隨著消費者對食品安全的重視和對生鮮農產品需求的增長，其對生鮮農產品的品質要求也越高，迫切需要建立生鮮農產品從“田間地頭到餐桌”的生產、流通和銷售各環節的無縫對接，保證生鮮農產品的質量安全。但現階段的生鮮農產品冷鏈物流還普遍存在信息化水平不高、物流配送環節過多、產品無法溯源、配送過程可控度不高、標準不統一等突出問題。區塊鏈技術作為數字經濟時代的重要底層支撐技術之一，在重塑農產品冷鏈物流生態網絡，提升物流安全性及精準操作水平，實現有效監管等方面發揮著重要作用。本文通過對區塊鏈技術的共享機制、智能合約、去中心化、非對稱加密等特性進行分析，研究構建虛擬智能交易系統、新型物流數據體系以及真實安全的物流信用體系等，幫助解決現階段生鮮農產品冷鏈物流存在的信息不對稱、產品無法溯源等突出問題，從而提升生鮮農產品物流水平，保障生鮮農產品質量安全。
農產品冷鏈物流是指通過智能實時溫控技術、全程可視化監控和信息反饋系統、RFID技術、物聯網技術等，實現物流過程的溫度監控、濕度監控、數據傳輸等，保證生鮮農產品從“生產田頭”到“消費者餐桌”各個環節始終處于規定的溫濕度環境。
生鮮農產品易腐敗、易變質，需盡可能通過一站式冷鏈配送以減少裝卸、儲運、配送等環節，確保生鮮農產品質量，所以，農產品冷鏈物流往往需要配置特殊的設施設備，對流通時間和溫濕度環境要求比較高，其物流組織比一般常溫物流的組織更復雜、要求也更高。
由于農產品冷鏈物流的多個環節的主體功能各不相同，任何一個環節出現問題，都會對冷鏈產品造成不可逆的損傷。為保證冷鏈產品品質，必須通過組織協調，控制好冷鏈流通時間，并確保冷鏈物流各環節始終處于規定的溫濕度環境。
農產品的冷庫、冷藏車等專用設施設備的購置成本遠超過普通物流倉庫及貨車，同時，其特有的溫度和濕度環境要求，需要耗費更多的水、電、油，導致運營成本也比一般常溫物流高。
由于生鮮農產品自身的特性及冷鏈物流組織的高要求，必須借助冷鏈運輸配送技術、冷鏈儲存技術、冷藏設備制造技術、溫度控制監測技術以及互聯網信息技術，對農產品冷鏈物流全過程進行多方位的監測跟蹤，以保證農產品的品質。
冷鏈物流中的每個環節都需要進行溫度控制和全過程監控，所以，不僅需要通過先進技術來降低能源損耗和企業成本，也要求冷鏈物流企業制定嚴格的管理制度和先進的作業流程規范，培養高素質的專業技術人員，以實現農產品冷鏈物流的降本增效。
得益于國家對冷鏈物流建設布局和利好政策，冷鏈物流發展基礎日益鞏固，但也出現了一些不容忽視的問題。
經調查發現，除電商巨頭企業外，其他經營主體的信息化建設水平參差不齊，信息共享水平明顯偏低。同時，傳統的生鮮農產品冷鏈物流服務平臺彼此獨立，“信息孤島”現象嚴重，有效數據信息傳遞中間環節過多，供需雙方信息位勢不平衡，信息傳輸時效性低、信息處理滯后，導致流通腐損率居高不下。
相比于龐大的生鮮運輸需求，冷藏倉庫建設依然存在較大的增長空間。根據國際冷藏倉庫協會(IARW)數據，中國人均庫容面積較小，僅占美國等發達國家的四分之一左右。同時，冷鏈物流基礎設施存在結構性短板，區域分布不夠平衡，現有冷庫設施中，華東、華中地區占比超過50%,而西北、西南地區占比僅為15%,西部地區冷庫設施建設薄弱，極易產生冷鏈物流斷鏈現象。因此，還需進一步提升冷鏈物流服務對產業升級、食品安全保障和民生需求的適配性。
