基于区块链技术的铁路众包快运物流体系设计与实现
货运物流 | FREIGHT LOGISTICS
文章编号：1004-2024(2021)01-0008-07  中图分类号：U294.1  文献标识码：A DOI ：10.16669/jki.issn.1004-2024.2021.01.02
0 引言
随着我国经济社会的发展，近年来快递业发展迅猛。根据国家邮政局公布数据显示，2019年我国快递业务量累计完成632.5亿件，市场规模连续6年
稳居世界第一。铁路具有城市间点对点运输的绝对优势，但由于受长期以来所形成的末端网点不健全、市场经营能力不足等限制，在快递市场所占份额一直较低，2019年仅为0.93%。
目前，日本、法国和德国等国家已经构建起“依托铁路进行干线运输、依托新能源汽车进行末端配
送”的物流链条，已经取得良好的经济社会效应[1-2]。杨海涛[3]通过对天津市物流运输现状进行分析，提出天津市“3+11”绿物流体系节点布局方案；张梦琪[4]通过分析上海市配送需求，构建
“外集内配近港”城市配送整体架构。以圆通快递有限公司(以下简称
“圆通”
)、中通快递股份有限公司(以下简称“中通”)、申通快递有限公司(以下简称“申通”)和韵达速递有限公司(以下简称“韵达”)为代表的物流企业已经形成强大的末端网络和市场经营能力，中铁快运股份有限公司(以下简称“中铁快运”)探索与顺丰速运有限公司(以下简称“顺丰”)合作，解决末端配送问题。然而，铁路快运无论是通过开设网点完
善末端网络，还是自主组建配送车队来解决“最后一公里”问题，都还不完全具备时间和空间条件。
众包指的是把工作任务以自愿自由的形式外包给非特定大众的做法，包含着与用户共创价值的理念，基于区块链技术的铁路众包快运 
物流体系设计与实现
李 宏1，刘 津1，刘李蓬2
(1.中国铁路上海局集团有限公司 金华车务段，浙江 金华 321000；2.中国平安保险集团股份有限公司 区块链
技术研究中心，上海 200082)
摘 要：铁路快运安全准点、时效高、稳定性好，但受“最后一公里”
运营能力的限制，市场份额占比一直较低。通过分析区块链技术应用设计和物流组织流程体系，从铁路车站自动化物流基地改造、最优路径选择、运费计算和共识机制过程等方面，剖析基于区块链技术的铁路众包快运物流体系关键环节。案例分析结果表明，基于区块链技术的铁路众包快运物流性价比明显高于其他物流，可以实现物流组织的自动触发和环境信息的实时共享，促进快运新型物流体系高效协同发展。
关键词：铁路快运物流体系；众包模式；物流组织；区块链技术；列车运行图
铁道货运｜第 39卷 / 第 01 期 / 2021 年
RAILWAY FREIGHT TRANSPORT
收稿日期：2020-10-13
作者简介：李宏 (1973—)，男，江苏丹阳人，大学本科。刘津(1989—)，男，江西上饶人，大学本科。刘李蓬 (1987—)，男， 吉林长春人，博士研究生。
基金项目：上海多式联运分会课题 (DSFH2020LW -027)
元数据
新申请交易数据
状态数据
共识认证过程
图1 共识机制示意图
Fig.1 Schematic diagram of consensus mechanism
货运物流 | FREIGHT LOGISTICS
图2 自主取送物流组织流程体系图
Fig.2 Flow chart of autonomous delivery logistics organization
寄件人发送需求
平台推送可行运载方案
寄件人选定运载方案
寄件人送往火车站物流基地收件端火车站物流基地
提供取件码
签收快递员实时接单派送发送派件需求（任意时间）
输入取件码自主取件
自主取件
调整运载方案
平台推送物件到达信息
YES
NO
自考自我鉴定范文按方案确定的车次运载基于区块链技术的铁路众包快运物流体系设计与实现 李 宏 等
有行包房进行自动化改造，建设成为高度集约化、智能化、集多种功能于一体的全流程无人化运行设
