基于區塊鏈的應急物流體系構建研究

張園園，余沛東，孫兆統，周恒勝

(福建農林大學交通與土木工程學院，福建 福州 350108)

我國是一個自然災害頻發的國家，自然災害在我國具有多種類、高頻率和高危害的特點。1998年中國特大洪水、2008年的南方雪災和同年的“5.12”汶川大地震、2010年的玉樹地震、2019年涼山森林火災等，這些重大自然災害都給我國造成了嚴重的經濟損失和人員傷亡。

一個完善的應急物流體系可以降低自然災害造成的生命與財產損失，并在一定程度上有效控制應急事件造成的不利形勢和局面[1]。相比于西方發達國家對應急物流體系的建設，我國應急物流體系在應對災害、突發事件的過程中暴露出了許多缺點，而區塊鏈以其不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明和集體維護等特點，在發達國家已經在多個行業得到實踐。將區塊鏈的核心技術應用于我國應急物流體系的建設，能夠使應急物流體系更加完善，更好地應對頻繁發生的災害、突發事件。

目前國內的研究主要是定性研究，集中在信息平臺的建設和問題現狀建議，缺乏與其他技術的結合，而將區塊鏈應用于我國自然災害應急物流體系的建設，能夠解決現存的諸多問題。但目前，區塊鏈與應急物流體系構建結合的研究較少，雖然部分文獻提出了一些基于區塊鏈的應急物流體系的建設設想，但僅僅是提出可以將區塊鏈用于應急物流體系的構建，沒有結合區塊鏈技術的特點及優勢分析能夠解決的實際問題，二者的深入結合有待進一步研究。本文分析總結當前我國應急物流體系存在的問題，并在此基礎上構建了基于區塊鏈的應急物流體系。優化后的應急物流信息平臺能夠對應急物流過程中的信息流進行有效處理，各相關參與主體可利用該平臺實現物流信息的實時可視化，各主體之間可以做到點對點的快速信息傳遞，保證應急物流信息的完整性和時效性，以便進行合理的決策，從而提升應急物流效率。

區塊鏈是由比特幣的創始人、日本物理學家中本聰于2008年提出來的，實質上是一種運用特定加密算法，在遵循一定共識機制下，使用點到點傳輸方式和分布式數據存儲的高度容錯式數據庫，具有信息公開透明、不可篡改、全球聯通和交易成本低的特點[2]。在2016年12月被國務院寫入《“十三五”國家信息化規劃》，這是其第一次被納入國家計劃之中，近年來被應用于多個行業。

1 我國應急物流存在的問題

我國應急物流體系是一個龐大的系統，不僅有不同系統的人員參與，如軍隊、社會人員、政府和企業等，還包括許多具體的運作環節，如應急物資的采購倉儲和運輸、人員任務的組織和安排、災害信息的實時公開等。目前應急物流運作過程還存在諸多問題，降低了物流效率，限制了我國應急物流的發展，具體問題如下：

1.1 信息不對稱

自然災害發生后的72 h是黃金救援時間，物流信息關乎生命，如何快速有效地獲取實時信息有助于應急物流工作的順利開展。然而各部門之間獲取的信息不能及時匯總和交流，各級之間的信息傳遞還經常出現信息不對稱和時效性低下的情況，如物資管理部門不能實時獲取物資的供需信息，導致供求不匹配，不能對參與人員進行合理組織與任務分配，不能對相關工作進行正確指導等。

1.2 管理不規范

我國缺乏應急物流常設部門和聯動機制。應急物流常設部門的作用是對參與人員進行統一的組織和調度，根據受災情況制定應急響應預案和應對措施，災后對其進行評估和分析，以便應對下次的危機。在自然災害發生之后，我國通常是從各級政府部門抽調人員組建成臨時性的應急小組，盡管集結速度非常迅速，但由于指揮職責不夠明晰，人員、任務分配不合理等，且由于參與應急小組的人員涉及多個主體，包括政府、軍方、企業以及廣大的人民群眾等，因而可能導致應急物流的工作中或多頭領導，或各自為戰從而出現混亂，造成應急物流效率低下。

