基于區(qū)塊鏈和共享貨車理念的貨運組織

熊洋 王圣淳 田金松

摘要：據(jù)交通部門運輸司的最新數(shù)據(jù)顯示，物流行業(yè)有700多萬戶小微物流公司和2000多萬貨運司機，因為信息不對等，每年支出的信息費高達600多億元。不僅如此，車輛的有效利用率也不足50%，回程空放相當嚴重。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；去中心化；貨運物流；Hash算法；Proof-of-work算法

1.研究背景

1.1我國貨運物流現(xiàn)狀

截至2017年底，中國國家鐵路運營里程已經(jīng)達到12.7萬公里，其中高鐵通車里程是2.5萬公里，這個數(shù)字在世界上排在第一位。公路通車的總里程有477萬公里，其中高速公路通車的里程是13.6萬公里，這個數(shù)字也排在世界第一位。然而現(xiàn)交通運輸部部長李小鵬則指出，中國的現(xiàn)在的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)達到了交通大國的水平，但是距離成為交通強國還有相當長的路。針對我國交通大而不強的現(xiàn)狀，下一步是解決發(fā)展質(zhì)量的問題。不僅做到有還要向更好的方面發(fā)展。

貨運物流作為現(xiàn)在物流的重要組成部分，是連接生產(chǎn)與消費的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到商品貿(mào)易的發(fā)展速度和質(zhì)量。受全國經(jīng)濟增長速度變化、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和物流需求結(jié)構(gòu)變化等諸多因素影響，道路貨運需求依然旺盛。截至2016年，全社會完成道路貨運量334.1億噸、貨物周轉(zhuǎn)量61080.1億噸公里，同比分別增長6.1%和5.4%。

1.2區(qū)塊鏈在貨運物流的發(fā)展

區(qū)塊鏈是近些年來興起的技術(shù)，在金融界已經(jīng)有了較多的應(yīng)用。而在交通方面的研究并不多見。區(qū)塊鏈以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，具有分布式結(jié)構(gòu)能夠提高貨運物流系統(tǒng)的效率進行了討論，對于如何運用沒有做出應(yīng)對之策。一方面基于區(qū)塊鏈提出供應(yīng)鏈物流信息生態(tài)圈模型，為優(yōu)化供應(yīng)鏈信息資源提供了應(yīng)對之策。由于區(qū)塊鏈興起時間還是太短，并沒有太多的研究，更多的應(yīng)用還需要我們挖掘、創(chuàng)新。

2.設(shè)計原理

2.1貨運物流存在的問題

我們分析了目前貨車使用市場使用現(xiàn)有的幾個問題：

1）大量物流資源沒有被充分利用，

2）客戶與貨車司機的溝通過于低效；

3）平臺運營需要高額的成本；

4）中心服務(wù)器的質(zhì)量很大程度上決定了服務(wù)的質(zhì)量；

5）客戶與貨車司機不想透露的隱私信息無法得到保障。

2.2區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈是一種去中心化的，分布式的公共數(shù)字賬簿，用于記錄多臺計算機之間的交易，以便記錄不會被隨意篡改而不改變后續(xù)的所有區(qū)塊和網(wǎng)絡(luò)鏈接。區(qū)塊鏈的使用消除了數(shù)字資產(chǎn)帶來的無限可重復(fù)性的特點。它證實每個價值單位只轉(zhuǎn)移一次，解決了長期存在的雙重支出問題。區(qū)塊鏈被描述為價值交換協(xié)議。這種基于區(qū)塊鏈的價值交換可以比傳統(tǒng)系統(tǒng)更快，更安全，更簡潔地完成。區(qū)塊鏈還可以分配標題權(quán)限，因為它提供了強制提供和接受的記錄。

2.3 Hash算法

Hash算法把任意長度的輸入，通過散列算法，變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值。這種轉(zhuǎn)換是一種壓縮映射，也就是，散列值的空間通常遠小于輸入的空間，不同的輸入可能會散列成相同的輸出，所以不可能從散列值來唯一的確定輸入值。簡單的說就是一種將任意長度的消息壓縮到某一固定長度的消息摘要的函數(shù)。

