基于区块链的应急物流体系构建研究

张园园，余沛东，孙兆统，周恒胜

(福建农林大学交通与土木工程学院，福建 福州 350108)

我国是一个自然灾害频发的国家，自然灾害在我国具有多种类、高频率和高危害的特点。1998年中国特大洪水、2008年的南方雪灾和同年的“5.12”汶川大地震、2010年的玉树地震、2019年凉山森林火灾等，这些重大自然灾害都给我国造成了严重的经济损失和人员伤亡。

一个完善的应急物流体系可以降低自然灾害造成的生命与财产损失，并在一定程度上有效控制应急事件造成的不利形势和局面[1]。相比于西方发达国家对应急物流体系的建设，我国应急物流体系在应对灾害、突发事件的过程中暴露出了许多缺点，而区块链以其不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明和集体维护等特点，在发达国家已经在多个行业得到实践。将区块链的核心技术应用于我国应急物流体系的建设，能够使应急物流体系更加完善，更好地应对频繁发生的灾害、突发事件。

目前国内的研究主要是定性研究，集中在信息平台的建设和问题现状建议，缺乏与其他技术的结合，而将区块链应用于我国自然灾害应急物流体系的建设，能够解决现存的诸多问题。但目前，区块链与应急物流体系构建结合的研究较少，虽然部分文献提出了一些基于区块链的应急物流体系的建设设想，但仅仅是提出可以将区块链用于应急物流体系的构建，没有结合区块链技术的特点及优势分析能够解决的实际问题，二者的深入结合有待进一步研究。本文分析总结当前我国应急物流体系存在的问题，并在此基础上构建了基于区块链的应急物流体系。优化后的应急物流信息平台能够对应急物流过程中的信息流进行有效处理，各相关参与主体可利用该平台实现物流信息的实时可视化，各主体之间可以做到点对点的快速信息传递，保证应急物流信息的完整性和时效性，以便进行合理的决策，从而提升应急物流效率。

区块链是由比特币的创始人、日本物理学家中本聪于2008年提出来的，实质上是一种运用特定加密算法，在遵循一定共识机制下，使用点到点传输方式和分布式数据存储的高度容错式数据库，具有信息公开透明、不可篡改、全球联通和交易成本低的特点[2]。在2016年12月被国务院写入《“十三五”国家信息化规划》，这是其第一次被纳入国家计划之中，近年来被应用于多个行业。

1 我国应急物流存在的问题

我国应急物流体系是一个庞大的系统，不仅有不同系统的人员参与，如军队、社会人员、政府和企业等，还包括许多具体的运作环节，如应急物资的采购仓储和运输、人员任务的组织和安排、灾害信息的实时公开等。目前应急物流运作过程还存在诸多问题，降低了物流效率，限制了我国应急物流的发展，具体问题如下：

1.1 信息不对称

自然灾害发生后的72 h是黄金救援时间，物流信息关乎生命，如何快速有效地获取实时信息有助于应急物流工作的顺利开展。然而各部门之间获取的信息不能及时汇总和交流，各级之间的信息传递还经常出现信息不对称和时效性低下的情况，如物资管理部门不能实时获取物资的供需信息，导致供求不匹配，不能对参与人员进行合理组织与任务分配，不能对相关工作进行正确指导等。

1.2 管理不规范

我国缺乏应急物流常设部门和联动机制。应急物流常设部门的作用是对参与人员进行统一的组织和调度，根据受灾情况制定应急响应预案和应对措施，灾后对其进行评估和分析，以便应对下次的危机。在自然灾害发生之后，我国通常是从各级政府部门抽调人员组建成临时性的应急小组，尽管集结速度非常迅速，但由于指挥职责不够明晰，人员、任务分配不合理等，且由于参与应急小组的人员涉及多个主体，包括政府、军方、企业以及广大的人民群众等，因而可能导致应急物流的工作中或多头领导，或各自为战从而出现混乱，造成应急物流效率低下。

