新冠疫情下基于区块链的应急物流和物资保障体系研究

自2003年“非典”疫情爆发以来，我国着力建设应急管理体制，在应急物流、物资保障体系方面都做了大量研究。在此次新冠肺炎疫情防控过程中，可以看出我国的应急物流体系建设已经取得了一些阶段性的成果，但是在抗疫过程中应急物流指挥调度低效、物资调配无序等问题也暴露出我国的应急物流体系尚未成熟。因此，从此次疫情防控应急物流和物资保障情况来总结经验、吸取教训，弥补应急物流建设短板，推动和完善应急物流与物资保障体系建设，具有重要意义。

目前已有众多的研究和实践证明，区块链技术所具有的分布式账本、去中心化、非对称加密、智能合约、信息共享和点对点传输等基本特征，也能够广泛应用于物流领域。但是将区块链技术用于应急物流建设方面的研究还较少。霍玉蓉基于区块链技术的基本特征，对区块链技术与应急物流系统之间的契合程度进行分析，结果表明区块链技术在一定程度上可以促进应急物流系统的构建与发展。李旭东从高效运行、助力捐赠、智能发展三个维度入手，提出了三种应用区块链技术完善应急物流的典型应用模式及相关措施。胡卿汉利用区块链技术来解决在应急管理过程中的医药物资捐赠问题。可见区块链技术能够用于构建应急物流与物资保障体系，因此本文探索利用区块链技术构建应急物流体系，利用其独特的技术优势完善我国的应急物流和物资保障体系。

一、区块链技术在应急物流与物资保障体系建设的应用优势

1.疫情下我国应急物流与物资保障体系存在的问题

（1）应急物流指挥调度无序、低效

目前应急物流指挥组织几乎都是临时组建，因此缺乏实际的作战配合经验，无法及时正确的对应急物流做出统筹安排。在疫情期间可以看出各项新兴技术还未能够与行业实践相结合，当前的预测预警、应急指挥、监控反馈等技术系统还远远达不到要求。在运力调配，应急物资分拨调配处理方面的指挥调度能力不足，导致防控急需物资不能及时送达和分发配送。

（2）信息不对称

由于缺乏能实时呈现供需信息的平台来统筹应急物资的运输调配，各级之间信息传递时效性较低甚至信息不对称，导致了应急物资之间的供需不匹配。医院、个人、救助机构对应急物资的各项需求信息不能及时与供给信息有效共享、对接和匹配，如物资堆积在红会仓库，医院等却严重物资匮乏。只有解决信息不对称的问题，参与应急救援的各个方面才能够有序高效地运作。

（3）应急物资质量无法保证

疫情期间口罩、消毒液、医用手套、防护服等防控急缺物资对专业性、安全性要求极高，然而各种制造兜售假冒伪劣防疫物资的现象层出不穷。不合格的应急物资将对应急救援过程造成极大的不便，更是危害受害者的健康。对应急物资的质量监管必须从生产、流通、分发等各个环节实施全链条、全流程监督，保证应急物资的质量。

（4）物资捐赠信任透明问题

在疫情期间社会各界的捐赠物资及资金对抗击疫情起着举足轻重的作用，捐赠物资是否安全正确的存放、管理、分配必须被完全透明的公开。然而承担着接受和分发捐赠物资工作的湖北省红十字会却出现物资分发效率低下、信息发布不及时以及物资分配不公开透明的问题，受到了各界的质疑。

2.区块链技术在应急物流与物资保障体系建设上的应用优势

区块链作为一种新的应用模式，其所具有的分布式数据存储、点对点传播、共识机制、加密算法等计算机技术的优势，能很好的用于多方参与的应急物流管理，将所有参与方链接在一个网络结构下，并提供了一个可共享但不可篡改的分布式数据库，提高了突发事件应急物流管理的效率、增强了公开性与透明度。可以解决疫情紧急救援中的两个主要问题：一是保证物资调配的及时性和有序性，二是保证物资调配的公开透明。

（1）去中心化

通过去中心化的分布式结构，能够使得在应急救援管理工作中的各方实现点对点的数据通信，可以保证信息的及时传递和共享。通过将信息及时上链，利用区块链强大的信息共享能力，使得各项信息不需层层上报，提高了执行的效率，适应于应急物流的时效性要求。

（2）数据不可篡改

区块链技术的去中心化本质和加密算法，可以保证所有物资流通节点都在进行全网传播，若某一节点数据被篡改，将无法与其他节点上的信息保持一致。将其用于应急物资的采购、配送、分发环节，让运输、仓储、分发等数据以全链路的方式进行存证，使得所有的流转信息可追溯，杜绝假冒伪劣货物的出现。此外将其用于物资捐赠环节，捐赠方、公益组织和获赠方这三者之间的物资流动情况、捐赠物资所处环节、是否及时发放都将变得清晰明了。

（3）智能合约

智能合约，在无法更改数据的基础上，预先将规则条款以代码形式写在区块链上，并在预先设定的条件得到满足后立即自动执行协议条款，减少了人工干预和手工文书工作，简化流程提高了执行的效率，即使没有中心机构的监督，合约也能准确有序地执行。可将智能合约用于突发事件的监控预警、应急预案自动响应、供需快速匹配等方面，提高应急物流管理的效率。

