区块链技术在集装箱物流中的应用优化及研究

林永民，李嘉良，赵德信 （华北理工大学 管理学院，河北 唐山 063210）

0 引 言

进入新时代后，中国对物流行业有了新的要求，特别是海运集装箱行业。20世纪70—80年代，中国集装箱行业尚处于起步阶段，港口设施差，运载效率低下，运输能力无法满足货物需求，压船、压港情况十分严重；改革开放以来，中国港口的设施建设不断完善，集装箱事业不断发展，引进外资吸收经验，至2006年港口的吞吐量已达117万TEU；2007年至今，中国集装箱运输业趋于成熟，港口布局也逐渐合理，由南向北、由东向西形成了珠三角、东南沿海、西南沿海、长三角、长江流域和环渤海等六大港口群，2020年中国沿海港口完成吞吐量2.48亿TEU，居世界前列，其中国内外航线占比分别为50.1%、49.9%。目前中国的集装箱运输已成为国际物流的重要组成部分之一，在全球港口运输中有着举足轻重的地位。

在如今的全球化趋势下，中国的海运物流发展迅猛，给集装箱行业带来极大的发展机遇，集装箱以其高效率、高质量、资金高度密集、专业化、标准化等优势在物流行业有着极其广阔的发展前景。特别是2020年，受疫情影响全球的集装箱资源紧张，一箱难求，集装箱的海运费飞速提升，发展形势一片大好。但目前集装箱物流仍存在诸多问题，随着技术的发展，传统的集装箱物流行业受到冲击，竞争压力在逐年增加，因此引入新技术来提升行业竞争力，促进集装箱物流又快又好的发展成为目前亟待解决的问题。

1 集装箱物流发展现状

1.1 集装箱物流的发展

集装箱最早出现于19世纪的英国铁路，发展于北美大陆，然后从北美大陆下海逐步扩展到世界各地，成为今天货物运输的主要组织形式。集装箱的发展主要经历了四个阶段，即萌芽期（19世纪初至20世纪50年代）、开创期（20世纪50—60年代）、扩展期（20世纪60—80年代）、成熟期（20世纪80年代至今）。在第二次世界大战当中，为了保障军需物品尽快运送到前线，各个参战国均采用了集装箱这种最容易装卸、能够快速转运的运输方式，使得军用物资源源不断地供应到前线，二战后这些军事上的成就逐渐应用到民用方面，促进了集装箱的民用化发展。19世纪60年代，出于对集装箱运输标准的迫切需要，相关方面制定了一系列集装箱标准、规则、公约，使得集装箱运输有了进一步发展。到80年代，货物对运输有了更高的要求，于是“门到门”这种高品质、高质量的服务应运而生，带动了整个集装箱行业的快速发展。

到20世纪初，货物运输量急剧增加，但货主在运输过程中的参与度不够，因此，需要一个能够对运输全过程进行专业服务的企业提供全程的运输服务。多式联运恰恰可以提供全程运输服务，所以这种模式深受货主欢迎。最初的多式联运主要是针对件杂货物的运输，在运输过程中件杂货物以货物的自然包装为基本的组织形式，这种模式给经营多式联运的企业带来了极大的风险，也限制了多式联运的发展。但在集装箱的快速发展为多式联运创造了条件，货物装在集装箱内，装完之后对集装箱进行铅封，只要铅封不动，箱内货物很难被损坏，因为集装箱本身就是一个大的包装，对箱内货物有一定的保护作用，所以集装箱运输的发展与国际多式联运的发展相辅相成，均得到了良好的发展。

1.2 集装箱物流现状

现代集装箱物流运输多以多式联运为主，由公、铁、海等多种运输方式来完成，涵盖的企业有船公司、港口、货运代理、货主、货运站、铁路、陆运公司、工厂等，货主、船公司、公路、铁路组成核心，其他为辅助组成的多式联运是建立在运输企业相互约束、相互监督的管理之下，以保证运输市场的公平公正。集装箱运输是货主借助船代或货代，与船公司、公路、铁路办理运输手续，在货运站和码头完成装卸运输工具作业的这样一种运输体系（如图1所示）。

图1 集装箱运输货流过程图

在集装箱运输过程中，特别是国际集装箱运输的过程中，会不可避免地涉及到货损理赔及箱体追索等情况。集装箱本身就是一个极具价值的货物，如果出现丢失或损坏的情况，会对用箱公司造成不小的损失，特别是内贸集装箱，装载货物多样、装箱工艺不符、货物超重等均会对箱体造成或大或小的损伤，这就产生了箱体追索，追索责任方应当承担这部分损失。其次在集装箱的运输过程中，因各种事故的发生，会使箱内的货物遭到冲击、碰撞、进水等情况，于是便体现出了集装箱运输保险的必要性，以降低各方损失。

如今的集装箱行业的竞争极为激烈，以船公司、港口公司、货代、铁路等构成的物流体系之间存在着同业、跨业等多种竞争方式，这种良性的竞争环境为集装箱物流的发展创造了非常有利的环境，使得中国的集装箱物流行业迅速发展。但随着各种行业技术的不断发展，现有集装箱的物流模式已稍显落后，诸多问题已开始显现。