在計算當前區(qū)塊hash值的時候，我們會將上一個區(qū)塊的hash值考慮在內(nèi)，以此保證當以往區(qū)塊的內(nèi)容被篡改時，被修改后的部分會脫落。這樣一來，區(qū)塊鏈的內(nèi)容就可以被信任。

2.4 Proof-of-work算法

對于POW系統(tǒng)是否可以真正解決特定的拒絕服務(wù)問題，目前有兩類POW協(xié)議。

1.挑戰(zhàn)-響應(yīng)協(xié)議：假定請求者（客戶端）和提供者（服務(wù)器）之間有直接的交互連接。提供者選擇一個挑戰(zhàn)，比如說一個包含屬性的集合中的一個項目，請求者在集合中找到相關(guān)的響應(yīng)，并由發(fā)回由提供者檢查。

2.解決方案驗證協(xié)議：解決方案驗證協(xié)議不會假定上述鏈接，因此，在請求者尋求解決方案之前，必須自行解決問題，并且提供者必須檢查問題選擇和找到的解決方案。

在我們給與的簡單實現(xiàn)中，我們將創(chuàng)建一個簡單的Proof-Work算法。在創(chuàng)建新的區(qū)塊時，終端節(jié)點的計算機講計算區(qū)塊的hash。當該數(shù)字可被某個特定數(shù)字整除且和最后一個塊的證明編號整除時，區(qū)塊鏈將添加一個新的區(qū)塊。

2.5分布式一致性與共識算法

區(qū)塊鏈是一個典型的分布式系統(tǒng)。分布式計算和多代理系統(tǒng)的一個基本問題是，在存在許多錯誤的過程的情況下，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的可靠性。這通常需要進程就計算過程中需要的某些數(shù)據(jù)值達成一致。一致性應(yīng)用的例子包括是否向數(shù)據(jù)庫提交事務(wù)，同意領(lǐng)導(dǎo)的身份，狀態(tài)機復(fù)制和原子廣播。

我們共享貨車用到的區(qū)塊鏈中，我們的一致性算法相當簡單：如果一個節(jié)點的鏈路與另一個節(jié)點的鏈路不同（即存在沖突），那么網(wǎng)絡(luò)中最長的鏈路將停留，所有較短的鏈路將被刪除。如果我們網(wǎng)絡(luò)中的鏈條之間沒有沖突，那區(qū)塊鏈繼續(xù)運作。

3.應(yīng)用前景

在貨車運輸過程中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)。把貨車相關(guān)信息存儲在公共“賬本”即數(shù)據(jù)庫中，然后區(qū)塊鏈存儲解決方案能夠主動計劃貨車運輸路線和日程安排。該智能決策過程還能夠根據(jù)以往貨車運輸過程進行分析，不斷優(yōu)化貨車運輸路線和日程設(shè)計，不斷提高運輸效率。同時，收貨人不僅能夠全程跟蹤貨車的物流信息，而且還能隨時修改優(yōu)化貨車運輸日程。配備適合的軟硬件和云環(huán)境，給貨車提供保護，保障區(qū)塊鏈是安全的。

目前，區(qū)塊鏈在共享貨車這方面有四大方面的近期前景。

1）建立完善貨運物流市場行業(yè)信用管理體系

2）保證貨物安全，避免快遞爆倉丟包

3）可以優(yōu)化貨物運輸路線和日程安排

4）解決物流中小微企業(yè)融資難問題

4.結(jié)語

本作品巧妙的將區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)技術(shù)與我國貨運現(xiàn)狀巧妙的結(jié)合在一起，成功的解決了我國貨運運營效率低、物流運輸靈敏度低等問題。但是我們對于區(qū)塊鏈的技術(shù)還處于基礎(chǔ)水平，相信隨著區(qū)塊鏈的發(fā)展，技術(shù)會更加完善。

參考文獻：

[1]王淑珺.“區(qū)塊鏈”發(fā)展現(xiàn)狀評述及展望[J].商，2016（34）：199

[2]梅海濤，劉潔.區(qū)塊鏈的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、存在問題和政策建議[J].電信科學，2016

作者簡介：

熊洋（1995-），男，重慶人。大學本科，研究方向：交通運輸；

張耀允（1992-）女，重慶人 三級教師 研究方向：學前教育；

田金松（1997-）男，重慶人。大學本科，研究方向：交通運輸。