區塊鏈技術在公路交通運輸中應用的理論研究

王哲

摘要 區塊鏈技術近年來引起了廣泛關注，在各個行業中的應用也越來越普遍。為了加快區塊鏈在公路交通運輸中的研究和使用，交通運輸行業大力支持引進區塊鏈關鍵核心技術領域急需緊缺的人才及創新創業團隊，建設項目的示范試點，建立和完善監測機制，創造良好的環境并提供政策支持。文章以此為背景總結了區塊鏈技術的發展，分析并討論了在公路交通運輸的基礎設施建設和維護等領域使用區塊鏈技術的可能性，以及大數據在運輸、收費和物流中集成分析和應用。

關鍵詞 區塊鏈技術;公路交通運輸;應用;理論研究

中圖分類號 U495;TP311.13 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0055-03

0 前言

隨著我國信息技術的不斷發展，區塊鏈作為一種突破性技術和創新性應用方法在國內公路交通運輸方面的應用項目也在逐漸增加，2017年12月交通運輸部中國交通通信信息中心與企業合資建立了面向交通運輸產業的交通產業區塊鏈：交通運輸鏈，幫助企業與運輸行業的其他產業企業合作，借助區塊鏈技術構建現代運輸網絡[1]。在2019年世界物聯網博覽會上，國家車聯網創新與應用展區通過區塊鏈加密運算，構成了共識機制的相互協調與合作，在區域空間內建立人、車、路的交互傳播。但在實踐過程中其實際應用仍然存在一些問題，該文從區塊鏈的發展以及現存的應用痛點出發，詳細研究了區塊鏈技術在公路交通運輸中應用的理論，以供大家參考。

1 區塊鏈技術的發展歷程

區塊鏈概念最早是2008年由日裔美國科學家提出的。核心是建立一個具有時間戳的分布式數據庫，允許通過網絡直接傳輸、加密、組網方式和驗證技術共同管理解決Internet服務器上集中存儲數據的信任問題，以及進行共同資源管理。以“去中心化的數字貨幣應用”的形式被當作底層技術實際應用在以比特幣為典型代表的電子貨幣技術中[2]。自2014年以來，金融領域的區塊鏈應用也得到了迅速擴展，以以太網作為一個平臺，為用戶提供不同的編程環境來開發程序，還提供更多的商業和非商業應用場景，以實現數字資產金融應用或企業級應用。

2 區塊鏈技術在公路交通運輸中應用的痛點問題

2.1 行業監管難度大

第一，網上網約車、“兩客一?！钡刃袠I的資格審核問題。司機的準入門檻低，加上高難度的檢驗認證問題，導致司機素質不均勻;第二，檢查并不容易。非法經營者相互通報“打游擊”，導致監督執法難度升級;第三，非法活動的證據很難獲得。一些非法經營者在運營前一般會與顧客約定在查證時進行藏匿，導致依法取證難度升級。

2.2 公路交通運輸方面信息安全防護困難

公路交通運輸部門的數據中心儲存個人信息、公路交通運輸資料、企業資料、有關車輛操作等多方面的資料信息，其安全管理和隱私保護已經成為一個問題。同時，行業標準很難制定。智能化公路交通運輸企業越來越多但缺乏統一行業標準或具體技術標準，在差異化的政府標準背景下注冊的企業水平不齊也阻礙了公路交通運輸之間的數據和軟件共享，在一定程度上也阻礙了公路交通運輸的協調發展。

2.3 ETC數據的完成和安全性難以保障

公共交通運輸系統中車道系統的故障可能會導致交易數據不包括在流水文件中，從而造成數據丟失和車輛損失。同時，由于ETC結算中心是高度集中的，一旦遭到攻擊，極易丟失交易的數據或被操縱。

2.4 自動駕駛的數據保護和信息安全問題

車聯網中收集到的汽車行駛性能和駕駛人員行為模式數據的數量呈指數級增長，數據庫軟件和硬件因國產化率低導致沒有統一的加密和數據傳輸標準，各種自動駕駛儀不可避免地面臨數據的安全性和可持續性等問題。

2.5 公共服務方面難度大

由于我國汽車保險行業價格差異大、手續復雜、周期長、異地出險困難等問題，給保險公司和投保人帶來了一些困難。同時，在新能源汽車產業中，充電設施的數量相對較少，建設規劃不完善，設備標準參差不齊，缺乏一個統一的運行和服務平臺。

