基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)電子客票研究

劉 燃，徐 聰，申國林，王鵬飛，黃傲雪

（航天信息股份有限公司，北京 100195）

0 引言

隨著電子憑證的興起，電子客票在航空、鐵路、公路及水路等運(yùn)輸方式中相繼推廣[1]，但是存在不同客運(yùn)方式的電子客票服務(wù)水平不齊、信息系統(tǒng)孤島化、報(bào)銷憑證未電子化等問題。通過引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以解決這些難題，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)數(shù)據(jù)資源共享，形成優(yōu)勢互補(bǔ)。

1 多式聯(lián)運(yùn)電子客票需求分析

1.1 電子客票業(yè)務(wù)需求

目前，我國民航、鐵路、道路及水路等幾種主要客運(yùn)方式已先后開展了電子客票應(yīng)用工作，為跨方式的客運(yùn)電子票務(wù)服務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)[2]。然而，現(xiàn)行多式聯(lián)運(yùn)電子客票仍然存在不足之處，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

（1）多式聯(lián)運(yùn)電子客票的數(shù)據(jù)來源于不同客運(yùn)主體及其信息系統(tǒng)，不同客運(yùn)方式的電子客票服務(wù)發(fā)展水平參差不齊，且客票由各個(gè)運(yùn)輸主體分別出具，不同客運(yùn)主體在數(shù)據(jù)交換方面缺乏信任。

（2）現(xiàn)行電子客票與電子發(fā)票存在巨大差異，而電子客票與電子發(fā)票一樣，是可報(bào)銷和抵扣的重要憑證，其差異性導(dǎo)致電子客票企業(yè)在報(bào)銷和抵扣環(huán)節(jié)存在不便利之處，電子客票數(shù)據(jù)也未進(jìn)入國家稅務(wù)局的金三底賬庫。

（3）現(xiàn)行電子客票在報(bào)銷前需要前往站點(diǎn)，在專用機(jī)器上進(jìn)行打印，再以紙質(zhì)形式郵寄給企業(yè)報(bào)銷，而企業(yè)也需要對收到的客票進(jìn)行驗(yàn)證，此過程存在易丟失、易偽造、易被篡改等問題，且增加了報(bào)銷成本。

1.2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)電子客票的優(yōu) 越性

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、金融、保險(xiǎn)、物流及稅務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用方面取得豐碩成果。區(qū)塊鏈具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開透明等特點(diǎn)[3-4]，完美匹配了多式聯(lián)運(yùn)電子客票的需求與邏輯[5]。其與多式聯(lián)運(yùn)電子客票相符合的特性如下。

（1）區(qū)塊鏈的去中心化構(gòu)建了參與多式聯(lián)運(yùn)成員間的信任機(jī)制。區(qū)塊鏈技術(shù)不依賴額外的第三方管理機(jī)構(gòu)或硬件設(shè)施，參與多式聯(lián)運(yùn)的鐵路、道路、航空等客運(yùn)主體可組建一個(gè)聯(lián)盟鏈而不需要再引入信任的第三方機(jī)構(gòu)[6]。

（2）區(qū)塊鏈的安全機(jī)制確保了成員和旅客數(shù)據(jù)的安全性、防篡改性及可追溯性。區(qū)塊鏈采用包括身份認(rèn)證、訪問控制及對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后上鏈的方式，確保數(shù)據(jù)的安全性；參與多式聯(lián)運(yùn)的節(jié)點(diǎn)記錄所有歷史交易信息，保證數(shù)據(jù)可追溯；通過區(qū)塊鏈的共識機(jī)制保證旅客數(shù)據(jù)的防篡改性。

（3）區(qū)塊鏈的智能合約可滿足多式聯(lián)運(yùn)的個(gè)性化需求。在多式聯(lián)運(yùn)中，參與的成員可根據(jù)旅客實(shí)際購票、憑票乘車及憑票報(bào)銷等應(yīng)用場景共同定制智能合約。

2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多式聯(lián)運(yùn)電子客票總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

多式聯(lián)運(yùn)電子客票總體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)整體主要由基礎(chǔ)層、區(qū)塊鏈核心層、應(yīng)用服務(wù)層、應(yīng)用接口層以及應(yīng)用層5部分組成。

區(qū)塊鏈核心層包括區(qū)塊鏈管理系統(tǒng)、區(qū)塊鏈運(yùn)維系統(tǒng)、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施（節(jié)點(diǎn)），構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，并通過管理運(yùn)維系統(tǒng)為區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施提供可視化的管理運(yùn)維功能。區(qū)塊鏈核心層也為整個(gè)系統(tǒng)提供安全保障，包括身份認(rèn)證、訪問控制、隱私保護(hù)、安全評估、漏洞掃描以及審計(jì)監(jiān)管。

