基于区块链技术的“中老铁路”跨境物流业务流程优化

摘要：中老铁路是中老两国互利合作、高质量共建“一带一路”的标志性工程，研究优化中老铁路跨境运输，对于维护好、运营好中老铁路具有重要意义。针对中老铁路跨境物流业务流程中所出现的信息收集困难、信息传递效率低、信息泄露等问题，对传统的中老铁路货运业务流程进行分析，提出区块链视角下的总体架构方案，设计基于区块链的“中老铁路”跨境物流业务流程网络架构方式，模拟区块链视角下的中老铁路货运业务流程，以实现共享数据的去中心化，提高中老铁路作业的协同性和安全可靠性。文章对传统的跨境物流业务流程与区块链视角下的新业务流程进行比较分析，为中老铁路国际货运提供新思维和新方法，为中老铁路“一单制”的事实打下坚实基础。

关键词：中老铁路；跨境物流；区块链技术；铁路货运

中图分类号：F531.4 文献标志码：A 文章编号：1003-5559（- 2024）08-0047-08

一、引言

中老铁路，作为连接中亚和东南亚的一条重要铁路线，是我国推动“一带一路”倡议与老挝构建陆路通道的战略工程[1]。该铁路的竣工将促进国家间的互联互通，对国家和人民的经济发展起到重要的推动作用。自2021年12月3日开通至2023年5月16日，中老铁路累计运输货物数量突破2000万吨。其中，跨境货运量超过400万吨，货值达到177亿元。开通运营17个月内，已有2000多种货物品类通过这条铁路进行运输，这一数字远超最初开通时的十几种货品类别。然而，传统的跨境物流业务存在着数据共享困难、信息收集困难、信息电子化程度低和信息泄露等问题。区块链技术在中老铁路货物运输中的应用，能够实现货物运输信息共享，从而提高整个运输过程的效率，加快协调和信息流动，提升物流效率。通过利用区块链技术，可以实现信息畅通，并增强不同交通工具的协同合作，构建一个全方位的物流信息链，推动“一单制”的实施，降低物流成本，提高经济和社会效益[2]。

二、文献回顾与理论基础

（一）区块链技术在物流领域的应用

近年来，人们对区块链视角下在物流领域的应用进行了越来越多的研究。徐凯[3]分析了区块链技术对于港口、航运信息平台的应用价值，对港口口岸、航运业等应用场景中的区块链技术发展趋势进行了系统的分析。Francisconi[4]在其硕士论文中，探讨了区块链技术在港口物流领域的应用。他将信息系统的功能与区块链的多种用途进行了对比，并对一些实际应用案例进行了详细分析。为了解决物流业各环节之间衔接不完善的问题，郝玉琨和张继元[5]开发了一个利用区块链技术的智能集装箱运营管理平台。王妙娟[6]研究了应用区块链技术的过程中存在的问题，包括安全、效率和博弈等多个方面。她提出了一种区块链视角下的专属快递业系统。通过利用区块链技术开发物流代币，实现信息流、实物流和资金流的数字化管理，并将它们有机地结合在一起，该系统可以提高商品、数据和资金的可追溯性。在供应链的交易环境中，郭珊珊[7]针对交易信息溯源查询存在的问题进行了分析，提出了利用区块链技术来解决溯源问题。汪传雷等[8]从对象、属性和功能三个角度对区块链和供应链物流信息资源进行了分析，建立了基于区块链的供应链物流信息生态圈模式。王娟娟和宋宝磊[9]指出，在跨境物流中支付中存在安全隐患，但区块链技术可以有效解决“一带一路”区域跨境支付领域的短板。胡洁等[10]分析了物流业当前面临的挑战，包括信息传递不对称、透明度低以及信息储存不安全等问题。他们提出了一种基于区块链的物流信息管理框架，并给出了典型的物流区块链网络拓扑结构和信息管理流程。该框架旨在解决现有问题，同时提升物流业的效率和安全性。Liu et al.[11]基于区块链的视角，提出了一种针对物流安全解决方案。该方案旨在应对物流行业中存在的欺诈问题和监管机制不健全等挑战。他们还设计了一种物流安全智能合约。宁卓和李牧阳[12]对物流信息的交易和储存方式进行了重新的定义，提出了LIP-Chain——一种基于联盟区块链技术的物流信息系统，旨在解决传统信息系统中中央机构权力过于集中以及信息追溯难的问题。