2 集装箱物流现存问题

2.1 物流信息不透明

目前的集装箱物流仍然存在着“信息孤岛”现象，集装箱的物流信息无法精确，仍需耗费人力物流去查询。目前可查询到的物流信息仍只是简单的船名航次、预计抵港时间等，使得承运人无法第一时间掌握集装箱的动态，无法精确定位，需要与船务公司、港口公司确认物流动态，最终导致各机构因信息无法共享而花费精力去找专人负责跟踪。另外也会由于人员疏漏、信息传达不完全等，造成物流数据不安全问题的出现。由公、海、铁这三种运输方式组成的物流链，由于信息繁杂、信息保密等因素，以至于想要使各方的物流信息一致地共享在同一平台上存在极大的困难。

2.2 箱、货事故责任无法明确

在运输过程中，由于港口装卸、堆场存放、公铁运输或者货物本身等原因，箱体难免会产生一定的损伤。集装箱运输链存在多方参与的情况，涉及到铁路、公路、港口、堆场、船舶等各个方面，如果任何一方出现问题并没有及时报备，就会造成事故责任信息中断，无法追溯到责任方。而且在现有的技术条件下，无法做到全程监控，这就使得部分集装箱的残损责任无法认定，难免会有一方或者多方承受不明的损失。货物储藏在集装箱内部，外部更难搜集到货损信息，部分货物是由于箱体出现问题而造成的货损，例如运输过程中箱体残损导致进水湿货，箱体出现裂缝导致出现的货物流失，冷冻柜由于操作不当或者受到撞击等因素造成的断电事故。

在保险方面，目前的责任鉴定并不能完全公平公正地以实际情况界定责任，由于集装箱并不能保证货物完全不受损害，可能出现绑扎不牢、装载不当、箱体有隐藏残损、冷箱不制冷等情况，因此货损鉴定存在极大的困难，责任划分也无法明确，特别是在多式联运的情况下，无法确定是在哪一环节出现了问题，因此货损的理赔并不能使各方信服。

2.3 业务流程繁琐

现有的集装箱物流模式是由货主、货代或者供应商向船公司提交订舱手续，接舱后委托陆运公司或堆场安排提箱装货集港，再由船公司对接港口安排集港装船，其中涉及到订舱、提箱、集港、转栈等流程手续且较为复杂，船公司与码头对接的EDI流程需人工导入，在这些工作当中，需要大量的人力、物力，效率较低而且会因人为失误造成信息流转错误。虽然目前各个船公司、港口公司都在致力于简化流程、优化操作模式，但各公司间的操作模式不统一，操作系统的多元导致陆运、铁路、代理需适应各家操作模式，使得人员的培养时间增长，造成各项成本的增加。

一直以来，单证因其是负责集装箱运输的经营人或代理人在收到集装箱货物后，签发给托运人的货物凭证，是集装箱货物运输下主要的货运单据，在集装箱运输过程中担任着重要的角色。因为单证是集装箱运输各个环节的交接凭证，在各运输环节涉及的单证也极其复杂，出口涉及的单证有订舱单、装箱单、提单、集装箱设备交接单等，进口涉及单证有提货单、拆箱单、理货单、催提单等，单证的多种多样造成了运输手续复杂的问题，另外纸质化单证的使用贯穿于集装箱运输链条的各个环节，导致集装箱集疏运环节多、交接繁琐、综合物流成本较高，严重制约了集装箱物流的效率。

3 利用区块链点对点解决问题

传统集装箱物流的中心化、封闭型的管理模式，是一个以交互性为主的平台，区块链技术可以对该处理模式进行颠覆性的革新，在交互信息平台上辅之以区块链技术从而实现与运输相关信息的网状化、透明化。以交互型业务为主的航运企业通过区块链技术与集装箱物流结合，利用区块链平台积累交易和运营数据，在此基础上形成大数据，最后区块链技术将大数据中心进行优化整合，将一个个节点或链条设置成透明区块，所有数据都可以利用区块链完整地记载下来，实现集装箱物流中的信息透明化，从而提升各个成员之间的信任。区块链技术以其去中心化、可追溯、智能合约等特点，可用于搭建集装箱物流信息平台，为航运企业、货运代理、收发货人等各参与方提供一个信息共享渠道，各成员可以利用区块链技术提取己方所需的信息，而且区块链技术可以对其上传信息的安全性、保密性有一定的保障。

