区块链技术在冷链物流系统中的应用研究

张 云，何溢钧，万锦辉，黄冬丽

（1.广西产研院人工智能与大数据应用研究所有限公司，广西 南宁 530200；2.广西通信规划设计咨询有限公司，广西 南宁 530000）

0 引言

在区块链技术的全面支持下，我国的冷链物流系统能够高效运用网络智能化管理平台，有效减少食品安全风险的发生，将区块链技术和冷链物流高效融合，能够确保智能信息化系统在运输期间发挥重要的监督作用，不断提升冷链物流实际运输效率，更好保证产品运输质量，因此，本文主要探讨了区块链技术在我国冷链物流系统中的具体运用。

1 区块链技术的特点与发展

（1）区块链技术特点。区块链技术的本质是将现有已经成熟与完善的各项技术完美结合，采取分布式账本方式详细记录下各项数据，同时以完善脚本加强业务逻辑处理力度，在很多区块链系统当中，数据以区块作为单位实现快速存储，不同区块之间通常会按照时间顺序，构建稳定的链式数据结构体系，各个节点均能够实现区块链系统数据的有效验证、存储和维护。通常来讲，新区块需要通过全网多个节点来确定其是否能够成立，在创建新区块的过程当中，还要对各个节点进行广播，进而实现全网同步的目标，上链之后，此区块不能更改或者删除。

由于区块链技术具备明显的去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改、匿名性等一系列特点，因此，需多个参与方共同协商，进而保证此项技术在冷链物流领域当中得到良好运用，结合现阶段我国冷链物流行业的发展现状得知，区块链技术具备较好的应用潜力。

（2）区块链发展特点。结合区块链技术的实际应用现状可以得知，核心技术是系统内部非对称高端加密技术和时间戳技术，此项技术具有高度去中心化的特征，具体体现为：在以往的互联网交易管理系统当中，不会受到任何约束，市场交易管理较为随意化，使得管理中心权利逐渐朝着绝对化方向发展，使得市场交易程度不断提升，降低交易效率，但是，在区块链技术的大力支持下，因为其采取高度去中心化方式，不会单纯依赖交易管理中心进行管理，通过运用高端加密数据技术，针对广大用户的具体信息实施分层化管理，即使某层出现信息泄漏现象，也不会给信息管理系统的正常运行带来任何影响[1]。

区块链技术的合理应用，可以取得良好的安全性效果，结合现阶段我国互联网交易现状能够得知，主要采取对称密钥技术对用户信息进行保护，但是，由于物联网技术与大数据分析技术的快速化发展，对称密钥技术在具体应用期间，容易出现过多的信息漏洞，在区块链技术的大力支持下，因为其内部采取的是非对称密钥技术，可以明显提高广大用户信息的安全性与可靠性。

此外，区块链技术的良好运用，具备反复验证功能，在区块链当中运用时间戳技术，在此项技术的大力支持下，针对不同时间节点用户信息进行快速搜索和查找，同时，在时间戳技术系统全面控制之下，广大用户的真实信息无法被完全更改，减少盗用现象的发生。

2 冷链物流系统中的区块链技术应用

2.1 冷链物流系统的技术基础

冷链物流通常是指冷藏冷冻类食品在具体生产、运输、销售，一直到消费前各个环节之间始终处于规定低温环境之下，进而保障食品质量，避免食品出现损耗的一项系统性工程，因为科学技术的快速发展与进步，制冷技术越来越先进化，冷链物流主要以冷冻工艺学作为重要基础，以制冷技术作为核心的低温物流过程。

结合冷链物流特点得知，其对技术的具体需求，主要体现在对不同部门的实施监控与反馈，故需要为其提供一个更加稳定、成熟的信息化管控系统，在此系统内部，可以更加便捷、准确收集相关信息，与此同时，系统还要具备多个功能，主要包含温度监控、在线签约、在线支付与信息追溯等一系列内容，当前冷链物流中物联网、GIS 等相关技术运用为区块链技术的融合应用奠定了一定的基础，具体体现在以下3 个方面。