二、区块链技术下的应急物流和物资保障体系

从此次疫情可以看出，我国需要的是一种社会化的应急物流体系，以政府为骨架，以物资储备中心、物资供给企业、捐赠方、物资需求者、物流企业为主体，利用大数据、互联网、物联网、区块链等来链接和协作各参与者，形成一种高效、有序、安全透明的应急物流和物资保障体系结构。

图1 应急物资调度管理系统

本文所提出的基于区块链技术的应急物流和物资保障体系，主要从应急物流指挥管理、应急物资调度管理两个方面建立。首先建立应急物流指挥系统，参照以往的突发事件编制应急物流预案并定期演练，还根据事件状态数据自动响应急物流预案；其次应急物资调度管理系统将物资按照储备物资、捐赠物资、采购物资三类，建立物资信息记录平台、物资供需管理平台、物资调度管理平台。

1.应急物流指挥系统

在面对重大突发事件时，强有力的应急物流和物资保障体系至关重要。应急物流指挥系统作为整个应急物流和物资保障体系的核心大脑，必须以政府部门为主导将物资供给企业、捐赠方、物资需求者、物流企业等主体紧密联合在一起，整合各类信息从而做出应急物资保障计划的部署和安排，进行动态控制与指挥。该系统主要需实现的几大功能：一是应急物流预案的编制与演练；二是数据收集和实时共享；三是应急物流预案自动响应。

（1）应急物流预案的编制与演练

应该形成稳定常态化的应急物流指挥管理机构，政府部门需要与应急物流领域的专家合作，并将应急物资生产企业、地方商用物流企业纳入应急物流管理范畴，在国家或地方总体应急预案的统揽下，共同进行应急物流预案的编制与演练。预案编制时就必须考虑到各种实际情况，把所有的应急物流和物资调配管理程序化，明确各方责任。此外，应定期进行应急物流预案的演练，提高执行的效率，以保障当重大突发事件发生时能够快速、果断决策。

（2）数据收集与实时共享

日常需对储备应急物资的品类、规模、结构、数量进行不定期盘点；在突发事件发生时必须实时收集各项数据信息，如医疗数据、物资数据、运输数据等，以此来及时做好应对准备，做好应急物流指挥工作。利用区块链技术的数据共享和数据不可篡改特性，实现数据信息及时准确在各节点之间实时传递，确保信息对接顺畅。在实现应急物流指挥信息收集与共享时，首先利用时间戳技术、数据加密技术将突发事件信息及时安全的送达应急物流指挥中心，保证数据的安全。其次利用数据验证、传播机制和各类共识算法对网络节点中的各类信息进行智能识别与精确计算，这样使应急物流指挥各部门与各个组织之间准确无误的进行信息互通共享。

（3）应急物流预案自动响应

针对突发事件的应急物流管理时效性要求较高，迅速有效的预案响应机制十分重要。借助于区块链数据实时共享以及数据不可篡改的特点进行突发事件的实时监控，对各项数据进行汇总整合及分析识别，并基于分析结果做好提前预警。将国家总体应急预案与应急物流预案以智能合约的形式写入程序，根据采集到的各项数据信息进行自动分析和应急物流预案响应。

2.应急物资调度管理系统

针对应急物资调度管理过程中的信息不对称、应急物资质量无法保证和捐赠透明信任等问题，可运用区块链技术构建可追踪、可溯源的应急物资调度管理平台，实现应急物资统筹管理和有序调配。在应急物资调度管理系统中建立物资信息记录平台、物资供需管理平台、物资调度管理平台。在物资信息记录平台中将应急物资划分为三类进行管理，分别为储备物资、采购物资、捐赠物资等，并包含物资溯源防伪模块和物资去向管理模块。在物资供需管理平台中，包含物资供给模块、物资需求模块、供需匹配模块。在应急物资调度管理平台中有三个模块，一个是物资调配模块，二是物资配送网络优化模块，三是物资配送监督模块。

物资流动的整个过程为储备物资、采购物资和捐赠物资经过溯源防伪认证以后，进入物资供需管理平台的物资供给模块。物资的需求方在物资需求模块将物资需求信息录入，供需匹配模块利用智能合约进行供需自动匹配。完成匹配之后，将匹配信息发到物资调度管理平台，由物资调配模块完成物资的调配处理，配送网络优化模块计算出最优的配送路径，在配送过程需将配送的全过程信息通过区块链实时记录，并把所有的数据发送到去向管理模块，捐赠方、需求方等都可以获知物资的状态信息。应急物资调度管理系统，如图1。

