陳志偉，王鴻鵬

(集美大學(xué)航海學(xué)院，福建 廈門 361021)

0 引言

多式聯(lián)運將不同運輸方式的優(yōu)勢結(jié)合起來，從而降低物流行業(yè)成本，提高運輸效率。目前，多式聯(lián)運業(yè)務(wù)的參與主體，如船公司、港口、鐵路和公路等部門各自信息系統(tǒng)相對獨立，沒有統(tǒng)一的信息交互平臺，嚴(yán)重制約了多式聯(lián)運業(yè)務(wù)的發(fā)展[1]。多式聯(lián)運票證單據(jù)銜接著業(yè)務(wù)的參與主體及各環(huán)節(jié)，在多式聯(lián)運業(yè)務(wù)中具有極其重要的作用。王明文[2]指出我國多式聯(lián)運業(yè)務(wù)中鐵路、公路、海運等運輸方式的單證無法進(jìn)行有效銜接，貨物在更換運輸方式時，需要再次開出貨物的運輸憑證，多式聯(lián)運經(jīng)營人要在多個運輸區(qū)段辦理托運，獲得各區(qū)段的運輸單據(jù)，在貨物的交接環(huán)節(jié)也需要使用不同的運輸單證，從而產(chǎn)生了很多重復(fù)的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致多式聯(lián)運業(yè)務(wù)效率低下。樊一江[3]認(rèn)為多式聯(lián)運業(yè)務(wù)票據(jù)單證的統(tǒng)一，有利于多式聯(lián)運的順暢銜接，統(tǒng)一多式聯(lián)運鏈條規(guī)則，減少物流環(huán)節(jié)多次轉(zhuǎn)換運輸單證的成本。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可追溯、集體維護(hù)、公開透明等特點，區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)多式聯(lián)運主體之間的協(xié)作與一致信任；大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)能夠高效地對多式聯(lián)運業(yè)務(wù)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時計算、分析，將區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用到多式聯(lián)運一單制信息系統(tǒng)中，能夠保證多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全，實現(xiàn)多式聯(lián)運信息的實時準(zhǔn)確共享。

1 大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)

1.1 大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)

大數(shù)據(jù)是指海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)可視化等內(nèi)容，具有規(guī)模性(volume)、多樣性(variety)、高速性(velocity)、價值性(value)和真實性(veracity)特征[4]。大數(shù)據(jù)實時流處理是指對實時數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，迅速觸發(fā)下一步動作的場景。由于在大數(shù)據(jù)實時流處理中數(shù)據(jù)不落地，因此信息系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的速度要求極高。某些多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)發(fā)生后具有很高的價值，這種價值會隨著時間的推移而迅速減少，所以數(shù)據(jù)的處理速度變得尤為重要，大數(shù)據(jù)實時流處理的意義在于能夠更快地提供數(shù)據(jù)洞察，提高系統(tǒng)的整體效率。大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)可以將多式聯(lián)運業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時收集，交由流處理框架進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、統(tǒng)計、可視化等，其流程如下圖1所示。

大數(shù)據(jù)實時流處理模塊利用ETL(數(shù)據(jù)倉庫技術(shù))對日志、數(shù)據(jù)庫和外部數(shù)據(jù)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，通過消息隊列(Apache Kafka和Message Queue)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，由Apache Flink(計算引擎)對數(shù)據(jù)流進(jìn)行實時計算，根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，并實時展示。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈由鏈上多個節(jié)點共同參與維護(hù)，是一個去中心化的分布式賬本，鏈上各節(jié)點數(shù)據(jù)一致，且數(shù)據(jù)傳輸安全性高[5]。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，鏈上各節(jié)點可以永久地記錄交易信息，且交易記錄可以驗證并且不可被篡改。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠以較低的成本在多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體間建立全新的信任模式。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)有以下幾種[6]。

1)分布式賬本。區(qū)塊鏈上位于不同地點的多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體都參與交易記賬，每一個節(jié)點都擁有完整的交易記錄[7]，聯(lián)運業(yè)務(wù)涉及的交易真實性需要經(jīng)過鏈上每一個節(jié)點判斷。區(qū)塊鏈上雙方之間的通信可以直接發(fā)生，不需要通過中心節(jié)點，信息在聯(lián)運業(yè)務(wù)參與節(jié)點上存儲并被廣播到其他節(jié)點。

