基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统设计.pdf

基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统设计范兴兵基金项目:安徽省教育厅质量工程教学研究项目(编号)、安徽省教育厅质量工程教学研究项目(编号)和安徽省高等学校科学研究项目(哲学社会科学)(编号)的成果之一收稿日期:作者简介:范兴兵()安徽芜湖人 硕士 副教授 研究方向:物流信息管理、供应链管理、数据库技术、物联网和区块链技术等(万博科技职业学院 安徽淮南)摘要:文章设计基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统 将区块链技术应用于冷链物流供应链中 设计具有风险评估功能的预警系统 提升产品在冷链物流供应链中的风险防控意识与能力 系统测试结果表明 该系统具备较高的风险评估与预警能力 区块链技术的应用可提升系统抗压性能及负载能力 关键词:区块链技术 冷链物流 供应链 风险评估 预警系统 单元 中图分类号:文献标识码:文章编号:()():/冷链物流供应链指由预冷处理、冷链加工、贮藏、运输、配送以及零售等环节组成的产品供应链 利用制冷技术使产品在各环节中始终保持特定温度 保障产品效能并减少产品运输损耗随着比特币的诞生及传播 以区块链技术为代表的各种现金系统架构理念被广泛应用 区块链技术指依据多个信息区块产生的时间顺序组成链条结构 结合密码学算法与分布式账本的记账形式保障数据不被伪造或篡改 通过该技术验证并存储数据 可以确保数据在传输与访问过程中的数据安全 为提升冷链物流供应链各环节风险防控意识与能力 文章设计基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统 冷链物流供应链风险评估与预警系统 系统总体结构结合 区块链开发底层技术与物联网技术 构建冷链物流供应链风险评估与预警系统 将冷链物流供应链中的原有数据迁移至预警系统中 并依次在区块链内写入数据 冷链物流供应链风险评估与预警系统总体结构如图 所示图 系统总体结构系统应用流程为:利用基础层数据采集模块采集冷链物流供应链各环节中产生的基础数据(总第 期)(.)年第 期 九江学院学报(自然科学版)()包含温、湿度数据以及运输车实时位置数据 并将所采集数据传输至数据层中 数据层依据所接收数据构建区块链链条网络 同时对与其关联的数据进行存储 网络层用于支撑系统数据传输保障系统数据传播安全 利用服务层编写由供应链各环节人员共同制定的智能合约以及应用程序等代码 同时将所编写内容传输至业务层 业务层接收到系统其它各层所传输的数据后对其进行风险评估并设置预警阈值 将风险评估结果与预警阈值形成数据索引后传输至应用层中 应用层利用网页或应用程序满足用户对数据的查询需求同时展示风险评估与预警结果 系统硬件设计 数据采集模块 数据采集模块位于预警系统基础层中 主要包含 单元以及北斗定位追踪器 是射频识别技术的简称 指利用无线射频方式读写电子标签 从而实现对目标数据的非接触双向传输 数据采集模块结构如图 所示图 数据采集模块结构 智能合约模块 智能合约模块位于系统服务层中 系统选取 区块链开发平台支撑智能合约模块运行 平台是一个私有链的开源开发平台 具备区块链技术的去中心化、分布式账本、群体共识以及不可篡改等特点 平台中包含高级隐私控件 可以为具有许可使用权的全部网络参与者提供共享需求数据 同时可以满足物联网设备产生的高速数据传输 智能合约模块结构如图 所示图 智能合约模块结构 冷链物流供应链风险评估方法冷链物流供应链风险评估方法位于预警系统业务层风险评估模块中 该方法流程为:首先结合冷链物流供应链各环节的实际应用 采用层次分析法从供应链角度制定冷链物流风险评估指标体系 构造比较矩阵 检验比较结果一致性 确定风险评估权重并对其进行综合评价()制定冷链物流风险评估指标体系 风险评估指标体系是指依据某种联系将多个风险评估指标组成一个整体 其内容的制定需要以一级指标为重点 建立逻辑关系严谨且实用性强的风险评估指标体系 冷链物流风险评估指标体系如表 所示表 冷链物流风险评估指标体系一级风险指标序号指标内容二级风险指标序号指标内容设备设施风险 突发故障风险 突发停电时间风险生产管理风险 冷链加工卫生制度风险 生产过程操作风险采购风险 产品采购质量识别风险 