（二）区块链技术在跨境物流领域中的应用

区块链技术在跨境物流领域中的运用还在起步阶段，李海波[13-14]提出了利用区块链技术促进我国跨境电商发展的建议，并对影响跨境电商发展的因素和对策进行了分析。为了解决在实际贸易活动中所暴露出来的跨境支付和跨境商品质量等问题，他建议利用区块链技术的特点，实现对物流环节的全过程监控，并通过改变支付体系的层级代理结构，来确保商品的来源真实性。焦良[15]以跨境电商物流三个主要的业务过程为出发点，即物流、支付和跨境货物的管控，发现了在业务层次上存在的问题，并据此建立了“区块链+跨境电商”的平台运营模式。杨扬和石相团[16]对跨境物流链中出现的问题进行了剖析，以区块链为基础，提出了澜沧江—湄公河流域跨境物流运营新模式，并提出了该模式的5个职能系统。

（三）区块链概述

比特币的创立者中本聪自2007年起，运用一系列先进技术，成功开发了一种创新型货币——比特币，并于2009年1月3日投入使用。比特币体系的主要技术包括哈希函数、分布式账本、区块链、非对称加密以及工作量证明等。这些技术组合，构成了区块链技术的最初版本[17]。此外，区块链还衍生出了其他方面的应用，比如电子商务、智能合约和文件储存系统等[18]。区块链技术是社会进步和发展的必然趋势。不同类型的区块链，其核心均在于通过去中心化和去信任的方式，共同维护数据库。区块链是一种基于公钥加密和P2P网络的分布式智能账本技术。它是一个不断增长的加密账本，由网络中的多方共同维护。通过采用时序不可篡改的加密手段和分布式共识机制，区块链构建了一个安全的数据库。区块链的特点如去中心化、去信任和信息透明等，与跨境物流的需求非常契合。这是因为跨境物流依赖于数据的不可篡改性，并且需要将数据永久地存储于去中心化的系统中，以确保信息的可溯源性[19]。

（四）区块链技术与中老铁路业务的耦合机理探究

构建中老铁路国际联运业务流程，首先要研究区块链技术与跨境物流管理的结合机制，即将区块链的技术优势与跨境物流管理的需求相结合。

目前，区块链技术在物流领域得到了广泛应用，在跨境物流以及多式联运领域也显示处巨大的潜力。一方面，跨境物流业呈现出资源碎片化和竞争激烈的特点，涉及众多参与方，信息透明度不足，流程缺乏规范性，技术应用水平参差不齐。另一方面，许多跨境物流环节受到限制。以中老铁路国际联运为例，该模式依赖人工手动输入数据和创建纸质文件来处理跨境通关、商检和货款结汇等流程，这使得追溯货源和查询物流信息变得复杂。信息采集和共享平台的不足导致信息的重复、分散和效率低下，同时也引发了信息泄露等安全问题。区块链技术能够有效解决中老铁路跨境物流领域所面临的这些挑战。

1.区块链技术“去中心化”信息共享协同机制与中老铁路国际联运的耦合性

区块链是一种分布式数据库技术，其特点是每个节点都存有完整的账本，节点之间可以相互备份，多个节点共同完成数据的更新与维护。区块链技术在应对协作共享问题方面，拥有多个优势。利用具备灵活性、可伸缩性和可扩展性的基础联盟链技术，可以建立一个适用于复杂环境的跨境物流联盟链，实现跨境物流承运企业之间的互联，确保运输过程中信息的双向流动。

2.区块链技术安全机制与中老铁路业务的耦合性

安全机制方面。跨境物流的数据交换对安全性有很高的要求，需要保障多层级数据同步交换、数据安全可靠，尤其是交易信息和用户信息的安全。而区块链对信息有很强的安全保障，区块链的安全机制可以有效解决跨境物流业务中的安全问题。

