基于区块链的差旅事务模型及智能合约研究
2023-08-29毛明松许睿章卫东
毛明松 许睿 章卫东
【摘 要】 文章基于区块链技术的差旅事务BCTM模型，首先对区块链技术下的差旅流程进行再造，设计新型差旅账务处理模式，在此基础上，分析交通和住宿方案的优先级和票据审核流程，實现基于智能合约的差旅票据合理性及合规性的智能审核策略。以某高校现有差旅账务处理系统作为对照组的实验表明，提出的模型能够提高报账处理的可靠性和效率，且有利于提高审计效率和税务稽查对接，实现“无财务人员干预”的差旅报账处理，对区块链应用于财务处理做出了有益的探索。
【关键词】 区块链； 智能合约； 差旅管理； 账务处理
【中图分类号】 F234.3；F239.0 【文献标识码】 A 【文章编号】 1004-5937（2023）17-0156-06
一、引言
区块链在数据或信息存储方面具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征[1]，近年来被广泛用于诸多行业，比如金融领域、物联网和物流领域、公共管理领域、数字版权领域、保险领域、公益领域、能源领域、交通领域等，尤其是在跨级账务处理的运用方面具有独特的优势[2-3]。国务院《“十三五”国家信息化规划》将区块链纳入战略性前沿技术，并在《“十四五”国家信息化规划》中提出要建设区域数据共享开放、政企数据融合应用等数据流通共性设施平台，推动区块链等技术模式在数据流通中的创新利用。党的二十大报告提出“加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群”的任务。而区块链作为数字经济发展关键技术，利用区块链技术可以打破数据孤岛，使数据资产安全有效地流通和共享，真正实现数据的价值化。
目前，一些会计师事务所亦开始探索区块链技术在财务处理领域的实践应用，布局基于区块链的新财务发展战略。2016年5月，德勤设立了第一个区块链实验室，并且打造了一个区块链解决方案Rubix Core，普华永道推出的Vulcan数字资产服务[4]。德勤联同加拿大特许专业会计师协会和美国注册会计师协会编写了关于区块链技术对审计影响的指南，指出区块链技术可能影响业务的记录保存流程和业务模式，给审计和鉴证领域带来新的挑战和机遇。Jun Dai and Miklos A. Vasarhelyi将区块链技术与现有ERP技术进行比较，提出了区块链下的三式记账系统[5-6]。
Hamidreza Aghaei[7]针对旅游行业构造了区块链交易模型。Yao Yunting et al.[8]在区块链的框架下提出一种基于智能合约的匹配结算机制，实现分布式电力市场中分散高效的交易。Xie Guishan[9]基于区块链构建了全新的跨境业务模式，节省了传统跨境电子商务过程中分级代理成本，确保货源的真实性和质量。He et al.[10]构建了基于联盟区块链的分布式能源交易模型，为优化和重构能源交易平台提供了新思路。Vishal Sharma[11]提出的模型能够通过分布式集群优化控制交易数量来处理启用区块链的车联网的能源需求。在此基础上，还出现了一些变种[12-14]。
区块链作为底层技术支撑与各领域业务紧密结合，具有明显的业务导向，目前虽然有区块链技术应用于财务处理的案例[15-16]，但区块链技术在差旅报账处理中的应用却有待加强。本文针对差旅业务提出基于区块链技术的事务处理模型（BlockChain-based Transition Model for Businesstrips，BCTM），通过智能合约重构流程，行程与酒店的推荐、合理性审核、合规性审查，以及报账审批均通过智能合约来完成，财务、相关领导、交通与酒店提供者，甚至税务机关，均可在权限范围内介入，相互印证。由此，差旅报账的合规性、真实性无需人工干预，不仅提高了数据的真实性和事务处理的可靠性，而且有利于提高审计和税务稽查的效率。
