上海大學(xué)上海經(jīng)濟(jì)管理中心

1 研究背景

交通，作為城市居民出行的必要環(huán)節(jié)，一直是城市治理中的重中之重。近年來(lái)，隨著汽車行業(yè)高速發(fā)展，中國(guó)正步入全球汽車大國(guó)行列，交通運(yùn)營(yíng)壓力與日俱增。2019年，中共中央印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，提出將大力發(fā)展智慧交通，推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合[1]。區(qū)塊鏈這一概念源自于比特幣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的后臺(tái)技術(shù)，與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)并列為構(gòu)建未來(lái)智能社會(huì)的三大核心要素。三大要素的有效結(jié)合，能大力推進(jìn)數(shù)據(jù)資源賦能城市交通發(fā)展，有效提升交通資源配置能力、公共決策能力和服務(wù)能力。因此，探索如何通過(guò)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)賦能智慧交通，給市民帶來(lái)安全、便捷、智能、環(huán)保的交通出行體驗(yàn)對(duì)城市健康、可持續(xù)地發(fā)展有著重要的意義。

2 區(qū)塊鏈——數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力

區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式[2]。達(dá)沃斯論壇創(chuàng)始人Klaus Schwab說(shuō)過(guò)，代表著第四次工業(yè)革命的標(biāo)志性技術(shù)區(qū)塊鏈，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一。

分布式賬本、共識(shí)機(jī)制、密碼學(xué)和智能合約為區(qū)塊鏈的四大核心技術(shù)，分別起到數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)應(yīng)用的作用。分布式賬本構(gòu)建了區(qū)塊鏈的框架，是一種多方共同維護(hù)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)用戶可以通過(guò)客戶端接入網(wǎng)絡(luò)并且與其它用戶連接，用戶的交易信息會(huì)向全網(wǎng)廣播，實(shí)現(xiàn)交易在全網(wǎng)的同步。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)庫(kù)是去中心化、不可篡改、可追溯的。區(qū)塊鏈底層的數(shù)據(jù)架構(gòu)是由密碼學(xué)來(lái)決定。通過(guò)哈希函數(shù)將打包好的數(shù)據(jù)塊處理成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，后一個(gè)區(qū)塊包含前一個(gè)區(qū)塊的哈希值，從而上鏈的數(shù)據(jù)均不可篡改，并且可追溯。智能合約把業(yè)務(wù)邏輯變成一段可以自動(dòng)執(zhí)行的代碼，只要符合了前提條件，就能啟動(dòng)執(zhí)行。相對(duì)于傳統(tǒng)的IT，智能合約使得個(gè)性化的條約有了處理的辦法，可以針對(duì)不同的條件設(shè)置智能合約。

區(qū)別于現(xiàn)在的傳播成本低，篡改數(shù)據(jù)非常容易的信息互聯(lián)網(wǎng)，區(qū)塊鏈被認(rèn)為是面向未來(lái)的價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)，既可以像互聯(lián)網(wǎng)一樣在全球范圍內(nèi)高速的傳播信息，又杜絕了復(fù)制、粘貼的問(wèn)題[3]。

3 區(qū)塊鏈賦能智能交通

交通是鏈?zhǔn)降墓芾?，在鏈?zhǔn)竭^(guò)程中不斷交換數(shù)據(jù)從而完善管理，智能交通是基于交通路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和交通流量的信息管理，與區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)侥Ｊ?，天然吻合[4]。將區(qū)塊鏈技術(shù)引入智能交通領(lǐng)域，開展交通區(qū)塊鏈底層平臺(tái)構(gòu)建，突破交通領(lǐng)域內(nèi)部研究的思路，對(duì)挖掘跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨地域的各類數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值有著重要的意義。