3.区块链技术“共识机制”与中老铁路业务的耦合性

分布式数据库就像一个公共账本，所有人都能查看，但没有人能私自修改过去的数据，因为他们无法修改分散在其他人机器上的数据库。传统的数据库一般具有增删改查四种操作权限，而区块链数据库由于其分布式存储特点，去除了删和改的两种操作，仅留下了增和查的两种操作，据此实现了防篡改的重要特征。对于区块链的“增”操作，就是要把一定时间内全链新增加的交易数据打包成一个新区块并添加到已有的数据库中。此技术可以提供客户及其他在链上的节点查看运输过程中的货物状态，也可以提供客户增加和修改信息的需求。

4.区块链技术“智能合约”与中老铁路业务的耦合性

跨境物流数据交换涉及大量的合同条款和业务逻辑。在跨境物流数据传输的过程中，会涉及众多合同条款和业务逻辑。区块链技术是一种能够自动执行的技术，它利用智能合约嵌入在区块中，并在经过编译后实现。使用智能合约可以防止恶意干扰，同时提高执行效率。

三、中老铁路货运运作业务流程与问题分析

（一）中老铁路跨境物流运作业务流程

为了研究中老铁路运作流程中可能存在的问题，本文从作业流程角度进行分析，以识别各个作业环节之间可能存在的困难。具体工作流程如下图所示（图1）。

1.需求受理环节

国际联运货物客户向发站提报次月国际联运阶段的运输需求。客户在提报需求时，必须填写书面运输申请，并准确提供以下信息：发货人、收货人、货物品名、重量、发站、到站、预付款币种等。完成申请后，需加盖单位公章确保信息的准确性。一旦提报信息录入系统，将不再允许更改。客户需与老中铁路有限公司签订《铁路运输费用预付款协议》（以下简称预付款协议）、《集装箱安全运输协议》（以下简称安全运输协议）、《铁路集装箱出站使用协议》（以下简称出站使用协议）。根据自身运输需求，客户应向老中公司指定账户存入足额运费，并按铁路集装箱出站使用协议要求，向指定账户缴纳保证金。

2.发运准备环节

车站根据客户实际货量按批为客户预定空箱，空箱预定以《铁路集装箱进出站单》为凭证，预定空箱数与进出站单份数一致。客户凭集装箱进出站单甲联办理提取空箱，而乙联用于交还空箱。

3.制单运输环节

当一批集装箱返回货场后，客户需要在纸质国联运单上填写发货人、收货人、发站、到站、货物名称、海关编码、包装种类、货物件数、重量、集装箱号、过关资料、代理报关公司名称、费用支付等相关信息。随后，客户将填写完毕的运单递交给货运营业厅的货运员。客户对运单内容的真实性负责，提交的信息需与订箱时提供的信息一致。此外，客户还需携带与发货人名称一致的章戳前往发站办理发运手续。车站工作人员根据客户填制的纸质运单信息，在系统内进行录入，并打印出来供客户盖章确认。在完成相关费用的缴纳后，车站正式进行货物的发运工作。

4.到达交付环节

在货物到达终点站后，车站货运人员将根据国际联运单上的信息，通过电话通知收货人或委托代办人前往铁路货运营业厅办理交付手续。对于未签订预付款协议的收货人或委托办理人，需要老中公司签订预付款协议并向指定账户存入足额运费；已签订预付款协议的，则需确保账户内资金充足。收货人或委托办理人应在收到领货通知的次日起两日内到车站营业厅办理提货手续，未在规定时间内办理的需按规定缴纳仓储费。在办理提货时，收货人或代理人需携带以下材料：若收货人为企业或单位，需提供包含明确委托个人、证件号码及需办理的箱号的委托书，并加盖与国联运单收货人名称一致的公章。同时，需提交加盖公章的企业营业执照复印件。若收货人为个人，则需携带本人身份证明的原件及复印件到站办理。完成交付手续并结清相关费用后，接取送达企业负责将货物背箱运至客户指定的地点进行卸货。此外，客户也可选择自行提货，若选择自行提货，则需支付相应的接取送达业务管理费。

（二）中老铁路业务流程中存在的问题

铁路国境口岸站是国际运输大通道上的关键节点，具备出入境查验、报关通关、货物换装、国际结算等多项重要功能，这些特点对于确保国际通道顺畅起着重要作用。而传统的跨境物流货运业务流程面临以下几个问题：

