区块链在危险货物道路运输中的应用探索

郑凤飞，黄 涛，刘春芽

（兰州朗青交通科技有限公司，甘肃 兰州 730030）

随着经济的发展，危险货物道路运输的需求增长迅速，危险货物道路运输因潜在的高风险性也成为各级管理部门的监管重点。区块链是使用密码学保证传访问和传输安全，由不同各方共同维护，具有难以篡改、防止抵赖、公开透明等特征的信息技术。基于这些特征，凭借区块链独有的信任机制，区块链在未来发展数字经济中具有广阔的应用空间。

目前，全国约有30 个省市发布了区块链相关政策文件，用于指导区块链发展的产业链布局[1]。区块链技术的应用场景从电子存证、产品溯源、存证防伪、政务民生等领域不断深入，但各类应用的模式仍在演进，区块链的应用仍处在较初级阶段，仍需不断探索[2]。

本文以前沿技术区块链为驱动，针对在危险货物道路运输场景中，货物从交付到运输的链条存在中间环节信息不透明的情况，当发生重大安全问题时，应急处置的信息未实现跨部门共享，协同处置困难等问题，开展区块链在危险货物道路运输中的应用研究，对于探索区块链新技术与交通行业的深度融合，保障危险货物安全运输具有深刻意义。

1 危货运输现状分析

道路危险货物运输因潜在的高风险性是政府部门监管的重点和难点，也受到全社会高度关注，国家行业监管部门高度重视利用信息化手段提升危险货物安全监管水平。2019 年11 月，交通运输部、工业和信息化部、公安部、生态环境部、应急管理部、国家市场监督管理总局联合发布《危险货物道路运输安全管理办法》用于加强危险货物道路运输安全管理，预防危险货物道路运输事故。目前，多地已建设危险货物道路运输安全监管系统，有效解决了危险货物道路运输行业监管手段落后、专业化程度低等问题，但还存在如下问题：①信息化孤岛问题。由于道路运输所涉及的数据分布在各个不同的行业厅局，交通运输行业内部的数据虽然已经实现了内部汇聚，但工信、公安、生态环境、监管等其他部门的相关信息无法实现可信共享，有些仍需手工录入，数据真实性、规范性、及时性都无法有效保证。②信息安全问题。无法保障运输数据存储安全，传统的道路运输平台的后台只有一个中心化数据库存储道路运输业务数据，存在遭受攻击后恢复困难的问题，且违规录入也不会留痕，数据安全难以有效保障。③信息共享问题。跨部门的信息共享存在瓶颈，传统数据共享手段在数据真实性、可靠性、及时性保障方面也存在不足。④协同监管信息问题。跨部门协同监管信息的抄告（黑名单等）依靠传统的文件传递方式，效率低下，时效性很难保证，转录也存在困难。

2 区块链技术架构

2.1 区块链系统架构

虽然不同区块链在具体实现上互不相同，但是架构存在一定的共性，区块链系统可以划分为基础设施、核心功能、操作运维、系统管理、应用管理等几个部分[3]。其中，底层的基础设施层为上层提供算力、存储和网络资源，是区块链的基础保障层；基础组件层主要提供数据库、密码库和通信机制；账本层负责交易的合法性验证及收集和打包；共识层主要用于保证各节点数据的一致性；智能合约层主要用于将业务逻辑以代码的形式实现，帮助用户与区块链进行交互；接口层主要负责完成功能模块的封装，为上层应用提供简洁的调用接口；操作运维层负责日常运维工作；系统管理层主要负责对体系结构中其他部分进行管理，区块链系统架构图如图1 所示。

图1 区块链系统架构图

2.2 区块链服务BaaS 的总体架构

区块链服务BaaS（Blockchain as a Service）是一种能够帮助用户创建区块链网络并管理和维护的技术服务平台，具有方便易用、快速部署等特点，能够降低开发成本，减少用户的使用难度。区块链BaaS 服务的总体架构如图2 所示，包括服务管理平台和服务运行态，管理平台主要有资源管理、区块链管理和平台管理，区块链服务运行态主要包括应用层、业务层、区块链基础层和资源层。

图2 区块链服务BaaS 的总体架构图

3 危险货物运输中区块链的应用场景

针对危险货物道路运输监管信息化系统存在的问题，结合区块链技术高度安全、不可篡改、透明共享的特点，分析危险货物运输中区块链的应用场景，在BaaS 平台上测试创建联盟链，再在联盟链上生成交通运输、公安、工业和信息化、应急管理、生态环境、市场监管等节点，在交通运输节点上传测试数据，并将数据共享。应用区块链进行数据的加密与防篡改处理，形成数据的汇聚中心，其他节点通过平台获取权威的数据，确保数据的同步同源，保证数据的真实性与准确性，进行数据的共享共用。

