基于区块链技术的甘肃省应急物流配送模式优化探究

赵 丽，马丽荣

(兰州石化职业技术大学 国际商务学院，甘肃 兰州 730070)

区块链技术的发展为应急物流体系提供了有利的技术条件。目前，许多学者研究了区块链技术在应急物流中的应用问题。李旭东等从高效运行、助力捐赠、智能发展三个维度入手，探索突发公共卫生事件下应用区块链技术完善应急物流的三种应用模式[1]。孙宇博提出了应急物流供应链体系建设中区块链提供核心技术的要点，分析了区块链技术构架上应急物流供应链体系的应用[2]。方鸣远研究了如何利用区块链技术来应对应急防疫工作[3]。陈心媛，廖吉林从医疗领域出发梳理出制约应急医疗物资配送效率的因素，结合区块链技术特征分析其应用于应急医疗物流的契合性，提出区块链优化医疗物资配送效率的具体方式和策略[4]。张述敬从农产品物流行业出发，结合区块链技术建立农产品应急物流体系，对区块链与农产品应急物流系统的契合度进行分析，提出构建农产品应急物流体系的对策[5]。但是对于具有特殊地理特征的甘肃省来说，当出现灾情时对应急物流配送的实施又有着新的要求和约束条件。

1 应急物流配送模式中存在的问题

我国属于自然灾害比较多的国家，如2003年的非典、2005的禽流感、2008的冰川灾难和汶川地震，如今又遇到的新冠疫情[1]等，在这些灾情面前依靠自然市场来调节供需是远水解不了近渴，应急物流的快速响应便成为我们要研究的重点，其中应急物流配送模式更是研究的关键。

从对多次应急物流事件的分析中可以看出，我国应急物流配送模式优化问题一定程度上存在的制约性的缺陷，具体表现为以下几点：① 灾区数据采集混乱。传统的灾区数据采集采用逐级上报的方式，政府执行情况中心化力度体现得较强，要求各级主体实施统一化领导，这种过于强调中心化的模式反馈速度慢、效果差、供应救济滞后等问题较多。比如有些捐赠者自行采购应急物资并要求捐赠指定灾区，这个指定灾区可能是重点灾区，也可能是一般灾区，当数据逐层传递得到实施审批后，物资滞留时间较长对某些应急物资来说可能已经失去使用效果。又如捐赠种类较多，逐级上报信息时由于汇总出现数据混淆将指定灾区物资配送到捐赠者非指定的灾区，降低捐赠者配送任务的完成效果。② 物资配送不均衡及分配不公。传统应急物流模式的反馈性较弱，导致面对受灾程度不同时，对于供应商、公益组织和不同供应需求的捐赠者来说，供应的物资不能在最需要时间段到达，使应急物资的配送效率大大降低。尤其当重点灾区在应急物流管理过程中得到条件改善后受灾级别降为一般灾区，此时又有新的重点灾区出现时物资配送的优先级没有及时发生转变，极大地降低了物流分配的均衡性。

2 区块链技术下应急物流配送模式优化及成本模型

2.1 优化运作模式

区块链技术具有安全可靠性强、匿名保密性强、模式去中心化、阶段操作分布式记账、协议合约智能化处理以及信息透明度强等特点。通过分析区块链技术特点与应急物流配送模式的结合情况得出基于区块链技术的应急物流配送优化模式(见图1)，可以解决安全机制、信息壁垒等问题。

图1 区块链技术下应急物流配送模式

2.2 优化模式下成本最小化模型

在研究应急物流时不但要考虑应急模式的优化，还要研究此模式下成本最小化才能验证其可行性。模型建立的重点是既要解决区块链技术下应急物流配送模式效率最优问题，又要解决任务完成时总成本最低的问题。

目标函数假设所有灾区任务分配后总成本最小， 将m个灾区任务分配给应急配送中心的n个配送小组完成，此时最小配送成本C的模型(见公式1)，根据应急物流配送的实施情况汇总得出，配送总成本由配送需求量成本模型(见公式2)、配送路径成本模型(见公式3)和道路受损处理成本模型(见公式4)三部分构成。

minC=PXC+PLC+DSC

(1)