1.信息问题

信息问题包含三种：信息收集困难、信息传递电子化程度低和缺乏信息共享平台。信息收集困难主要表现在客户缺乏自主提报的运输需求，不能通过互联网自主提报，铁路运输市场大多数的信息采集都是被动获得，且渠道单一。国际联运单的填写需要涉及的信息较多，同时客户在收集相关信息时需要与多个部门进行沟通。信息传递电子化程度低表现在传统业务方式采用填写纸质运单方式，导致内容重复填写，且纸质单据会导致货物相关资料无法及时传递到出发站。而货物在运输途中，相关的运输信息只有铁路内部知道，客户无法查询，缺乏向客户发布信息的平台。跨国联运的货运单需要填写的信息较多，涉及的部门也很多，但彼此之间无法互相通信，造成了信息孤岛。

2.结算环节不完善

由于采用的第三方支付，缺乏监控，银行不能对双方的交易信息进行准确核实，支付信息会存在篡改现象，导致交易信息数据被篡改。而且，跨境物流运输存在的境外交易很难被控制，很可能出现非法行为。

3.缺乏信息保护技术，货主信息容易泄露

货主的隐私问题在当前的跨境物流业务中难以得到充分保护，因为货主的详细信息会全部展示在货物的包装上。如果隐私保护不到位，很容易导致数据泄露。货主信息的泄露主要表现为两个方面：一是没有有效地隐藏客户信息；二是由于跨境物流服务所涉及的业务环节繁多，无法进行全面监控，尤其是末端配送环节，无论疏忽的哪一部分导致数据泄漏。

4.运输成本高，且效率低下

跨境物流涉及多个国家之间的跨国运输，在运输过程中，存在着复杂且耗时长的过程，包括境内运输与国际物流运输部分。据统计，跨境物流的成本占跨境电商交易全部成本的30%～40%，运送时间平均在15—20天。

四、基于区块链技术的中老铁路国际联运数据交换的总体架构

（一）总体架构

本文旨在设计一个区块链视角下的中老铁路国际联运数据交换总体架构图，以应用于典型货运业务。架构由多个层面组成，包括业务应用层、应用接口层、应用服务层、区块链核心层和基础层。根据不同的功能和需求，这些层面相互连接和交互，构建出完整的架构体系（见图2）。

1.基础层

区块链技术基础层也称数据层位于区块链架构中处于底层位置，其主要功能是向区块链提供必要的数据库存储、文件存储、P2P通信协议和虚拟化技术。数据层涵盖了数据存储和数据缓存这两个组成部分。区块链平台通常使用分布式P2P通信协议来实现通信，在这种协议下，每个节点都有能力发布和广播信息。

2.区块链技术核心层

区块链的核心层提供了实现和维护整个区块链网络所需的所有功能。其中主要包括智能合约、共识机制、加密算法、隐私保护、权限管理和安全通信等方面。共识机制是用于在分散的计算机网络中达成协议、信任和安全的方法。在区块链技术应用中起到核心作用，解决了保障网络数据一致性的问题。以国家加密算法为基础，提供了在加密算法领域中支持国家加密算法的密码算法，以确保用户能够实现互信和交流，这一目标可通过第三方可信机构实现。该项目将通过CA认证进行身份验证。利用多种隐私保护技术来保护用户的隐私安全，以便用户在任何情况下都能得到保护。其中环签名、零知识证明和隐地址等都是基于加密技术的具体方法。区块链技术可以用来管理系统中各个节点的权限，特别是在权力管理方面。为了确保区块链的通信安全，在通信方面，开发一种基于商密算法的安全通信层协议，以确保通信的安全。

3.应用服务层

应用服务层专注于为中老铁路国际联运业务提供智能合约和隐私保护相关合约，以便增强其功能性和安全性。通过采取相关的安全措施和加密技术，以确保智能合约和隐私保护的安全性，制定统一的合约机制，并形成统一可调用的服务或接口。分析中老铁路的业务特点，提供业务所需要的服务，也可以根据应用需求持续扩展和增加业务。

4.业务应用层

上层业务系统是由货物运输信息系统、公路运输信息系统、铁路运输信息系统和报关信息系统所组成。货物运输信息系统涵盖了运单提交、货物交付、运单查询以及货物溯源这几个功能。