3.1 建立信息共享平台

区块链技术中的公开通明特性，可以有效地解决集装箱物流中信息不透明这一问题。可以以船公司为主体建立信息平台，为铁路、公路、堆场、港口、船舶各建立数据块，为货主或货代输出物流信息，此平台由船公司主导，监督数据块上信息录入的时间以及是否准确，通过区块链的时间戳以及算法来保证信息的及时性和真实性。陆运以车辆GPS定位来上传集装箱的位置信息，港口和码头以自身系统对接数据块以提供集疏港、堆存、装卸船等信息，船舶以船讯网数据为基础同步到数据块，最后船公司还要设置一个数据块来输入配载、船名航次、中转船等信息，以订舱平台为基础建立信息平台，可供订舱人直接查询物流信息，极大地提高了信息提取的效率，对优化港口物流信息系统也有一定的促进效果。

3.2 利用区块链追索溯源

区块链的信息不可篡改、可追溯的特性可应用于箱损、货损责任追索，只要集装箱有动态，就以照片或者视频的形式记录下来，以哈希值的形式上链传输至信息平台，避免出现瞒报、漏报的情况，且应对平台各方设置不同的查询、管理权限来保证信息的保密性。在发现箱损时，箱管负责残损鉴定人员可根据已有的装箱运输报备情况来鉴定箱损源头，可以精确地分析出箱损责任方，为责任方的追索提供强有力的证据。

对于保险问题，区块链技术也有特效。可在挑箱、装载、上船以及各码头装卸时进行记录并上传至信息平台，这样就可以对各个有可能产生的货损进行有效监控，在产生货损问题时，从信息平台上追根溯源，保险公司、箱公司可第一时间获取箱体、货物状态信息，从而界定划分涉及方所应承担的责任，有效地降低鉴定追索的难度，节约大量的资金和时间成本，也会使得各方避免承担非必要的损失。

3.3 以区块链简化EDI对接

以区块链技术代替EDI对接，同样是在信息平台上建立对接，双方在信息平台上传数据，船公司与码头通过平台获取对方信息，港口为船公司提供码头内部集装箱的流转信息、装卸船信息以及进出闸信息，船公司将集装箱的装卸船箱号、箱型等明细上传到信息平台上。这种以智能合约技术为基础的信息互传，不再有第三方机构的参与，减少了中间环节，从而节省人力、物力以及有可能发生的失误成本，大大地提高了对接效率；而且在安全方面，区块链技术以其本身的信息加密特点，对信息安全性的提升也有极大的帮助。同样的，这种技术对接还可以促进无纸化办公的实现，推动绿色物流的发展。

3.4 以智能合约简化业务流程

智能合约是一种信息化方式用以传播、验证或执行交易，应用于现有的订舱流程有着极大的优势。货主货代只需将装送货地址输入信息平台，便可得到最优的运输路线、运费、以及箱源情况，实现一键订舱；陆运公司换单可根据所对接信息平台的陆运平台进行网上换单，减少繁杂人力的支出；经由以船公司为主体的信息平台授权换单后，堆场或码头收到授权信息，可直接予以陆运公司放箱。这一系列流程的简化可得到显著效果，还可以避免因人为因素所产生的失误、人员不作为的情况，切实达到降本增效的目的。

在集装箱单证问题上，也可以以智能合约方式进行简化，将纸质单证转变成电子单证，货主、货代、码头、陆运公司均可在信息系统平台对接换单平台，以解决纸面单据流转环节多、过程长、交接复杂的痛点，推动集装箱运输无纸化。同时，有利于物流企业降本增效，降低港口作业的成本，提升港口物流链的协同效率，节能减排。

4 结论与展望

经过研究集装箱发展的重要阶段、集装箱物流现状以后对现有问题进行分析后可以发现，引入区块链技术去中心化、可追溯、智能合约等特点，以有针对性地解决问题，从而得出区块链技术在集装箱物流当中可以起到优化作用，以达到简化流程、加强信任、促进集装箱物流快速发展的目的，未来区块链技术将对集装箱物流的运作模式、数据传输结构、单证形式产生重大影响。

目前承担着全球近80%贸易量的海运行业与各个行业有着密不可分的联系，而集装箱物流在海运行业中又有着举足轻重的地位，集装箱物流有着高效率、高效益、高协作、多式联运等优势，是未来物流发展的必然趋势，特别是自新冠肺炎疫情发生以来，外贸集装箱市场火爆，国际集装箱运输市场的运价一路飙升，各外贸航线运营商纷纷抢夺内贸的船舶资源，使得国内外的集装箱资源水涨船高。预计在2022年年底，各航线运营商、船公司所订购的新船陆续交付下水，届时集装箱行业将迎来一场剧烈的震荡，因此升级集装箱的物流操作模式迫在眉睫，使得各集装箱物流企业在这场博弈中处于优势地位，企业在集装箱物流中引入区块链技术取得先机，促进集装箱物流的持续、稳固发展。集装箱物流企业只有不断对其发展模式进行创新与优化，以提升自身竞争力，持续提升集装箱物流的运输服务，这样才能在竞争市场中站稳脚跟，稳步地前行发展。目前各大船公司及联盟致力于将区块链技术应用于电子订舱系统，来改善货物跟踪效果、消除中间环节、降低经营成本，集装箱行业的未来仍需将提升技术放在首位，大力发展智慧物流，提高物流科技的水平。