區塊鏈生態圈、顛覆式創新(突發公共衛生事件下區塊鏈驅動多式聯運創新模式研究)
文｜江西理工大學經濟管理學院
許禮剛 鄭珂珂 詹慶武
摘?要：突發公共衛生事件會給多式聯運帶來資源組難、安全溯源、合同履約和反饋延遲的問題，這些問題會影響多式聯運的運輸效率。文章以區塊鏈在多式聯運中的研究和應用為基礎，提出了一種針對突發公共衛生事件背景下的區塊鏈驅動多式聯運創新模式。該創新模式以區塊鏈平臺為運作載體，以數據庫為主要技術支持，圍繞多式聯運整個流程，分成多主體聯盟鏈、安全溯源、智能合約和多數據庫四個分模塊來進行運作。該模式為多式聯運在突發公共衛生事件下平穩、高效的運行提供了技術支撐。
關鍵詞：突發公共衛生事件、區塊鏈、多式聯運、創新模式
突發公共衛生事件是指嚴重的感染疫情暴發，或食品、職業中毒及其他重大危害民眾身體健康的情況。2020年新冠疫情的爆發，為傳統多式聯運帶來了嚴峻挑戰。由于多式聯運各主體之間聯動性不夠，短期難以有效組織運輸資源，貨物源自何處，貨物經過哪些地方等信息無法全部獲得，致使多式聯運出現了資源組織困難、安全事故難以溯源、運輸合同履約難度增加、實時信息反饋不夠快速通暢等問題。
2021年3月，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》將區塊鏈納入建設數字國民經濟的重要領域[1]。區塊鏈集合了分布式數據存儲、點對點傳送、共識算法、密碼學技術等計算機技術的新型綜合應用，在多式聯運中的運用具有得天獨厚的優勢，其去中心化[2]、去信任化[3]、智能合約[4]以及大數據支持[5]等特性，能夠很好地均衡多式聯運中各節點的權利和義務。因為節點之間信息的交流必須遵從特定的算法，所以其數據信息的交換可以托信于區塊鏈平臺，各節點間就能夠在信任的環境中交易。高度透明的信息，使得多式聯運中存在的問題更容易被探查；智能合約的簽訂與執行，也為多式聯運提供了有力保障。
因此，基于區塊鏈在物流方面研究的理論支撐與探索前景，緊扣突發公共衛生事件這一不可回避的社會現狀，本文將以突發公共衛生事件為研究背景，構建一個以區塊鏈為核心驅動力的創新模式。該模式可以豐富技術創新在多式聯運中的相關研究，為優化多式聯運模式提供了新的思路。
一、研究現狀
區塊鏈技術起源于虛擬貨幣，迄今為止經歷了三個階段。2009年中本聰發明了比特幣，區塊鏈開始進入1.0階段；2014年智能合約應用于區塊鏈，開拓了區塊鏈在金融領域的應用，此時區塊鏈跨入2.0時代；隨著區塊鏈技術在應用領域的擴大，區塊鏈逐漸應用于金融、保險、能源、物流、醫療等領域[6]，跨越金融領域的區塊鏈3.0正式進入視線。
區塊鏈3.0的出現，使區塊鏈成為各個領域的研究熱點。當前針對區塊鏈在物流運輸領域應用的研究正處于深入階段，有關于區塊鏈在多式聯運的應用研究目前相對較少。在研究對象方面，學者們主要集中在供應鏈領域，如：生態圈模式構建[7]、供應鏈質量安全[8]、供應鏈金融[9]、劣后供應商管理[10]、防疫物資供應[11]、食品溯源系統[12]等。在研究目的方面，學者們主要關注如何使用區塊鏈技術來提高運輸效率，他們較為注重信息傳遞的優化，如交易智能化[13]、信息平臺的建設[14]、電子提單[15]、數據交換[16]、共識機制[17]等等。隨著近年來對運輸貨物安全的要求提高，還有學者開始重點關注商品溯源電子標簽[18]、冷鏈物流追溯體系[19]、農產品物流智能合約交易[20]等方面的問題，為托運的貨物質量提供了保障。
