一种基于区块链的生产物流管理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于区块链技术与生产物流技术领域，提出了一种基于区块链的生产物流管理系统及方法。所述系统由分布式的仓储节点、运输节点以及MEC节点进行管理并通过物联网网络互联，各个节点之间基于区块链技术互相提供去中心化的物流服务，利用智能合约完成交互和利益安全交割；当仓储节点发布运输服务请求时，签有智能合约的运输节点根据各自情况与仓储节点博弈后，确定出最后的运输服务提供节点提供运输服务；当运输节点发布计算服务请求时，靠近运输节点的MEC节点提供计算任务，并获得相应收益。本发明专利技术与传统的生产物流管理系统相比，具备了分布式存储、高安全可靠性、易追溯等优势。优势。优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的生产物流管理系统及方法


[0001]本专利技术属于区块链技术与生产物流
，提出了一种基于区块链的生产物流管理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会经济活动日益频繁，物流运输作为经济运作中不可或缺的一环，在社会资源流通中的地位越来越重要。传统物流行业多采用中心化方式构建了物流资源分配系统，对物流资源进行管理，重点涉及物流商业过程记录；物流运输资源在仓储企业和多个运输车辆中合理分配，其目标是在众多物流服务商中选择合适的运输节点，以最低的成本满足请求者的需求。
[0003]但随着物流需求和服务快速增长，众多独立的追求利益最大化的物流服务供应商与消费者进入物流行业，爆炸式增长的业务数据量给物流资源分配带来了新的挑战，传统的集中式管理模式已经无法应对新的商业模式与安全的需求。同时，电子商务和区块链技术飞速发展的时代的到来，为现代物流业提供了新的发展方向，促使物流业考虑分布式物流资源配置方法，以消除信息不对称。并使得物流服务请求者和提供者之间可以通过信息共享提高资源利用效率。
[0004]现代物流的主要挑战之一是涉及各种独立方(货运代理，第三方物流服务提供商，运营商，承运人等)，各个机构之间的数据共享需要做到及时、准确、完整、可靠。虽然集中式的供应链管理模式能为各个机构提供服务，但是面对日益增长的数据量以及物流供应需求，中心化的仓库管理系统表现出系统容量不足、扩展性不佳等问题，并且没有提供完整的数据采集以及任务决策的全套方案，难以应对全球日益扩大的仓库管理规模。
专利技术内容
[0005]基于现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于区块链的生产物流管理系统及方法。通过引入区块链技术，其巨大优势在于没有任何第三方，大多数的节点之间互相达成共识，实现了去中心化。区块链可以改变供应链中信息交换的游戏规则，并可以为不可变的、经过验证的交易数据的分散记录提供一个账本。智能合约技术的发展为区块链在物联网等领域的发展提供了可能，智能合约是自动运行并发布给各节点进行验证的计算机程序，提供了申请发布、工作量承担、任务评估和奖励分配等功能。物流交易内容通过智能合约执行，通过预付订金以及信誉评估的方法，为用户商业流程提供安全保障。各节点提供数据验证，关于请求者和执行者的交易内容信息等可访问记录是防篡改的。该方案与传统的生产物流管理系统相比，具备了分布式存储、高安全可靠性、易追溯等优势，优化了供应链物流的体系架构。具有良好的实际意义和应用价值。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种基于区块链的生产物流管理系统，由分布式的仓储节点、运输节点以及MEC节点进行管理；所述生产物流管理系统包括仓储节点、
运输节点和MEC节点通过物联网网络互联，各个节点之间基于区块链技术互相提供去中心化的物流服务，利用智能合约完成交互和利益安全交割，并构成分布式物流资源调度链；当仓储节点发布一个运输服务请求给分布式物流资源调度链时，智能合约被触发，所有签有智能合约的运输节点根据各自情况与仓储节点博弈后，确定出最后的运输服务提供节点，运输节点提供运输服务，并获得相应收益；当运输节点发布一个计算服务请求给分布式物流资源调度链时，智能合约被触发，靠近运输节点的MEC节点对计算服务请求进行回应，运输节点进行接收确认，双方建立计算服务关系，MEC节点提供计算任务，并获得相应收益。
[0008]在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种基于区块链的生产物流管理方法，所述方法包括：
[0009]仓储节点向分布式物流资源调度链提交一个带有任务要求和押金的运输任务；
[0010]智能合约将运输任务广播至所有的运输节点，运输节点接受运输任务后上传执行运输任务的基本信息和相关凭证，并给出运输任务回应；
[0011]接收到若干运输节点的发来的运输任务回应后，仓储节点记录信息，执行迭代博弈算法，选择出运输节点并得到最终的运输策略；
[0012]被选中的运输节点接收到仓储节点确定后的智能合约发来的信息，开始执行实际的货物运输过程；
[0013]执行运输任务的运输节点向智能合约中写入计算任务，由智能合约广播到附近的MEC服务器；
[0014]MEC服务器对计算任务进行回应，运输节点进行接收确认，双方建立计算服务关系，MEC服务器执行计算任务；
[0015]当运输任务完成后，仓储节点通过智能合约向任务运输服务的运输节点支付费用；运输节点通过智能合约向提供计算卸载服务的边缘计算服务器支付费用。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]本专利技术通过设计一个区块链网络将复杂的生产物流系统各个单元联系起来，使得系统的各个用户能及时有效的接收和发布物流信息，在交易过程中处理更少的流程。本专利技术提出了边缘计算架构，用于解决计算量较大、复杂的调度问题和优化问题，通过收集、分析和处理接近最终用户的数据，为供应链各物联网设备之间提供服务，为物流产业自动化提供了思路。本专利技术提出了基于区块链智能合约设计的任务调度算法，在保证公平公正的前提下，能够为货运双方提供方案以及有效提高物流调度效率。本专利技术与传统的生产物流管理系统相比，具备了分布式存储、高安全可靠性、易追溯等优势，优化了供应链物流的体系架构。具有良好的实际意义和应用价值。