（1）物资信息记录平台

物资信息记录平台主要包含两个模块，一是溯源防伪模块，二是去向管理模块。

突发事件中应急物资的质量安全至关重要，为杜绝假冒伪劣物资的出现，由物资储备中心储备的物资、从物资供给企业采购的物资、由捐赠者捐赠的物资，必须经过溯源防伪认证。基于区块链技术的溯源防伪系统，可以避免传统的由中心化机构对商品来源信息集中管理的弊端，进行商品溯源具有去中心化、防篡改、数据安全性高等优势。当然对应急物资的溯源防伪应该是一项日常性的工作，从原料采购开始、到原料检验、入库、生产以及产品的检验、入库、发货出库，整个过程的数据信息都必须利用区块链技术记录下来，而当其被用到应急事件中时，通过区块链进行回溯从而验证物资的真实安全性。通过溯源防伪认证的物资，其物资供应方包括物资储备中心、物资供给企业以及捐赠方将各自的供给信息包括物资的种类、数量、价格、规格以及供应方的用户信息、地址信息等记录到以物资供需管理平台的物资供给模块中，以便后续过程使用。

在物资去向管理模块中，必须把所有的储备物资、采购物资和捐赠物资的去向进准确记录，以便使应急物资的信息清晰明了。信息一旦上链就无法篡改和删除，捐款流程和受赠信息全程可溯源，全部信息不可伪造，提升多方信任。捐赠方可以看到自己所捐赠的物资是否被完好的送到需求者手中、政府等应急部门可以准确得知所发放的资金是否得到了有效利用等等。确保应急物资在公开监督下，快速到达最终救助机构、需求单位及个人手中。

（2）物资供需管理平台

在物资供需管理平台中应包含物资供给模块、物资需求模块和供需匹配模块。经过溯源防伪验证通过的应急物资供给信息将被录入到物资供给模块；需要应急救援物资的各医院或者救助点等则可以将物资需求信息录入到物资需求模块；供需匹配模块中利用区块链智能合约自动进行物资的供需匹配。这种模式解决了通常的物资供给需求层层上报的种种弊端，可以实现信息的快速响应和供需双方的自动匹配，从而减少人为干预。匹配后的物资供需管理平台，如图2。

通过溯源防伪认证的物资，其物资供应方包括物资储备中心、物资供给企业和捐赠方将各自的供给信息（包括物资的种类、数量、价格、规格），以及供应方的用户信息、地址信息等记录到物资供需管理平台的物资供给模块后。需求方将自己的用户信息、地址信息和物资需求信息（包括物资的种类、数量、价格、规格等）等记录到物资需求模块。供需匹配模块获取需求方的需求请求，根据所述需求请求和所述区块链中存储的供应方的供应资源信息匹配符合要求的目标供应方，匹配的原则包括按照储备物资、捐赠物资、供给物资的顺序进行，并且需考虑供需双方的距离长短、物资的满足度等等，可以一个需求方匹配多个供应方或者一个供应方匹配多个需求方。匹配完成以后，生成智能合约，需求方和供应方接收到智能合约脚本后可以运行程序，然后可以自动确认自身所匹配的节点，并自动进行认证过程。根据合约脚本可以确认匹配信息，匹配信息中可以包括供应方向需求方提供的物资的种类、数量和规格等具体内容，还需包括供需双方的用户信息、地址等。另外还需将匹配信息发送到物资调配模块，以便物流企业进行物资的调配管理。通过基于区块链技术的供需管理平台，供需双方可以通过智能合约实现自动、规范的物资匹配和确认，提高了匹配的效率并且匹配信息保存在区块链中，无法被篡改，提高了供需匹配过程中的安全性和可靠性。对于物资供给企业这种还需要进行付款行为的物资采购过程来说，当双方达成认证之后，便可触发自动付款，提高了效率，并保证了双方的交易信任。

图2 物资供需管理平台

（3）物资调度管理平台

物资调度管理平台中包含物资调配模块、配送网络优化模块和配送监督模块。通过自动匹配的物资供需信息还需传递到物资调度管理平台的物资调配模块，由物流公司整合物资的各项信息，再经配送网络优化模块进行仓储和配送路径的优化。随后将配送的路径和供需双方的用户信息和地址信息发送给配送团队，由配送团队去供应地取货后配送到需求方手中。物资从供给地到需求地的整个物流过程的数据全部上链，实现应急物资从仓储、分发到派送的全过程追溯，解决应急物资在转移过程的追溯防伪和信息变更同步问题，并且可以随时查询物资的准确位置和状态，及时进行路线变更。其中具体涉及到的区块链技术包括时间戳、非对称加密算法和数字签名等如何应用不进行详细叙述。物资调度管理平台，如图3。

图3 物资调度管理平台

三、总结

我国的应急物流与物资保障体系还存在较大不足，而区块链技术作为一种基于分布式账本管理、去中心化的数据的可信任的技术，天然契合应急物流管理时效性、多方参与性的要求。本文利用区块链独特的技术优势从应急物流指挥管理和应急物资调度管理两个方面构建应急物流体系，所提出的两大系统、三大平台、八大模块等，能够在一定程度上解决当前应急响应缓慢以及在应急物资保障过程中的供需不匹配、应急物资质量无法保证和捐赠透明信任等问题。区块链作为一项新兴技术，若能与大数据、物联网等结合，在应急物流领域将拥有很大的发展潜力，但如何推进其落地应用还需进一步研究。