产品采购价格风险 市场供应风险技术风险 冷链加工技术风险 贮藏技术风险 库存控制技术风险组织风险 企业决策风险 组织协调风险 组织管理风险环境风险 交通拥堵风险 气候变化风险 自然灾害与意外风险 观察表 冷链物流风险评估指标体系层级分为一级风险指标与二级风险指标 利用表 体系构建的层次分析结构对冷链物流风险问题进行有条理、有层次的分解与分析 将分解后的一级风险指标作为属性元素 再对其进行细致划分 形成二级风险指标()构造比较矩阵 在二级风险指标中选择与一级风险因素相同的多个因素 并两两比较其相对重要性 以此构造比较矩阵 设置 为风险因素数量 代表与一级风险因素相关的第 个风险因素相对于第 个风险因素的重要程度 依据层次分析标度法为 赋值 如表 所示第 期 范兴兵:基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统设计表 的标度赋值标度含义与 同等重要较 稍微重要较 明显重要较 强烈重要较 绝对重要 以上两相邻标度判断中值 表 中 为通过两两比较 个因素 形成阶数为 的比较矩阵 与 分别为包含风险因素 与风险因素 的比较矩阵()检验比较结果一致性 通过比较矩阵获取的比较结果易受主观判断影响 导致缺乏一致性 因此需要检验比较结果是否具有一致性 设置 为比较矩阵 的一致性指标 其表达式为:()公式()中 代表矩阵 的最大特征根当 值为 时代表比较结果完全一致 值越大则代表比较结果一致性越差 假设矩阵 的阶数为 阶 随机将各阶矩阵元素生成 次对称矩阵 获取平均且随机的一致性指标 如表 所示表 平均且随机的一致性指标 比较矩阵阶数/值比较矩阵阶数/值 观察表 通过矩阵 的一致性指标 与随机指标 计算一致性比例 其表达式为:/()对公式()进行求解 若求解结果小于 则判断比较矩阵符合一致性要求 相反 若求解结果大于或等于 则判断比较矩阵不符合一致性要求 需立即对其进行修正()确定风险评估权重 风险评估权重的确定主要分为主观、客观以及综合权重三个方面 主观权重以比较矩阵为基础 对各层中所有与上层相对相同的风险因素进行排序 利用层次分析法中的和法求解权重向量 归一化处理 的列向量 并计算矩阵行和的算数平均数 获取主观权重表达式为:(/)()式()中 代表矩阵特征 代表具有特征 的矩阵重要程度 将矩阵特征值近似为最大值 同时标准化处理与其相应的特征向量 并将其近似为比较矩阵的权重向量客观权重采用熵权法确定 熵权法是依据风险评估指标构成判断矩阵 并通过指标变异值确定指标权重的客观赋权法 熵权法可以避免计算过程中由人为因素产生的主观影响 从而获取更精准地冷链物流供应链风险评估结果 设置 为给定指标方案数量 构建风险评估指标判断矩阵表达式为:()()标准化处理 获取处理结果/()同时依据处理结果获取标准化矩阵 ()根据信息熵定义确定第 个风险因素指标的信息熵 即 ()其中 修正处理结果 使自然对数 有意义 修正后处理结果表达式为:/()通过指标变异值确定指标的客观权重 设置为第 个风险因素指标的熵权 其表达式为:()()结合主观权重 与客观权重 确定风险评估综合权重 以此保证冷链物流供应链风险评估的客观性与合理性 风险评估综合权重 的表达式为:()()获取冷链物流供应链风险评估综合权重后对数据进行无量纲化处理 无量纲化处理是综合评价步骤中的一个环节 目的是简化计算 完整的风险评估指标体系需包含正指标、逆指标以及适度指标三种类型 利用无量纲化处理方式对以九江学院学报(自然科学版)年第 期上指标进行处理 正指标处理表达式为:正()()公式()中 正()代表对第 个风险因素评估指标处理后的评估值 为初始评价值 为最大评价值 为最小评价值 正指标的评价值关联为 或 逆指标处理表达式为:逆()()()公式()中 逆指标的评价值关联与正指标相同 适度指标的处理表达式为:适中()正()逆()或 ()公式()中 为适中评价值 依据三种类型指标的处理公式 求解区间为 的风险评估指标评价值 同时通过加权平均值对其进行直接比较()综合评价 设置 为专家评分集合 经过无量纲化处理的专家评分集合为 将冷链物流供应链风险的专家评分等级设置为 级 如表 所示表 冷链物流供应链风险的专家评分专家评分等级数值风险程度极低风险低风险中风险高风险极高风险 确定风险评估权重后 将冷链物流供应链风险因素的实际评估指标数据、经过无量纲化处理的专家评分 以及各项风险评估指标的综合权重相结合 