（1）运用物联网及定位技术，例如RFID 技术，针对现阶段的冷链物流实施全程化监控，在GPS 定位技术与GIS 可视化技术的大力支持下，可以实现精确定位，以及各项信息的快速化采集。

（2）运用EDI 技术，实现信息数据的快速化传输，以及信息的全面交换，EDI 技术可以实现不同信息系统之间的信息共享，包括信息交互，确保不同系统之间实现有效互联互通，在提升信息传输速度的同时，保证各项信息更加精确。

（3）积极运用调度算法。针对电商冷链物流企业来讲，为取得全局优化调配的效果，需要积极运用新算法，遵守经济性原则，在降低成本的同时，为消费者提供良好服务。同时，构建标准化的数据库系统，能够让各个环节具备较好的组织协调性与可靠性[2]。

2.2 “区块链+冷链物流”系统构建

结合我国冷链物流系统的发展现状可以得知，基于区块链的冷链物流系统构建是融合现有物流系统技术的智能化系统，包括信息化系统模型设计、智能合约子系统构建、冷链物流温控模块等应用模块构建、公共服务平台构建等。

首先，构建以区块链技术作为基础的信息化系统模型。为确保冷链物流信息系统能够可靠、安全运行，建立一个稳定的冷链物流信息系统特别重要，区块链技术的快速发展，能够有效提升信息化平台建设水平，例如，ChainSQL 作为全世界首个以区块链为基础的数据库应用平台，为建立以区块链技术为核心的冷链物流系统奠定良好基础。为全面发挥区块链技术的在线签约功能，在系统内部，建立智能合约子系统，此子系统可以将冷链企业和原材料供应商有效连接，上游企业与下游企业可以在系统内部进行有效认证，认证合格之后，下游需求企业能够将交易信息直接存储到网络“区块”当中，通过区块实施全网广播，上游供应商可以将物品流转信息填入区块链数据库之中，实现供需双方的有效选择[3]。双方确认交易期间，两个节点之间通过智能化合约签订相关协议，通过密钥开展数字化签名，此签名具备一定法律效力。“区块链+冷链物流”系统模型如图1所示。

我国城市人口逐年递增，导致排放污水的数量越来越多。以往的城市排水系统，大部分都是将污水直接排放到道路的两边或周围的河流里，对城市环境造成了威胁，若依旧使用这种直接排放污水的方法，将会带来严重的危害。因此，需确保城市排水的有效进行，加大对排水系统的研究工作。在设计排水系统时，为防止因污水数量过于庞大导致污水不能顺利地经管道排出，从而对市民的生活造成影响，需要计算污水排放量。在排放污水时，还应使用节能方式进行排水，不断加大污水的处理力度，同时也要提高对节能的重视程度。

图1 “区块链+冷链物流”系统模型

区块链无法更改的特点，能够确保链上的各项数据长期有效，能够用于发生纠纷时的举证和追责。为确保信息查询和信息交换水平得到明显提升，建立以区块链技术为基础的新型查询系统，此信息查询系统主要以ChainSQL 作为平台，在此平台的大力支持下，上下游企业，包括系统内部的各个模块实现良好连接，提升数据收集效率，加快数据交换速度。

其次，建立以区块链为基础的冷链物流温控模块，冷链物流温控监控系统在实际运行期间，具有良好的数据统计功能与分析功能，以及数据导出和实时显示、记录等功能，由于区块链具备账本数据存储技术和防篡改的传输技术，因此，RFID 标签可以在极短时间之内，实现数据的快速上传，保证数据能够及时上传到区块链，与此同时，系统能够结合实时温度变化情况，对温度数据进行调整，此种方法可以让冷链上部的各个参与方获取精确时间与温度数据，保证冷链运行时间查询和控制温度条件的合理性与高效性。

最后，以区块链作为基础构建公共服务平台。针对下游企业与消费者来讲，信息查询与信息追溯应用特别重要，以区块链技术作为基础的冷链物流信息化系统，通过运用RFID 技术，实现数据的快速收集、上传，也可以将链条内部的各项数据，包括物流信息、上游企业数据、下游企业数据、温度信息与位置信息等，实现快速收集与分析处理。通过构建数据库，针对海量数据实现全面存储，确保信息实现快速查询，如果产品出现质量问题，或者系统发出温控报警，系统可以实现数据的快速追溯与精准追责。

