铁路物流与区块链融合应用研究

张静轩

（国家能源集团中国神华能源股份有限公司，北京 100011）

0 引言

随着互联网技术的日趋成熟，区块链技术应运而生，颠覆了传统实体经济模式，以去中心化、安全性、公开性等多种特点应用到各领域中，为其创新改革、优化升级带来了巨大机遇。而随着铁路物流的发展成熟，生产流程不断优化，在打通多个独立专业信息系统的同时，形成了有机组合，而将区块链与铁路物流相结合，更可以实现货物数据的全城共享[1]。

1 相关概念

1.1 区块链

区块链概念最早兴起于2008 年，是比特币底层支持技术的基础架构。与比特币交易系统相比，区块链是一种全新的去中心化的信任协议，基于技术的角度来讲，区块链也是基于密码学原理的、更加高度安全的分布式记账数据库，利用加密算法形成点对点传输，以连接的方式，将各类交易数据进行分布式的计算和储存。区块链数据库账本保证了数据安全、稳定和透明，通过链商代码方式再去中心化的基础上，更是有效促使合约的自动运行[2]。自兴起以来，区块链经历了3 个发展阶段：

第一阶段是可编程货币阶段。以比特币为代表的虚拟货币为起源，利用第二批技术和加密验证，构建了去中心化的数字货币体系。

第二阶段是可编程金融阶段。将区块链应用到银行结算跨境支付领域，降低成本的同时提高了交易的安全保障。

第三阶段是可编程社会阶段，这一阶段区块链逐渐应用到相关行业领域中，如物流、医疗等领域。去中心化的效果可以实现信用信息共享，使人类真正进入到互联网智能阶段。

目前，区块链以一种新型的记账方式，凭借着安全、高效、信息不可篡改等一些独特的优势，为行业创新、优化升级提供了进一步的革新。在每一笔交易中，通过验证后添加到区块链上，信息会被永久封存，对单个节点的修改无法生效，更能避免随意篡改所造成的安全隐患[3]。

1.2 铁路物流

铁路物流作为国内外现代物流业成熟发展的产物，随着铁路生产布局能力的调整优化和革新，以铁路货运战场等资源为基础，融合现代物流与供应链管理的服务理念，为客户提供以铁路运输为主的全方位一体化现代物流空间场所。与现代物流企业相比，铁路货物运输代理仍然存在一定的差距，虽然已经具备现代物流功能，但整体来看，铁路物流仍然有着较大的改革和发展空间[4]。

2 铁路物流与区块链结合的可行性及需求分析

2.1 可行性分析

2.1.1 “去中心化”特征一致性

区块链更加强调数据更新而并非是某一中枢机构单独完成，是由多个节点以分布式的方式进行协作及保障，所参与主体之间的运作交易信息互换透明化、独立化，而铁路物流业务主要由金融机构、物流企业业务交叉所产生的[5]。目前，铁路物流所参与的金融机构种类较多，尚未形成完全垄断的状态，无论铁路物流参与机构或是区块链，均有着去中心化的特点。

2.1.2 区块链的存在满足铁路物流发展需求

由于铁路物流存在并非是静态的概念，而是一种动态且不断变化的过程。随着我国交通行业的日益发展，铁路物流深化，其业务逐渐展现出事件驱动主体注重协调合作和信息化程度高等多方面的特点[6]。多方参与的状态下，使铁路物流与信息技术相结合，逐渐朝着自动化、虚拟化的方向发展，而针对新时期铁路物流的发展特点，可以由区块链技术来满足其今后的发展需求，主要是因为区块链的信息技术设施可以确保事件传递的有效性，区块链自身特有的信任和共识机制能够增强主体协调性和默契性，作为一种先进的信息技术，区块链的存在与铁路物流相结合，有着天然的耦合性，可适用于铁路物流的长远发展中[7]。

2.2 需求分析

构建物流业务系统是将铁路物流业务所参与的各方主体相关信息进行有机整合分析，促使各方参与机构可以实现均衡发展，形成经济效益和社会效益双赢，促进经济流物流信息流的有效融合[8]。基于区块链的铁路物流发展，也要借鉴中国物流金融服务平台等相关宝贵经验和当前铁路物流发展的特点，以区块链作为重要的协作工具整合信息，同时具有以下特点。

（1）市场参与主体的去中心化。在基于区块链的铁路物流业务服务中，数据信息更新和维护并非是单一市场独立执行，而是需要各个市场共同参与并相互备份，在改善信任机制的同时，能够实现在线资源互通共享，增加信息透明性、安全性和可靠性[9]。