3 區塊鏈技術在公路交通運輸中的應用

3.1 區塊鏈在公路交通運輸建設項目中的應用

與傳統建設項目相比，智能建設工地越來越處于“智能管理”的建設狀態，互聯網背景下智能化設備能自動感知并實現人和物體的連接，并使用區塊鏈技術存儲所有數據，完成公路交通運輸設計和維護，以及實施項目管理的科學預算;在承包商、供應商和監督員之間建立信息聯系，實現實時的項目管理報告的保存，這有效提高了施工過程的總體透明度，避免了涉及非法分包、減產減價等問題的發生，防止了傳統建設項目中有關設備的數據造假[3]。區塊鏈還可以將施工過程中的信息、質量和安全性聯系起來，及時發現潛在風險，適當安排各管理崗位的工作，進而加強了項目的安全施工控制能力。

3.1.1 工程質量溯源方面

目前，項目建設的追溯方法在很大程度上依賴于項目檔案，其中一些已經電子化，但由于數據來源可靠性問題，無法收集原材料來源的背景，導致信息可追溯性很低。區塊鏈可以“去中心化存儲”和“建立信任機制”的兩個特點是解決這些問題的關鍵。在建立“聯盟鏈”的基礎上，共識算法可用于解決原材料生產、現場施工中的數據安全性和可靠性問題，以便進行檢查和審批，以及行業監督，并能提供整個項目質量過程的反饋。

3.1.2 工程招投標與合同管理

“資信”和“業績”是項目招投標過程中的兩個重要指標。目前，在項目的招標業務中控制這兩個指標的唯一方法是在公路交通運輸部內建立一個系統進行管理以手動處理這些市場信息。系統數據源會在企業進入系統時自行錄入，在屬地行業主管部門進行核實驗證，但是人工記錄和數據檢索并不能保證數據的及時性和準確性。采用區塊鏈技術，如：建立國家“資信聯盟鏈”，利用“智能合同”“電子合同”“數字簽名”，自動輸入不同地區、不同行業的投標數據、合同結果，企業與員工的信用信息共享，并自動檢索驗證，可以確保數據的可信度和及時性、完整性等問題。業界日后還可聯同區塊鏈技術訂立“數字投/招標”及“電子合約”的標準，以確保實現信用智能投標和智能履約合同，實現全過程的無紙化、簡約化辦公。

3.2 區塊鏈用于公路交通運輸行業的“信用評價”管理

企業職工信用評價管理機制應應用于公路交通運輸領域，這一機制可與企業職工制度結合，使他們能夠以誠信行事?！靶庞迷u價”管理機制可以實現從項目一級到地方行業管理部門一級的各級評估，交通運輸部將評估報告上傳，經過層層考核評價后形成地方和全國的年度“信用評價”結果。目前，評估和記錄方法是手工進行的，最終評估結果取決于考核者的主觀因素和誠信因素?，F有的“信用評估系統”可以通過區塊鏈技術進行升級和改進，比如通過加入時間戳來保證信息的實時性和不可改;通過聯盟鏈實現信息的跨區域共享;通過智能評價減少人為因素影響確?？己说墓?。此外，信用區塊鏈的主要作用是為公路交通運輸的信用體系提供服務。通過區塊鏈，所有節點實時共享同步信用數據，以提高現場數據交換的效率和準確性。結合公路交通運輸部的信用交通平臺，提供一個具有可靠和可追蹤信用數據的互信賬本，以建立一個可靠的個人、企業和車輛的信用評估體系，用于監管和行業應用（如圖1）。信用交通區塊鏈最重要的概念是發展“監管鏈”和多個“應用鏈”，不僅實現了跨鏈操作的同步和數據的共享，同時也保證了應用鏈的獨立運行。監管鏈向各級與現行交通信用評估制度有關的行業政府部門提出申請，以支持各種監管業務;應用鏈支持物流金融服務、網絡汽車行業負面評價、高速公路偷逃費等多種行業應用。

3.3 高速公路收費領域的應用

區塊鏈技術不僅提供了數據安全，而且還提供了實時清算和計算功能，可以有效解決跨省計算周期長、逃費、在線收費檢查壓力大等問題，從而通過傳遞信息和減少交易量來確?？缡∵\輸信息的透明度。結合區塊鏈技術可以實現高速公路收費的實時計算，降低了成本，提高了效率。區塊鏈技術在財務計算中有很多應用場景，技術相當成熟。到2020年，中國已實行全國聯網收費模式，其中典型的就是中心化記賬模式中的ETC收費模式。該模式將合并多個省級中心，將收費數據細分，每個省中心負責該地區聯網高速公路的二級拆分。通過使用區塊鏈技術，則可以將中心化的記賬模式改為弱中心化或多中心化的模式。企業、銀行、網絡中心、省中心和部組成一個聯盟，作為監督機構。收費數據總是記錄在聯盟鏈中，資金總是轉移到路段公司賬的賬戶中。具體的拆賬方式應根據預先設定的拆賬規則，以智能合同為基礎，在滿足拆賬條件后，智能合同將自動啟動，然后同步完成賬戶拆賬和銀行轉賬。該模式的主要優點是能更有效地利用資金，消除網絡中心的資金冗余。同時，引入智能合約可消除計算上的不足，并可確保收費數據與金融流轉的順利連接。此外，基于區塊鏈的公路自由流收費系統具有多層區塊網絡來管理層次結構和層次數據存儲，如圖2所示。收集的車輛流量數據與智能合約上鏈，并對通行數據進行更加高效地加工處理，例如：所有有關車輛交易過程、車輛牌照、龍門架系統的設備信息和安全狀況，以及跨省通行費的計算。