2)加密算法和時間戳技術(shù)。加密算法可以將明文信息轉(zhuǎn)換成密文信息，信息的接收方能夠通過密匙對密文信息進(jìn)行解密，獲得明文信息。區(qū)塊鏈中應(yīng)用較多的加密算法有哈希算法、非對稱加密算法。時間戳技術(shù)就是對區(qū)塊鏈中的每一個區(qū)塊上的信息加上時間驗證，對每一個數(shù)據(jù)的輸入追本溯源，根據(jù)時間順序排列、驗證、確保數(shù)據(jù)的真實性，不容數(shù)據(jù)被篡改，證明數(shù)據(jù)的原創(chuàng)性和所有權(quán)的歸屬[8]。

3)共識機(jī)制。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每個節(jié)點鏈條上的信息是所有節(jié)點達(dá)成共識的結(jié)果，因為區(qū)塊鏈具有可追溯性，如果有人想要篡改某個區(qū)塊的交易信息，必須將該區(qū)塊和后面所有區(qū)塊的信息進(jìn)行修改[9]。

2 平臺的優(yōu)勢及設(shè)計目標(biāo)

區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺可以很好地解決多式聯(lián)運運輸過程諸多問題，在平臺上，貨主、發(fā)貨人、托運人只需在節(jié)點上填報一張單據(jù)，系統(tǒng)生成一個標(biāo)識碼，此后的業(yè)務(wù)過程都與標(biāo)識碼關(guān)聯(lián)，業(yè)務(wù)單據(jù)必須關(guān)聯(lián)電子簽章或電子簽名方為有效，實現(xiàn)了全程“一次委托”、運單“一單到底”、結(jié)算“一次收取”。

2.1 平臺的優(yōu)勢

1)卓越的數(shù)據(jù)質(zhì)量。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點共同參與計算，互相驗證真?zhèn)我赃_(dá)成共識所得到的，是不可篡改、可追溯的。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)相當(dāng)于從傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)中抽取了有價值的數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分類整理，多式聯(lián)運業(yè)務(wù)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)經(jīng)過區(qū)塊鏈技術(shù)處理，能保證平臺中數(shù)據(jù)的卓越質(zhì)量。

2)數(shù)據(jù)確權(quán)。在多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺中，節(jié)點獲得共識節(jié)點的認(rèn)可后，才能成功提交數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈上的多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體進(jìn)行交易需要確認(rèn)身份信息,當(dāng)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)在某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，可通過回溯歷史記錄，依據(jù)真實的交易數(shù)據(jù)和交易主體，有效追責(zé)、確權(quán)。

3)數(shù)據(jù)安全。將哈希算法、Merkle樹、非對稱加密算法和橢圓曲線算法應(yīng)用到電子簽名、電子簽章和數(shù)據(jù)加密傳輸中，能夠有效保證多式聯(lián)運一單制系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。

2.2 平臺的設(shè)計目標(biāo)

1)統(tǒng)一多式聯(lián)運票證單據(jù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。目前，多式聯(lián)運參與主體的管理信息系統(tǒng)有著不同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重阻礙著多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息共享。通過標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)上鏈操作，區(qū)塊鏈技術(shù)可以統(tǒng)一多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在平臺內(nèi)采用統(tǒng)一的多式聯(lián)運票證單據(jù)，鏈上節(jié)點的業(yè)務(wù)操作都以此多式聯(lián)運票證單據(jù)為基礎(chǔ)，可以顯著提升運輸效率。

2)信息實時采集。多式聯(lián)運貨物狀態(tài)信息可以通過北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G移動通信技術(shù)得到。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備可以將采集的貨物監(jiān)控數(shù)據(jù)通過5G通信技術(shù)實時上傳到平臺，實現(xiàn)對多式聯(lián)運貨物狀態(tài)信息的實時采集。此外，區(qū)塊鏈上各節(jié)點業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)也會實時同步到平臺中，從而實現(xiàn)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息的實時采集。

