基于区块链的多式联运电子“一单制”关键问题研究

发布时间：2020-04-30 04:34

【摘要】：集装箱多式联运集合了多种运输方式实现全程一体化,在交通运输体系占有越来越重要的地位。多式联运“一单制”问题也越来越受到重视。但由于多式联运涉及到的协作主体较多,货物相关单证不唯一,导致不同运输方式业务衔接和信息共享比较困难,增加运输成本也降低货物中转效率。而区块链去中心化、去信任、交易透明和数据不可篡改等特点为以上问题提供了解决的可能性。本文选取多式联运“一单制”问题中的电子“一单制”关键问题为研究对象。首先分析“一单制”和“区块链”的发展和研究现状,发现目前“一单制”发展多以设计统一提单为先行因素,且目前没有适用于国内多式联运的“一单制”提单,而且区块链在国外也有了相关的应用实例,为后文对问题展开研究奠定了必要性基石。在此基础上,通过对“一单制”术语定义的分析挖掘出“一单”、“物权”和“制度”三大要点,并以此作为本文研究的三大方向。因此本文围绕以上方向展开具体分析和研究,具体研究内容分为以下几点:第一,从单证、系统和政策三个层面对多式联运电子“一单制”关键问题进行现状分析找到问题根源,并结合区块链技术,相应提出优化措施,即设计多式联运电子提单、基于区块链促进多式联运信息共享以及尽快出台相关法律政策。通过提取、归纳、整合现有单证内容设计出适用于国内的多式联运“一单制”电子提单,完成单证层面的优化;第二,对系统具体优化方式展开研究,构建并仿真验证基于区块链的多式联运信息共享技术模型。在分析了区块链应用于多式联运的可行性以及模型构建难点的基础上,有针对性的对总体架构、双链架构模型、智能合约、接口、账本存储、访问控制以及共识算法和业务流程等方面进行设计完成模型的构建。然后对信息共享技术模型构建前后的业务流程进行Petri网建模和Exspect仿真,选取能反映效率的周期时间对比仿真结果,验证模型的有效性;第三,从模型应用角度出发,接入特定的场景,对多式联运信息共享技术模型的关键设计部分进行实现;并对使用超级账本搭建的多式联运信息共享平台进行功能实现,在分析平台服务需求的基础上对基础功能和业务功能进行实现,研究模型的实际业务应用。本研究旨在为我国多式联运电子“一单制”模式的构建提供新思路,尤其通过构建与应用基于区块链的多式联运信息共享技术模型来促进多式联运各主体间信息的共享,提高业务的衔接效率。
【图文】：

结构图,区块,应用现状,现状

适用于独立组织；公共链完全去中心化，适用于多用户场景；联盟链则部逡逑分去中心，适用于多个组织的共同场景。逡逑如下图２－１所示为区块链的结构图，区块链就是Ｐ２Ｐ的网络架构，通过密码学逡逑和共识算法分别保证数据的安全和一致性。作为一种无中心服务器的互联网体系，，逡逑Ｐ２Ｐ邋（ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒ）网络在交换信息时完全依靠用户群［２５］。它的每一个用户既是一逡逑个客户端，同时也承担服务器的角色。超级账本其将节点分为普通用户节点和超级逡逑节点（排序、背书节点等）。超级节点可以由普通节点选举，也可以自行配置，单独逡逑一个超级节点停机不影响系统运行［２６］。逦逡逑逦｜逦版本号逦区块头逡逑ｇ邋＾逦前一区块逦时间戳逦随机数邋目标哈希邋一邋＾逡逑￡逦４逡逑Ｍｅｒｋｌｅ邋根逡逑－－－－－－－－－－－－－－逦－－－－十邋逦－逡逑交易数量逦Ｈａｓｈ邋１２３４逦区块体逡逑Ｈａｓｈ邋１２逦Ｈａｓｈ邋３４逡逑Ｈａｓｈ邋１逦Ｈａｓｈ邋２逦Ｈａｓｈ邋３逦Ｈａｓｈ邋４逡逑交易１逦交易２逦交易３逦交易４逡逑图２－１区块结构图［２７］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｂｌｏｃｋ邋ｃｈａｉｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ＇２７＇逡逑２．３．２区块链的应用现状逡逑（１）应用现状逡逑在航运业

框架结构,多通道,区块

（２）邋Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ邋框架逡逑本文采用Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ邋１．０作为区块链底层框架，并针对特有需求进行逡逑定制化开发和功能完善。如图２－２所示为Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ邋１．０的基本框架图，主逡逑要由客户端ＳＤＫ模块、核心模块、安全模块、网络模块四部分构成［５（）］，具体如下：逡逑ａｐｉ＾ｓｄｋ逡逑逦邋－逦，逡逑本邋］１邋事件邋１１逦］｜ｊ｜逡逑区块链结构逦一￣体系１逡逑数据库逦Ｈ数字证书：逡逑共识机制逦卩解密丨逡逑Ｐ２Ｐ邋网络邋＋邋ｇＲＰＣ邋＋邋Ｇｏｓｓｉｐ邋协议逡逑图邋２－２邋Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ邋框架结构＿逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ邋ｆｒａｍｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＾逡逑Ｆａｂｒｉｃｌ．Ｏ总体架构可分为以下４大模块：逡逑１）
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F512.4

【参考文献】