基于区块链和共享货车理念的货运组织

熊洋 王圣淳 田金松

摘要：据交通部门运输司的最新数据显示，物流行业有700多万户小微物流公司和2000多万货运司机，因为信息不对等，每年支出的信息费高达600多亿元。不仅如此，车辆的有效利用率也不足50%，回程空放相当严重。

关键词：区块链；去中心化；货运物流；Hash算法；Proof-of-work算法

1.研究背景

1.1我国货运物流现状

截至2017年底，中国国家铁路运营里程已经达到12.7万公里，其中高铁通车里程是2.5万公里，这个数字在世界上排在第一位。公路通车的总里程有477万公里，其中高速公路通车的里程是13.6万公里，这个数字也排在世界第一位。然而现交通运输部部长李小鹏则指出，中国的现在的基础设施已经达到了交通大国的水平，但是距离成为交通强国还有相当长的路。针对我国交通大而不强的现状，下一步是解决发展质量的问题。不仅做到有还要向更好的方面发展。

货运物流作为现在物流的重要组成部分，是连接生产与消费的关键环节，直接影响到商品贸易的发展速度和质量。受全国经济增长速度变化、经济结构调整和物流需求结构变化等诸多因素影响，道路货运需求依然旺盛。截至2016年，全社会完成道路货运量334.1亿吨、货物周转量61080.1亿吨公里，同比分别增长6.1%和5.4%。

1.2区块链在货运物流的发展

区块链是近些年来兴起的技术，在金融界已经有了较多的应用。而在交通方面的研究并不多见。区块链以互联网为基础，具有分布式结构能够提高货运物流系统的效率进行了讨论，对于如何运用没有做出应对之策。一方面基于区块链提出供应链物流信息生态圈模型，为优化供应链信息资源提供了应对之策。由于区块链兴起时间还是太短，并没有太多的研究，更多的应用还需要我们挖掘、创新。

2.设计原理

2.1货运物流存在的问题

我们分析了目前货车使用市场使用现有的几个问题：

1）大量物流资源没有被充分利用，

2）客戶与货车司机的沟通过于低效；

3）平台运营需要高额的成本；

4）中心服务器的质量很大程度上决定了服务的质量；

5）客户与货车司机不想透露的隐私信息无法得到保障。

2.2区块链技术

区块链是一种去中心化的，分布式的公共数字账簿，用于记录多台计算机之间的交易，以便记录不会被随意篡改而不改变后续的所有区块和网络链接。区块链的使用消除了数字资产带来的无限可重复性的特点。它证实每个价值单位只转移一次，解决了长期存在的双重支出问题。区块链被描述为价值交换协议。这种基于区块链的价值交换可以比传统系统更快，更安全，更简洁地完成。区块链还可以分配标题权限，因为它提供了强制提供和接受的记录。

2.3 Hash算法

Hash算法把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

在计算当前区块hash值的时候，我们会将上一个区块的hash值考虑在内，以此保证当以往区块的内容被篡改时，被修改后的部分会脱落。这样一来，区块链的内容就可以被信任。

2.4 Proof-of-work算法

对于POW系统是否可以真正解决特定的拒绝服务问题，目前有两类POW协议。

1.挑战-响应协议：假定请求者（客户端）和提供者（服务器）之间有直接的交互连接。提供者选择一个挑战，比如说一个包含属性的集合中的一个项目，请求者在集合中找到相关的响应，并由发回由提供者检查。

2.解决方案验证协议：解决方案验证协议不会假定上述链接，因此，在请求者寻求解决方案之前，必须自行解决问题，并且提供者必须检查问题选择和找到的解决方案。

在我们给与的简单实现中，我们将创建一个简单的Proof-Work算法。在创建新的区块时，终端节点的计算机讲计算区块的hash。当该数字可被某个特定数字整除且和最后一个块的证明编号整除时，区块链将添加一个新的区块。

2.5分布式一致性与共识算法

区块链是一个典型的分布式系统。分布式计算和多代理系统的一个基本问题是，在存在许多错误的过程的情况下，实现整个系统的可靠性。这通常需要进程就计算过程中需要的某些数据值达成一致。一致性应用的例子包括是否向数据库提交事务，同意领导的身份，状态机复制和原子广播。

我们共享货车用到的区块链中，我们的一致性算法相当简单：如果一个节点的链路与另一个节点的链路不同（即存在冲突），那么网络中最长的链路将停留，所有较短的链路将被删除。如果我们网络中的链条之间没有冲突，那区块链继续运作。

3.应用前景

在货车运输过程中应用区块链技术。把货车相关信息存储在公共“账本”即数据库中，然后区块链存储解决方案能够主动计划货车运输路线和日程安排。该智能决策过程还能够根据以往货车运输过程进行分析，不断优化货车运输路线和日程设计，不断提高运输效率。同时，收货人不仅能够全程跟踪货车的物流信息，而且还能随时修改优化货车运输日程。配备适合的软硬件和云环境，给货车提供保护，保障区块链是安全的。

目前，区块链在共享货车这方面有四大方面的近期前景。

1）建立完善货运物流市场行业信用管理体系

2）保证货物安全，避免快递爆仓丢包

3）可以优化货物运输路线和日程安排

4）解决物流中小微企业融资难问题

4.结语

本作品巧妙的将区块链、大数据技术与我国货运现状巧妙的结合在一起，成功的解决了我国货运运营效率低、物流运输灵敏度低等问题。但是我们对于区块链的技术还处于基础水平，相信随着区块链的发展，技术会更加完善。

参考文献：

[1]王淑珺.“区块链”发展现状评述及展望[J].商，2016（34）：199

[2]梅海涛，刘洁.区块链的产业现状、存在问题和政策建议[J].电信科学，2016

作者简介：

熊洋（1995-），男，重庆人。大学本科，研究方向：交通运输；

张耀允（1992-）女，重庆人 三级教师 研究方向：学前教育；

田金松（1997-）男，重庆人。大学本科，研究方向：交通运输。