二、BCTM模型构建
基于区块链技术的差旅事务处理模型（BCTM）整体框架由差旅流程再造、差旅账务处理模式设计、差旅事务三个部分组成。
（一）基于区块链的差旅处理流程再造
现有差旅账务处理系统不足以应对高并发多模态差旅数据处理，凸显出以下问题（如图1所示）。第一，大多是单位内部的封闭系统，与外部的数据交流（如发票、行程信息）不仅效率低，而且涉及票据的真实性难以审核，票据丢失难以找回。第二，人工审批时审核者往往需要验证信息从而做出决定，效率和准确性较低。例如，当出差人面临交通或房间超标时，需要逐级请示有关领导，且在报销环节多需要人工复核。第三，出差人选择交通方案和住房方案时，大多在第三方平台上提供的众多方案中人工选择，效率较低且难以确认是否为最优方案。
本文提出基于区块链技术打造开放式的差旅账务处理模式，其流程如图2所示，交通与酒店方案由系统智能推荐，票据由区块链传输和认证，优化流程，提高效率和可靠性。
（二）基于区块链的差旅账务处理模式设计
本文涉及的区块链由公有的数据链和单位内部的事务链组成，其区块链体系结构如图3所示。
数据链涉及差旅数据产生的所有部门，用于传输各方产生的各类数据，所有数据在数据链上公开、真实、可追溯，这些信息同时链接了税务系统等监管部门，既防止数据造假也有利于精准收税。事务链用于本单位内部的财务处理，相关规则和约束以智能合约的形式加载在事务链上。
事务链在获取了数据链上的数据后，按照智能合约进行账务处理和审核，这个处理过程同样是公开透明和可追溯的。
（三）基于区块链的差旅事务表示
基于以上对区块链技术下的差旅财务处理模式设计，提出以下支持智能合约的差旅事务模型。
定义1：一个关键点定义为Knode（addr， 由于每家酒店里面有不同房型，每种房型的价格都是独立定价，出差人实际上需要的不是“酒店”，而是酒店的房间。 定义2：一个交通对象定义为T_o（id，type，price， 定义3：一个房间对象定义为：R_o（id，type，price，hot_name，hot_id，sign，grade，addr，...），其中，id表示房间唯一标识码，type表示房型，price表示房价，hot_name表示该房间所在酒店的名称，hot_id表示酒店编号，sign表示是否签约（1表示已经签约，0表示未签约），grade表示酒店级别，addr表示酒店地址，是一对经纬度数据。 定义4：用户差旅规划图为一个有向图TPMG=（G，V），其中结点对应着房间对象，起点结点房间对象为空，边为从一个结点到另外一个结点的交通。 根据以上定义，出差人的差旅方案表示为从出发地到目的地之间的差旅规划图，其中，每一个中间关键结点包含该区域内的所有候选房间，每一条边则包含两個关键节点之间的所有交通方案（如图4所示）。 用户差旅规划图描述了出差人交通可选方案和酒店房间可选方案，出差人给出关键点，由系统结合交通信息、酒店信息对数据库进行检索生成。一条边对应了一段可选旅程对象，一个结点对应了系列可选房间对象，根据出差人提供的关键点，生成规划图供出差人选择。 定义5：差旅报账事务定义为BT=（Hosts，Approves，TPMG，Vous，Smart-cons），其中Host为可出差人集合；Approves为事务批准人集合，且存在偏序关系？刍，定义appri？刍appri+1表示批准人appri为批准人appri+1的前置批准人；TPMG为差旅规划图；Vous为差旅票据集合，由交通发票Traf-Vous和酒店发票Hot_Vous构成；Smart-cons为针对不同出差人级别的智能合约，由三元组SC=（Host_levels、Smart_Rules，Cons，<δ），其中，Host-levels是合约对象，这里是出差人的级别，合约规则Smart_Rules是合约的形式化规则表达，合约触发条件Cons一旦成立，则该合约自动执行，<δ是对象之间的对应关系。 