3)多式聯(lián)運信息實時共享。在區(qū)塊鏈技術(shù)驅(qū)動下，多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息將被存儲在分布式賬本中，多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體通過多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺接口獲得相關(guān)信息，針對不同職能的多式聯(lián)運業(yè)務(wù)主體，設(shè)定不同的數(shù)據(jù)加密，在保證數(shù)據(jù)安全的前提下各業(yè)務(wù)參與主體的信息共享開放到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，供聯(lián)運業(yè)務(wù)參與節(jié)點使用，實現(xiàn)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)的信息共享。

歐陽修后來有所反思，對晏殊也有比較公平的評價，而他《晏元獻(xiàn)公挽辭三首》（其三）“富貴優(yōu)游五十年，始終明哲保身全”中“明哲保身”一詞，至今被不合情理地誤解為對晏殊的批評（對此筆者有專文辨析，此不贅），某些宋人筆記也津津樂道于晏殊之“富貴”。由此，長期以來對晏殊等人之評價延伸著自宋以來的偏見。

3 大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建

3.1 總體構(gòu)架

區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)、5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)等，是一個可以實現(xiàn)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息互聯(lián)互通的管理信息系統(tǒng)。根據(jù)我國多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)的實際需求，提出了一種區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，如圖2所示。

3.2 基礎(chǔ)模塊

基礎(chǔ)模塊包含了收集多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的硬件和軟件，是平臺實現(xiàn)信息共享的前提。多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)來源有兩部分，一部分來自區(qū)塊鏈客戶端和瀏覽器，多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體登錄平臺區(qū)塊鏈客戶端或網(wǎng)頁，輸入或上傳自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，另一數(shù)據(jù)源則是傳統(tǒng)多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)源，主要通過電子數(shù)據(jù)交換、地理信息系統(tǒng)、射頻識別等方式在多式聯(lián)運業(yè)務(wù)過程中實時采集多式聯(lián)運貨物、汽車、集裝箱、班列和船舶等所處位置、編號和當(dāng)前狀態(tài)等信息，為聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集提供接口[11]。

3.3 大數(shù)據(jù)實時流處理模塊

大數(shù)據(jù)實時流處理模塊有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加工和數(shù)據(jù)治理3個功能區(qū)。數(shù)據(jù)采集的對象主要有日志、數(shù)據(jù)庫和外部數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)加工方法有數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)分裂、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)補漏、數(shù)據(jù)富化，其中數(shù)據(jù)富化指的是將字段關(guān)聯(lián)外部資源，豐富字段信息；數(shù)據(jù)治理使用的工具有元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理和數(shù)據(jù)安全管理，其中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理包括標(biāo)準(zhǔn)定義、標(biāo)準(zhǔn)查詢和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布等功能。

3.4 區(qū)塊鏈模塊

區(qū)塊鏈模塊是多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺的核心技術(shù)構(gòu)架，是實現(xiàn)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息實時共享的關(guān)鍵，為鏈上節(jié)點調(diào)用多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供技術(shù)支持。區(qū)塊鏈子模塊包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層和合約層4個部分。數(shù)據(jù)層具有數(shù)據(jù)存儲功能，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)實時流處理模塊、區(qū)塊鏈客戶端或瀏覽器上傳到數(shù)據(jù)層，基于Merkle樹做哈希存儲后，附上時間戳生成多式聯(lián)運數(shù)據(jù)區(qū)塊，最終的區(qū)塊鏈就是由若干個數(shù)據(jù)區(qū)塊連接而成。網(wǎng)絡(luò)層通過點對點的分布式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換、傳輸，經(jīng)過數(shù)字簽名后的交易被其他節(jié)點驗證通過后會向全網(wǎng)廣播[12]，既保證了多式聯(lián)運業(yè)務(wù)信息的高度可信，又保證了鏈上所有節(jié)點上的信息是共有的。共識層封裝了各類共識機(jī)制，能夠在去中心化的網(wǎng)絡(luò)中使得各節(jié)點高效地對區(qū)塊數(shù)據(jù)的有效性達(dá)成共識，維護(hù)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的一致性。合約層包含各類腳本代碼、算法和智能合約，可以靈活編程，智能合約根據(jù)預(yù)置響應(yīng)條件，做出預(yù)置響應(yīng)規(guī)則，用自我執(zhí)行的代碼取代日常運營管理。