备。设备前端设置人机交互系统及寄件口和取件口，内部由智能化安检设备、分拣系统及一体化存储墙组成，整体在调度平台统一指挥下协同工作。企业年度工作总结
近选择确定运载方案。快递员收取快递后可以自行暂存，调度平台根据其所有暂存件的最晚送达物流基地时间点动态确定该快递员最晚送达物流基地时间，并推送给快递员，依此循环往复。普速模式物流组织流程体系图如图3所示。
（3）极速模式物流组织流程体系。极速模式以最短物流时间为目标选定运载车次组合，快递员接单后需要立即送往火车站物流基地，物流费用在普速模式物流组织基础上加收提速产生的相关费用。极速模式物流组织流程体系图如图4所示。
2 基于区块链技术的铁路众包
快运物流体系设计关键环节分析
避暑旅游
2.1 铁路车站自动化物流基地改造
铁路车站自动化物流基地改造为基于区块链技术的铁路众包快运物流体系优化设计提供条件。将火车站行包房进行自动化改造，形成高度集约化、智能化物流基地。将物品按尺寸划分为5类，即文件、I 类、II 类、III 类及特殊种类物品，分别设计标准包装箱。在铁路运输区段，根据高速铁路和普速客车
车厢及座位尺寸设计制造集装设备，该设备装有可伸缩轮对、紧固装置和去向卡等，方便快速装卸车。将火车站现
图4 极速模式物流组织流程体系图
Fig.4 Flow chart of logistics organization in super-speed mode
图3 普速模式物流组织流程体系图
Fig.3 Flow chart of conventional speed mode logistics organization
生成预选方案表（同站换乘优先）
确定该件最晚送达物流基地时间
搜索列车运行图中所有车次组合（同站换乘时间间隔大于等于30 min ，异站换乘大于等于60 min
选择换乘
次数最少
车次组合
Pass
不超过最大物流时间
NO
YES
逐一
判断
调 度 平 台
推送需求（含最晚送达物流基地时间）
反馈接单信息
反馈
寄件人
发送需求
迪奥护肤品快递员接单
实时
上门取件寄件端火车站物流基地
T = min{所有件最晚送达基地时间}T 时间之前送达
根据送达时间点
从预选方案表中就近选择运载方案
收件端火车站物流基地
按方案确定的车次运载
平台推送到达信息
提供取件码
签收
快递员实时接单派送
发送派件需求（任意时间）
输入取件码自主取件
自主取件
YES
NO
搜索列车运行图中所有车次组合（同站换乘时间间隔大于等于30 min ，异站换乘大于等于60 min
选择物流时间最短车次组合
调 度 平 台
推送需求（含最晚送达物流基地时间）
反馈接单信息
反馈
寄件人发送需求快递员接单实时上门取件寄件端火车站物流基地
在规定时间节点前送达按方案确定的车次运载
收件端火车站物流基地
平台推送到达信息
提供取件码
签收快递员实时接单派送发送派件需求（任意时间）
输入取件码自主取件
自主取件
YES
NO
确定最晚送达物流基地时间
FREIGHT LOGISTICS | 货运物流
物流基地寄件工作流程为：①快递员(寄件人)扫码；②物品放入寄件口；③自动化安检；④确定(核对)车次、车厢、座位号；⑤分拣系统分拣；
⑥按车次、目的地装入对应集装设备；⑦送上运载车次；⑧实时反馈位置信息。
2023新年物流基地中转换乘工作流程为：①调度平台提示到站集装设备车次、车厢、座位号；②卸下对应集装设备；③分拣系统分拣；④同站换乘物件按车次、目的地装入对应集装设备(异站换乘物件由调度平台派单，快递员转送)；⑤送上运载车次；⑥实时反馈位置信息。
物流基地收件工作流程为：①集装设
备到站；②分拣系统分拣；③存入储存墙；
④快递员(收件人)扫码；⑤分拣系统传输；
⑥取件口取件；⑦实时反馈位置信息。
2.2 最优路径选择
以列车运行图为基础，构建适用于路
径搜索的复合拓扑网络，建立以不同物流
需求(时间短、换乘少、费用低)为目标函
数的路径选择模型，并采用Dijktra算法进
行求解。
