区块链技术在公路交通运输中应用的理论研究

王哲

摘要 区块链技术近年来引起了广泛关注，在各个行业中的应用也越来越普遍。为了加快区块链在公路交通运输中的研究和使用，交通运输行业大力支持引进区块链关键核心技术领域急需紧缺的人才及创新创业团队，建设项目的示范试点，建立和完善监测机制，创造良好的环境并提供政策支持。文章以此为背景总结了区块链技术的发展，分析并讨论了在公路交通运输的基础设施建设和维护等领域使用区块链技术的可能性，以及大数据在运输、收费和物流中集成分析和应用。

关键词 区块链技术;公路交通运输;应用;理论研究

中图分类号 U495;TP311.13 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0055-03

0 前言

随着我国信息技术的不断发展，区块链作为一种突破性技术和创新性应用方法在国内公路交通运输方面的应用项目也在逐渐增加，2017年12月交通运输部中国交通通信信息中心与企业合资建立了面向交通运输产业的交通产业区块链：交通运输链，帮助企业与运输行业的其他产业企业合作，借助区块链技术构建现代运输网络[1]。在2019年世界物联网博览会上，国家车联网创新与应用展区通过区块链加密运算，构成了共识机制的相互协调与合作，在区域空间内建立人、车、路的交互传播。但在实践过程中其实际应用仍然存在一些问题，该文从区块链的发展以及现存的应用痛点出发，详细研究了区块链技术在公路交通运输中应用的理论，以供大家参考。

1 区块链技术的发展历程

区块链概念最早是2008年由日裔美国科学家提出的。核心是建立一个具有时间戳的分布式数据库，允许通过网络直接传输、加密、组网方式和验证技术共同管理解决Internet服务器上集中存储数据的信任问题，以及进行共同资源管理。以“去中心化的数字货币应用”的形式被当作底层技术实际应用在以比特币为典型代表的电子货币技术中[2]。自2014年以来，金融领域的区块链应用也得到了迅速扩展，以以太网作为一个平台，为用户提供不同的编程环境来开发程序，还提供更多的商业和非商业应用场景，以实现数字资产金融应用或企业级应用。

2 区块链技术在公路交通运输中应用的痛点问题

2.1 行业监管难度大

第一，网上网约车、“两客一危”等行业的资格审核问题。司机的准入门槛低，加上高难度的检验认证问题，导致司机素质不均匀;第二，检查并不容易。非法经营者相互通报“打游击”，导致监督执法难度升级;第三，非法活动的证据很难获得。一些非法经营者在运营前一般会与顾客约定在查證时进行藏匿，导致依法取证难度升级。

2.2 公路交通运输方面信息安全防护困难

公路交通运输部门的数据中心储存个人信息、公路交通运输资料、企业资料、有关车辆操作等多方面的资料信息，其安全管理和隐私保护已经成为一个问题。同时，行业标准很难制定。智能化公路交通运输企业越来越多但缺乏统一行业标准或具体技术标准，在差异化的政府标准背景下注册的企业水平不齐也阻碍了公路交通运输之间的数据和软件共享，在一定程度上也阻碍了公路交通运输的协调发展。

2.3 ETC数据的完成和安全性难以保障

公共交通运输系统中车道系统的故障可能会导致交易数据不包括在流水文件中，从而造成数据丢失和车辆损失。同时，由于ETC结算中心是高度集中的，一旦遭到攻击，极易丢失交易的数据或被操纵。

2.4 自动驾驶的数据保护和信息安全问题

车联网中收集到的汽车行驶性能和驾驶人员行为模式数据的数量呈指数级增长，数据库软件和硬件因国产化率低导致没有统一的加密和数据传输标准，各种自动驾驶仪不可避免地面临数据的安全性和可持续性等问题。

2.5 公共服务方面难度大

由于我国汽车保险行业价格差异大、手续复杂、周期长、异地出险困难等问题，给保险公司和投保人带来了一些困难。同时，在新能源汽车产业中，充电设施的数量相对较少，建设规划不完善，设备标准参差不齐，缺乏一个统一的运行和服务平台。

