(jù)采集、模擬和評估。本文的實證研究與數(shù)據(jù)分析主要包括以下幾個步驟。

第一步：數(shù)據(jù)采集，通過實地調(diào)研和網(wǎng)絡調(diào)查，收集了黔東南州4種特色農(nóng)產(chǎn)品的相關數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)、加工、運輸、倉儲、銷售和消費等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。本文將這些數(shù)據(jù)整理為標準化的數(shù)據(jù)格式，存儲在區(qū)塊鏈平臺上。

第二步：數(shù)據(jù)模擬，在這個過程中使用Python編程語言，模擬了基于區(qū)塊鏈的智能物流平臺的運行過程，包括數(shù)據(jù)的生成、存儲、傳輸、共享、驗證和使用等。在實驗論證中使用了一些常用的庫和模塊，如pandas、numpy、matplotlib、seaborn等，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和可視化。

第三步：數(shù)據(jù)評估，本文通過使用一些評價指標，如數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)效率、數(shù)據(jù)價值等，對基于區(qū)塊鏈的智能物流平臺的性能進行了評估，并與傳統(tǒng)的物流模式進行了對比。數(shù)據(jù)評估過程使用了一些統(tǒng)計方法和分析工具，如t檢驗、方差分析、回歸分析、SPSS等，以檢驗數(shù)據(jù)的顯著性和相關性。

數(shù)據(jù)采集與分析過程中，注重了數(shù)據(jù)的多樣性和全面性，覆蓋了從生產(chǎn)到消費的整個鏈條。在數(shù)據(jù)模擬方面，利用Python的多個高效庫進行了復雜的數(shù)據(jù)處理優(yōu)化和可視化分析，確保了分析的準確性和直觀性。通過對比分析，區(qū)塊鏈智能物流平臺在數(shù)據(jù)質(zhì)量、安全性、效率和價值方面均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)物流模式。這一結(jié)果不僅證明了區(qū)塊鏈在農(nóng)產(chǎn)品物流領域的應用潛力，也為未來該技術在農(nóng)業(yè)供應鏈管理中的進一步探索提供了寶貴的實踐經(jīng)驗和理論支持。

5"結(jié)語

本文通過深入研究區(qū)塊鏈技術在智慧物流領域的應用，成功構(gòu)建了一個全面覆蓋黔東南州特色農(nóng)產(chǎn)品供應鏈的智慧物流平臺。該平臺不僅實現(xiàn)了從生產(chǎn)、加工到銷售每個環(huán)節(jié)的信息全程記錄和共享，還通過高效的數(shù)據(jù)驗證機制，確保了數(shù)據(jù)的完整性和真實性，從而提高了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，增強了品牌價值，促進了可持續(xù)發(fā)展。

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（編輯"何"琳編輯）

Research on optimization of intelligent logistics mode of characteristic agricultural products

in Qiandongnan prefecture based on blockchain

Li "Qiuxian， Zhou "Quanxing*

（College of Big Data Engineering， Kaili University， Kaili 556011， China）

Abstract： Qiandongnan prefecture is a minority autonomous prefecture in southwestern China， with rich resources of characteristic agricultural products such as fragrant pigs， Sansui ducks， honey， bamboo shoots， etc.， which are of great significance for local economic and social development and people’s livelihood guarantee. However， due to its remote geographical location， transportation difficulties， and information flow restrictions， the circulation efficiency of products is low and safety risks are high， which in turn affects market competitiveness and consumer satisfaction. Therefore， the article proposes an optimization scheme for the smart logistics model of characteristic agricultural products in Qiandongnan prefecture based on blockchain. By utilizing the decentralized， tamper proof， and traceable characteristics of blockchain， it achieves the sharing of agricultural product information， transparent transactions， trust building， and quality assurance. Through comparative analysis， this design is superior to traditional models in terms of performance， efficiency， and safety， providing an innovative solution for the smart logistics of characteristic agricultural products in Qiandongnan prefecture， with significant theoretical and practical value.

Key words： blockchain; agricultural product; intelligence logistics; information sharing; pattern optimization

基金項目：凱里學院2023年校級專項課題；項目編號：2023XJZX0203。扶持市（州）高校質(zhì)量提升工程項目；項目編號：院辦發(fā)〔2022〕10號-32。貴州省科技計劃項目；項目編號：黔科合基礎-ZK［2023］一般440）。

作者簡介：李秋賢（1992—），女，講師，碩士；研究方向：密碼學與博弈論。

*通信作者：周全興（1987—），男，副教授，學士；研究方向：數(shù)據(jù)分析，區(qū)塊鏈技術。