基于区块链的物流运输辅助系统及方法

技术领域

本发明涉及网络通信和数据处理技术领域，特别是涉及一种基于区块链的 垂直电商交易平台。

背景技术

物流运输包含运输、仓储、配送等多个环节。近年来，随着互联网和信息技 术的不断发展，传统的物流模式已经难以满足需求，物流企业普遍引入物流信 息技术，对物流过程产生的信息进行采集、存储、汇集、分析，物流系统的智 能化、自动化水平不断提升，物流行业逐步迈入了智能物流时代。但在智慧物 流高速发展的过程中，一些问题逐步暴露出来，其中物流传输过程中会出现生 产数据造假、信息泄露、质量安全等问题导致追溯困难、安全性难以保证。此 外，物流传输过程中，各个环节信息交互不及时、信息不透明导致数据共享困 难、多方协同难以实现，使得物流供应链信用成本高，严重阻碍了物流行业发 展的步伐。

尤其在共享信息方面，当今物流行业阶段信息共享的主要方式是不同物流 公司之间的资源整合、人员整合、业务整合。数据共享困难的根源在于利益分 配不均以及公司间相互猜忌和不同公司间存在的物流运输规定的差异，传统物 流公司对自身内部的运输体系有着自己的规定，例如中转仓库职能、车辆发车 时间、各级别仓库分拣规则等。另外，过往传统的物流公司，以运输为公司主 要任务，最后1公里的配送问题往往外包给当地网点，各家物流公司承包区网 点在派送费问题上往往容易发生纠纷。

除此之外，物流运输过程中的共享阶段因为信息量骤然增加，使得物流参 与方无法从中挑选出对自己有意义的消息，实际运输过程中的成本也因为传统 方式中公司的消息封闭性，无法进行有效降低。

区块链技术因其去中心化、多方共识、信息不可篡改、公开透明等特点非 常适合用于物流运输领域的共享、分配和溯源。区块链本质上就是一种可信的 分布式数据库，是分布式存储、共识机制、点对点通讯、加密算法等传统计算 机技术的新型应用模式。在区块链中，信息是链式分散存储和交叉验证，所以 不可伪造和篡改。区块链的智能合约可以被自动执行，无需任何中心化机构的 审核。

利用区块链技术对现有的物流运输模式进行优化，可充分发挥区块链技术 的优点，实现物流运输过程中的信息可溯源、可共享、可分配。对新模式下的 参与方进行规范化，统一业务流程，提高流程管理效率，从而解决物流运输过 程中的信任危机、共享滞后、业务分配等问题，促使智能物流的实现。

发明内容

为了解决传统的物流运输模式存在的上述至少一个技术问题，本发明第一 方面提供了一种基于区块链的物流运输辅助系统，其具体技术方案如下：

一种基于区块链的物流运输辅助系统，包括链下数据存储模块、链上数据 存储模块及物流推荐模块；其中，

所述链下数据存储模块，用于：存储各物流参与方的基本信息，及拥有物 流资源的物流参与方的物流资源信息及需求描述信息；

所述链上数据存储模块，用于：通过区块链存储各物流参与方的基本信息， 及拥有物流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址；

所述物流推荐模块，用于：

接收第一物流参与方发送的需求请求，从所述区块链上获取到与所述需求 请求相匹配的物流资源信息的链下存储地址及所述第一物流参与方的需求描述 信息的链下存储地址；

基于获取到的链下存储地址从所述链下数据存储模块中获取到对应的物流 资源信息及第一物流参与方的需求描述信息；

基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需求描述信息匹配出若干 拥有所述物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与方，由所述第一 物流参与方从所述第二物流参与方中挑选出物流供应方；