1.3 過程不透明

自然災害發生之后，應急物資的來源除了國家的應急儲備外，還有來自社會各界人士的愛心捐贈，這些物資與善款流通渠道大多是通過慈善機構再進行發放，但慈善機構對于物資及善款分配的信息公開不夠透明。在2020年的新冠疫情中，由于湖北紅十字會對醫療應急物資分配的不透明和不作為，引起了社會各界的質疑。因此，應當建立和完善應急物流信息平臺，實現應急物資全流程可追溯、可追責，以此來保證物資分配的公平和分配信息的透明。

1.4 可追責性差

目前我國應急物流信息平臺建設滯后，缺乏統一的官方應急物流信息平臺，受災地區的救災資金申請和物資需求需要經過層層審批，有關部門不能實時掌握應急物資的信息，全程效率低下，且責任人無法實現可追溯。突發公共衛生事件中會產生大量的醫療廢棄物，如新冠疫情期間的廢棄口罩，這些物品具備高傳染性和污染性，如果處理不當會造成二次傳染，因而，加強過程可追溯、責任人可追責可以有效追本溯源，一旦出現問題能快速定位問題點，避免二次風險擴散。

2 基于區塊鏈的應急物流體系構建

2.1 應急物流體系構建的基本原則

2.1.1 循序漸進原則

構建應急物流體系需要總結以往發生的重大衛生事件相關經驗，參考其他國家的成功經驗，總結今后應急物流體系建設與應用的需求，以此為前提進行優化。尤其是應急物流體系的頂層設計與整體規劃建設，采用分層級的方式逐步落實[3]。

2.1.2 平戰結合原則

建設應急物流體系，一般是將降低人民群眾損失作為根本目標，并非是提高經濟效益和節省綜合成本，由此便呈現出弱經濟性的特點，但是這并不代表應急物流體系也完全需要遵循弱經濟性這一基礎原則。發生應重大衛生事件的概率較小，若忽視經濟性，那么在建設應急物流體系的過程中，可能會導致大量資源浪費，同時也會面臨成本方面的壓力[4]。因此，構建與優化應急物流體系應遵循平戰結合的原則，提高現有社會資源的利用率。

2.1.3 政府主導原則

應急物流體系正確處理重大衛生事件，解決事件本身的突發性、不確定性與緊迫性等問題，所以構建應急物流體系不能只是依靠政府部門與企業，還需要在政府部門的主導下，拓寬參與渠道，吸引多方力量參與其中[3]。

2.2 區塊鏈在應急物流信息平臺中的作用

2.2.1 時間戳技術保證信息的透明度

時間戳技術是指當每一個新的區塊生成時就會被烙上時間戳，然后按照時間的先后順序將這些區塊連接在一起形成區塊鏈。這種機制可以保證信息的完整性和真實性，還能夠對相關信息進行追溯，使區塊鏈上的信息很難被篡改。應用在應急物資分配階段可以掌握整個過程的信息，如物資來源、存放地、運輸車輛、物資運輸狀態和位置、分配地等。在這種信息高度透明的情況下，不僅能夠保證采購物資的質量，約束相關部門合理分配物資，而且可以讓捐贈人能夠悉知自己所捐贈物資的去向。2020年的新冠疫情中，多地因為生鮮產品攜帶病毒致多人感染，浙江省就采取了區塊鏈溯源技術，追本溯源，從而把病毒扼殺在源頭階段。

2.2.2 去中心化加速信息交流

區塊鏈的去中心化是指每個節點都有高度的自治性，節點與節點之間自由連接，不需要第三方中介的接入，任何一個節點都可以成為階段性的中心但是不具備強制控制能力。而其分布式記賬的特點能夠讓應急物流節點與節點之間相互監督和檢查，所有節點共同參與交易賬本的記錄，有效避免信息傳遞不對稱的情況，保證了各節點之間信息傳遞的準確性。例如需求點可與物資分配部門直接交流物資需求信息，避免了信息因層層上報致使信息不準確和時效性低下。

2.2.3 智能合約機制提高應急物流運行效率

智能合約是基于不能隨意篡改的信息，利用計算機語言，預先在區塊鏈上設定合約條款，當這些合約條款被滿足時便自動執行。當應用于突發自然災害的監控和預警、應急物流預案的自動響應等階段時，提前將應急物流預案寫入區塊鏈，自然災害發生之后，其能自動抓取各項數據并進行分析，一旦滿足預案要求便自動執行，這樣不僅可以簡化流程，提高應急物流預案的執行效率，也可節約人力資源成本。

