区块链赋能快递包装绿色追溯系统构建研究

王可心 WANG Ke-xin；何雪菲 HE Xue-fei；彭艺璇 PENG Yi-xuan

（湖南工商大学会计学院，长沙 410205）

0 引言

近年来，我国快递行业飞速发展。国家邮政局数据平台显示，我国快递业务总量连续8 年稳居世界第一[1]。据统计，我国快递业每年产生超过900 万吨废纸和约180 万吨塑料垃圾，快递行业产生的包装废弃物占生活垃圾的比例高达90%，对生态环境的可持续发展造成极大威胁[2]。针对此现象，2020 年，国务院办公厅转发《关于加快推进快递包装绿色转型的意见》。党的二十大报告明确提出，“倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。”可是目前快递包装绿色化的政策实施效果不明显、企业生产应用快递绿色包装不积极、商家推广力度不够、消费者认知度不高，快递包装绿色发展“堵点”亟需被全面疏解[3]。2021 年5 月，工业和信息化部、中央网信办印发了《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》，为快递包装绿色发展指明了方向。区块链作为新一轮产业变革的核心驱动力[4]，在促进快递包装绿色发展中充分发挥其技术优势，对助力快递包装绿色转型以及快递产业高质量发展有着十分重要的意义[5]。

本文构建基于区块链技术下的快递包装信息资源共享的简化管理平台，即快递包装绿色追溯系统。该系统通过一物一码多渠道环节信息关联，对产品生产、运输等全过程进行信息化监控，实现对产品的追溯和跟踪，从而解决传统快递包装箱运行模式下数据分享效率较低的问题。研究有助于促进快递包装产业与区块链深度融合，为快递包装绿色化参与主体之间的协调和快递包装产业绿色转型提供了参考。

1 快递包装绿色发展现状调查

近年来，我国快递包装业务量增长明显。快递包装生产过程中主要使用不可降解、重复利用的包装材料，具有消耗大、降解难、不环保等特点，导致能源消耗加大、温室气体排放增多，给节能减排带来巨大压力[6]。据《2021-2030中国快递业绿色包装碳减排潜力研究报告》，2020 年若将所有快递包装绿色化虽然会导致成本增加187.9 亿元，但通过对快递包装废弃物再利用将使快递包装废气排放量减少36.77 万吨；通过循环包装使用，可以降低单次邮寄快递包装成本、减少包装生产和流通环节消耗的能源，促进我国“碳达峰”、“碳中和”等目标的实现。

为深入了解消费者快递包装绿色化认知度及主观意愿、政府实施情况、生产企业应用程度、商家推广力度等过程中的“堵点”，我们通过问卷调查和深度访谈对快递包装绿色转型的各个相关主体做了调研。首先，随机选取1300名作为问卷调查对象，收回有效问卷1280 份，以期对消费者快递包装绿色化认知度及主观意愿进行数据分析。参与问卷的消费者性别比例大致相当，分别占比49.50%和50.50%；调查对象来自各年龄段，其中，大部分消费者的年龄位于20~32 岁区间，占比51.81%；调查对象的职业分布在各行各业，有学生、国有企业员工、自由职业者、非国有企业员工、公务员、事业单位员工等；就消费者每月收寄快递数而言，消费者每月收寄快递5~10 个的占比最大，为37.60%，其次，有31.30%的消费者每月收寄0~5 个快递。然后，随机选取机关机构工作人员2 位、企业员工3 位、菜鸟驿站经营者5 位、物业员工1 位与相关专家学者2 位（共13 位）作为访谈对象，并针对快递包装绿色化的了解度、快递包装绿色化现状及其背后的原因等内容对他们进行深度访谈。受访者的年龄最低为28 岁，最高为55 岁，61.54%是男性，工龄从4~25 年不等。