一是助力聯(lián)通數(shù)據(jù)孤島。目前，各大交通出行行業(yè)的巨頭例如谷歌、百度或是Uber、滴滴，為了各自的數(shù)據(jù)島建設(shè)和維護(hù)投入了巨大的人力、物力、財(cái)力，但尚未實(shí)現(xiàn)可信地圖和乘車數(shù)據(jù)的共享。區(qū)塊鏈提供了一種低成本建立信任的協(xié)作模式和分配方式，有助于建立區(qū)塊鏈共識(shí)基礎(chǔ)組織聯(lián)盟，通過(guò)相關(guān)技術(shù)的引入，有望解決數(shù)據(jù)孤島的難題，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，從而全面升級(jí)智慧交通應(yīng)用與服務(wù)體系，構(gòu)建新的城市智慧交通生態(tài)。二是助力網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)。相對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器加客戶端訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，區(qū)塊鏈分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)有效地避免了服務(wù)器單點(diǎn)故障或者病毒侵入所帶來(lái)的安全隱患。鏈上信息塊和與之相關(guān)的交易記錄都會(huì)被共享保存。而其采用的非對(duì)稱加密技術(shù)，通過(guò)公私鑰相結(jié)合的方式有效地保護(hù)了用戶的隱私。公鑰用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行驗(yàn)證（加密），而私鑰用于對(duì)信息進(jìn)行“數(shù)字簽名”（解密）。三是助力實(shí)現(xiàn)便利快捷的交通出行體驗(yàn)。通過(guò)將區(qū)塊鏈與5G通信、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的融合，可以有助于實(shí)現(xiàn)在汽車金融服務(wù)、車輛信息追溯、用戶信用體系建設(shè)等方面的創(chuàng)新，從而優(yōu)化交通資源配置，改善現(xiàn)有的交通問(wèn)題，為用戶帶來(lái)更智慧便捷的交通出行體驗(yàn)。

以下通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合以及智慧停車場(chǎng)的場(chǎng)景探索，展望區(qū)塊鏈賦能智能交通方面的應(yīng)用價(jià)值。

3.1 區(qū)塊鏈在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

車聯(lián)網(wǎng)是城市智能交通物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的典型代表應(yīng)用。車輛中的車載傳感器通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中的車輛動(dòng)態(tài)和路況等信息進(jìn)行有效利用，達(dá)到車車協(xié)同、車路協(xié)同的目的。通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)路況、車輛的特性、運(yùn)行狀態(tài)等信息的實(shí)時(shí)掌握，降低交通事故發(fā)生概率，提高交通運(yùn)行效率。在車聯(lián)網(wǎng)中，車車互聯(lián)，車路互聯(lián)，車輛和道路信息都會(huì)上傳至網(wǎng)絡(luò)中。區(qū)塊鏈技術(shù)中的去中心化、不可篡改、公開的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)為車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)提供了信用保障。在未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，經(jīng)過(guò)相關(guān)部門認(rèn)可，車輛的靜態(tài)數(shù)據(jù)（制造商信息、租賃信息、車險(xiǎn)等）和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（比如汽修汽配、里程數(shù)、累計(jì)損耗、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、故障、違章信息等）構(gòu)成了車輛獨(dú)特的、完整的電子簡(jiǎn)歷，并將上鏈。這些存儲(chǔ)在鏈上的信息可以根據(jù)不同的功能為不同部門所用，例如可以供交通管理部門調(diào)閱，也可以成為租賃交易或者車險(xiǎn)賠付中的輔助證明。依托區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)信息在區(qū)塊鏈上的快速交互，有利于降低車聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)和信息監(jiān)審成本，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

一方面，可快速獲取車輛信息。當(dāng)機(jī)動(dòng)車駛?cè)肷漕l信號(hào)區(qū)域，電子車牌獲得感應(yīng)電流，激活車牌。當(dāng)讀卡器獲得車牌信息后，接入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證車輛身份，從而授權(quán)獲取車輛出廠信息、車況及故障信息、金融以及保險(xiǎn)等信息。可以通過(guò)數(shù)字貨幣（通證）的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)扣款繳費(fèi)等結(jié)算操作，也可以實(shí)時(shí)獲取汽車所在位置，根據(jù)智能合約自動(dòng)判斷交通擁堵情況。這些信息將被寫入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，生成數(shù)據(jù)區(qū)塊并在鏈上廣播，為車車協(xié)同，車路協(xié)同提供參考。