在本系统的智能合约中，需要体现以下差旅账务处理中的规则： （1）出差实行逐级审批制：出差人在出差前需要多位上级领导按序逐级审核批准；（2）人员实行分级管理：不同类别的差旅费报账额度不一样；（3）路径合理：差旅路径必须与出差任务吻合；（4）票据完备：相关票据需完备、完整，一旦遗失或缺失，需要证明；（5）唯一性：出差人不能重复开票。 三、BCTM智能合约设计 （一）交通方案优先级设置 出差人需要遵守财务制度，但往往不能因为费用超标就直接取消本次出差任务。因此，交通方案的优先级需要考虑交通的经济成本和时间成本。 交通方案的优先级由三个部分组成，表示为：Pri（Pri_S，Pri_C，Pri_T），其中：Pri_S由费用是否超标决定，Pri_C由费用决定，Pri_T由耗时时长决定。 1.依据经济成本的优先级设置策略 优先采用费用较低的交通方案，Cost（T_oi）表示经济成本，则： ？坌T_oi，T_ojCost（T_oi）>Cost（T_oj）？圯Pri_M（T_oj）>Pri_M（T_oi） 2.依据时间成本的优先级设置策略 在时间紧急的情况下，需要优先采用耗时较少的方案，T（T_oi）表示交通方案消耗的时长，则： ？坌T_oi，T_oj（T_oi）>T（T_oj）？圯Pri_L（T_oj）>Pri_L（T_oi） 3.交通方案优先级设置策略 在上述分段优先级设置策略的基础上，交通方案优先级Pri（T_oi）的设置策略可采用以下五种： （1）费用优先的时间宽松策略 主要考虑经济成本，不考虑时间成本，满足条件： Pri_C（T_oj）>Pri_L（T_oi）？圯Pri_L（T_oj）>Pri_L（T_oi） （2）费用优先的时间最少策略 主要考虑经济成本，在此基础上，再考虑时间成本，在满足条件①的前提下满足条件②： ①Pri_C（T_oj）>Pri_C（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） ②Pri_T（T_oj）>Pri_T（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） （3）时间优先的费用宽松策略 主要考虑时间成本，在满足费用限制的前提下（不超标），不考虑具体费用。满足条件： Pri_S（T_oj）∧Pri_S（T_oi）∧Pri_T（T_oj）>Pri_T（T_oj）？圯 Pri（T_oj）>Pri（T_oi） （4）时间优先的费用最少策略 主要考虑时间成本，在此基础上，再考虑经济成本，在满足条件①的前提下满足条件②： ①Pri_S（T_oj）∧Pri_S（T_oi）∧Pri_T（T_oj）>Pri_T（T_oi）？圯 Pri（T_oj）>Pri（T_oi） ②Pri_T（T_oj）>Pri_T（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） （5）宽松的时间优先策略 主要考虑时间成本，可超标，但不超标者（超标时有审批流程）优先，在此基础上经济成本优先。即顺序满足以下三个条件： ①Pri_T（T_oj）>Pri_T（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） ②Pri_S（T_oj）>Pri_S（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） ③Pri_C（T_oj）>Pri_C（T_oi）？圯Pri（T_oj）>Pri（T_oi） （二）酒店方案优先级设置 酒店方案的优先级由三个部分组成，表示为HPri（HPri_S，HPri_C，HPri_D），其中：HPri_S由是否签约决定，HPri_C由费用决定，HPri_D由酒店到办事地点的距离决定。 1.依据签约的优先策略 出差单位一般要求尽可能到签约酒店住宿，但有时也存在签约酒店当时没有可用房间的情况，出差人则可以到未签约酒店住宿。 ？坌R_objk，R_oq（R_ok，sign>R_oq.sign）？圯HPri_S（R_ok）> HPriS（R_oq） 2.依据距离成本的优先级设置——距离短者优先 考虑酒店房间到办事目标地的距离，设置距离较近的房间优先级高于距离较远的优先级。当有多个办事地点时，用户确定其中的一个关键地点addr_key。 ？坌R_ok，R_oq（dis（R_ok.addr，addr_key）>dis（R_ok.addr，addr_key））？圯HPri_D（R_oq）>HPri_D（R_ok） 其中，dis（R_objk.addr，addr_key）为R_objk和addr_key之间的交通距离（以最近的公交线路为准）。 3.依据经济成本的优先级设置——费用低者优先策略 优先推荐费用较低的房间。 ？坌R_ok，R_oq（R_ok.price>R_oq.price）？圯HPri_C（R_oq）> HPri_C（R_ok） 4.酒店房间方案的优先级设置策略 在上述优先级设置策略的基础上，酒店房间方案的优先级HPri（R_obji）的设置策略可采用以下四種： （1）严格签约的距离优先设置策略 在签约酒店中，优先推荐距离最近的酒店房间。 ？坌R_ok，R_oqHPri_S（R_ok）∧HPri_S（R_oq）∧（HPri_D（R_ok）>HPri_D（R_oq））？圯HPri（R_ok）>HPri（R_oq） （2）严格签约的费用优先设置策略 在签约酒店中，优先推荐距离最近的酒店房间。 ？坌R_ok，R_oqHPri_S（S_ok）∧HPri_S（R_oq）∧（HPri_C（R_ok）>HPri_C（R_oq））？圯HPri（R_ok）>HPri（R_oq） （3）宽松的费用优先设置策略 如果签约酒店的数量比较少，可优先推荐费用较小的非签约酒店，要求费用不高于签约酒店可选房间。 ？坌R_ok，R_oq？坌R_on（HPri_S（R_on）∧（HPri_C（R_on））>（HPri_C（R_ok））∧（HPri_C（R_on）>HPri_C（R_oq））∧（HPri_C （R_ok）>HPri_C（R_oq））？圯HPri（R_ok）>HPri（R_oq） （4）宽松的距离优先设置策略 同（3），可优先推荐非签约酒店，要求费用不高于签约酒店可选房间，此时，可就近选择酒店。 ？坌R_ok，R_oq？坌R_on（HPri_S（R_on））∧（HPri_C（R_on）> HPri_C（R_ok））∧（HPri_C（R_on）>HPri_C（R_oq））∧（HPri_D （R_ok）>HPri_D（R）_oq））？圯HPri（R_ok）>HPri（R_oq） （三）差旅票据智能审核策略 记出差人的交通发票为：T_Vou（host，trafs_id，t_s，t_e，price，addr_s，addr_end，...），其中price是费用。同样，记出差人的酒店发票为：R_Vou（host，hot_name，hot_id，ts，te，price，...）。 定义6：当票据Vouq是伴随交通方案T_oi而产生时，则称票据Vouq关联于T_oi，记为T_oi■Vouq，称T_oi是Vouq的宿主方案，Vouq是T_oi的派生票据。Vouq包含两种：T_Vou和R_Vou。 当T_oi Vouq成立时，如果Vouq是交通票据，则对应于差旅规划图中的一条有向边，如果Vouq是酒店住宿票据，则对应于差旅规划图中的一个结点（关联着地址），由此，节点Ga到Gb关联了差旅图中的两个地址，而从节点Ga到Gb的有向边则关联着一个交通路径的元路径。Vj→Gm表示通过有向边Vj到达Gm，或者直接表示为：Traf_Vouj→Hot_Voum，同理，Gm→Vj表示从Gm通过有向边Vj离开，或者直接表示为：R_Voum→T_Vouj。 1.票据合规性审核策略 票据合规性条件1：所有票据仅能对应一套规划方案。