附图说明
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0019]图1是本专利技术实施例中的DLRAChain网络架构图；
[0020]图2是本专利技术实施例中的一种基于区块链的生产物流管理方法流程图；
[0021]图3是本专利技术实施例中的迭代博弈示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例中的智能合约方案图；
[0023]图5是本专利技术优选实施例中的基于区块链的生产物流管理系统的执行方法流程图；
[0024]图6是本专利技术实施例中的基于区块链的生产物流管理系统功能图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]针对当前中心化物流管理系统的众多不足，本专利技术将区块链与智能合约技术引入物流资源分配过程，并结合边缘计算技术对硬件资源受限的运输节点提供计算能力辅助支持，提出了分布式物流资源分配链的概念(DLRAChain)，支持资源分配参与者独立决策、公平竞价、利益安全分配。根据DLRAChain参与成员的不同角色，构建了系统模型。物流资源请求方与服务方之间的决策过程被描述为一种博弈方式，并且提出了一种迭代博弈算法来解决所述博弈问题。
[0027]在本专利技术实施例中，本专利技术提出了一种基于区块链的生产物流管理系统，由分布式的仓储节点、运输节点以及MEC节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的生产物流管理系统，由分布式的仓储节点、运输节点以及MEC节点进行管理；其特征在于，所述生产物流管理系统包括仓储节点、运输节点和MEC节点通过物联网网络互联，各个节点之间基于区块链技术互相提供去中心化的物流服务，利用智能合约完成交互和利益安全交割，并构成分布式物流资源调度链；当仓储节点发布一个运输服务请求给分布式物流资源调度链时，智能合约被触发，所有签有智能合约的运输节点根据各自情况与仓储节点博弈后，确定出最后的运输服务提供节点，运输节点提供运输服务，并获得相应收益；当运输节点发布一个计算服务请求给分布式物流资源调度链时，智能合约被触发，靠近运输节点的MEC节点对计算服务请求进行回应，运输节点进行接收确认，双方建立计算服务关系，MEC节点提供计算任务，并获得相应收益。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的生产物流管理系统，其特征在于，所述仓储节点、运输节点以及MEC节点由第三方权威机构认证系统进行注册，有货运需求的仓库在分布式物流资源调度链中注册为仓储节点，能够提供运输服务的运输车辆在分布式物流资源调度链中注册为运输节点，能够提供计算服务的MEC服务器在分布式物流资源调度链中注册为MEC节点。3.一种基于区块链的生产物流管理方法，其特征在于，所述方法包括：仓储节点向分布式物流资源调度链提交一个带有任务要求和押金的运输任务；智能合约将运输任务广播至所有的运输节点，运输节点接受运输任务后上传执行运输任务的基本信息和相关凭证，并给出运输任务回应；接收到若干运输节点的发来的运输任务回应后，仓储节点记录信息，执行迭代博弈算法，选择出运输节点并得到最终的运输策略；被选中的运输节点接收到仓储节点确定后的智能合约发来的信息，开始执行实际的货物运输过程；执行运输任务的运输节点向智能合约中写入计算任务，由智能合约广播到附近的MEC服务器；MEC服务器对计算任务进行回应，运输节点进行接收确认，双方建立计算服务关系，MEC服务器执行计算任务；当运输任务完成后，仓储节点通过智能合约向任务运输服务的运输节点支付费用；运输节点通过智能合约向提供计算卸载服务的边缘计算服务器支付费用。4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的生产物流管理方法，其特征在于，所述执行迭代博弈算法，选择出运输节点并得到最终的运输策略包括：步骤1)根据运输节点给出的单位定价以及仓储节点在交易中的策略为可变任务量的比例参数，分别建立出仓储节点的收益函数模型和运输节点的收益函数模型；步骤2)通过对运输节点的收益函数求导，计算出博弈阶段所存在的纳什均衡，并确定出每个运输节点的最优定价函数；步骤3)为仓储节点在交易中的策略为可变任务量的比例参数设计出上下边界，将上下边界分别代入最优定价函数中，计算得到每个运输节点的最优定价；步骤4)将上下边界和每个运输节点的最优定价代入仓储节点的收益函数模型中，计算得到仓储节点的收益；步骤5)通过比较上下边界对应的仓储节点的收益，更新比例参数对应的上下边界，返
回步骤3)，否则进入步骤6)；步骤6)当上下边界之差小于预设阈值，则将对应的比例参数作为最优比例参数，以该最优比例参数带入最优定价函数中，计算得到每个运输节点的最优定价；步骤7)将最优比例参数和步骤6)的每个运输节点的最优定价代入仓储节点的收益函数模型中，计算得到仓储节点的均衡收益，选择出仓储节点的均衡收益中最大收益所对应的运输节点，并以该运输节点的最优定价和最优比例参数作为最终的运输策略。5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的生产物流管理方法，其特征在于，所述仓储节点的收益函数模型表示为：Max Uw
i
(λ
i
，μ
i
)s.t.μ
i
∈[0，1]其中，Uw
i
表示仓储节点的收益函数，λ
i
表示运输节点t
i
在交易中的策略为对当前总货运量的单位定价，且λ
min
＜λ
i
＜λ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，张珈铜，刘然，张焱，洪承镐，孙霞，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：