将所述第一物流参与方与所述物流供应方达成交易协议所形成的交易记录 上链至所述区块链，并盖上时间戳。

本发明提供的物流运输辅助系统，其将各物流参与方的基本信息、拥有物 流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址等关键信 息上链至区块链，从而实现了各物流参与方之间的物流信息的共享。特别的， 通过设置物流推荐模块，本发明能够为提出需求请求的物流参与方推荐若干物 流供应方，以期实现对物流运输的优化，降低物流成本。

在一些实施例中，所述基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需 求描述信息匹配出若干拥有所述物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物 流参与方包括：通过文本分析方法从所述物流资源信息、所述第一物流参与方 的需求描述信息中抽取出关键信息；对所述关键信息实施embedding处理以生 成搜索词向量；基于所述搜索词向量，使用faiss搜索策略获取到若干拥有所述 物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与方。

提供了一种具体的推荐方法，其结合文本分析方法、embedding处理及faiss 搜索策略匹配到合适的物流供应方。

在一些实施例中，所述物流运输辅助系统还包括物流信息记录及规划模块， 所述物流信息记录及规划模块用于：基于所述第一物流参与方与所述物流供应 方达成交易协议所形成的交易记录，采用机器学习策略生成最佳物流计划，所 述最佳物流计划至少包括最佳物流路线；获取物流过程中的实际物流信息并将 实际物流信上链至区块链，并盖上时间戳，所述实际物流信息至少包括实际物 流路线；比对所述最佳物流路线与所述实际物流路线，对最佳物流路线进行修 正。

物流信息记录及规划模块通过对挑选出的物流供应方进行分析，生成包括 最佳物流路线在内的最佳物流计划，从而降低物流成本。特别的，物流过程中， 物流信息记录及规划模块根据当前的实际物流路线的变化情况，持续对后续的 最佳物流路线进行修正，以实现对物流路线的实时指导。

在一些实施例中，所述物流运输辅助系统还包括物流货物溯源模块，所述 物流货物溯源模块用于，基于存储在区块链上的实际物流信息对物流所涉及的 货物进行溯源；及对实际物流路线进行溯源。

通过设置物流货物溯源模块，实现对物流所涉及的货物溯源及对实际物流 路线进行溯源，从而实现对物流运输过程中各物流参与方的行为的客观评价。

在一些实施例中，所述物流运输辅助系统还包括监管模块，所述监管模块 用于实现对各所述物流参与方的监管。

通过设置监管模块，实现了对物流运输过程中各物流参与方的监管。

在一些实施例中，所述物流运输辅助系统还包括权限管理模块，所述限管 理模块通过智能合约实现各物流参与方的权限管理。

通过设置权限管理模块，实现了对物流运输过程中各物流参与方的权限分 配及权限管理。

在一些实施例中，所述物流参与方包括：供应商、仓储商、运输商、派件 网点、用户及监管机构，其中，供应商、仓储商、运输商、派件网点为拥有资 源的物流参与方。

在一些实施例中，物流运输辅助系统还包括数据采集模块，所述数据采集 模块用于：采集各物流参与方的基本信息，及拥有物流资源的物流参与方的物 流资源信息及需求描述信息，并将采集到的信息存储至所述链下数据存储模块； 将各物流参与方的基本信息、及拥有物流资源的物流参与方的物流资源信息、 需求描述信息的在所述链下数据存储模块内的链下存储地址上链至所述链上数 据存储模块。

通过设置数据采集模块，实现了对物流参与方所涉及的相关物流信息的采 集、存储及上链。

本发明的第二方面还提供了一种基于区块链的物流运输辅助方法，其包括：

对各物流参与方部署区块链网络完整节点；

将各物流参与方节点的基本信息，及拥有物流资源的物流参与方节点的物 流资源信息及需求描述信息存储至链下数据存储模块；

将各物流参与方节点的基本信息，及拥有物流资源的物流参与方节点的物 流资源信息、需求描述信息的链下存储地址上链至区块链；

运行预先存储在区块链上的智能合约实现对各物流参与方节点的权限分 配；

接收第一物流参与方节点发送的需求请求，从所述区块链上获取到与所述 需求请求相匹配的物流资源信息的链下存储地址及所述第一物流参与方节点的 需求描述信息的链下存储地址，并基于获取到的链下存储地址从链下数据存储 模块中获取到对应的物流资源信息及第一物流参与方的需求描述信息；