農產品冷鏈物流最先一公里“缺鏈”和最后一公里“斷鏈”問題較為突出，無法完全實現“從田間到餐桌、從枝頭到舌頭”的一站式配送。生鮮農產品需經歷采摘、收購、運輸等多個環節，上下游整體規劃和整合的缺乏不僅會增加配送成本，還會損害農產品品質，大幅降低農產品物流供應效率。
由于生鮮農產品的單份分量小、商品數量大，加之物流運作環節復雜、運營主體眾多，全鏈條的信息化整合程度低等，現階段的生鮮農產品冷鏈物流難以做到全流程溯源，也降低了消費者對生鮮農產品的信任度。
生鮮農產品種類繁多，導致各農產品質量標準難以統一，即使同種產品也會因產地不同導致質量標準存在差異，這不僅增加了生鮮農產品在冷鏈物流中質量控制的難度，也大大降低了政府監管的有效性。
區塊鏈技術是一種由多方共同維護，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現數據一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術。其核心價值如下。
區別于傳統供應鏈業務，區塊鏈技術采用去中心化的管理模式，通過分布式核算和存儲，不依托第三方管理機構或硬件設施，實現節點的信息自我驗證、傳遞和管理，使得業務平臺具有相對的公平性，更加有助于發揮農產品冷鏈物流中各中小企業的作用。
區塊鏈系統中，每個新區塊生成時會被打上時間戳，并會根據生成時間順序相連成區塊鏈，可依托時間戳搜索不同節點的信息，形成一個去中心化的分布式時間戳服務系統。若要修改信息，需獲得大多數節點的同意，因此很難被處理，可修改難度大。
節點是區塊鏈的關鍵要素，需運用編程代碼簽訂智能合約并自動執行，以確保交易的暢通及安全。
區塊鏈技術基礎是開源的，每個用戶均可通過節點的形式將數據存儲于區塊鏈中，除了私有信息被加密外，區塊鏈的數據完全開放，高度透明。
綜上所述，區塊鏈的分布式交易記賬特點能有效解決當前農產品物流中信息不對稱的問題，而數據防止篡改與溯源性可以實現農產品全程溯源，最大程度保障農產品質量。農產品冷鏈物流應用區塊鏈技術，可以對傳統的農產品物流產業鏈和供應鏈進行重塑，從而推動農產品物流產業高質量發展。
區塊鏈技術的特性必將賦能農產品冷鏈物流的流程創新、技術創新、管理創新和模式創新。
農產品“從田間到餐桌、從枝頭到舌頭”需要經過多個環節、多個區域、多個配送主體的流轉，必將存在冷鏈產品損壞、流通時間延誤等風險，不同參與主體的在線支付也會面臨資金安全問題。基于區塊鏈技術構建農產品冷鏈物流供應鏈平臺、智能交易支付體系等，可通過追溯數據提高信息的安全性。
物流企業和消費者普遍關注農產品冷鏈物流配送過程，消費者通過追蹤過程來了解購買產品的質量，而物流企業往往通過控制過程來達到降本增效的企業目標。區塊鏈技術通過同步自身數據與行業信息來保障整個供應鏈系統的完整性，從而提升農產品冷鏈物流系統的精準性。
區塊鏈節點信息不可更改，整個數據均被記錄且透明公開，任何交易信息都處在區塊鏈監管下。同時，各方均可通過區塊鏈系查詢獲取對方的信譽信息，從政府單一監管轉變為全平臺的共治共管，有助于促進信譽建設，改善行業氛圍，提升消費者對生鮮農產品的信心。
