基于區(qū)塊鏈技術(shù)的甘肅省應(yīng)急物流配送模式優(yōu)化探究

趙 麗，馬麗榮

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué) 國(guó)際商務(wù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展為應(yīng)急物流體系提供了有利的技術(shù)條件。目前，許多學(xué)者研究了區(qū)塊鏈技術(shù)在應(yīng)急物流中的應(yīng)用問(wèn)題。李旭東等從高效運(yùn)行、助力捐贈(zèng)、智能發(fā)展三個(gè)維度入手，探索突發(fā)公共衛(wèi)生事件下應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)完善應(yīng)急物流的三種應(yīng)用模式[1]。孫宇博提出了應(yīng)急物流供應(yīng)鏈體系建設(shè)中區(qū)塊鏈提供核心技術(shù)的要點(diǎn)，分析了區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)架上應(yīng)急物流供應(yīng)鏈體系的應(yīng)用[2]。方鳴遠(yuǎn)研究了如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)應(yīng)急防疫工作[3]。陳心媛，廖吉林從醫(yī)療領(lǐng)域出發(fā)梳理出制約應(yīng)急醫(yī)療物資配送效率的因素，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)特征分析其應(yīng)用于應(yīng)急醫(yī)療物流的契合性，提出區(qū)塊鏈優(yōu)化醫(yī)療物資配送效率的具體方式和策略[4]。張述敬從農(nóng)產(chǎn)品物流行業(yè)出發(fā)，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)急物流體系，對(duì)區(qū)塊鏈與農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)急物流系統(tǒng)的契合度進(jìn)行分析，提出構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)急物流體系的對(duì)策[5]。但是對(duì)于具有特殊地理特征的甘肅省來(lái)說(shuō)，當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)情時(shí)對(duì)應(yīng)急物流配送的實(shí)施又有著新的要求和約束條件。

1 應(yīng)急物流配送模式中存在的問(wèn)題

我國(guó)屬于自然災(zāi)害比較多的國(guó)家，如2003年的非典、2005的禽流感、2008的冰川災(zāi)難和汶川地震，如今又遇到的新冠疫情[1]等，在這些災(zāi)情面前依靠自然市場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)供需是遠(yuǎn)水解不了近渴，應(yīng)急物流的快速響應(yīng)便成為我們要研究的重點(diǎn)，其中應(yīng)急物流配送模式更是研究的關(guān)鍵。

從對(duì)多次應(yīng)急物流事件的分析中可以看出，我國(guó)應(yīng)急物流配送模式優(yōu)化問(wèn)題一定程度上存在的制約性的缺陷，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：① 災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)采集混亂。傳統(tǒng)的災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)采集采用逐級(jí)上報(bào)的方式，政府執(zhí)行情況中心化力度體現(xiàn)得較強(qiáng)，要求各級(jí)主體實(shí)施統(tǒng)一化領(lǐng)導(dǎo)，這種過(guò)于強(qiáng)調(diào)中心化的模式反饋速度慢、效果差、供應(yīng)救濟(jì)滯后等問(wèn)題較多。比如有些捐贈(zèng)者自行采購(gòu)應(yīng)急物資并要求捐贈(zèng)指定災(zāi)區(qū)，這個(gè)指定災(zāi)區(qū)可能是重點(diǎn)災(zāi)區(qū)，也可能是一般災(zāi)區(qū)，當(dāng)數(shù)據(jù)逐層傳遞得到實(shí)施審批后，物資滯留時(shí)間較長(zhǎng)對(duì)某些應(yīng)急物資來(lái)說(shuō)可能已經(jīng)失去使用效果。又如捐贈(zèng)種類較多，逐級(jí)上報(bào)信息時(shí)由于匯總出現(xiàn)數(shù)據(jù)混淆將指定災(zāi)區(qū)物資配送到捐贈(zèng)者非指定的災(zāi)區(qū)，降低捐贈(zèng)者配送任務(wù)的完成效果。② 物資配送不均衡及分配不公。傳統(tǒng)應(yīng)急物流模式的反饋性較弱，導(dǎo)致面對(duì)受災(zāi)程度不同時(shí)，對(duì)于供應(yīng)商、公益組織和不同供應(yīng)需求的捐贈(zèng)者來(lái)說(shuō)，供應(yīng)的物資不能在最需要時(shí)間段到達(dá)，使應(yīng)急物資的配送效率大大降低。尤其當(dāng)重點(diǎn)災(zāi)區(qū)在應(yīng)急物流管理過(guò)程中得到條件改善后受災(zāi)級(jí)別降為一般災(zāi)區(qū)，此時(shí)又有新的重點(diǎn)災(zāi)區(qū)出現(xiàn)時(shí)物資配送的優(yōu)先級(jí)沒有及時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變，極大地降低了物流分配的均衡性。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)下應(yīng)急物流配送模式優(yōu)化及成本模型