（2）业务机制的高效化。考虑到以往铁路物流发展过程中各方的信息不对称性造成业务水平差异较大，且效率不高，在引入区块链技术后，区块链与物流信息数据库对接，将业务信息第一时间记录在账本上，建立安全、高效、透明的交易环境，实现各个主体企业的智能区。

（3）业务模式的安全化。在区块链技术中，每一个取款所交易的信息能够实现交叉验证，单个节点的修改并非会成功，而非对称的加密算法和数字签名技术更能保证信息的安全和客户隐私[10]。

3 基于区块链的铁路物流协作平台设计及应用分析

3.1 平台设计

3.1.1 物流类型的选择

区块链在应用到铁路物流中的不同场合、并且适应不同需求时，都可以分为不同的类型。具体来讲，联盟链和私有链均可称之为许可链，是以比特币为代表的公有链，所有结点的共享处于相对开放的状态，而公有链的存在，也能够为基层服务提供更加全面成熟的技术革新。但是公有链的交易速度相对缓慢，因此其节点的入门门槛也相对较低。而相比公有链而言，纯私有链过于封闭，节点之间平等性不够理想，可以保证交易速度的同时，实现网络去中心化和数据的不可更改性。基于铁路物流自身的特点，可以选择基于区块链技术联盟链形式构建信息平台，保证安全效率和应用场合的多元化需求，节点数量及身份更加明确。

3.1.2 联盟各方主体

在铁路物流场景和物流交通运输生产过程中，所涉及各方参与企业之间运输信息共享作业高效协同，对于数据保障方面要求较高。引入区块链技术后，更能够构建现代化的铁路物流联盟链形式。

目前铁路物流与区块链相容所参与的各方主体包括4 个方面：①全程物流，从物流仓储到市场服务一站式全方位的供应链综合服务；②多式联运，各方在多式联运方面会涉及公路、铁路、港口等各个环节。建立铁路区块链联盟数据维护的参与主力，共同维护分布式账本，可以解决信息不对称，防止信息被篡改；③境外铁路在中欧班列方面利用传统数据交换的方式，实现信息在线共享存在壁垒情况，但通过区块链技术实现各个方面的信息在线共享交互，打破国内外铁路、物流运输追踪信息的不对称性；④金融机构，铁路运输过程中涉及许多供应链的金融需求，而运输中积累的大量企业与物流之间的信息，再通过区块链上传，能保证征信和金融信息等方面的安全，更有利于征信流量数据的实时共享，这种线上监管模式能够扩大监管主体范围。

3.2 应用分析

3.2.1 货运流程优化

由于我国目前铁路货运票据电子化工程仍然需要借助数据串联等方式，并且这种整合货物运输作业的状态也会涉及到多个系统，真正实现到达流程、卡控数据功效的过程中会涉及到信息流和资金流，关联发货方的铁路货运部门和收货部门，在以往计划经济时期也很难通过数据的资源整合，形成相互配合的理想状态，而在区块链融合下，货物流程会得到进一步优化，根据明确的作业环节顺序，能够形成更加完善的链式结构，在推进货物信息智能化发展的同时，更能实现全过程的区块链化。

3.2.2 多元联动及物流追踪

这种多元联动的方式，能够为铁路物流与区块链之间的融合提供更多的可能和多元选择，在实现数据在线交互的同时，不必再担心数据资产的丢失所带来的一系列风险。运用区块链技术，通过搭建联盟链的形式，使得数据的提供方在进行数据授权的同时进行本地的数据采集和加工，更能为每一个联盟的连接点提供明确的数据帮助，在实现资金上链、建立信用主体的同时，更能实现不联动数据的在线交换，实现物流的实时追踪。连接多方面的运行主体，实现协同合作，重塑供应链、产业链、价值链的优化升级，推动物流信息在线共享。而货物在不同的运输方之间信息物流的在线运输区块链技术，能够保证储存数据安全可靠和数据收集更能促进跨境全程物流追踪服务的有效实现。