我们对问卷调查和访谈结果做了深入分析，包括问信度与效度分析，因子分析和多元回归分析、多重响应分析等，发现：

①“过度包装”“包装不到位”“包装材料可回收率低”“快递包装拆解不便”以及“快递包装政策（如2021 年发布的《关于加快推进快递包装绿色转型的20 条措施》等）宣传力度较低”是当前快递包装使用的现状，当下消费者处理快递包装大部分的方式仍然是直接丢弃而非回收利用。“消费者环境友好行为”“快递绿色包装社会公信力”“消费者对快递包装绿色化主观认识度”对推动快递包装绿色转型有积极作用。

②快递包装绿色转型存在规范标准单一、生产技术老旧、商家理念传统等问题。

③快递包装在生产、销售、使用、丢弃整个生命周期内单向循环，政府、企业、商家、消费者各主体之间的联系不够紧密，快递包装回收率低。

2 快递包装绿色追溯系统构建

2.1 快递包装绿色发展治理路径

快递包装绿色化主要涉及政府、包装生产商、电商平台企业、消费者等主体，各主体在经济效益、环境效益、社会效益的权衡下作出快递包装绿色化的决策[7]（江清华，2023）。针对上一部分提到的问题，本文构建了政府、企业、商家、居民（消费者）“四主体同治”，研发、生产、销售、使用和处置“五环节同建”，理念革新、标准更新、平台焕新、技术创新、模式出新、管理鼎新“六创新同推”的快递包装绿色发展治理路径。利用区块链、无线射频识别RFID 等技术，构建了快递包装绿色追溯系统，以提高快递包装的管理效率，“同铸同治同建同推”快递包装绿色转型。

2.1.1 “四主体同治”

全链条地推进快递包装绿色转型是大势所趋，此过程中涉及政府、企业、商家、居民四大主题，要把各主体凝聚在一起，建立共同的“绿色化远景”，共同治理快递包装。

政府应充分发挥其宏观调控作用，对快递包装业的研发、生产等环节提供一定的政策支撑和经济支持。企业应建立基于区块链技术下的快递包装追溯系统，形成“线上+线下”结合模式及特色数据库，提高消费者信任度。商家应积极响应党的二十大提出的“实现碳中和、碳达峰等目标”的提议，大量使用绿色快递包装，并通过精简包装流程以及减少胶带等不可降解材料的使用实现节能减排。通过调研发现，消费者当前对于快递包装绿色化相关政策的客观认知度普遍较低[8]。消费者作为快递的主要接收者以及信息反馈者，应该主动从“环境认知、感知利息、环保行为”三个方面提高自身对绿色快递的了解度，积极将相关政策的执行情况及时反馈给政府，助力快递包装绿色化。

2.1.2 “五环节同建”

快递包装绿色转型牵涉研发、生产、销售、使用和处置五环节，在此过程中不仅需要各环节相关部门各司其职，还需相互协作，实现环节之间信息共享，“同建”绿色快递系统。在研发阶段，首先，政府可以出台相关政策对研发绿色快递包装的企业给予一定的政治支撑和经济支持[9]。其次，企业应加大对绿色快递包装的研发投入，积极学习国内外先进技术以实现企业未来价值[10]。最后，商家和消费者应积极反馈使用体验，推动快递包装绿色升级。在生产阶段，企业应该提高产品质量和产量，减少次等品造成的大气污染和资源浪费；结合区块链等先进技术，植入追溯芯片，为相关利益者使用快递包装追溯体系提供产品生产的数据信息以及文本信息。在销售阶段，企业在销售环节应着重宣传绿色快递包装的相关信息，同时可以通过海报、传单、小视频等方式提高消费者对快递包装绿色化的认知度及其销售量。在使用阶段，商家需严格遵守相关政策规定，避免造成过度包装；使用快递包装纸盒等可循环材料，提高快递包装的循环利用率；同时可以通过区块链技术下的追溯系统了解快递包装绿色化相关信息，及时反馈快递绿色包装的优缺点。在快递包装处置时，企业应对回收箱中的快递包装进行二次分类处置，将其分为可直接回收利用型、需处理后才可二次利用型及不可再次利用型[11]。通过提高快递包装回收效率及处理技术，降低处置过程中资源的损耗量及废气排放量，促进企业经济绿色可持续发展。