3.1 运单信息入链存证

运单信息是运输过程中重要的凭证和信息，建立基于运单信息存证“联盟链”的可信基础信息库，将详细记录运输途中危险货物品种、数量、危害等信息的电子运单信息上链实现运单信息查询、运单验证功能。运单入链存证能够有助于运输企业和各级监管部门按照货物危险等级进行重点监控，防止运单信息被伪造和篡改，实现对监管资源的有效配置，避免重特大事故发生；其次电子运单可以为应急处置各参与方提供详实、准确的货物信息，能够保证在事故发生后及时采取合理的措施，最大限度降低事故损失和灾害影响程度。运单信息入链存证示意图如图3 所示。

图3 运单信息入链存证示意图

3.2 车辆运输管理

应用区块链技术，对运输过程中货物、车辆、人员等信息进行加密处理，并存储在区块链上，方便对后期数据进行比对。装货发车前将承运人、托运人、装货人、收货人、始发地、目的地、编号、品名、包装及规格、数量等信息存储在区块链上，为后期监管核查提供基础保障。运输过程中针对运输车辆安全、车速、车辆定位等信息，使用区块链进行实时加密处理，防止篡改。收货前，进行货物盘点检查，通过与区块链上保存的装车数据进行比对，对异常数据进行预警处理。

3.3 车辆定位管理

应用区块链技术，对车辆动态定位数据进行区块链加密处理，使得数据安全可靠、不可篡改。车辆定位数据包括行驶速度信息、车辆安全信息，车辆位置信息，将车辆定位数据实时上传至存证平台，并与预设车速进行比对，实时监测车速，并根据预设预警值进行动态监管，出现异常可以及时预警，并反馈给相应单位，如车辆超速将反馈公安，车辆安全预警将反 馈给应急部门。

3.4 数据共享

通过区块链平台实现与公安、工业和信息化、生态环境、市场监管、应急管理等部门的数据共享交互，应用区块链进行数据的加密与防篡改处理，形成数据的汇聚中心，各部门通过平台获取权威的数据，确保数据的同步同源，保证数据的真实性与准确性，进而进行数据的共享共用。可查询的数据包括企业基本信息查询、从业人员基本信息查询、罐车罐体基本信息查询及罐式集装箱基本信息查询。

3.5 证件监管

将各类证件进行电子化，实现证件信息的链上管理和查询，并通过区块链的可追溯性使得电子证件使用的每一步记录都被留存，确保一切操作都有迹可循，提高可信度和真实性，同时对各类证件的有效日期、是否合格等进行筛查，在证件有效期到期前进行提示。日常的运输证件包括交通部门核发的运输许可证、公安机关核发的剧毒化学品道路运输通行证、民用爆炸物品运输许可证、烟花爆竹道路运输许可证、放射性物品道路运输许可证或者文件等。

3.6 危货运输数据可视化展示

面向行业管理部门，实现对危险货物道路运输行业状况的监测，借助大数据技术分析展示本省危险货物道路运输分布情况，输出可视化图表，支持数据可视化及数据穿透功能（上钻、下钻）。主要功能应包括运输企业统计分析、从业人员统计分析、专用车辆统计分析、罐车罐体统计分析、罐式集装箱统计分析及主要运输线路统计分析。

4 结束语

传统的危货运输系统是中心化的系统，运营过程复杂、成本高、效率低、安全隐患大，本文基于区块链技术的特点、技术架构和应用领域，分析了区块链在危险货物道路运输中运单信息入链存证、车辆运输管理、车辆定位管理、数据共享及证件监管的应用场景。从理论角度，区块链技术在危险货物道路运输中应用对于保障危险货物安全高效运输具有重要意义，且具有以下优点：①区块链多方共建，危险货物运单等信息将通过多方记录确认核实，不可篡改，所有数据都可进行安全的访问和存储；②数据真实透明，可实时更新，可完整追溯；③通过区块链底层技术的连通，能够实现多方对整个运输过程的协同监管；④区块链上的全流程交易历史记录均可被审计，满足政策和监管的要求；⑤真实、高效的跨部门信息沟通，为协同监管、应急处置提供完善的信息支撑。但是，区块链建设需要投入较大成本，且目前交通行业对区块链技术的发展尚未形成统一的认识，缺乏行业性的顶层设计和推进路线，所以在短期内无法形成大规模的应用态势。