基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需求描述信息匹配出若干 拥有所述物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与方，由所述第一 物流参与方从所述第二物流参与方中挑选出物流供应方；

将所述第一物流参与方与所述物流供应方达成交易协议所形成的交易记录 上链至所述区块链，并盖上时间戳。

可选的，所述基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需求描述信 息匹配出若干拥有所述物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与方 包括：通过文本分析方法从所述物流资源信息、所述第一物流参与方的需求描 述信息中抽取出关键信息；对所述关键信息实施embedding处理以生成搜索词 向量；基于所述搜索词向量，使用faiss搜索策略获取到若干拥有所述物流资源 的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与方。

本发明提供的物流运输辅助方法，其将各物流参与方的基本信息、拥有物 流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址等关键信 息上链至区块链，从而实现了各物流参与方之间的物流信息的共享。特别的， 本发明能够为提出需求请求的物流参与方推荐若干物流供应方，以期实现对物 流运输的优化，降低物流成本。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例与所设计的系统架构中的技术方案，下面 结合附图对系统实施例与系统架构和技术方案中所需要的使用的附图进行简单 介绍，显而易见，下面描述的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通 技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。

图1为本发明的基于区块链的物流运输辅助系统的结构示意框图；

图2为本发明的基于区块链的物流运输辅助方法的部分执行流程图；

图3为本发明中的区块链网络的节点部署示意图；

图4为本发明的基于区块链的物流运输辅助方法的部分执行流程图；

图5为本发明的基于区块链的物流运输辅助方法的部分执行流程图。

具体实施方式

应当指明，以下详细说明的内容都是示例性的，目的是对本发明的内容进 行指示性的说明，需要注意的是，本发明使用的所有技术和科学术语具有与发 明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面将结合本发明实施例中的附图说明，对本发明实施例中的系统架构与 现有技术中的解决方案进行清晰、完整的描述，需要注意的是，所描述的实施 例仅是为了对本发明进行解释与说明，而不是全部的内容。在本发明所提供的 实施例的基础上，本领域内的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所 得到的其他所有实施例，都在本发明申请的保护范围之内。

物流运输场景中，物流参与方包括供应商、运输商、仓储商、派件网点及 用户等。其中：供应商可以是提供物流服务的运营主体，其负责承接物流服务 并完成货物的揽件，也可以是提供货物的直接生产商或销售商。运输商负责提 供货物流转过程中的运输服务。仓储商提供货物流转过程的中转储存。派件网 点则将货物派件至终端用户。

在一些实施例中，物流参与方还包括政府相关部门、行业管理部门、保险 公司、银行金融部门等监管或支撑机构。其中，政府相关部门、行业管理部门 制定关于物流的法规条例并实现对各物流参与方的物流行为的监管，银行金融 部门可以实现线上支付的功能，保险公司则与平台合作，可以降低赔率，保障 资金的安全性。

从某个物流参与方(如供应商)提出需求请求开始，货物需要在若干运输 商、仓储商及派件网点之间实现跨机构流转。如何根据物流参与方提出的需求 请求，从其它拥有物流资源的物流参与方中选择合适的运输商、仓储商、派件 网点，并实现对物流路线的优化以降低物流成本，是物流行业亟待解决的技术 问题。要想解决该技术问题，首先要解决的是实现各物流参与方之间的信息共 享。

传统的物流信息共享的主要方式是不同物流参与方之间的资源整合、人员 整合、业务整合。信息共享困难的根源在于各物流参与方间相互猜忌和不同物 流参与方间存在的物流运输规定的差异。除此之外，物流运输过程中的共享阶 段因为信息量骤然增加，使得物流参与方无法从中挑选出对自己有意义的信息。

