首页 期刊 论文范文

区块链技术在铁路货运中的应用

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2021-02-06 10:11 热度:

   我国铁路货运规模庞大,2019 年,中欧班列全年开行 8225 列,同比增长 29%,发送货物 72.5 万标箱,同比增长 34%[1]。在“公转铁”、“一带一路” 的大背景下,铁路货运加快多样化转型,提升服务质量,但仍存在数字业务效率低、货踪不透明、物流企业融资困难、缺乏信息服务等问题。

区块链技术在铁路货运中的应用

  区块链技术具有去中心化、开放、可追溯、不可篡改等特点,能够加强多系统间的数据融合,促进协作。在铁路货运领域,李平等人分析区块链技术国内外应用情况,提出了铁路大数据共享、“一带一路”铁路货运物流等场景[2]。本文讨论了铁路货运中区块链应用的关键技术和主要应用场景,以供参考。

  1 区块链技术概述

  区块链可以看作一种不可篡改的分布式数据库。利用分布式技术,区块链网络中的每个成员存储着一致的账本,账本的信息打包储存在数据区块中。如图 1 所示,区块和区块间以时间为序,组成链式结构,利用密码学技术首尾连接在一起,每个区块中包含的信息可以是事件的细节、价值交易、自动化操作或其他信息。

  区块链适合于内在分散、孤立的行业。铁路货运涉及多方密切协作,是区块链典型的应用场景。区块链应用在货运领域的探索可以追溯至 2015 年前后,目前应用研究较少,主要针对流程优化、物流追踪、物流金融等方向,具体包括结算对账、商品溯源、冷链运输、电子发票等领域。

  2 铁路货运中区块链应用的关键技术

  2.1 联盟链网络按照网络部署方式的不同,区块链可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链是完全去中心化的结构,通常用于开放的共享记账系统;联盟链是部分中心化的分布式结构,由参与联盟的多个机构形成多中心,通常用于行业间地位相对对等的组织团体共享数据;私有链是机构内部形成的中心化结构,通常用于企业内部的控制和审计[3]。3 种区块链的对比如表 1 所示。

  铁路货运区块链网络出于业务和监管的考量,需要一定程度的中心化。因此,铁路货运区块链架构设计应选择架构更为灵活的联盟链,并采取部分私有的方式。比如区块链节点以铁路货运公司为主,相关业务方可以选择加入区块链节点,如图 2(a)所示,或者通过网络访问区块链中的节点,如图 2(b)所示。

  2.2 跨链技术因为整个区块链网络是分区的,数据集成时必然面临两个问题:信息孤岛和区块链异构。异构区块链间数据结构、接口协议的不同会导致交易合法性证明各不相同,加剧信息孤岛。跨链技术通过连接互相独立的区块链系统,实现不同链上资产和数据的互操作,从而解决孤岛问题。

  常见的跨链技术实现方式包括公证人机制、哈希锁定和侧链/中继技术[4]。公证人机制需要一个或一组节点在两条链间作为公证人,进行双方交易的收集和验证,架构简单,但引入了一定的中心化;哈希锁定利用了哈希锁和时间锁,能够确保交换的原子性和真实性,但哈希锁定只能用于交换,且增加了交易次数,目前只适合资产交易场景;侧链/中继链技术通过双向锚定的方式实现资产在不同链之间的转移,中继链可以看作去中心的公证人机制,不同的链之间都可以在中继链上进行跨链交互。

  2.3 物联网终端接入物联网终端是铁路货运里的重要一环。在区块链中,必须保证数据源头可信。在货运过程中,可基于智能设施和物联网完成数据的自动采集、存储和传递,尽可能排除人为干扰。物联网的智能识别技术主要包括条形码/二维码识别技术、射频识别技术、GPS 技术、信息物理系统(CPS,Cyber-Physical Systems)技术等。

  3 铁路货运中区块链的应用场景

  3.1 物流追踪终端消费者需要了解铁路货运的产品物流信息,从而加强对此次消费的信任;上游供应方由于铁路运输时延较长,掌握物流信息能更好地预测市场;承运方掌握详细的信息更有助于了解运输中上下游的情况。

  3.2 流程优化与公路和飞机相比,铁路运输周期较长,流程复杂,涉及相关方较多。如果能实现单证电子化,提高作业过程信息化程度,就能减少信息孤岛,提高信息时效,有利于解决各方痛点,提升铁路货运整体运作效率,降低运营成本。

  3.3 抵押融资铁路货运周期一般为 7~14 天,货物价值高,资金回收可靠,较适合做抵押贷款。但传统的仓单质押业务存在银行对仓单信息获取不及时的问题,使得银行难以对贷款风险进行评估,导致企业融资困难。

  4 结束语

  本文分析了区块链技术在铁路货运中应用的关键技术及应用场景。目前,区块链技术在铁路货运中的研究尚处在起步阶段,应用的过程中还存在一些难题,距离产业化还有较大距离。区块链技术在铁路货运领域的落地不仅仅是技术问题,而是如何在铁路内外的众多企业、组织中克服协作壁垒,构建信任网络的问题。

  下一步,还需努力推动区块链技术在铁路集装箱运输、铁路快运对账、铁路物流金融、海关存证、物流企业征信等场景的示范项目。针对不同场景,寻求共识协议、跨链通信、加密算法等关键技术的适配和改进,提高区块链系统在铁路货运业务中的可用性、可扩展性、吞吐量、安全性,探索更有前景和活力的应用模式。

  参考文献

  [1] 李 平,张晓栋,郭 悦,等. 区块链技术及其在铁路行业的典型应用研究 [J]. 铁路计算机应用,2020,29(1): 9-15.

  [2] 于 戈,聂铁铮,李晓华,等. 区块链系统中的分布式数据管理技术-挑战与展望[J/OL]. 计算机学报,[2020-04-10].

  [3] 李 芳,李卓然,赵 赫. 区块链跨链技术进展研究 [J]. 软件学报,2019,30(6):1649-1660.

  《区块链技术在铁路货运中的应用》来源:《铁路计算机应用》,作者:马春琦,任 爽

文章标题:区块链技术在铁路货运中的应用

转载请注明来自:http://www.sofabiao.com/fblw/ligong/jiaotongyunshu/44992.html

相关问题解答

交通运输论文

搜论文知识网的海量本科毕业论文、硕士论文及职称论文范文仅供广大读者免费阅读使用! 冀ICP备15021333号-3