2.1 優(yōu)化運(yùn)作模式

區(qū)塊鏈技術(shù)具有安全可靠性強(qiáng)、匿名保密性強(qiáng)、模式去中心化、階段操作分布式記賬、協(xié)議合約智能化處理以及信息透明度強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)分析區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)急物流配送模式的結(jié)合情況得出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)急物流配送優(yōu)化模式(見圖1)，可以解決安全機(jī)制、信息壁壘等問(wèn)題。

圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)下應(yīng)急物流配送模式

2.2 優(yōu)化模式下成本最小化模型

在研究應(yīng)急物流時(shí)不但要考慮應(yīng)急模式的優(yōu)化，還要研究此模式下成本最小化才能驗(yàn)證其可行性。模型建立的重點(diǎn)是既要解決區(qū)塊鏈技術(shù)下應(yīng)急物流配送模式效率最優(yōu)問(wèn)題，又要解決任務(wù)完成時(shí)總成本最低的問(wèn)題。

目標(biāo)函數(shù)假設(shè)所有災(zāi)區(qū)任務(wù)分配后總成本最小， 將m個(gè)災(zāi)區(qū)任務(wù)分配給應(yīng)急配送中心的n個(gè)配送小組完成，此時(shí)最小配送成本C的模型(見公式1)，根據(jù)應(yīng)急物流配送的實(shí)施情況匯總得出，配送總成本由配送需求量成本模型(見公式2)、配送路徑成本模型(見公式3)和道路受損處理成本模型(見公式4)三部分構(gòu)成。

minC=PXC+PLC+DSC

(1)

(2)

(3)

(4)

3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的甘肅省應(yīng)急物流配送模式應(yīng)用

近幾年來(lái)甘肅省先后遭受了地震、滑坡、風(fēng)雹、雪災(zāi)、洪澇、干旱、低溫冷凍、泥石流、山體崩塌等自然災(zāi)害，尤其以地震、洪澇災(zāi)害最為嚴(yán)重，在自然災(zāi)害較活躍的地區(qū)提供高效率的應(yīng)急物流配送是保障人民安全健康的必要條件，然而在當(dāng)今社會(huì)的指導(dǎo)思想下提升應(yīng)急物流效率固然重要，降低應(yīng)急物流成本也是關(guān)鍵。

1) 甘肅省應(yīng)急物流配送現(xiàn)狀。① 甘肅省物流地理環(huán)境對(duì)應(yīng)急物流配送的影響。甘肅省地處我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，物流成本一直居高不下，遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平。更為重要的是甘肅省屬于狹長(zhǎng)地帶，東南部大部分地形為山地丘陵，西北地區(qū)的戈壁荒漠較多。這種地形特征導(dǎo)致其公路等級(jí)和路況條件較差，也導(dǎo)致主要依靠公路來(lái)完成任務(wù)的應(yīng)急物流配送效率降低，發(fā)揮緩慢。② 甘肅省應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)體系分析。目前，甘肅省災(zāi)情應(yīng)急管理體系是省、市(州)人民政府設(shè)立的自然災(zāi)害及疫情防控指揮機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，下級(jí)部門分工實(shí)施。具體組織機(jī)構(gòu)體系如圖2所示。