区块链技术因其去中心化、多方共识、信息不可篡改、公开透明等特点非 常适合用于物流运输领域的共享、分配和溯源。区块链本质上就是一种可信的 分布式数据库，是分布式存储、共识机制、点对点通讯、加密算法等传统计算 机技术的新型应用模式。在区块链中，信息是链式分散存储和交叉验证，所以 不可伪造和篡改。区块链的智能合约可以被自动执行，无需任何中心化机构的 审核。利用区块链技术对现有的物流运输模式进行优化，可充分发挥区块链技 术的优点，实现物流运输过程中的信息可溯源、可共享、可分配。对新模式下 的参与方进行规范化，统一业务流程，提高流程管理效率，从而解决物流运输过程中的信任危机、共享滞后、业务分配等问题，促使智能物流的实现。

如图1所示，本发明提出的基于区块链的物流运输辅助系统包括链下数据 存储模块、链上数据存储模块及物流推荐模块，可选的，其还包括数据采集模 块。具体的：

数据采集模块用于实现对各物流参与方的基本信息，及拥有物流资源的物 流参与方的物流资源信息及需求描述信息的采集。其中，物流参与方的基本信 息包括物流参与方的机构名称、地址等信息。拥有物流资源的物流参与方包括 供应商、仓储商、运输商、派件网点等，拥有物流资源的物流参与方的物流资 源信息指该物流参与方所拥有的物流资源的名称、数量、所处区域等信息，如， 运输商的物流资源包括所述拥有的运输工具的种类、数量、运输能力等。

链下数据存储模块，用于存储各物流参与方的基本信息，及拥有物流资源 的物流参与方的物流资源信息及需求描述信息。即，数据采集模块采集到的信 息被完整地存储至链下数据存储模块内。

链上数据存储模块，用于通过区块链存储各物流参与方的基本信息，及拥 有物流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址。即， 本发明仅将各物流参与方的基本信息，以及拥有物流资源的物流参与方的物流 资源信息、需求描述信息的在链下数据存储模块上的链下存储地址作为关键信 息上链、存储至区块链内。

物流推荐模块，用于：

接收第一物流参与方(即物流需求方)发送的需求请求，从区块链上获取 到与需求请求相匹配的物流资源信息的链下存储地址及该第一物流参与方的需 求描述信息的链下存储地址。

基于获取到的链下存储地址从链下数据存储模块中获取到对应的物流资源 信息及第一物流参与方的需求描述信息。

基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需求描述信息匹配出若干 拥有物流资源的第二物流参与方推荐给第一物流参与方，由第一物流参与方从 第二物流参与方中挑选出最终的合适的物流供应方。

将第一物流参与方与物流供应方达成交易协议所形成的交易记录上链至区 块链，并盖上时间戳。

例如，在一个具体实施例中，物流推荐模块的工作过程如下：

供应商A(第一物流参与方)发送需求请求，需求请求包括运输、仓储等 需求的简单描述。

物流推荐模块在区块链上读取相关领域的运输商、仓储商的运输资源、仓 储资源的链下存储地址，及供应商A的需求描述信息的链下存储地址。从而获 得对应的物流资源信息及供应商A的具体的需求描述信息。

由于物流资源信息、供应商A的需求描述信息均为文本信息格式，因此， 可选的，物流推荐模块首先通过常规的分词操作等文本分析方法从获得的物流 资源信息及供应商A的需求描述信息中抽取出关键信息。接着，物流推荐模块 通过对关键信息实施embedding处理以生成搜索词向量。最后，物流推荐模块 基于搜索词向量，使用faiss搜索策略获取到若干拥有物流资源的第二物流参与 方推荐给供应商A。

供应商A从第二物流参与方中挑选出最终的物流供应方并达成交易协议， 交易协议所形成的交易记录被上链至区块链，并盖上时间戳。

可见。本发明提供的物流运输辅助系统将各物流参与方的基本信息、拥有 物流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址等关键 信息上链至区块链，从而实现了各物流参与方之间的物流信息的共享。