2.1.3 “六创新同推”

创新是国家发展和民族振兴的前提保证，也是快递包装顺利实现绿色转型的核心。传统快递包装业的理念、标准、平台、技术、模式及管理在此过程中已不能起到积极作用[12]。本研究提出理念革新、标准更新、平台焕新、技术创新、模式出新、管理鼎新“六创新同推”快递包装绿色转型。其中，理念革新是指要以“减量化、可再生、可循环”为发展理念。标准更新指政府可以出台有关统一快递包装标准的政策和措施，在控制快递包装缠绕胶带等不可降解材料的使用限额的同时，规定快递封套、纸箱等材料的规格尺寸，推动快递包装产品实现标准化。平台焕新和技术创新是指要针对快递包装溯源的难题，结合物联网拥有的互联功能及区块链去中心化和去信任方式等特性，构建基于区块链技术下的快递包装信息资源共享的简化管理平台。模式出新是指构建内部协同向绿而行、外部协同向绿优化的“双循环模式”，提高快递包装绿色转型效率。其中，内部循环是指“四主体”向绿发力，“五环节”向绿而治；外部循环是指理念、标准、技术、平台互补向绿优化。管理鼎新指利用区块链、无线射频识别RFID 等技术，构建快递包装绿色追溯系统，促进快递包装管理效率的提升。

2.2 “区块链＋快递包装”系统

本研究利用区块链去中心化和去信任方式等特性，构建有利于实现快递包装数据共享多元参与、数据交易高效协同、信息监督追溯的自由“区块链＋快递包装”系统。

该系统使用Hyperledger Fabric 搭建（见图1，Hyperledger Fabric 是一个分布式账本解决方案平台，以模块化架构为基础，具有高度机密性、弹性、灵活性和可扩展性的特点）。在Hyperledger Fabric 上，通过编写智能合约，实现快递包装业务流程。因选项2 去掉了中间的后端服务，更加透明，因此，根据快递包装应用场景，本研究在智能合约平台开发应用时，选择选项2，通过Web 应用（Client）集成SDK 直接与区块链合约平台交互（见图2）。

图1 Fabric 架构

图2 基于合约平台的应用开发框架图

2.3 快递包装绿色追溯系统

本研究在快递包装绿色发展治理路径、“区块链＋快递包装”系统的基础上，基于区块链、无线射频识别RFID 等技术，构建了快递包装绿色追溯系统，如图3 所示。该系统由实体层、物联网层和区块链层组成，通过一物一码多渠道环节信息关联，对产品生产、运输等全过程进行信息化监控，实现对产品的追溯和跟踪，加快推进快递包装的绿色发展与转型。

图3 快递绿色包装追溯系统

2.3.1 追溯系统实体层

本追溯系统实体层各环节具体处理流程如下：①研发环节。根据包装材料、形态等因素研发新型绿色包装产品。②生产环节。将新品输入系统并记录使用材料及用量。③销售环节：与生产企业签订数字合同，并与下游企业共享识别码、发货位置等信息。④流通环节：商家从上游采集物流数量、发货识别码等信息。输出批号、收货识别码、向下游发货信息。⑤使用环节：居民可通过扫描二维码或EPC 码获取产品流通路径，同时获得各产品流通节点的相关信息和产品信息。⑥处置环节：对可追溯的快递包装进行直接使用/加工。