3.2.3 铁路货运安全保障

近年来，科技的进步和时代发展，为我国铁路运输现代化创新改革提供了更大的机遇，特别是互联网技术运用到铁路物流中，对于提高安全监控水平、形成理想安全保障等方面起到巨大的推动作用。而云计算、大数据以及AI 技术的不断应用，逐渐成为互联网的中枢神经，但利用区块链技术可以通过在线账本的方式保留物联网设备的所有历史记录，还原数据真实性的同时，不可篡改区块链技术还能为物联网中人机交互与机器之间的交互提供可靠的平台和安全共享账本。除此之外，利用区块链和物联网技术，更能促进物流相关数据的安全传递，加强货物检查和危险货物监控，真正实现安全预警、安全风险隐患、环保监控等信息的实时在线记录，甚至可以对于货物运输中每一个关键节点进行在线监控，确保全过程运输的安全可靠。

4 利用区块链发展铁路物流的优化策略

4.1 优化铁路物流外部环境

目前区块链发展前景广阔，铁路物流与区块链之间的融合更是今后铁路物流行业成熟发展的大势所趋。因此，需要优化铁路物流发展的外部环境，为其物流与区块链之间的融合创设良好的外部条件。首先，要加强政策方面的支持，还要高度认识物流金融是脱虚向实金融、是更好服务实体的重要抓手，以及区块链对于铁路物流创新的重大推动作用。因此，要认识到区块链存在的价值，将其视为一种战略性的新兴技术，吸收借鉴发达国家成熟的经验，完善机制体制，鼓励铁路物流金融创新。特别是在经济转型的背景下，从国家到地方更是要致力于解决企业融资的问题。以区块链构建新型的金融业态，实现多方共赢的良好局面。基于法律保障的角度，区块链在铁路物流、金融方面应用的核心是资金流、信息流和物流的统一管理，而目前关于区块链方面的法律监管仍然处于空白，也会为不法分子带来可乘之机，针对这一情况，需要加速相关法律法规的制定，根据金融物流发展态势，高度重视法律合规问题，加大执法力度。对于失信行为采取零容忍的态度，依法制裁，以积极的态度鼓励铁路物流金融创新。

4.2 加强业务主体之间的协作

基于区块链的铁路物流，从研发到具体的应用过程中会不断融入各类不同市场主体的参与，多样化的主体类型，基于客观的角度来讲，无形中增加主体之间的协调难度和业务的复杂性，因此更需要促进业务主体之间相互协调配合。首先，要实现铁路物流企业金融机构和融资企业之间的协同发展，主体之间可以通过联盟、协会等方式增强互信，形成三方战略合作伙伴的关系，以相互制衡的状态实现协同发展。其次，可以加强政府与市场之间的互联互通，搭建政府与企业之间信息反馈机制，深化政府与企业多层次、多方位的合作机制，由政府牵头组建的合作平台，促进不同产业领域之间沟通协作，针对业务区块节点中个人信息交易信息等进行沟通交流，形成共识。第三是构建成熟完善的多方合作生态，开展多模式、宽领域的国际交流机制，加速人才引进，通过行业联盟平台，围绕智慧物流、智慧金融、智慧风控等领域，与跨国科技公司和金融机构展开技术方面的协作，抢占国际市场先机，制定行业统一标准。

4.3 注重业务流程智能化监管

区块链应用到铁路物流后，虽然提高了信息的安全性，减少不对称性所带来的风险，但仍需要进行智能化监管，将风险控制在萌芽，也要对新业务模式的监管方法和路径进行创新。基于监管方法的角度，在物流金融创新过程中，金融风险经过业务流程结构化处理后，可以有效增强其隐蔽性，也加剧了风险防范的难度，而监管部门可以利用区块链分布式记账基础设立监管节点，对交易过程中相关信息流、资金流和物流进行在线监管，当交易信息被记录在区块链上，可以与链上的传播机制达成共识，但各节点无法篡改数据信息，能够保证交易的可追溯性。基于监管路径而言，为了更好地保障铁路物流的可持续发展，注重包容创新的发展需求，需要从监管主体、监管权责和监管变现这3 方面严防底线。区块链的去中心化机制，在保证数据真实可靠的同时也意味着监管主体的不明确，因此针对这一问题需要转变观念。监管机构要以风险可控为前提，根据业务实际发展的需求理清监管边界，在金融创新和风险防范中寻求最为有效的监管路径。

5 结语

总而言之，铁路物流与区块链之间的融合应用已成为今后铁路物流行业成熟发展的大势所趋，基于区块链的角度，可以实现物流的全程追踪、征信金融以及货运安全保障。因此，在今后发展中更需注重业务流程和监管智能化，加强业务主体之间的协作，优化铁路物流的外部环境，为区块链与铁路物流的有机融合打造良好的内部和外部环境