綜上所述，區塊鏈的分布式交易記賬特點便于社會和消費者監督，促進冷鏈物流各環節的利益公開，可有效解決當前農產品物流中信息不對稱的問題。區塊鏈的可追溯技術可以實現農產品全程溯源，保障農產品質量，且可對傳統的農產品物流產業鏈和農產品物流供應鏈進行重塑，從而推動農產品物流產業高質量發展。
應用區塊鏈分布式記賬、智能合約、信息共享等特點，搭建基于區塊鏈技術的農產品冷鏈物流追溯系統，實現多點實時上傳產品信息、物流信息和交易信息等功能以及系統數據自動更新功能，使農產品冷鏈物流運作更加透明，信息傳遞更加便利迅速，實現區塊鏈技術與農產品冷鏈物流融合發展。系統設計應充分體現政府監管部門、企業、消費者等的主體地位，并關注企業主體所關心的農產品供需信息、物流配送運力供給信息、冷鏈物流設施設備配置信息等共享信息，惠及所有區塊鏈參與主體，最大程度提高生鮮農產品市場資源利用效率。
冷鏈物流追溯系統基本目標是覆蓋冷鏈物流的全過程，服務全鏈條參與主體，監管全鏈條的所有環節，實現生鮮農產品冷鏈物流追溯和全鏈條精細化管理。其構建首先需符合國家《物流追溯信息管理要求》(GB/T 40480-2021),還需遵循數據真實可靠、實時傳輸、開放共享等基本原則，以及如下原則。
追溯系統必須采取相應的技術來保證系統的安全性，滿足客戶及各參與主體的信息安全需求，保證信息的保密性、可用性和完整性。
追溯系統設計必須滿足消費者便利、快速查詢產品信息，監管部門能夠實時查看生產、物流、交易等各環節最新信息，尤其是面向消費者的界面要易于操作。
追溯系統架構具備可擴展性，用于快速適應未來技術發展的需要。
系統的建構模式可以分“企業主導型”和“政府主導型”兩類，兩種類型各有利弊。目前，企業自主建設的冷鏈物流追溯系統大多為“企業主導型”,這種構建模式常常會因經濟利益問題，導致追溯系統建設服務不全面、數據不共享、過程不透明，甚至出現數據造假、信息泄露等不規范行為；而以政府建設為主導的構建模式因缺乏行業經驗，會使得追溯系統建設過于注重監管功能，數據采集過于宏觀，無法滿足其他參與主體的實際需求。
基于區塊鏈技術的農產品冷鏈物流追溯系統宜采用“市場主導、政府為輔”的構建模式，利用區塊鏈技術的分布式記賬特點，各參與主體實時多點采集、記錄、核實、上傳信息；政府部門監督和管理系統內的經濟活動。
從政府、企業以及消費者三個參與主體的角度出發，對追溯系統需求進行詳細分析，滿足監管部門、相關企業、消費者之間的信息共享、互相監督。
系統中的政府主要是指生鮮農產品冷鏈物流過程中的質量檢測、監督管理等主管部門，它們按照國家提升產品質量要求，根據相關規范標準，對商品檢測等信息進行審核，監控全部數據，明確責任主體，在系統中應被賦予最高權限。
企業的主要需求是采集和上傳農產品冷鏈物流中生產、運輸、存貯、流通加工等各個環節的數據，實時掌握上下游的基本情況，對出現問題的產品進行快速凍結和召回，實現精細化管理和降本增效。同時，為防止敏感信息泄露，為企業提供保密服務，應確保各企業能查看本企業的相關信息。
消費者的主要需求是查詢產品真偽，通過系統可以快速便利地查詢生鮮農產品的產地、用肥、生產日期、各環節的溫濕度等相關產品追溯信息，滿足放心消費的需求。
生鮮農產品冷鏈物流追溯系統主要分為四個層次，自下而上依次為基礎層、網絡層、應用層以及用戶層(見圖1)。