2.3.2 追溯系统物联网层

本追溯系统使用物联网（如无线射频识别RFID、无线传感网WSN、卫星定位系统GPS）收集和传递快递供应链中的相关数据，并承接追溯系统实体层和区块链层。

2.3.3 追溯系统区块链层

随着无线射频识别RFID 技术的日益成熟及成本的不断降低，物联网逐渐成为智能化管理的重要手段。而区块链去中心化、分布式存储等技术为溯源行业的信任缺失提供了解决方案[13]。基于物联网加区块链的快递包装追溯系统架构如图3 所示，它使用物联网（如无线射频识别RFID、无线传感网WSN）收集和传递快递供应链中的相关数据。追溯系统利用节点上的EPC 系统，对附有靠无线射频识别的RFID 标签快递包装盒信息进行跟踪。系统以快递供应链的每个节点作为数据采集点，由EPC 对流入流出各个供应链网络节点的快递包装盒进行数据采集并将其保存到区块链上。区块链使用用户包括：快递包装盒生产方、物流方、商家、监管机构和消费者。系统用户信息包括用户的数字配置文件、基本介绍、位置、认证以及与物品的关联。系统中的公开数据都向全部用户开放，系统通过智能合约定义了用户与系统交互的方式，以及如何在用户之间共享数据。链上每个快递包装盒都附有RFID 标签标识，对应一串唯一的数字加密标识符，是快递包装在循环系统中的虚拟身份标识。

基于以上系统构架，具体构建一个三层区块链模型，从而解决传统快递包装箱运行模式下数据分享效率较低的问题，分别为事务层、中间层和联网层。事务层用来注册绿色快递包装基本信息并与区块链网络进行不同应用通道的通信，实现网终与服务中心的消息处理。中间层用于汇总事务层收集的信息，可供数据秘钥传输和授权。最底层联网层通过区块链与快递包装流向地理位置数据信息进行双链沟通，可以使模型数据的通信更有效。

①构建事务层。

在每个绿色快递包装的外层印刷RFID 标签，针对物联网平台上快递包装盒分布式的数据情况，采用网络上有关快递物流站的信息节点建造事务层。当快递包装流动到快递站点时，快递工作人员扫描RFID 标签更新快递包装目前的位置信息，同时向目标位置网络发送反馈信息。在读取位置信息的同时执行数据上链处理，并对客户端发来的反馈信息进行优化，实现对整个事务层数据信息的初步处理。

②构建中间层。

汇集事务层传输的快递包装去向信息，在请求子网后，将系统要求的数据信息传输到服务中心。两个或两个以上的子网通道加入数据分享程序后，注册相关的快递包装流动信息，实现数据分享服务。用户可以通过注册信息来获取快递包装的具体信息，用户注册的信息以网络生成的公私秘钥形式存入网站数据。只有输入正确的登录账号和密码才能进入服务器。进入服务器后将子网用户的请求发送服务中心，服务中心接收到信息后转发子网用户请求。准备进行目标数据连接后，服务中心处理子网请求反馈。利用本地主机启动信息节点集群，通过上链传输的方式搭建不同的网络应用通道。通过链路网站的节点读取数据并校验密钥原文。识别后将秘钥数据发送到网通道和子网联网中心，实现对中间层结构的搭建。

③构建联网层。

不同快递包装信息通过物联网存入快递联网层。通过审核身份信息协商密钥进行联网层建区块链节点。申请节点注册成功后更新本地快递包装所属区块链所在位置，传输到网站服务中心。基于此，完成区块链模型的所有操作。

3 结语

一个行业的发展不能以破坏生态为代价，快递业是民生大事、稳经济大盘的重要支撑。它的可持续发展意味着快递包装必须要走绿色发展之路。本研究有针对性地提出突破快递包装绿色发展“堵点”的“四主体同治五环节同建六创新同推”快递包装数字化治理路径，并运用物联网及区块链技术构建了快递包装追溯系统，加速推动“绿色化”转型促进快递包装绿色发展，是贯彻习近平生态文明思想的必然要求，政府、企业、商家以及消费者需共同努力，参与绿色快递建设行动。