2.3 “区块链+冷链物流”系统具备的优势和特点

（1）区块链属于链式结构，各个数据块均能够按照时间先后顺序进行有效的合并，合并处理后进行加密处理，成立分布式账本，账本上的信息不能任意更改与伪造，确保信息更的安全性。每次加入一个全新区块，需提前将区块哈希值与当前时间戳，包括一段时间之内出现有关交易与事务，以及默克尔书根值共同打包到相同块当中，将其在系统当中进行广播。区块链系统结合具体应用场景与系统的区别，可以将其分成公共链、联盟链与专有链，其中，公共链在公共网络上部发布供应链全部信息，系统内部任意一个节点，均能够在同一时间获得与分享各项信息。联盟链主要位于公共链与专有链之间，属于部分权力下放、参与企业数量与运营成本适度模式。冷链物流供应链主要采取协作方式进行科学管理，信息在各个节点企业当中实现流动公开与共享，伴随协同管理企业的变化情况而发生变化，在应用联盟链期间，能够有效解决冷链物流企业供应链协同管理当中的信息孤岛等问题，不断降低成本、提升效率。

（2）针对冷链物流来讲，对温度进行严格控制，是非常重要的前提，如果温度控制不规范，需要立即调整，所以，采取RFID 技术，针对特定目标进行准确识别，实现数据的快速读写。在RFID 技术的大力支持下，阅读器能够收集到标签上部的各项数据，然后统一将收集到的数据及时上传到计算机系统当中。比如，将可以记录温度数据的RFID 标签安装在卡车驾驶室内部，或者安装到仓库与港口等区域，在运输期间，利用GPS进行严格监视，系统可以实现温度数据的快速传输，由于区块链技术具备账本数据存储技术和防篡改的传输技术，因此，标签RFID 技术可以在特别短的时间之内上传数据到区块链当中，同时，可结合实时温度变化情况，对温度数据进行调整，此种方法可以让冷链上的各个参与方及时获得精确时间信息与温度信息，保证冷链运行期间数据的快速查询。

3 区块链技术未来发展方向与建议

针对我国物流行业的发展现状可以得知，区块链技术的应用范围越来越广泛，通过培养高素质的区块链技术冷链物流人才，能够推动物流行业的快速发展，例如，通过合理制定“区块链+冷链物流”人才培养方案，可以确保“区块链+冷链物流”人才瓶颈得到良好破解。社会各界人士需要充分认识到区块链与冷链物流融合发展重要性，并制定人才培养方案，根据区块链特点，充分挖掘出人才潜能。

对于各大高校来而言，应全面推广“产学研”相关结合人才培养方案，鼓励学生积极学习区块链与冷链物流有关知识，不断提升其实操能力，满足冷链物流区块链技术应用人才需求。需要积极响应国家相关政策，做到与时俱进，将区块链技术和冷链物流有效融合，开展深层次研究，加快知识成果的有效转化。

《“十四五”冷链物流发展规划》明确提出要推动大数据、物联网、5G、区块链、人工智能等技术在冷链物流领域广泛应用，加快区块链技术在冷链物流智慧监测追溯系统建设中的应用，提高追溯信息的真实性、及时性和可信度。应用区块链技术，冷链物流能够实现冷链智慧化的飞速发展，虽然面临诸多的挑战，但是区块链在构建冷链物流系统应用上的前景已确定无疑，冷链物流发展将会迎来蜕变契机。

4 结语

综上所述，本文重点对区块链技术在冷链物流系统中的应用要点进行分析，例如明确冷链物流系统的技术基础、构建“区块链+冷链物流”系统构建，提出区块链技术未来发展方向与建议，通过加大投资力度、加快基础设施建设步伐等，不但可以确保区块链技术得到高效运用，而且能够减少能源的浪费，可以为相关人员提供一定的借鉴与参考。