可見，區塊鏈技術的應用已較為成熟，且在不斷向物流領域蔓延，這對多式聯運是有一定參考意義的。但仍有研究的空白區：一是針對突發公共衛生事件這一情況來研究多式聯運的較少；二是現有研究很少從技術實現的視角來探討多式聯運系統的構建。聯系突發公共衛生事件這一現實問題，打破多式聯運所面臨的困境，引入區塊鏈來構建多式聯運創新模式就有其必要性和可行性。
二、突發公共衛生事件下多式聯運出現的新問題
1.運輸資源組織困難
突發公共衛生事件的最大特征在于突發，這使得多式聯運各主體之間聯動性變差，難以在短期內組織運輸資源，主要體現在三個方面：①集裝箱空箱難求，貨運載具閑置率高；②勞動力、運力緊張；③國際貨運陸續停航，航線貨源極度缺乏。這些運輸資源的缺乏會影響多式聯運的貨運效率，導致人工成本與運輸時間的提升。
2.安全事故難以溯源
突發公共衛生事件具有易傳播的特點。以新冠疫情為例，病毒不僅在人與人之間傳播，特定環境下貨物表面也會有病毒存活，如在冷鏈食品中多次檢測結果呈陽性，這些病毒可存活3-5天，病毒極有可能會傳染到人身上。由于多式聯運參與方眾多且程序復雜，貨物來源、經過地等信息無法全部獲得，事故源頭、責任常常難以厘清。
3.合同履約難度增加
在運輸過程中，任何環節都會受到突發公共衛生事件的影響，交貨延緩甚至停滯，導致買賣雙方不能正常履行合同。突發公共衛生事件發生后，合約執行會面臨不確定因素干擾，大致將其歸為兩類：①對承運人履行合同造成影響。如當地政府實行交通管制，出現運輸擁堵、繞行的現象，導致承運人延遲甚至不能向買方交付貨物；②對托運人履行合同造成影響。如托運人難以前往接收港接收貨物，或者接收港采取疫情防控措施，托運人接收貨物的能力和效率下降，導致接收貨物遲延。
4.實時信息反饋不及時
多式聯運注重相互配合，突發公共衛生事件下，不僅對信息交互水平有一定的要求，還對信息的傳播速度有更高的要求。然而，大部分運輸節點信息化水平并不高，臨時的防控政策、檢驗檢疫、貨源調配、價格變動等實時信息反饋不暢[21]都會導致多式聯運過程變得復雜，從而導致貨物中轉不暢。
三、區塊鏈驅動多式聯運的解決思路
多式聯運是多種交通方式共同完成的運輸過程，由托運人、貨代、承運人等多主體共同參與，可能上一個運輸節點的承運人就是下一個環節的托運人[22]。這時新一環交易定價的標準，各環節信息的公開，各節點間的信任就顯得尤為重要。區塊鏈技術中的去中心化、去信任化、共同制定合約、數據庫等優勢能夠很好地驅動多式聯運發展，解決突發公共衛生事件下多式聯運存在的問題。由此可見，將區塊鏈技術運用于突發公共衛生事件下的多式聯運，能夠更大程度地發揮其特性的積極作用。
1.建立多主體聯盟鏈模塊，提高資源組織效率
多式聯運在組織運輸資源的時候，對參與主體的聯動程度要求較高，此時可以通過區塊鏈技術的介入，利用“去中心化”這個特征來實現運輸資源的共享。區塊鏈和傳統交易中的“中心化”不一樣，它是一個“去中心化”的分布式數據庫，無需借助權威的“中心者”或者第三方平臺獲取運輸資源，各參與節點可以平等地在鏈上進行信息互換與儲存，減少了信息壁壘的產生，使參與節點快速進行信息交換并傳遞，解決運輸資源困難的問題[23]。因此，將多式聯運上的各節點聯合起來形成一個多主體聯盟鏈模塊，對運輸資源信息篩選公開，可以提高資源組織效率。