获取冷链物流供应链风险因素的最终评估分数 最后对比各环节评分获取冷链物流供应链风险评估最优决策 实例分析为验证所设计基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统的整体性能 将文章系统应用于某冷链集团中 该集团包含由冷链物流企业、食品产业园与电商平台等多个企业组成的冷链物流供应链 集团冷链仓库共有 个 仓储总面积约为 万平方米 登录系统界面查看文章系统应用情况 如图 所示图 预警系统界面图文章系统采用 技术采集冷链集团冷链物流供应链各环节中所需要的基础数据 而数据采集的准确程度会直接影响系统风险评估与预警结果 为测试文章系统所采集数据的准确程度 分别对 个温度传感器、湿度传感器以及定位追踪器上的电子标签进行识别 并统计识别结果如图 所示图 电子标签识别统计结果由图 可以看出 对温度传感器进行识别后其准确程度为 以上 湿度传感器以及定位追踪器的识别准确程度均为 以上 验证文章系统利用 技术可以识别冷链物流供应链各环节的基础数据 且识别结果的准确程度较高 通过该技术采集数据不仅为文章系统的风险评估与预警提供较为精准地数据基础 还提升了系统风险评估与预警能力 交易吞吐量指单位时间内系统能够处理的最大交易数量 是测试区块链技术性能的主要指标之一 为验证区块链技术对文章系统性能的影响 测试未采用区块链技术与采用区块链技术系统的交易吞吐量 测试结果如图 所第 期 范兴兵:基于区块链技术的冷链物流供应链风险评估与预警系统设计示()未采用区块链技术()采用区块链技术图 系统交易吞吐量测试结果观察图 系统交易吞吐量随着每秒并发数量的增加而产生变化 未采用区块链技术时 系统交易吞吐量的最大值接近 采用区块链技术后系统交易吞吐量的最大值为 有效提升了系统性能 通过图 可知 采用区块链技术的系统具备较高的抗压性能及负载能力 验证文章系统具有较强的可行性 依据冷链物流风险评估指标体系 随机从冷链集团中抽取 组冷链物流供应链各环节数据 并对其进行风险评估与预警 将文章系统风险评估结果以及预警结果与实际应用结果进行对比 验证文章系统的风险评估能力与预警能力 对比结果如图 所示()风险评估对比结果()预警对比结果图 风险评估与预警对比结果观察图 对比文章系统风险评估结果、预警结果与实际应用结果 可以看出系统结果与实际应用结果曲线高度重合 验证文章系统在冷链物流供应链各环节中均可以进行风险评估与预警且具备较高的风险评估与预警能力 符合实际应用过程中冷链集团对冷链物流供应链的风险评估与预警需求 结语随着社会经济的不断发展 人们对食品质量需求逐渐增加 促进了冷链物流的行业发展 也提升了对冷链物流企业的要求 文章以 区块链开发底层技术为基础 结合物联网技术构建冷链物流供应链风险评估与预警系统结构 通过系统实现冷链企业对冷链物流供应链风险的评估与预警参考文献:翁法兵 刘翠莲 尤心一.基于直觉模糊偏好决策的冷链物流供应商三维评价.上海海事大学学报 ():.(下转第 页)九江学院学报(自然科学版)年第 期单次的 培训不足以保持参与者的急救知识只有通过长期规律的课程才能使 知识提高且维持在一个令人满意的水平 尽管这可能很难但是通过智能手机、平板电脑上的应用程序将虚拟现实技术加以应用或许是一种解决方案 在一般人群中 高水平的基础生命支持知识所带来的社会和医疗效益是不可估量的 医院及其他医疗机构应考虑进行广泛的培训该研究有一定局限性 首先样本量偏小限制了结果的普遍性 另一个潜在的缺点是 这项研究的对象是九江市事业单位职工 如果在更为发达的城市进行研究 也许结果会更好一点 同样的 如果在农村地区 结果则可能更糟 尽管存在这些局限性 但所提供的数据表明即使是在人群中哪怕只进行一次基础生命支持培训也能提高他们的院外心脏骤停急救知识参考文献:.:.():.():.().():.():.():.:.():.):.():.():.?.():.(责任编辑 胡安娜)(上接第 页)任腾 罗天羽 李姝萱 等.面向冷链物流配送路径优化的知识型蚁群算法.控制与决策 ():.赵衰 丁菡 李瑞 等.基于多维信息感知的冷链物流监控系统.郑州大学学报(理学版)():.罗千峰 张利庠.农产品冷链物流高质量发展的理论阐释与实现路径.中国流通经济 ():.张芳 武杰 杨悦.风险规避的冷链物流服务供应链减排协调决策.计算机工程与应用 ():.(责任编辑 王一诺)九江学院学报(自然科学版)年第 期