應(yīng)用服務(wù)層結(jié)合多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，為參與成員提供統(tǒng)一的身份認(rèn)證服務(wù)。同時(shí)，根據(jù)多式聯(lián)運(yùn)的業(yè)務(wù)場景提供運(yùn)力資源整合服務(wù)、電子客票的生成開具服務(wù)以及電子客票核準(zhǔn)監(jiān)管服務(wù)。

應(yīng)用接口層主要為上層應(yīng)用提供集成化的接口服務(wù)。上層業(yè)務(wù)應(yīng)用層的系統(tǒng)主要是旅客使用的客戶端系統(tǒng)及各客運(yùn)主體的信息管理系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能

電子客票從開具到報(bào)銷的全流程涉及的系統(tǒng)包括12306App、民航App等其他可購買電子客票的用戶端系統(tǒng)、旅客聯(lián)運(yùn)綜合服務(wù)平臺、電子發(fā)票服務(wù)平臺、身份認(rèn)證和區(qū)塊鏈等相關(guān)支撐平臺、政府監(jiān)管方系統(tǒng)以及運(yùn)輸服務(wù)商原有的運(yùn)輸服務(wù)信息管理系統(tǒng)。

用戶端系統(tǒng)主要提供訂單查詢、發(fā)票開具、發(fā)票沖紅、發(fā)票報(bào)銷以及開票信息配置等功能。旅客聯(lián)運(yùn)綜合服務(wù)平臺系統(tǒng)主要提供訂單和票據(jù)管理、運(yùn)力資源整合等功能。平臺端電子發(fā)票服務(wù)平臺主要提供發(fā)票數(shù)據(jù)整合、發(fā)票版式生成、發(fā)票交付以及發(fā)票歸集等功能。政府監(jiān)管系統(tǒng)主要提供發(fā)票號段下發(fā)、加蓋電子簽章以及發(fā)票監(jiān)管等功能。支撐平臺系統(tǒng)主要提供身份認(rèn)證、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)管理、成員管理、智能合約管理、節(jié)點(diǎn)管理運(yùn)維以及證書管理等功能。

2.3 信息處理流程

電子客票從開具到報(bào)銷的典型信息處理流程如圖2所示。

圖2 信息處理流程

（1）旅客登錄App；

（2）查詢本旅客歷史出行訂單信息；

（3）根據(jù)訂單狀態(tài)和訂單開票狀態(tài)，選擇未開具電子客票的訂單，申請開具電子客票，填寫相關(guān)信息后向電子發(fā)票服務(wù)平臺發(fā)送申請；

（4）電子發(fā)票服務(wù)平臺中的發(fā)票開具系統(tǒng)接收到開票請求后，整合電子客票的開票信息，此時(shí)，區(qū)塊鏈中的銷售方節(jié)點(diǎn)使用私鑰進(jìn)行簽名，簽名后向稅務(wù)局發(fā)出核準(zhǔn)信息申請；

（5）稅務(wù)局核準(zhǔn)服務(wù)管理系統(tǒng)核準(zhǔn)信息申請后獲得發(fā)票號碼、代碼、校驗(yàn)碼等數(shù)據(jù)，并將簽名后的電子客票文件發(fā)送至電子發(fā)票服務(wù)平臺的票據(jù)交付系統(tǒng)；

（6）票據(jù)交付系統(tǒng)將發(fā)票信息返回給旅客聯(lián)運(yùn)綜合服務(wù)平臺；

（7）旅客聯(lián)運(yùn)綜合服務(wù)平臺根據(jù)旅客填寫的手機(jī)號和郵箱信息，將電子客票版式文件推送給用戶；

（8）旅客選擇已開具的電子客票報(bào)銷，系統(tǒng)將電子客票信息推送至旅客所在的企業(yè)，并將旅客的開票信息和電子客票的報(bào)銷狀態(tài)上鏈。

3 結(jié)語

本研究在現(xiàn)有航空、鐵路及公路售票系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)塊鏈分布式動態(tài)組網(wǎng)技術(shù)、共識機(jī)制以及智能合約技術(shù)，解決多參與方協(xié)作業(yè)務(wù)中的信任及高效交易問題，為應(yīng)用落地提供關(guān)鍵的技術(shù)支撐。利用區(qū)塊鏈共識機(jī)制，保護(hù)旅客隱私信息數(shù)據(jù)不被隨意篡改，實(shí)現(xiàn)旅客出行“行為痕跡”的可追溯。旅客使用一個(gè)App即可實(shí)現(xiàn)民航、鐵路、公路等交通方式的安全無縫對接，提高了旅客出行體驗(yàn)，增加各交通行業(yè)的運(yùn)營收益，促進(jìn)我國電子客票的推廣和良性發(fā)展。