基礎層主要包括數據采集、數據區塊、鏈式結構、IPFS、時間戳、非對稱加密、P2P網絡、驗證機制等。采集的數據包括生鮮農產品名稱、生產日期、產地等產品信息和參與的企業主體信息等追溯基本數據以及通過配備專業的RFID、溫濕度傳感器、攝像機等實時采集多維數據。物聯網采集的數據主要存放在星際文件系統，數據的哈希值主要存儲在Hyperledger Fabric數據庫。
網絡層主要包括智能合約、共識機制、數據驗證機制、點對點通信傳輸機制、賬本記錄、事件系統、狀態管理、加密服務等，實現區塊鏈各節點間數據信息交互、交易驗證服務、狀態管理等。
應用層是追溯系統功能的應用程序入口，負責所有參與成員的交互，主要包括人工輸入、設備自動輸入、物聯網實時采集輸入的各類數據采集API,政府、企業和消費者等各類用戶API,數據追溯、數據分析、風險預警等應用場景API和系統管理API,在系統中進行注冊、分析等操作，形成一個利益和信息共享的命運共同體。
用戶層面向使用系統的相關政府部門、物流企業以及消費者等。不同的用戶開發不同的功能界面和操作權限，各類用戶可根據需求與系統交互。
基于上述生鮮農產品冷鏈物流追溯系統的架構，分析設計追溯系統的具體流程(見圖2)。
生鮮農產品冷鏈物流各參與主體，包括農產品生產企業(農戶)、農產品加工企業、物流企業、超市(農貿市場)、電商平臺、政府監管部門、末端派送方和終端客戶(消費者)等，組成一個區塊鏈平臺應用聯盟。利用區塊鏈技術，將生產、加工、倉儲、物流以及銷售信息、追蹤記錄等信息數據加密存儲在追溯系統數據庫中，并返回數據哈希值上傳存儲至區塊鏈上，完成數據信息的確認和接收。通過管理應用和驗證機制，識別和管理追溯系統的參與主體，并對其進行相應評估，建立企業信用體系。
按照各環節參與主體需求，分別設計面向政府、企業以及消費者三個業務功能模塊(見圖3)。
政府監管部門需要對生鮮農產品冷鏈物流全過程中涉及的企業和業務進行監督管理，包括自身的注冊登錄、數據信息錄入監管、信息查詢監管、信息追溯查詢、信息變更審批等主要功能模塊，負責對相關企業的資格認證、業務監管，在錄入信息有誤時，提供信息變更服務；對生鮮農產品進行從“田頭到餐桌、枝頭到舌頭”的正向追蹤和反向溯源；根據消費者舉報投訴信息，追蹤出現問題的供應鏈環節和主體，查明原因并對其進行問責處理，以保障消費者的食品安全。
可以上傳企業名稱、營業執照和企業地址等重要的企業注冊信息，經政府監管部門確認批準后，加入追溯系統，成為聯盟成員節點；農產品生產企業(農戶)應上傳農產品名稱、編碼、規格、產地、生產日期、有效期、包裝信息等農產品信息，運輸、倉儲等物流企業要實時上傳環境溫濕度信息、流通信息、交易信息、位置信息等；查詢聯盟成員節點的相關信息，快速掌握上下游的基本情況，實現精細化管理和降本增效。
消費者可利用手機、平板、電腦等掃碼或在指定網址輸入溯源碼等手段，查詢農產品的基本屬性信息，以及參與企業的信息；對存在質量安全問題的農產品向政府監管部門進行投訴舉報，共同監督農產品質量。
強化區塊鏈在農產品冷鏈物流追溯中技術優勢，構建基于區塊鏈技術的農產品冷鏈物流追溯系統，能有效滿足當前日益增長的生鮮農產品信息服務需求，解決生鮮農產品冷鏈物流全程追溯困難、責任主體不明確等問題，形成安全高效的冷鏈體系，促進農產品冷鏈物流的區塊鏈產業生態建設。
滬公網安備 31011202008041號