3 区块链技术在公路交通运输中的应用

3.1 区块链在公路交通运输建设项目中的应用

与传统建设项目相比，智能建设工地越来越处于“智能管理”的建设状态，互联网背景下智能化设备能自动感知并实现人和物体的连接，并使用区块链技术存储所有数据，完成公路交通运输设计和维护，以及实施项目管理的科学预算;在承包商、供应商和监督员之间建立信息联系，实现实时的项目管理报告的保存，这有效提高了施工过程的总体透明度，避免了涉及非法分包、减产减价等问题的发生，防止了传统建设项目中有关设备的数据造假[3]。区块链还可以将施工过程中的信息、质量和安全性联系起来，及时发现潜在风险，适当安排各管理岗位的工作，进而加强了项目的安全施工控制能力。

3.1.1 工程质量溯源方面

目前，项目建设的追溯方法在很大程度上依赖于项目档案，其中一些已经电子化，但由于数据来源可靠性问题，无法收集原材料来源的背景，导致信息可追溯性很低。区块链可以“去中心化存储”和“建立信任机制”的两个特点是解决这些问题的关键。在建立“联盟链”的基础上，共识算法可用于解决原材料生产、现场施工中的数据安全性和可靠性问题，以便进行检查和审批，以及行业监督，并能提供整个项目质量过程的反馈。

3.1.2 工程招投标与合同管理

“资信”和“业绩”是项目招投标过程中的两个重要指标。目前，在项目的招标业务中控制这两个指标的唯一方法是在公路交通运输部内建立一个系统进行管理以手动处理这些市场信息。系统数据源会在企业进入系统时自行录入，在属地行业主管部门进行核实验证，但是人工记录和数据检索并不能保证数据的及时性和准确性。采用区块链技术，如：建立国家“资信联盟链”，利用“智能合同”“电子合同”“数字签名”，自动输入不同地区、不同行业的投标数据、合同结果，企业与员工的信用信息共享，并自动检索验证，可以确保数据的可信度和及时性、完整性等问题。业界日后还可联同区块链技术订立“数字投/招标”及“电子合约”的标准，以确保实现信用智能投标和智能履约合同，实现全过程的无纸化、简约化办公。

3.2 区块链用于公路交通运输行业的“信用评价”管理

企业职工信用评价管理机制应应用于公路交通运输领域，这一机制可与企业职工制度结合，使他们能够以诚信行事。“信用评价”管理机制可以实现从项目一级到地方行业管理部门一级的各级评估，交通运输部将评估报告上传，经过层层考核评价后形成地方和全国的年度“信用评价”结果。目前，评估和记录方法是手工进行的，最终评估结果取决于考核者的主观因素和诚信因素。现有的“信用评估系统”可以通过区块链技术进行升级和改进，比如通过加入时间戳来保证信息的实时性和不可改;通过联盟链实现信息的跨区域共享;通过智能评价减少人为因素影响确保考核的公正性。此外，信用区块链的主要作用是为公路交通运输的信用体系提供服务。通过区块链，所有节点实时共享同步信用数据，以提高现场数据交换的效率和准确性。结合公路交通运输部的信用交通平台，提供一个具有可靠和可追踪信用数据的互信账本，以建立一个可靠的个人、企业和车辆的信用评估体系，用于监管和行业应用（如图1）。信用交通区块链最重要的概念是发展“监管链”和多个“应用链”，不仅实现了跨链操作的同步和数据的共享，同时也保证了应用链的独立运行。监管链向各级与现行交通信用评估制度有关的行业政府部门提出申请，以支持各种监管业务;应用链支持物流金融服务、网络汽车行业负面评价、高速公路偷逃费等多种行业应用。

3.3 高速公路收费领域的应用

区块链技术不仅提供了数据安全，而且还提供了实时清算和计算功能，可以有效解决跨省计算周期长、逃费、在线收费检查压力大等问题，从而通过传递信息和减少交易量来确保跨省运输信息的透明度。结合区块链技术可以实现高速公路收费的实时计算，降低了成本，提高了效率。區块链技术在财务计算中有很多应用场景，技术相当成熟。到2020年，中国已实行全国联网收费模式，其中典型的就是中心化记账模式中的ETC收费模式。该模式将合并多个省级中心，将收费数据细分，每个省中心负责该地区联网高速公路的二级拆分。通过使用区块链技术，则可以将中心化的记账模式改为弱中心化或多中心化的模式。企业、银行、网络中心、省中心和部组成一个联盟，作为监督机构。收费数据总是记录在联盟链中，资金总是转移到路段公司账的账户中。具体的拆账方式应根据预先设定的拆账规则，以智能合同为基础，在满足拆账条件后，智能合同将自动启动，然后同步完成账户拆账和银行转账。该模式的主要优点是能更有效地利用资金，消除网络中心的资金冗余。同时，引入智能合约可消除计算上的不足，并可确保收费数据与金融流转的顺利连接。此外，基于区块链的公路自由流收费系统具有多层区块网络来管理层次结构和层次数据存储，如图2所示。收集的车辆流量数据与智能合约上链，并对通行数据进行更加高效地加工处理，例如：所有有关车辆交易过程、车辆牌照、龙门架系统的设备信息和安全状况，以及跨省通行费的计算。