2.建立安全溯源模塊，保障事故精準溯源
多式聯運有多個主體參與、多種運輸方式承載、途徑地域分布廣闊，出現安全事故后，多式聯運的溯源比常態情況下的溯源更具有挑戰性[20]。區塊鏈具有防篡改、可溯源、安全透明等特性，其中時間戳技術可以確保每個區塊的時序性，非對稱加密算法可以保證信息傳遞的安全性，引入區塊鏈技術，創建一個安全溯源模塊，可保證多式聯運的交易過程透明且可追溯，保證人、貨安全。
3.建立智能合約模塊，保證合約順利執行
不確定因素的干擾會影響多式聯運參與主體不能正常履行合約，導致承運貨物無法交付，引發系列合同糾紛。區塊鏈中的智能合約負責監管區域，其特征之一是交易雙方無需委托第三方就可進行信任化的交易，且能夠在任何時候響應用戶的請求。特征之二是智能合約的監測功能，在交易過程中，區塊上的信息不斷更新，只有達到觸發條件智能合約才會自動執行。所以，建立一個智能合約模塊，多式聯運便可在有效避免不確定因素干擾的前提下，自動執行系統規則，進而提升多式聯運合約的執行效率。
4.建立多數據庫模塊，快速反饋實時信息
突發公共衛生事件下的信息跟蹤反饋不及時，會導致多式聯運運輸效率降低[24]。現有研究利用區塊鏈的數據庫，讓多式聯運的參與節點及時獲取這種信息變動。但區塊鏈中的“不可能三角”難以平衡安全性、去中心化和高效能三者的關系，因此，可以通過設置多個只讀數據庫，來簡化信息提取流程，從而根據實時數據庫傳達的信息進行改進和完善，保持多式聯運的整個過程能夠順利進行。
四、區塊鏈驅動多式聯運創新模式構建
1.總體框架
區塊鏈包括公有鏈，私有鏈和聯盟鏈。聯盟鏈具有部分去中心化，可控性較強，數據不會默認公開，交易速度快等特點，適合用于行業內部。由于多式聯運是由多方參與的物流運輸方式，因此本文的模式構建將圍繞多主體聯盟鏈展開討論。模式以區塊鏈平臺為運作載體，以大數據為主要技術支持，圍繞多式聯運整個流程，分成多主體聯盟鏈、安全溯源、智能合約和多數據庫四個模塊來進行運作，整體運作框架如圖1 所示。
2.分模塊運作機理
（1）多主體聯盟模塊
多主體聯盟模塊是由交易主體、金融機構及政府部門組成的，各節點通過共識算法建立互信機制，確保信息是可信的。參與主體對集裝箱、載具、勞動力、運輸路線等運輸資源信息的掌握是有限的，因此在該模塊中還加入了部分外部許可節點，借助這些力量為多式聯運提供額外的資源信息。通過參與主體投票選出可信的外部許可節點，這個節點可以是第三方平臺，也可以是個人；然后外部節點向區塊鏈平臺提供資源，區塊鏈平臺在對信息識別后對外部許可節點進行獎勵。
為保證鏈上信息的安全，節點在多主體聯盟鏈上只有只讀權限，這樣既能增強資源組織的靈活性，又能保證資源的可信度。突發公共衛生事件發生以后，參與交易的承運人可以在聯盟鏈上公開發布資源使用與閑置的相關信息，外部許可節點進行資源信息補充，參與節點根據實際情況確認信息的真實性，使用監測設備計算并上傳信息至區塊鏈平臺，通過對信息進行分類識別，將隱私信息保留，公開信息發布在平臺上，最終為多式聯運的運輸集合相對最快且有效的資源。模塊具體運行流程如圖2 所示。