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(3)

(4)

3 基于区块链技术的甘肃省应急物流配送模式应用

近几年来甘肃省先后遭受了地震、滑坡、风雹、雪灾、洪涝、干旱、低温冷冻、泥石流、山体崩塌等自然灾害，尤其以地震、洪涝灾害最为严重，在自然灾害较活跃的地区提供高效率的应急物流配送是保障人民安全健康的必要条件，然而在当今社会的指导思想下提升应急物流效率固然重要，降低应急物流成本也是关键。

1) 甘肃省应急物流配送现状。① 甘肃省物流地理环境对应急物流配送的影响。甘肃省地处我国内陆地区，经济欠发达，物流成本一直居高不下，远超全国平均水平。更为重要的是甘肃省属于狭长地带，东南部大部分地形为山地丘陵，西北地区的戈壁荒漠较多。这种地形特征导致其公路等级和路况条件较差，也导致主要依靠公路来完成任务的应急物流配送效率降低，发挥缓慢。② 甘肃省应急组织机构体系分析。目前，甘肃省灾情应急管理体系是省、市(州)人民政府设立的自然灾害及疫情防控指挥机构，统一领导，下级部门分工实施。具体组织机构体系如图2所示。

图2 甘肃省应急组织机构体系

2) 基于区块链技术的甘肃省应急物流配送改善措施。甘肃省应急物资配送与资源配置的重要部分之一是应急物资的快速响应调运体系。目前甘肃省大部分市区/州的应急指令和反馈信息仍采用逐级传递的方式下发，导致资源分配不均、灾区级别不明、配送滞后等问题。结合区块链技术的特点可以改善以上弊端，具体措施如下：① 提升应急物流配送的快速响应程度。灾情发生后，甘肃省应急管理中心可以结合区块链技术的去中心化和点对点式传输特点，根据受灾程度的参数不同将灾区自动分为重点灾区、一般灾区、指定灾区等不同等级，汇集大量不同等级的信息数据库进行智能化分析，得出最优的物资分配结论，并迅速响应应急物流救援物资的筹集、临时仓储、转运、跨库、调运和及时配送等工作。② 加速双向指令传递速度与实施效果反馈。区块链技术支持的应急管理中心是一个指令发出与回馈的双向信息共享机构，通过区块链技术对灾情大数据分析后，快速将灾情级别信息反馈至共享平台，再根据捐赠者的优先级和指定服务需求来智能化分配物资，并同时发出指令给物资供应部和运输调运部，实现双向指令传递与实施效果反馈。③ 提升应急物流配送中各节点的安全机制。区块链技术的应用可以保证应急物流供应链上应急物流、应急资金流和应急商流三个方面的数据安全与顺畅。如果某一方篡改数据必须得到平台中半数以上的节点同意方可执行，完全杜绝伪造。④ 消除应急物流配送中的信息壁垒。应急物流配送中自发性捐赠方和社会应急物流主体之间需要合理的物资匹配和信息的无破损性传递，这就要求应急物流管理平台具有开放性的公开密钥。区块链技术的应用可以使全国各地自发性捐赠方和社会应急物流主体都能开放地使用公开密钥，并能智能匹配灾区所在地与受捐者之间的物资。⑤ 解决灾区物资分配不均及分配不公等问题。在灾情发生后除了快速救援和应急物流配送的快速响应外，更重要的是在从上到下的逐级配送中会出现物资分流不均以及分配不公等问题。借助区块链技术动态分析灾区状态，及时调整物资分配的优先级，均衡物资配送。当新灾情出现时随时根据区块链技术平台提供的灾区等级规划配送路径，及时将物资自动分配给最需要的灾区。通过区块链技术还可以对救援组织的每阶层信息进行信息披露，实现信息的透明和公开，解决救援管理中心信息披露能力不足、信息披露平台不健全、信息披露范围不明确等问题，充分解决灾区物资分配不均及分配不公等问题。⑥ 明确信息优先级处理问题。在区块链技术支持下应急物资的配送进行了信息精细化分类处理，例如捐赠者的物流一定要优先处理，面对自行采购物资的捐赠者来说，其任务在区块链技术下可以自动实行智能化跨库分配模式，直接配送至指定灾区，从而提高捐赠物资的优先权和工作效率。