另一方面，可應(yīng)用于汽車共享租賃。通過(guò)區(qū)塊鏈和車輛網(wǎng)的技術(shù)結(jié)合，可以重塑傳統(tǒng)汽車租賃模式。傳統(tǒng)的汽車租賃企業(yè)一直采用的是相對(duì)重資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)模式，即，汽車租賃企業(yè)需要自己購(gòu)買租賃車輛，并對(duì)車輛進(jìn)行全生命周期的管理，成本壓力大，經(jīng)營(yíng)負(fù)擔(dān)重。引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以通過(guò)建立聯(lián)盟鏈的架構(gòu)將車聯(lián)網(wǎng)中的汽車租賃服務(wù)提供者、車輛資源提供者、租車者、車險(xiǎn)提供商、交通管理部門等相關(guān)角色作抽象結(jié)合。汽車租賃服務(wù)提供者不再需要自己購(gòu)買車輛，而是從車輛資源提供者處獲得閑置車輛資源。這個(gè)模式不僅有效減輕的租賃服務(wù)提供者的資產(chǎn)比重，也降低了作為租賃服務(wù)者的資金入門門檻。同時(shí)，大大提高了閑置資源的利用率，充分發(fā)揮了共享經(jīng)濟(jì)的精神。在使用過(guò)程中，所有租車者的行車記錄（駕駛習(xí)慣、事故、違章信息）也會(huì)被完整追溯。對(duì)于使用習(xí)慣良好的租車者，租賃服務(wù)提供者可以以通證激勵(lì)的方式，對(duì)信用良好的租車者進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)和優(yōu)惠。而車險(xiǎn)機(jī)構(gòu)也可以根據(jù)車況報(bào)告和駕駛數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的保險(xiǎn)服務(wù)，同時(shí)理賠效率也會(huì)將大大提高。

3.2 區(qū)塊鏈在智慧停車場(chǎng)中的應(yīng)用

停車問(wèn)題一直是制約城市交通發(fā)展的瓶頸。目前我國(guó)大型城市中，汽車與停車位的平均比例約為1:0.8，而發(fā)達(dá)國(guó)家約為1:1.3?！巴＼囯y”直接導(dǎo)致司機(jī)找停車位平均用時(shí)18～20分鐘，造成擁堵、空氣污染等一系列問(wèn)題。

2019年4月，在廣州黃埔區(qū)，4個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的5G智慧停車場(chǎng)已經(jīng)投入使用。同月，跑車制造商保時(shí)捷（Porsche）決定采用區(qū)塊鏈技術(shù)，記錄和收取停車費(fèi)[5]。利用區(qū)塊鏈技術(shù)中的分布式記賬、智能合約、信用系統(tǒng)、不可篡改、可追溯等特點(diǎn)，結(jié)合5G的高速率、大容量和低延時(shí)等優(yōu)勢(shì)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)、動(dòng)態(tài)查詢、停車位導(dǎo)航等新技術(shù)，對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行智能化改造升級(jí)已經(jīng)成為可能。智慧停車場(chǎng)服務(wù)可以包括車位查詢、車位預(yù)約、車位導(dǎo)航、停車費(fèi)支付等幾個(gè)部分。用戶通過(guò)手機(jī)APP查看停車場(chǎng)車位使用情況，提前預(yù)約車位，無(wú)需排隊(duì)等待。經(jīng)過(guò)預(yù)約的車輛，系統(tǒng)將通過(guò)智能識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別車輛，自動(dòng)抬桿。在停車場(chǎng)內(nèi)通過(guò)手機(jī)導(dǎo)航向用戶指引車位方向，并自動(dòng)分配最優(yōu)的位置停車。車位安裝智能地鎖設(shè)備，確保用戶預(yù)約的停車位不會(huì)被占用，也不會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)分配，實(shí)現(xiàn)預(yù)約專享功能。使用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)停車用戶身份認(rèn)證和信用識(shí)別，如果用戶超時(shí)或者違規(guī)停車，將會(huì)降低信用評(píng)級(jí)，同時(shí)，對(duì)于信用良好的優(yōu)質(zhì)客戶，也可以通證激勵(lì)獲得在高峰期優(yōu)先預(yù)定緊張車位、停車費(fèi)用優(yōu)惠等增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值流轉(zhuǎn)。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)，將用戶車位預(yù)約信息、停車時(shí)間、車輛信息、繳費(fèi)信息等進(jìn)行虛擬貨幣計(jì)算，讓車位資產(chǎn)數(shù)字化。車位實(shí)施差異化的定價(jià)策略，靠近出入口的位置或者在高峰時(shí)段，定價(jià)略高；非熱門區(qū)域或者非高峰時(shí)段，收費(fèi)可以相對(duì)便宜。通過(guò)給用戶停車優(yōu)惠或者增值服務(wù)，誘導(dǎo)停車用戶分流，實(shí)現(xiàn)停車資源的優(yōu)化配置。