圖2 甘肅省應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)體系

2) 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的甘肅省應(yīng)急物流配送改善措施。甘肅省應(yīng)急物資配送與資源配置的重要部分之一是應(yīng)急物資的快速響應(yīng)調(diào)運(yùn)體系。目前甘肅省大部分市區(qū)/州的應(yīng)急指令和反饋信息仍采用逐級(jí)傳遞的方式下發(fā)，導(dǎo)致資源分配不均、災(zāi)區(qū)級(jí)別不明、配送滯后等問(wèn)題。結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)可以改善以上弊端，具體措施如下：① 提升應(yīng)急物流配送的快速響應(yīng)程度。災(zāi)情發(fā)生后，甘肅省應(yīng)急管理中心可以結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式傳輸特點(diǎn)，根據(jù)受災(zāi)程度的參數(shù)不同將災(zāi)區(qū)自動(dòng)分為重點(diǎn)災(zāi)區(qū)、一般災(zāi)區(qū)、指定災(zāi)區(qū)等不同等級(jí)，匯集大量不同等級(jí)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行智能化分析，得出最優(yōu)的物資分配結(jié)論，并迅速響應(yīng)應(yīng)急物流救援物資的籌集、臨時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、跨庫(kù)、調(diào)運(yùn)和及時(shí)配送等工作。② 加速雙向指令傳遞速度與實(shí)施效果反饋。區(qū)塊鏈技術(shù)支持的應(yīng)急管理中心是一個(gè)指令發(fā)出與回饋的雙向信息共享機(jī)構(gòu)，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)災(zāi)情大數(shù)據(jù)分析后，快速將災(zāi)情級(jí)別信息反饋至共享平臺(tái)，再根據(jù)捐贈(zèng)者的優(yōu)先級(jí)和指定服務(wù)需求來(lái)智能化分配物資，并同時(shí)發(fā)出指令給物資供應(yīng)部和運(yùn)輸調(diào)運(yùn)部，實(shí)現(xiàn)雙向指令傳遞與實(shí)施效果反饋。③ 提升應(yīng)急物流配送中各節(jié)點(diǎn)的安全機(jī)制。區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可以保證應(yīng)急物流供應(yīng)鏈上應(yīng)急物流、應(yīng)急資金流和應(yīng)急商流三個(gè)方面的數(shù)據(jù)安全與順暢。如果某一方篡改數(shù)據(jù)必須得到平臺(tái)中半數(shù)以上的節(jié)點(diǎn)同意方可執(zhí)行，完全杜絕偽造。④ 消除應(yīng)急物流配送中的信息壁壘。應(yīng)急物流配送中自發(fā)性捐贈(zèng)方和社會(huì)應(yīng)急物流主體之間需要合理的物資匹配和信息的無(wú)破損性傳遞，這就要求應(yīng)急物流管理平臺(tái)具有開放性的公開密鑰。區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可以使全國(guó)各地自發(fā)性捐贈(zèng)方和社會(huì)應(yīng)急物流主體都能開放地使用公開密鑰，并能智能匹配災(zāi)區(qū)所在地與受捐者之間的物資。⑤ 解決災(zāi)區(qū)物資分配不均及分配不公等問(wèn)題。在災(zāi)情發(fā)生后除了快速救援和應(yīng)急物流配送的快速響應(yīng)外，更重要的是在從上到下的逐級(jí)配送中會(huì)出現(xiàn)物資分流不均以及分配不公等問(wèn)題。借助區(qū)塊鏈技術(shù)動(dòng)態(tài)分析災(zāi)區(qū)狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整物資分配的優(yōu)先級(jí)，均衡物資配送。當(dāng)新災(zāi)情出現(xiàn)時(shí)隨時(shí)根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)提供的災(zāi)區(qū)等級(jí)規(guī)劃配送路徑，及時(shí)將物資自動(dòng)分配給最需要的災(zāi)區(qū)。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)還可以對(duì)救援組織的每階層信息進(jìn)行信息披露，實(shí)現(xiàn)信息的透明和公開，解決救援管理中心信息披露能力不足、信息披露平臺(tái)不健全、信息披露范圍不明確等問(wèn)題，充分解決災(zāi)區(qū)物資分配不均及分配不公等問(wèn)題。⑥ 明確信息優(yōu)先級(jí)處理問(wèn)題。在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下應(yīng)急物資的配送進(jìn)行了信息精細(xì)化分類處理，例如捐贈(zèng)者的物流一定要優(yōu)先處理，面對(duì)自行采購(gòu)物資的捐贈(zèng)者來(lái)說(shuō)，其任務(wù)在區(qū)塊鏈技術(shù)下可以自動(dòng)實(shí)行智能化跨庫(kù)分配模式，直接配送至指定災(zāi)區(qū)，從而提高捐贈(zèng)物資的優(yōu)先權(quán)和工作效率。