1.3 过程不透明

自然灾害发生之后，应急物资的来源除了国家的应急储备外，还有来自社会各界人士的爱心捐赠，这些物资与善款流通渠道大多是通过慈善机构再进行发放，但慈善机构对于物资及善款分配的信息公开不够透明。在2020年的新冠疫情中，由于湖北红十字会对医疗应急物资分配的不透明和不作为，引起了社会各界的质疑。因此，应当建立和完善应急物流信息平台，实现应急物资全流程可追溯、可追责，以此来保证物资分配的公平和分配信息的透明。

1.4 可追责性差

目前我国应急物流信息平台建设滞后，缺乏统一的官方应急物流信息平台，受灾地区的救灾资金申请和物资需求需要经过层层审批，有关部门不能实时掌握应急物资的信息，全程效率低下，且责任人无法实现可追溯。突发公共卫生事件中会产生大量的医疗废弃物，如新冠疫情期间的废弃口罩，这些物品具备高传染性和污染性，如果处理不当会造成二次传染，因而，加强过程可追溯、责任人可追责可以有效追本溯源，一旦出现问题能快速定位问题点，避免二次风险扩散。

2 基于区块链的应急物流体系构建

2.1 应急物流体系构建的基本原则

2.1.1 循序渐进原则

构建应急物流体系需要总结以往发生的重大卫生事件相关经验，参考其他国家的成功经验，总结今后应急物流体系建设与应用的需求，以此为前提进行优化。尤其是应急物流体系的顶层设计与整体规划建设，采用分层级的方式逐步落实[3]。

2.1.2 平战结合原则

建设应急物流体系，一般是将降低人民群众损失作为根本目标，并非是提高经济效益和节省综合成本，由此便呈现出弱经济性的特点，但是这并不代表应急物流体系也完全需要遵循弱经济性这一基础原则。发生应重大卫生事件的概率较小，若忽视经济性，那么在建设应急物流体系的过程中，可能会导致大量资源浪费，同时也会面临成本方面的压力[4]。因此，构建与优化应急物流体系应遵循平战结合的原则，提高现有社会资源的利用率。

2.1.3 政府主导原则

应急物流体系正确处理重大卫生事件，解决事件本身的突发性、不确定性与紧迫性等问题，所以构建应急物流体系不能只是依靠政府部门与企业，还需要在政府部门的主导下，拓宽参与渠道，吸引多方力量参与其中[3]。

2.2 区块链在应急物流信息平台中的作用

2.2.1 时间戳技术保证信息的透明度

时间戳技术是指当每一个新的区块生成时就会被烙上时间戳，然后按照时间的先后顺序将这些区块连接在一起形成区块链。这种机制可以保证信息的完整性和真实性，还能够对相关信息进行追溯，使区块链上的信息很难被篡改。应用在应急物资分配阶段可以掌握整个过程的信息，如物资来源、存放地、运输车辆、物资运输状态和位置、分配地等。在这种信息高度透明的情况下，不仅能够保证采购物资的质量，约束相关部门合理分配物资，而且可以让捐赠人能够悉知自己所捐赠物资的去向。2020年的新冠疫情中，多地因为生鲜产品携带病毒致多人感染，浙江省就采取了区块链溯源技术，追本溯源，从而把病毒扼杀在源头阶段。

2.2.2 去中心化加速信息交流

区块链的去中心化是指每个节点都有高度的自治性，节点与节点之间自由连接，不需要第三方中介的接入，任何一个节点都可以成为阶段性的中心但是不具备强制控制能力。而其分布式记账的特点能够让应急物流节点与节点之间相互监督和检查，所有节点共同参与交易账本的记录，有效避免信息传递不对称的情况，保证了各节点之间信息传递的准确性。例如需求点可与物资分配部门直接交流物资需求信息，避免了信息因层层上报致使信息不准确和时效性低下。

2.2.3 智能合约机制提高应急物流运行效率

智能合约是基于不能随意篡改的信息，利用计算机语言，预先在区块链上设定合约条款，当这些合约条款被满足时便自动执行。当应用于突发自然灾害的监控和预警、应急物流预案的自动响应等阶段时，提前将应急物流预案写入区块链，自然灾害发生之后，其能自动抓取各项数据并进行分析，一旦满足预案要求便自动执行，这样不仅可以简化流程，提高应急物流预案的执行效率，也可节约人力资源成本。