系统按此筛选出合理的票据，满足条件： 票据合规性条件2：每一段独立的行程有且只有一张交通发票对应： 票據合规性条件3：每个酒店住房发票对应一次住宿，逗留时间超过阈值才能住宿，并且，酒店住宿时间在合理的驻留时段内，满足以下条件： 其中，该出差人在酒店票据对应法人结点逗留的时间必须大于规定的阈值μ才允许住宿。 2.票据完备性审核策略 经过了票据完备性审核的票据，进行完备性审核。整体思路是将这些票据对应到规划图中，形成一个经过了多有关键点、从出发地开始到终点（大概率是出发地）的连续且不重复的路径，则票据是完备的。由于算法思想类同于有向图遍历，在此不赘述。 四、实验与分析 本研究以某高校现有差旅账务处理系统为对照，对所提出的BCTM模型进行实验性分析。选取600名大学生分为两组进行测试，其中，A组300人依据传统流程和内部报账系统，B组300人使用模拟区块链系统，从近两年的差旅报账中获取3 100个差旅样本数据（含出差地、出差时间等信息），两个组同时进行复盘，实验者可在遵守财务制度的前提下自由选择交通方案和酒店方案。大约六分之三的差旅中出差地（关键点）只有一个，六分之二的差旅中出差地有两个，接近六分之一的出差地超过两个。 系统建立酒店房间数据库，主要方式有两种，将签约酒店或者符合条件的酒店信息收集整理，导入数据库；或者系统直接对接第三方平台，实时获取酒店数据，通过数据挖掘技术，发现满足需求的酒店。 图5到图8为两组测试的对比示意图。在出差审批环节，两个组花费的平均时间接近，在交通方案处理方面花费的平均时间出现差异，在酒店房间方案处理方面时间差异比较大，在报账阶段显著地降低了事务处理时间。有趣的是：在超标处理环节，也明显地降低了时间耗费，大概是因为区块链的支持导致审批者减少了思考犹豫的时间，对区块链保持信任从而快速做出决断。 五、结语 本文提出基于区块链技术的差旅报账处理模式BCTM， 给出了相应的事务模型，交通与酒店房间推荐策略、报账审核策略，并在模拟系统上进行了实验对比。基于BCTM模型的区块链差旅报账系统，围绕差旅报账的核心业务提供了系列策略，单位对出差人的相关约束被写到了智能合约中，差旅过程中产生的数据被写到了区块中，从出差审批到完成报账已经被系统流程化。出差人在得到出差许可后，系统结合出差人的差旅时间和地点信息主动推荐最佳交通方案和酒店方案。该框架的优势主要体现在如下方面：（1）事务处理流程优化：明显优化了差旅事务和相关报账事务的处理流程，不仅节约了出差人查询和比较判断的时间，更重要的是通过智能合约使出差人的出行和住宿规范化，从而规范了出差费用。（2）数据真实性保障：BCTM中的发票来自于数据链，具有可追索、公开的特性，从而提高了数据的真实性，酒店或者交通运营商开具假发票的风险巨大。（3）对审计的支持：在现有系统上，审计人员原则上需要对每一笔账务处理进行审计。基于BCTM，审计对象已经发生了改变，由审计财务数据改为审计程序，包括其中的合约、流程和代码正确性，审计的次数也由逐笔审计改为一次性审计，只要程序不改变，则不需要再次审计。（4）对税务稽查的支持：税务机关同样可以访问数据链获取第一手财务数据，通过区块链的自审核能力追踪财务数据的关联，审核票据的真实性，防止虚开票据和错开票据；同时，相关发生方全部上区块链，也能有效避免外循环，通过漏开票据而偷税漏税，从而为税务稽查提供更为便捷的数据支持。 在同行研究的基础上，笔者将区块链技术应用于财务处理做了进一步的探索，针对烦琐的差旅报账业务给出了系统框架和相关的智能合约策略，希望对本领域发展提供技术参考。● 【参考文献】 ［1］ HILEMAN G，et al.Global blockchain benchmarking study ［J/OL］.Social Science Electronic 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