3) 区块链技术在甘肃省酒泉市地震中的应急物流配送应用情况。2018年甘肃省酒泉市全年共发生5次地震，震级平均为3.56级，为重点灾区，因此首先供应补给指令应自动下达酒泉市物资救济中心，在此期间如果有捐赠者指定灾区可以实施跨仓库直达配送模式。酒泉市共有5个物资急救中心，分别是敦煌市粮食和物资储备局、瓜州县粮食和物资储备局、玉门市粮食和物资储备局、金塔县粮食和物资储备局、酒泉市肃州区粮食和物资储备局(其中后4个机构为政府所属机构)。酒泉市借助区块链技术对应急物流配送实现了优化。第一，去中心化技术改善逐级传递弊端。在酒泉市每次地震发生后，利用去中心化技术扭转了数据逐级传递以及指令物资逐级下发的局面。第二，利用分布式记账和点对点传输来整合供需并分布传达计划。酒泉市应急管理中心的物流配送规划的高效性是凭借合理的人力资源、高效的车队、通畅的道路、适合配送的场地和足够的物资等因素来实现的。区块链的分布式记账和点对点传输技术正好用来整合灾区与应急物流救援中心间的供需数据，进行合理优先级评价，做出最优决策直接传达各地震灾区点配送计划。第三，智能合约技术提升快速响应应急预案。区块链的智能合约技术是通过与人工智能的结合实现智能化监测来提前指定配送应急预案，加快灾情自动响应的速度并针对性地提出配送规划应急预案。第四，信息共享与非对称式加密技术充分发挥灾后大数据反馈效果。在地震灾区发生后物资供应端有公益组织、捐赠者和普通供应渠道等，如果数据分析不准确将捐赠者自行采购的物资进行重复仓储再调库配送导致捐赠者的物资迟迟不能到达指定灾区，会直接降低捐赠者的积极性。区块链信息共享与非对称式加密技术充分发挥灾后大数据分析，解决信息不对成、传达不及时等造成的救援问题。打造由区块链创造的主体与社会公众共同监督的信息共享平台，充分发挥灾后大数据反馈效果并有效提高资源配置效率与透明度。第五，在服务完善的基础上达到应急物流配送成本最低。区块链平台技术根据地震数据得知地震点就近的物资储备站实施智能化就近配送原则。根据优化模式下成本最小化模型(见公式1)进行分析，在酒泉市实施应急物流配送时，平台运用区块链智能合约技术快速计算出就近配送方案，同时考虑地震灾区配送需求量成本模型(见公式2)、配送路径成本模型(见公式3)和道路受损处理成本模型(见公式4)，最终得出应急配送最优成本。最优配送方案是玉门市粮食和物资储备局就近配送玉门市的地震灾区，敦煌市粮食和物资储备局就近配送阿克塞县的地震灾区，瓜州县粮食和物资储备局就近配送肃北县的地震灾区。由此服务完善的基础上达到应急物流配送成本最低。

4 结语

本文主要研究区块链技术下甘肃省应急物流配送模式优化问题，首先提出应急物流配送模式中存在的问题，接着提出运行模式和成本最优模型，再以甘肃省应急物流为重点研究对象，最后根据甘肃省酒泉市全年地震数据及应急物资调配情况分析得出，利用区块链技术在去中心化技术改善逐级传递弊端、分布式记账和点对点传输来整合供需并分布传达计划、智能合约技术提升快速响应应急预案等方面具有良好的效果。