另外，使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)單位在服務(wù)過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的存證問(wèn)題。例如，在與交通行政執(zhí)法有關(guān)的監(jiān)督和存證方面，可以通過(guò)對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)出口的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行存證，避免停車期間車輛擦碰產(chǎn)生的司法糾紛；可以通過(guò)跨鏈技術(shù)與司法區(qū)塊鏈的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)交通相關(guān)的數(shù)據(jù)存證；在發(fā)生事故、投訴的時(shí)候，可以為有關(guān)部門提供司法、公證等方面的證據(jù)。

4 區(qū)塊鏈在智能交通應(yīng)用中的挑戰(zhàn)和建議

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)和其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常重視，區(qū)塊鏈發(fā)展生態(tài)正逐步興起。我們既看到區(qū)塊鏈在未來(lái)智能交通領(lǐng)域中的使用前景，但與此同時(shí)，也看到其所面臨的挑戰(zhàn)，例如技術(shù)尚不完備，人才還比較缺乏，區(qū)塊鏈距離大規(guī)模應(yīng)用落地仍需一段時(shí)間的積累，相關(guān)行業(yè)應(yīng)進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)，做好充分準(zhǔn)備。

一是要重視區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)能力和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，加快核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。首先，要協(xié)同高校、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)、智庫(kù)等力量，搭建基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科研究的創(chuàng)新平臺(tái)，持續(xù)完善區(qū)塊鏈在這些方面的技術(shù)研發(fā)；其次，要進(jìn)一步推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的融合與應(yīng)用，強(qiáng)化平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建健康交通出行生態(tài)鏈；最后，要加快推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化手段，促進(jìn)區(qū)塊鏈在交通出行領(lǐng)域更深入的應(yīng)用探索，從而推進(jìn)整個(gè)交通行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二是要加強(qiáng)區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)。區(qū)塊鏈技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域、多個(gè)學(xué)科的交叉融合，專業(yè)型、融合型人才相對(duì)缺乏。建議加大科研院校和企業(yè)的合作力度，培養(yǎng)知識(shí)融合、技術(shù)集成的區(qū)塊鏈實(shí)踐型復(fù)合型人才，并依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園等機(jī)構(gòu)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的項(xiàng)目成果落地轉(zhuǎn)化。同時(shí)，開設(shè)具有專業(yè)性的區(qū)塊鏈課程，完善管理者、從業(yè)者、學(xué)生等人員的知識(shí)儲(chǔ)備，培養(yǎng)不同行業(yè)、不同需求、不同層面的區(qū)塊鏈人才。

三是要加強(qiáng)區(qū)塊鏈的市場(chǎng)監(jiān)管，完善相關(guān)法律法規(guī)。區(qū)塊鏈?zhǔn)袌?chǎng)相關(guān)的法律制度、監(jiān)管機(jī)制相對(duì)滯后，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用合規(guī)化還需進(jìn)一步完善。區(qū)塊鏈社區(qū)及其產(chǎn)業(yè)并非法外之地，“代碼即法律”(Code is Law)的激進(jìn)法律和社會(huì)實(shí)驗(yàn)也必須要與社會(huì)法律體系相適配[6]。建議政府有關(guān)部門加速區(qū)塊鏈有關(guān)方面的立法，并貼合交通行業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化市場(chǎng)監(jiān)管手段，鼓勵(lì)創(chuàng)新，防范風(fēng)險(xiǎn)，從政策層面做好產(chǎn)業(yè)體系化布局。

5 總 結(jié)

區(qū)塊鏈可以促進(jìn)數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運(yùn)營(yíng)成本、提升協(xié)同效率、建設(shè)可信體系。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展逐步成熟，其應(yīng)用范圍已從早期的金融領(lǐng)域逐步延伸到多個(gè)行業(yè)應(yīng)用。將區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息科技與交通行業(yè)的發(fā)展深度融合，能夠進(jìn)一步改變市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，重塑行業(yè)業(yè)態(tài)，提升資源優(yōu)化配置能力、公共決策能力和公眾服務(wù)能力，帶動(dòng)傳統(tǒng)交通行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。