特别的，通过设置物流推荐模块，本发明能够为提出需求请求的物流参与 方推荐若干拥有资源的物流参与方，使得提出需求请求的物流参与方能够选择 出合适的物流供应方，并最终实现对物流运输过程的优化，降低物流成本。

继续参考图1所示，可选的，本发明的物流运输辅助系统还包括物流信息记 录及规划模块，物流信息记录及规划模块用于：

第一，基于第一物流参与方与选定的物流供应方达成交易协议所形成的交 易记录，采用机器学习策略生成最佳物流计划并将最佳物流计划上链至区块链， 最佳物流计划至少包括最佳物流路线。

该物流路线即指货物的最佳运输路线规划，例如可以是从提出需求请求的 第一物流参与方(如上文中的供应商A)至最终用户的最短物流路线，也可以 是从第一物流参与方至最终用户所付出的运输成本最低的物流路线，等等。

如，在一些实施例中，最佳物流路线按下述公式进行规划：

f(x)＝Min(α，β，γ)；

其中：α为运输过程中的路程成本，β为运输过程中的运输工具成本，γ为运 输过程中的时间成本。通过计算协调三者，得到较小成本的物流运输路线，并 记录到链下存储模块中。

第二，在货物运输过程中，物流信息记录及规划模块定期(如每隔1小时) 采集包括实际物流路线在内的实际物流信息，并将采集到的实际的物流信息上 链至区块链上，盖上时间戳。如此，物流结束后，可以对各环节，或者说是各 物流参与方所涉及的实际物流信息的溯源，防止信息修改、消除人为干预。

第三，实际物流过程中，存在大量的意外事件，如车辆偏航、仓储网点爆 仓需要调整仓储网点等，因此经常需要对运输路线进行调整，即实际物流路线 与最佳物流路线出现偏差。鉴于此，实际物流过程中，物流信息记录及规划模 块需要定期对当前的实际物流路线与最佳物流路线进行对比，根据比对出的差 异对后续的最佳物流路线进行修正，修正后的物流路线同样被上链至区块链， 盖上时间戳。可选的，实际物流路线与最佳物流路线之间的差异是指两种路线 之间的成本差异，当成本差异超过预定的阈值时，需要对后续的最佳物流路线 进行修正。

本发明中的最佳物流路线的修正策略，其技术构思与汽车导航领域的路线 规划技术相似。

继续参考图1所示，可选的，本发明的物流运输辅助系统还包括物流货物 溯源模块，该物流货物溯源模块用于：

基于存储在区块链上的实际物流信息对物流涉及的货物进行溯源；及

对物流路线进行溯源。

每当一个物流过程结束后，物流货物溯源模块一方面从区块链上读取完整 的实际物流信息，对物流所涉及的货物的具体流转、运输过程进行溯源。如， 当最终用户未收到货物时，通过读取实际物流信息即可轻易地获知货物停留在 那个环节或在哪个环节丢失。

另一方面，物流货物溯源模块将实际物流路线与最佳物流路线进行对比、 匹配性计算，找出差异点(如成本差异)及差异点所在的各具体环节并形成差 异报告，从而实现对物流路线的溯源、追责。各物流参与方根据收到的差异报 告，反馈产生差异的原因，如由于不可抗因素调整了车辆的行驶路线或改变了 仓储网点等。

可选的，本发明中，物流推荐模块、物流信息记录及规划模块、物流货物 溯源模块均部署在若干具有强大的计算能力的计算节点上，这些计算节点上存 储有各类搜索、统计及机器学习算法模型。