例如，铁路货物运输信息系统可以将铁路运单信息、货物信息和运单追踪等数据上传到区块链中，实现信息共享。在联盟链中，其他节点可以通过及时查询来获取权限范围内运单的状态和位置等信息。

（二）网络架构

在此网络中，参与方包括发货人、收货人、铁路、公路方。该系统由货物运输信息系统，铁路货物运输信息系统，公路货物运输信息系统和报关信息系统组成。区块链视角下的中老铁路国际联运数据交换网络图如图3所示。在发货信息中，具体包括了发货人、收货人、货物品名，以及报关所需的信息。在将货运信息系统上链的过程中，可以实现货物发货和收货信息的采集和业务办理。同时，还可以整合网络中各个节点提供的信息，为发货人和收货人提供查询和修改货物信息的功能。报关节点将用户的信息抽取出来，并将报关情况通过报关信息系统上链，实现对用户的实时共享。铁路货运信息系统能够对链上的相关信息进行查询，并对其进行提取，还能够将相关的铁路业务信息、铁路运输货物信息、铁路运单等进行上链，从而实现信息的实时共享。在此网络中，公路节点通过将运单、货物状况、收费等与道路运营相关的信息上传至网络平台，依据运单中的目的地信息，制定相应的作业安排。

（三）区块链视角下的中老铁路国际联运业务流程设计

早在2016年，国家发展改革委在其发布的《营造良好市场环境推动交通物流融合发展实施方案》中，就已明确提出了对全过程实行“一单制”的要求。此外，该方案还强调了向企业提供指导地重要性，以改进“一单到底”的服务模式，更有效地满足多样化地市场需求。为了简化国际联运业务流程，可以采用区块链视角下的优化方法，以取代繁琐的传统方式环节。填写完运单信息后，发货人会在区块链系统中的运输交易节点上生成一份运单。然后，通过使用区块链的隐私保护合约来辨识运单的内容，然后将运单信息从报关节点传送到海关系统，以完成报关和检验流程。完成报关和查验等流程后，运单将会通过隐私保护合约发送至各铁路节点的账户。发货人和收货人都可以实时查看货物的运输状况。货物的运输状态可以随时被查询。

铁路货运系统接收到新的运单后，即刻开始进行铁路货物运输操作，并通过货运系统将有关运单状态和货物状态等信息上传至区块链系统。在这个过程中，隐私保护合约会对运单的状态进行判断，并根据客户的选择是否自提来决定是否将运单信息共享给接取和送达货物的企业。企业会根据客户的需求派遣相应的车辆。货物到达后，如果选择自提，客户将根据运单状态自行安排车辆提货。如果选择接受送达企业的服务，货物将被送至公路节点并开始公路运输。在运输过程中，通过运单状态和货物状态等信息更新公路运输系统，并将其同步到区块链系统中。

（四）传统货运流程与新流程的对比

通过分析和比较传统中老铁路货运业务流程与在区块链技术视角下新业务流程，从信息流通、通关效率、安全保障以及支付机制这四个关键维度进行了详细的对比，对比结果如表1所示。

五、总结

中老铁路的建设是我国“一带一路”倡议的重要组成部分，也是一项重大战略举措。中老铁路的开通，将推动中老双方的贸易关系，为两国企业创造更多的商机和发展空间。通过将区块链技术与跨境物流相结合的创新应用，能够有效地解决中老铁路货物运输过程中存在的信息采集困难、传递效率低下、信息泄露等问题。随着区块链技术的发展和成熟，它与大数据、人工智能、云计算和5G技术不断相互融合，将进一步推动跨境物流的智能化和数字化发展。同时，区块链技术的发展还将增进国际联运和多式联运各主体之间的数据共享和高效协作，提升各种运输方式之间的操作协同能力。通过建立一个全程物流信息链，可以实现中老铁路“一单制”，从而为中老铁路降低物流成本，提高中老两国的经济社会综合效益，促进两国间的经贸合作，并为两国民众创造更多福祉和发展机遇。然而，现阶段区块链技术的发展和应用还不够成熟，在中老铁路跨境物流方面的应用还需要进一步研究。

参考文献：

[1]陈艺元.2017年东南亚国家“一带一路”五通指数解读[J].东南亚研究，2019（1）：113-135.