3) 區(qū)塊鏈技術(shù)在甘肅省酒泉市地震中的應(yīng)急物流配送應(yīng)用情況。2018年甘肅省酒泉市全年共發(fā)生5次地震，震級(jí)平均為3.56級(jí)，為重點(diǎn)災(zāi)區(qū)，因此首先供應(yīng)補(bǔ)給指令應(yīng)自動(dòng)下達(dá)酒泉市物資救濟(jì)中心，在此期間如果有捐贈(zèng)者指定災(zāi)區(qū)可以實(shí)施跨倉(cāng)庫(kù)直達(dá)配送模式。酒泉市共有5個(gè)物資急救中心，分別是敦煌市糧食和物資儲(chǔ)備局、瓜州縣糧食和物資儲(chǔ)備局、玉門市糧食和物資儲(chǔ)備局、金塔縣糧食和物資儲(chǔ)備局、酒泉市肅州區(qū)糧食和物資儲(chǔ)備局(其中后4個(gè)機(jī)構(gòu)為政府所屬機(jī)構(gòu))。酒泉市借助區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)應(yīng)急物流配送實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化。第一，去中心化技術(shù)改善逐級(jí)傳遞弊端。在酒泉市每次地震發(fā)生后，利用去中心化技術(shù)扭轉(zhuǎn)了數(shù)據(jù)逐級(jí)傳遞以及指令物資逐級(jí)下發(fā)的局面。第二，利用分布式記賬和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸來(lái)整合供需并分布傳達(dá)計(jì)劃。酒泉市應(yīng)急管理中心的物流配送規(guī)劃的高效性是憑借合理的人力資源、高效的車隊(duì)、通暢的道路、適合配送的場(chǎng)地和足夠的物資等因素來(lái)實(shí)現(xiàn)的。區(qū)塊鏈的分布式記賬和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)正好用來(lái)整合災(zāi)區(qū)與應(yīng)急物流救援中心間的供需數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)，做出最優(yōu)決策直接傳達(dá)各地震災(zāi)區(qū)點(diǎn)配送計(jì)劃。第三，智能合約技術(shù)提升快速響應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)是通過(guò)與人工智能的結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)來(lái)提前指定配送應(yīng)急預(yù)案，加快災(zāi)情自動(dòng)響應(yīng)的速度并針對(duì)性地提出配送規(guī)劃應(yīng)急預(yù)案。第四，信息共享與非對(duì)稱式加密技術(shù)充分發(fā)揮災(zāi)后大數(shù)據(jù)反饋效果。在地震災(zāi)區(qū)發(fā)生后物資供應(yīng)端有公益組織、捐贈(zèng)者和普通供應(yīng)渠道等，如果數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確將捐贈(zèng)者自行采購(gòu)的物資進(jìn)行重復(fù)倉(cāng)儲(chǔ)再調(diào)庫(kù)配送導(dǎo)致捐贈(zèng)者的物資遲遲不能到達(dá)指定災(zāi)區(qū)，會(huì)直接降低捐贈(zèng)者的積極性。區(qū)塊鏈信息共享與非對(duì)稱式加密技術(shù)充分發(fā)揮災(zāi)后大數(shù)據(jù)分析，解決信息不對(duì)成、傳達(dá)不及時(shí)等造成的救援問(wèn)題。打造由區(qū)塊鏈創(chuàng)造的主體與社會(huì)公眾共同監(jiān)督的信息共享平臺(tái)，充分發(fā)揮災(zāi)后大數(shù)據(jù)反饋效果并有效提高資源配置效率與透明度。第五，在服務(wù)完善的基礎(chǔ)上達(dá)到應(yīng)急物流配送成本最低。區(qū)塊鏈平臺(tái)技術(shù)根據(jù)地震數(shù)據(jù)得知地震點(diǎn)就近的物資儲(chǔ)備站實(shí)施智能化就近配送原則。根據(jù)優(yōu)化模式下成本最小化模型(見公式1)進(jìn)行分析，在酒泉市實(shí)施應(yīng)急物流配送時(shí)，平臺(tái)運(yùn)用區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)快速計(jì)算出就近配送方案，同時(shí)考慮地震災(zāi)區(qū)配送需求量成本模型(見公式2)、配送路徑成本模型(見公式3)和道路受損處理成本模型(見公式4)，最終得出應(yīng)急配送最優(yōu)成本。最優(yōu)配送方案是玉門市糧食和物資儲(chǔ)備局就近配送玉門市的地震災(zāi)區(qū)，敦煌市糧食和物資儲(chǔ)備局就近配送阿克塞縣的地震災(zāi)區(qū)，瓜州縣糧食和物資儲(chǔ)備局就近配送肅北縣的地震災(zāi)區(qū)。由此服務(wù)完善的基礎(chǔ)上達(dá)到應(yīng)急物流配送成本最低。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究區(qū)塊鏈技術(shù)下甘肅省應(yīng)急物流配送模式優(yōu)化問(wèn)題，首先提出應(yīng)急物流配送模式中存在的問(wèn)題，接著提出運(yùn)行模式和成本最優(yōu)模型，再以甘肅省應(yīng)急物流為重點(diǎn)研究對(duì)象，最后根據(jù)甘肅省酒泉市全年地震數(shù)據(jù)及應(yīng)急物資調(diào)配情況分析得出，利用區(qū)塊鏈技術(shù)在去中心化技術(shù)改善逐級(jí)傳遞弊端、分布式記賬和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸來(lái)整合供需并分布傳達(dá)計(jì)劃、智能合約技術(shù)提升快速響應(yīng)應(yīng)急預(yù)案等方面具有良好的效果。