大數(shù)據(jù)實時流處理模塊進(jìn)行多式聯(lián)運業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)采集、加工和治理，并將這些數(shù)據(jù)實時輸入到區(qū)塊鏈模塊，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全，實現(xiàn)多式聯(lián)運信息的實時共享。區(qū)塊鏈模塊和大數(shù)據(jù)實時流處理模塊互聯(lián)互通，區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方面能力較弱，而大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)可以對多式聯(lián)運業(yè)務(wù)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，極大提升了平臺鏈上數(shù)據(jù)的價值和使用空間。區(qū)塊鏈技術(shù)將大數(shù)據(jù)本身的優(yōu)勢激活，同時彌補了大數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或不真實的缺陷。

3.5 應(yīng)用模塊

應(yīng)用模塊是多式聯(lián)運一單制的業(yè)務(wù)實現(xiàn)，鏈上成員在應(yīng)用模塊中進(jìn)行多式聯(lián)運業(yè)務(wù)操作和信息交互。應(yīng)用模塊根據(jù)多式聯(lián)運業(yè)務(wù)參與主體的各自的業(yè)務(wù)流程，提供了不同的衍生功能。

1)客戶服務(wù)模塊能夠?qū)⒖蛻舻亩嗍铰?lián)運業(yè)務(wù)需求和市場服務(wù)進(jìn)行智能匹配，為客戶和多式聯(lián)運業(yè)務(wù)主體搭建溝通渠道，其主要的功能有多式聯(lián)運業(yè)務(wù)咨詢、業(yè)務(wù)訂單處理、投訴與建議和貨物狀態(tài)追蹤查詢等。

2)通關(guān)監(jiān)管服務(wù)模塊主要針對出入境的多式聯(lián)運貨物進(jìn)行監(jiān)管，實現(xiàn)的功能有報關(guān)報檢、檢驗檢疫、海關(guān)查驗和計費放行等。對于政府而言，該模塊也可以用來分析貿(mào)易經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢。

3)聯(lián)運作業(yè)服務(wù)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)公路、鐵路、海運和航空服務(wù)節(jié)點間的相互通信，其提供的服務(wù)有公路/鐵路/海運/航空運輸服務(wù)、多式聯(lián)運單據(jù)管理、聯(lián)運方案選擇和港口裝卸服務(wù)等。

4)商務(wù)服務(wù)為客戶提供在線商務(wù)服務(wù)，包括電子訂艙、財務(wù)管理、稅務(wù)管理和在線支付等。

5)金融保險服務(wù)的功能有資產(chǎn)評估、鏈上相關(guān)聯(lián)節(jié)點的授信傳遞、倉單質(zhì)押和不同險種的保險產(chǎn)品選購等，其中的授信傳遞可以解決鏈上中小微企業(yè)融資難問題。

6)大數(shù)據(jù)應(yīng)用可以幫助鏈上節(jié)點進(jìn)行輔助決策。隨著平臺的運行，平臺將迅速積累海量多式聯(lián)運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，根據(jù)鏈上節(jié)點的不同需求，通過數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)學(xué)分析和統(tǒng)計方法分析多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)，最后將分析結(jié)果形成數(shù)據(jù)報表并可視化展示。

3.6 用戶模塊

用戶模塊是多式聯(lián)運業(yè)務(wù)相關(guān)主體。平臺基于共享、開放、協(xié)同聯(lián)動、多元的理念，根據(jù)不同的多式聯(lián)運業(yè)務(wù)、鏈上節(jié)點不同的職能開放不同需求的數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)權(quán)限，將多式聯(lián)運主體匯聚成鏈，最終解決多式聯(lián)運中信息孤島問題，實現(xiàn)真正的多式聯(lián)運一單制。

4 總結(jié)

針對多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)存在的問題，將區(qū)塊鏈技術(shù)和大數(shù)據(jù)實時流處理技術(shù)結(jié)合，并應(yīng)用到多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)中，構(gòu)建區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺，并分析了其應(yīng)用場景。該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)信息的實時共享，統(tǒng)一多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)的票證單據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全，提高多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)參與主體間的信任，為區(qū)塊鏈技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在多式聯(lián)運一單制業(yè)務(wù)的應(yīng)用提供借鑒。但本文構(gòu)建的區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺的穩(wěn)定性未得到驗證，在未來工作中，將進(jìn)一步研究區(qū)塊鏈技術(shù)下多式聯(lián)運一單制大數(shù)據(jù)平臺的運行情況。