2.3 建设基于区块链的应急物流信息平台

应急物流过程涉及诸多主体，各主体之间信息传递错综复杂，图1展示了应急物流过程中的信息流向情况。为了解决这其中诸多信息流的问题，基于区块链的应急物流信息平台划分成了多个模块，包括顶层指挥模块、物资运输模块、物资仓储模块、应急物资接收模块、社会合作模块，信息公开模块，如图2所示。

图1 应急物流信息流向

图2 基于区块链的应急物流信息平台

顶层指挥模块是由应急物流常设部门使用，根据该平台搜集到的所有实时灾情信息可以进行整体工作的规划，将灾害信息数据与提前写入的应急预案条件匹配，符合条件便自动生成应急物流预案。

利用区块链结合云计算、大数据和GIS技术等，可以建立物资运输模块，搜集实时的路况信息和车辆信息，根据灾区道路的破坏程度和车辆的可用情况完成运输车辆和应急物资的匹配和运输最优路线的自动规划，可获得路程最短、时间最短和成本最小等路线来满足不同阶段的应急物流路线规划，尽快将应急物资运送到受灾地区。

物资仓储模块承担应急物资采购和储备的工作，利用区块链技术追溯应急物资以保证其质量和确定责任方，在保质期之前对物资进行合理处理，实时共享物资信息，保证应急储备物资的高效利用。在灾害结束后，物资仓储模块可以根据灾害消耗物资的记录进行详细分析，确定物资储备安全数量，为下一次突发情况提供参考数据。

物资接收模块负责记录和整理社会各界的救援物资，包括社会捐赠、紧急征用和国外物资援助等。社会合作模块的作用就是整合社会各界的力量，使多方形成合力。可以倡议专业物流企业加入该模块，譬如菜鸟、京东等，从而对社会各界力量进行顶层设计、统筹规划，促进协调合作。信息公开模块的作用是公开整合的应急物流信息，对不同的群体给予不同的信息公开权限，如爱心人士可以看到自己捐赠物资的状态、去向等，完善公众舆论监督机制。

2.4 构建基于区块链的应急物流体系

构建基于区块链的应急物流体系的目标是在应急物流常设部门的管理指挥下保证受灾地区正常的物资供应，力争使自然灾害造成的人员和财产损失最小，具备应对突发自然灾害的快速反应能力。与目前的应急物流体系相比，基于区块链的应急物流体系运作流程更加简化，便于管理，图3为优化前后应急物流体系的运作流程对比。

图3 优化前后应急物流体系的运作流程对比

优化后的应急物流体系设立了应急物流常设部门，该部门有专门职位，责任分明，通过基于区块链的应急物流信息平台与物资接收部门、物资仓储部门、物资运输部门和社会多方力量进行信息交流，对各部门的任务进行统一的分配和指挥，应急物流平台根据灾害信息与应急预案条件进行匹配，实现自动响应。另外，目前的应急物流体系中各部门之间无法点对点直接信息传递，受灾地区的需求信息通常需要层层上报和审批，导致信息失去及时性和真实性；优化后，受灾地区可通过信息平台发布应急物资需求，直接与物资仓储等部门传递信息，相关部门接收到来自物资需求便可根据规划直接将需求物资运往受灾地区。此外，优化后的应急物流体系通过信息平台将以往分散的社会力量组织起来，对这些力量进行统一的任务调配，更能达到事半功倍的效果。

3 结束语

本文提出构建基于区块链的应急物流信息平台，平台目标是实现应急物流信息的全过程可视化、保证信息完整高效的点与点传递、提高应急物资和人力资源调度的合理性。但区块链技术还处于发展阶段，在应用上还有一些问题亟需解决，比如区块链应用目前大都集中在设想阶段，如何落地怎么落地等，这不仅需要区块链研究的进一步深入，也需要国家政策的大力支持。