3.4 区块链在物流追溯领域的应用

基于区块链的商品溯源系统确保了商品整个生产、加工过程以及通过区块链技术和网络技术运输、销售和原材料追溯的透明度。同时，通过互联网进行生产监控，可以实时获得生产加工过程中各种有效的产品数据如生产环境、时间和生产过程等，从仓库交货时，制造商必须上传产品信息、制造商信息、包装信息和储存信息，以提供系统的原始资料。物流供应商收到产品后，必须重新扫描，将企业信息和产品状态绑定到运输中，并记录运输物流环节信息。当产品到达零售商手中时，他们会扫描并存储在仓库中，并将交易、零售和仓库信息联系起来。在购买产品时，消费者可以通过查看原材料反馈代码来追溯产品信息。

3.5 区块链在物流找车领域的应用

长期以来，中小企业一直面临信用不足的问题，信息相对缺乏安全性和不对称性，它们的融资既困难又缓慢。随着金融技术的发展，区块链被视为解决当前供应链融资问题的一种有效方案。“区块链+供应链金融”在实践中的应用越来越多。此外，区块链技术在物流领域中具有显著优势，已经在电子商务物流平台上得到应用，阿里系统就是典型的代表案例。2018年初，进口贸易领域可以利用区块技术下载、跟踪和控制产品信息、运输信息、海关处理和检查信息以及第三方检查信息等，形成了一条全链路物流信息链。例如，如果以无车承运人货运监管服务信息平台为例，货源与车源的不匹配在很大程度上促成了普遍存在的货找车难、车找货难的现象，而且因为平台建立和维护费用高昂，平台三方缺少诚信机制，干预机制也不完善，导致了信息的保密性和可靠性缺乏保障，再加上解决方案的复杂性，使得运输平台的开发就更加困难了。借助区块链结合IT技术，在平台上实现物流数据、交易数据、平台相关金融数据以及各种监控平台的连接，监管等。对交易实施实时结算，操作数据库的更新使数据处理和安全性得到了改善，以此为来自上下游物流企业和核心企业的个体工商户提供融资。

4 加速区块链与行业融合的建议

4.1 给予政策扶持

建议各地及有关部门针对地区特色及公路交通运输业的特点，制订季度支援政策。各级交通运输部门要加强区块链研发资金体系建设，发挥政策带头作用，运用财政杠杆，运用专项交通和产业管理公共资本、技术和人力资源，协调金融机构的活动，为主要公路交通运输项目提供信贷支持，以支持交通区块链产业的发展。

4.2 完善监管机制

建议政府当局审查和制定有关使用

和管理区块链技术的政策和条例，并根据包容性、谨慎性和鼓励创新监管的原则，对区块链内的风险管理机制进行修订和完善。加强公路交通运输部门的市场管制，建立有效的预防机制，加强国际合作，通过区块检测技术打击犯罪，加强对数据研究和使用的控制，通过区块链检测技术保护企业数据以及个人隐私。

4.3 营造良好环境

建议进行部门培训，以便在知识系统内提高工作人员的技能。各方应加强引导和宣传，加强社会共识，为企业自觉在产业链中运用新技术创造良好环境。支持组织创新、展览及创业论坛和其他活动进行互动交流经验，以促进活动的创新多样性，展示创新和发展的成果，促进资本、人才和技术的积累。

5 结束语

综上所述，作为一种新型的技术，区块链在公路交通运输中的应用广泛且前景无限。但是其还存在一些应用痛点亟待解决，政府和企业需要加大政策支持和投入，完善监管机制、提供人员培训以创设良好的发展环境，为其更好的应用奠定理论基础。

参考文献

[1]刘小明， 尚春琳， 张杰， 等. 基于区块链技术的高速公路收费凭证信息认证方法研究[J]. 智能科学与技术学报， 2020（2）： 153-160.

[2]区块链的研究历程与发展展望[J]. 中国公路， 2021（3）： 16.

[3]加速区块链与行业融合的建议[J]. 中国公路， 2021（3）： 21.