[2]中国社会科学院工业经济研究所课题组，史丹“.十四五”时期中国工业发展战略研究[J].中国工业经济，2020（2）：5-27.

[3]徐凯.区块链技术在港口与航运领域的应用趋势研究[J].港口经济，2016（12）：5-8.

[4]Francisconi M. An explorative study on blockchain tech-nology in application to port logistics[D/OL]. Delft： DelftUniversity of Technology，2017. https：//resolver.tudelft.nl/uuid：b1de98dd-f1a7-456a-b8cb-4d87dc2c4f9f.

[5]郝玉琨，张继元.区块链视角下的物流运营管理系统[J].信息技术与标准化，2017（12）：20-24.

[6]王妙娟.区块链技术及在物流快递业务中的应用设想[J].物流技术，2017，36（3）：31-34.

[7]郭珊珊.供应链的可信溯源查询在区块链上的实现[D].大连：大连海事大学，2017.

[8]汪传雷，万一荻，秦琴.基于区块链的供应链物流信息生态圈模型[J].情报理论与实践，2017，40（7）：115-121.

[9]王娟娟，宋宝磊.区块链技术在“一带一路”区域跨境支付领域的应用[J].当代经济管理，2018，40（7）：84-91.

[10]胡洁，葛长涛，孙勇，等.基于区块链的物流信息管理框架研究[J].物流科技，2018，41（10）：34-36.

[11]Liu H ， Sun R ， Zhao G . A Method of Logistics Informa-tion Security Based on BlockcharvpnKocgqJU7rzZcnjboy4PByOA/ycLLxbqA3tzOIC0=in Technology[C]//Pro-ceedings of the 2018 3rd Joint International InformationTechnology，Mechanical and Electronic EngineeringConference （JIMEC 2018）.2018.

[12]宁卓，李牧阳.基于联盟区块链的物流信息平台LIP-Chain[J].计算机技术与发展，2019，29（8）：190-194.

[13]李海波.利用区块链技术促进我国跨境电商发展[J].财会月刊，2019（3）：142-146.

[14]李海波.区块链视角下我国跨境电商问题解决对策[J].中国流通经济，2018，32（11）：41-48.

[15]焦良.区块链视角下的跨境电子商务平台体系构建[J].商业经济研究，2020（17）：81-84.

[16]杨扬，石相团.区块链视角下的“澜湄区域”跨境物流运作模型设计[J].科技管理研究，2020，40（5）：139-145.

[17]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（4）：481-494.

[18]何蒲，于戈，张岩峰.区块链技术与应用前瞻综述[J].计算机科学，2017，44（4）：1-7.

[19]王明严.区块链视角下的跨境物流痛点解决方案及其机理解析[J].对外经贸实务，2020（12）：88-92.

Research on the Optimization of Cross-border Logistics Business Process ofthe China-Laos Railway Based on Blockchain Technology

YANG Yang， GUO Xinyu

（Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650500， China）

Abstract：China-Laos Railway is a symbolic project of mutually beneficial cooperation and high-quality jointconstruction of the Belt and Road Initiative between the two countres. It is of great significance to study andoptimize the cross-border transportation for the China-Laos Railway for its maintenance and operatiFZnIy8ESBVSbMtK9W7/g5Q==on. In view ofthe information problems such as difficult connection， low transfer efficiency and leakages in the cross-borderlogistics business process of China-Laos railway， this paper analyzes the traditional freight business process ofChina-Laos railway， puts forward the overall framework from the perspective of blockchain technology. It designsa blockchain-based network architecture for cross-border logistics business processes of the China-Laos Railwayand simulates the freight business processes from the blockchain perspective to achieve decentralized shared data，enhancing the coordination and security reliability of China- Laos Railway operations. The paper conducts acomparative analysis between traditional cross-border logistics business processes and the new business processesfrom the blockchain perspective， providing new ideas and methods for international freight transport on the China-Laos Railway and laying a solid foundation for the implementation of a single document system.

Keywords：China-Laos railway; cross-border logistics; blockchain technology; railway freight