约束条件为①时间约束。开车前t分钟停止办理；同站换乘时间间隔不少于30 min；异站换乘时间间隔不少于60 min。②流量平衡约束。指定起点O的选择路径只有1条；中间节点只有经过与不经过2种；指定终点D的选择路径只有1条。③换乘约束。节点换乘变量由换乘时间和公里数的加权值决定。
2.3 运费计算
运费由基础运费与额外运费2部分组成，采用“运前预估，运后结算”的方式，分现付、到付、分摊运费
3类，其中额外运费包含选择极速模式产生的收派件打赏费与暂存费(超过24 h)。总运费具体计算公式为
Z = W(i = 1nαi L i + βK) + j (R + φS j) + P + Q (1)式中：Z表示总运费，元；W表示物品重量，kg；αi表示铁路运输区段不同车型i的运输费率，元/(kg· km)，i = 1，2，…，n；L i表示铁路运输区段不同车型i的运输距离，km；β表示同站换乘费率，元/(kg· 次)；K表示铁路运输区段同站换乘总次数，次；R表示快递员收派件起步价，元；φ表示快递员收派件运费率，元/km；S j表示快递员收派件或铁路运输区段异站换乘运输距离，km，其中j表示寄件端、收件端、异站换乘1、异站换乘2、…、异站换乘m；P表示极速模式收派件打赏费，元，市区为0 ~ 10元，周边地区为0 ~ 20元，具体数额由寄(收)件人与快递员博弈确定；Q表示暂存费，元/d，到达后24 h内免费暂存。
按照性价比优于现有快递企业同类产品的原则设置费率，铁路众包快运费率表如表1所示。
2.4 共识机制过程
由于区块链有着天然的结算能力，引入多链、跨链赋能，将订单账本与结算账本分开，在结算账本和订单账本互相写入订单ID (Identity Document)。在订单生成时，同步写入结算账本，进行预订单处理，在订单完成时，同步更改结算账本数据，同时调用智能合约，每个终端为一个账本，进行实时结算。
（1）验证节点接收并存储没有验证的交易。一是验证节点接收待验证交易，将该笔交易存储在本地；二是本轮共识过程中新到的交易需要等待，在下次共识时再确认。
（2）活跃信任节点发送提议。信任节点列表是验证池中的一部分，列表中的信任节点都来源于验证池。RCP (Rayleigh Wave Consensus Mechanism Protocol)共识机制需要参与共识的信任节点处于活跃的状态，如果信任节点长期不活跃将会被删除[8]。信任节点根据接收到的待验证交易，包括交易双方
基于区块链技术的铁路众包快运物流体系设计与实现李宏等
表1 铁路众包快运费率表
Tab.1 Railway crowdsourcing fast freight rate
类别文件类I类II类III类特殊种类
高速铁路运输费率 / (元 / (kg · km))0.0050.0080.0150.0300.050
普速客车运输费率 / (元 / (kg · km))0.0020.0030.0050.0100.020
同站换乘费率 / (元 / (kg · 次))0.100.150.200.300.50
市区收派件起步价 / 元  1.0  1.2  1.5  2.0  3.0
周边地区收派件起步价 / 元  2.0  2.4  3.0  4.0  6.0
收派件运费率 / (元 / km)0.100.150.200.250.30
暂存费 / (元 / d)0.50.8  1.2  2.0  3.0
图5 各地点间距离及驾车所需时间
Fig.5 Distance and driving time between locations
金华市北京市
市区
市区
金华站北京站
北京南站
金华南站
金华东站职工宿舍海淀区五道口
驾
车12 m i n
驾车
20 m
i n
驾车35 m i n
垃圾分类手抄报内容驾
车32 m i n 4.5
k m 9 k m 20 k
m
21 k m

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。