继续参考图1所示，可选的，本发明的物流运输辅助系统还包括监管模块， 监管模块用于实现对各物流参与方的监管。

可选的，本发明的物流运输辅助系统还包括权限管理模块，限管理模块通 过智能合约实现对各物流参与方的权限管理。

如图2所示，可选的，本实施例提供的基于区块链的物流运输辅助方法所 包括的区块链的部署过程包括如下步骤：

S1、对各物流参与方部署区块链网络完整节点。

如图3所示，可选的，分为三类节点：

第一类为普通节点，即直接实施物流过程的参与方节点，如可包括供应商 节点、运输商节点、仓储商节点、派件网点节点及用户节点。

第二类为监管节点，即实施物流监管及支撑的监管节点，如可包括政府相 关部门节点、行政管理部门节点、保险公司节点及银行金融部门节点。

第三类为计算节点，这些节点拥有强大的计算能力，其能够执行机器学习 等复杂的计算过程，从而实现前文中提及的物流供应方推荐、最佳物流计划生 产及差异报告的生成等。

S2、将各物流参与方节点的基本信息，及拥有物流资源的物流参与方节点 的物流资源信息及需求描述信息存储至链下数据存储模块。

S3、将各物流参与方节点的基本信息，及拥有物流资源的物流参与方节点 的物流资源信息、需求描述信息的链下存储地址上链至区块链。

S4、运行预先存储在区块链上的智能合约实现对各物流参与方节点的权限 分配。

可选的，普通节点具有数据写入权限，监管节点具有所有数据的读取和签 名权限，计算节点具有对数据进行读取的权限。

至此，完成了区块链系统的前期部署工作。

如图4所示，可选的，物流运输辅助方法所包括的物流供应方推荐过程包 括如下步骤：

S5、第一物流参与方节点发送需求请求，计算节点从区块链上获取到与需 求请求相匹配的物流资源信息的链下存储地址及第一物流参与方的需求描述信 息的链下存储地址，计算节点基于获取到的链下存储地址从链下数据存储模块 中获取到对应的物流资源信息及第一物流参与方的需求描述信息。

S6、计算节点基于获取到的物流资源信息、第一物流参与方的需求描述信 息匹配出若干拥有所述物流资源的第二物流参与方推荐给所述第一物流参与 方，由所述第一物流参与方从第二物流参与方中挑选出物流供应方。

S7、第一物流参与方节点将第一物流参与方与物流供应方达成交易协议所 形成的交易记录上链至区块链，并盖上时间戳。

至此，完成了物流供应方推荐工作。

如图4所示，可选的，物流运输辅助方法所包括的物流路线的规划过程如 下：

S8、计算节点基于第一物流参与方与物流供应方达成交易协议所形成的交 易记录，采用机器学习策略生成最佳物流计划，最佳物流计划至少包括最佳物 流路线。

S9、获取物流过程中的实际物流信息并将实际物流信上链至区块链，并盖 上时间戳，实际物流信息至少实际物流路线。

S10、计算节点比对最佳物流路线与实际物流路线，基于最佳物流路线与实 际物流路线之间的差异对最佳物流路线进行修正。

由于本实施例的基于区块链的物流运输辅助方法与前文实施例中的基于区 块链的物流运输辅助系统的技术原理一致，因此在介绍基于区块链的物流运输 辅助方法时对于各步骤的详细过程进行了简化或省略处理，简化或省略的部分 可以参考前文实施例中的基于区块链的物流运输辅助系统的有关描述。

本发明利用区块链技术对传统的物流运输平台进行创作性升级，其将各物 流参与方的基本信息、拥有物流资源的物流参与方的物流资源信息、需求描述 信息的链下存储地址等关键信息上链至区块链，从而实现了各物流参与方之间 的物流信息的共享。

与传统的物流运输平台相比，本发明实现了物流信息的公开、透明、无可 篡改。此外，由于各物流参与方的关键物流信息均被存储在区块链内，从而实 现了物流供应方推荐、最佳物流路线规划、货物及物流路线的溯源、规则等功 能。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普 通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真 实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所 要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述 描述来限定的。