2.3 建設基于區塊鏈的應急物流信息平臺

應急物流過程涉及諸多主體，各主體之間信息傳遞錯綜復雜，圖1展示了應急物流過程中的信息流向情況。為了解決這其中諸多信息流的問題，基于區塊鏈的應急物流信息平臺劃分成了多個模塊，包括頂層指揮模塊、物資運輸模塊、物資倉儲模塊、應急物資接收模塊、社會合作模塊，信息公開模塊，如圖2所示。

圖1 應急物流信息流向

圖2 基于區塊鏈的應急物流信息平臺

頂層指揮模塊是由應急物流常設部門使用，根據該平臺搜集到的所有實時災情信息可以進行整體工作的規劃，將災害信息數據與提前寫入的應急預案條件匹配，符合條件便自動生成應急物流預案。

利用區塊鏈結合云計算、大數據和GIS技術等，可以建立物資運輸模塊，搜集實時的路況信息和車輛信息，根據災區道路的破壞程度和車輛的可用情況完成運輸車輛和應急物資的匹配和運輸最優路線的自動規劃，可獲得路程最短、時間最短和成本最小等路線來滿足不同階段的應急物流路線規劃，盡快將應急物資運送到受災地區。

物資倉儲模塊承擔應急物資采購和儲備的工作，利用區塊鏈技術追溯應急物資以保證其質量和確定責任方，在保質期之前對物資進行合理處理，實時共享物資信息，保證應急儲備物資的高效利用。在災害結束后，物資倉儲模塊可以根據災害消耗物資的記錄進行詳細分析，確定物資儲備安全數量，為下一次突發情況提供參考數據。

物資接收模塊負責記錄和整理社會各界的救援物資，包括社會捐贈、緊急征用和國外物資援助等。社會合作模塊的作用就是整合社會各界的力量，使多方形成合力?？梢猿h專業物流企業加入該模塊，譬如菜鳥、京東等，從而對社會各界力量進行頂層設計、統籌規劃，促進協調合作。信息公開模塊的作用是公開整合的應急物流信息，對不同的群體給予不同的信息公開權限，如愛心人士可以看到自己捐贈物資的狀態、去向等，完善公眾輿論監督機制。

2.4 構建基于區塊鏈的應急物流體系

構建基于區塊鏈的應急物流體系的目標是在應急物流常設部門的管理指揮下保證受災地區正常的物資供應，力爭使自然災害造成的人員和財產損失最小，具備應對突發自然災害的快速反應能力。與目前的應急物流體系相比，基于區塊鏈的應急物流體系運作流程更加簡化，便于管理，圖3為優化前后應急物流體系的運作流程對比。

圖3 優化前后應急物流體系的運作流程對比

優化后的應急物流體系設立了應急物流常設部門，該部門有專門職位，責任分明，通過基于區塊鏈的應急物流信息平臺與物資接收部門、物資倉儲部門、物資運輸部門和社會多方力量進行信息交流，對各部門的任務進行統一的分配和指揮，應急物流平臺根據災害信息與應急預案條件進行匹配，實現自動響應。另外，目前的應急物流體系中各部門之間無法點對點直接信息傳遞，受災地區的需求信息通常需要層層上報和審批，導致信息失去及時性和真實性；優化后，受災地區可通過信息平臺發布應急物資需求，直接與物資倉儲等部門傳遞信息，相關部門接收到來自物資需求便可根據規劃直接將需求物資運往受災地區。此外，優化后的應急物流體系通過信息平臺將以往分散的社會力量組織起來，對這些力量進行統一的任務調配，更能達到事半功倍的效果。

3 結束語

本文提出構建基于區塊鏈的應急物流信息平臺，平臺目標是實現應急物流信息的全過程可視化、保證信息完整高效的點與點傳遞、提高應急物資和人力資源調度的合理性。但區塊鏈技術還處于發展階段，在應用上還有一些問題亟需解決，比如區塊鏈應用目前大都集中在設想階段，如何落地怎么落地等，這不僅需要區塊鏈研究的進一步深入，也需要國家政策的大力支持。