3.4 區塊鏈在物流追溯領域的應用

基于區塊鏈的商品溯源系統確保了商品整個生產、加工過程以及通過區塊鏈技術和網絡技術運輸、銷售和原材料追溯的透明度。同時，通過互聯網進行生產監控，可以實時獲得生產加工過程中各種有效的產品數據如生產環境、時間和生產過程等，從倉庫交貨時，制造商必須上傳產品信息、制造商信息、包裝信息和儲存信息，以提供系統的原始資料。物流供應商收到產品后，必須重新掃描，將企業信息和產品狀態綁定到運輸中，并記錄運輸物流環節信息。當產品到達零售商手中時，他們會掃描并存儲在倉庫中，并將交易、零售和倉庫信息聯系起來。在購買產品時，消費者可以通過查看原材料反饋代碼來追溯產品信息。

3.5 區塊鏈在物流找車領域的應用

長期以來，中小企業一直面臨信用不足的問題，信息相對缺乏安全性和不對稱性，它們的融資既困難又緩慢。隨著金融技術的發展，區塊鏈被視為解決當前供應鏈融資問題的一種有效方案?！皡^塊鏈+供應鏈金融”在實踐中的應用越來越多。此外，區塊鏈技術在物流領域中具有顯著優勢，已經在電子商務物流平臺上得到應用，阿里系統就是典型的代表案例。2018年初，進口貿易領域可以利用區塊技術下載、跟蹤和控制產品信息、運輸信息、海關處理和檢查信息以及第三方檢查信息等，形成了一條全鏈路物流信息鏈。例如，如果以無車承運人貨運監管服務信息平臺為例，貨源與車源的不匹配在很大程度上促成了普遍存在的貨找車難、車找貨難的現象，而且因為平臺建立和維護費用高昂，平臺三方缺少誠信機制，干預機制也不完善，導致了信息的保密性和可靠性缺乏保障，再加上解決方案的復雜性，使得運輸平臺的開發就更加困難了。借助區塊鏈結合IT技術，在平臺上實現物流數據、交易數據、平臺相關金融數據以及各種監控平臺的連接，監管等。對交易實施實時結算，操作數據庫的更新使數據處理和安全性得到了改善，以此為來自上下游物流企業和核心企業的個體工商戶提供融資。

4 加速區塊鏈與行業融合的建議

4.1 給予政策扶持

建議各地及有關部門針對地區特色及公路交通運輸業的特點，制訂季度支援政策。各級交通運輸部門要加強區塊鏈研發資金體系建設，發揮政策帶頭作用，運用財政杠桿，運用專項交通和產業管理公共資本、技術和人力資源，協調金融機構的活動，為主要公路交通運輸項目提供信貸支持，以支持交通區塊鏈產業的發展。

4.2 完善監管機制

建議政府當局審查和制定有關使用

和管理區塊鏈技術的政策和條例，并根據包容性、謹慎性和鼓勵創新監管的原則，對區塊鏈內的風險管理機制進行修訂和完善。加強公路交通運輸部門的市場管制，建立有效的預防機制，加強國際合作，通過區塊檢測技術打擊犯罪，加強對數據研究和使用的控制，通過區塊鏈檢測技術保護企業數據以及個人隱私。

4.3 營造良好環境

建議進行部門培訓，以便在知識系統內提高工作人員的技能。各方應加強引導和宣傳，加強社會共識，為企業自覺在產業鏈中運用新技術創造良好環境。支持組織創新、展覽及創業論壇和其他活動進行互動交流經驗，以促進活動的創新多樣性，展示創新和發展的成果，促進資本、人才和技術的積累。

5 結束語

綜上所述，作為一種新型的技術，區塊鏈在公路交通運輸中的應用廣泛且前景無限。但是其還存在一些應用痛點亟待解決，政府和企業需要加大政策支持和投入，完善監管機制、提供人員培訓以創設良好的發展環境，為其更好的應用奠定理論基礎。

參考文獻

[1]劉小明， 尚春琳， 張杰， 等. 基于區塊鏈技術的高速公路收費憑證信息認證方法研究[J]. 智能科學與技術學報， 2020（2）： 153-160.

[2]區塊鏈的研究歷程與發展展望[J]. 中國公路， 2021（3）： 16.

[3]加速區塊鏈與行業融合的建議[J]. 中國公路， 2021（3）： 21.