（2）安全溯源模塊
突發公共衛生事件往往是通過某一中介(病原體)進行大范圍傳播，從而引發安全事故，危害公眾健康，影響社會秩序。在突發公共衛生事件下，多式聯運流程中的各節點間的相互信任就顯得尤為重要。如圖3所示，安全溯源模塊正是以去信任化為理念，貫穿于整個多式聯運流程，流程中涉及的信息主要分為三大類，即電子合同、消毒情況和中轉信息。
源數據從終端設備采集，通過存證溯源平臺寫入區塊鏈，區塊鏈會在產生的三類信息上加蓋時間戳，通過軟件開發工具包（SDK）進行上層存證溯源平臺和下層區塊鏈的對接，也就是將信息上傳至安全溯源模塊，并由模塊將各環節信息反饋給各節點，當多式聯運的貨品出現衛生安全問題時，則可以通過該模塊中記錄的信息來進行反向追溯。無論是向安全溯源模塊發送信息，還是收到安全溯源模塊反饋的其他各節點信息，都要通過哈希算法來防止非法篡改。由此可見，安全溯源模塊不僅可以增強各節點間的相互信任，加深各節點間信息交流，更能有效準確地追溯和定位貨物及人員信息。
（3）智能合約模塊
智能合約模塊主要針對各運輸環節扮演托運人和承運人的節點而設立。如圖4所示，托運人和承運人構建共識合約，平臺采集數據進行上傳，并將合約交付區塊鏈平臺的檢測區域，平臺會對合約進行驗證并監測其執行過程，而后交付支付平臺進行雙方交易。當智能合約模塊監測到延緩、甚至停滯正常履行合同的情況發生，沒有第三方惡意操作的可信平臺上可以自動監測并延緩執行合約，這樣可以避免在突發公共衛生事件下的交易雙方受到不利影響，同時也最大限度地排除了不確定因素的干擾，保證交易在區塊鏈平臺的監管下正常執行。
（4）多數據庫模塊
在多數據庫模塊中，首先需要對數據信息進行采集，采集的信息主要分為三大類：金融信息、監管信息和交易信息，再由多主體聯盟鏈上參與的各主體將信息發送給多數據庫模塊，模塊內的信息會被復制反饋給各主體，這樣可以使得各主體對信息實現全盤掌控。隨后將數據從一個數據庫服務器(主服務器)復制到一個或N個從服務器，每次新的寫操作在復制到從服務器之前都要先到主服務器，而讀操作只對從服務器進行。像這樣分發讀寫可以防止任何一臺機器承擔過多的負載，從而有助于防止速度下降和崩潰，實現實時信息的快速反饋。模塊具體內容如圖5 所示。
由于信息的大量匯聚以及大數據的底部支撐，多數據庫模塊還可以實現具有一定準確性的智能預測。在突發公共衛生事件下，多數據庫模塊強大的信息傳遞及方向預測能力可以使得交易主體及時上傳貨物及承運信息，以便于監管部門實時監管。監管部門對實時疫情狀況的發布及臨時政策措施的發布，同樣有利于交易主體貨物運輸及交易方式的靈活變動，并為金融機構的政策變動提供借鑒。
五、總結
基于區塊鏈的技術優勢，針對突發公共衛生事件背景下進行區塊鏈驅動多式聯運創新模式研究，構建了一個由多主體聯盟鏈為主，以區塊鏈技術為支撐的區塊鏈平臺，該模式為多式聯運在突發公共衛生事件下平穩、高效地運行提供了技術支撐。區塊鏈技術與多式聯運的創新結合，在一定程度上創新了多式聯運的運行模式，也引發了突發公共衛生事件下信息交流與聯通的新思考。
區塊鏈在多式聯運中的應用依然面臨著一些困難，如各種研究仍停留在概念階段，缺乏理論與實際的結合等，未來將會結合具體案例進行深入研究，優化模式框架，構建模型，以期深化區塊鏈在多式聯運領域的應用。