【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的众包物流派送调度系统及其方法
本专利技术属涉及众包物流技术，具体涉及一种基于区块链的众包物流派送调度系统及其方法。
技术介绍
在传统物流服务中，商家和用户(消费者)依赖集中式的物流服务平台进行任务匹配、物流传递、电子交易及退换货等相关内容。然而，随着各大电商以及网络营销的迅猛发展，其不可避免地面临着配送速度慢，成本高，商品丢失损坏和用户信息泄露严重，追究责任难等一系列问题。近年来，众包的思想打破了传统物流固定配送员，固定配送路线的运营模式，借助于成熟的大数据和移动网络技术，将配送任务以自愿、有偿的方式，通过网络外包给非特定社会群体，实现了社会闲置资源的最大化利用，大幅降低了物流成本。然而，现有的众包物流系统均采用集中式的数据处理方式，需要通过可信的第三方保障交易的安全性，存在单点故障问题；存在用户信息泄露，用户隐私未得到良好保护；中心式平台信息透明化不够且不能保证无法篡改。区块链的去中心化、透明性、不可篡改和可追溯性等特征使其和众包物流需求完美匹配。各商家、快递网点(驿站)、用户和众包配送员都可以加入...
【技术保护点】
1.一种基于区块链的众包物流派送调度系统，其特征在于：包括用户层、众包物流逻辑层和数据层，数据层即区块链层；所述区块链层采用以太坊进行实施；众包物流逻辑层和区块链层交互；所述用户层和众包物流逻辑层交互，用户层包括承运方、托运方、认证中心和各级管理部门；系统共识过程中的共识节点从各级管理部门随机选择相应数量组成，并且定期更换共识节点；承运方和托运方注册时由认证中心验证身份信息有效性。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的众包物流派送调度系统，其特征在于：包括用户层、众包物流逻辑层和数据层，数据层即区块链层；所述区块链层采用以太坊进行实施；众包物流逻辑层和区块链层交互；所述用户层和众包物流逻辑层交互，用户层包括承运方、托运方、认证中心和各级管理部门；系统共识过程中的共识节点从各级管理部门随机选择相应数量组成，并且定期更换共识节点；承运方和托运方注册时由认证中心验证身份信息有效性。
2.一种实现权利要求1所述的基于区块链的众包物流派送调度系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：托运方和承运方通过派送调度系统进行注册，系统为托运方和承运方用户分别分配C个随机数作为私钥，并通过椭圆曲线密码算法产生相应公钥，然后对用户公钥进行哈希和编码运算，得到的值作为用户的钱包地址，该钱包地址对应用户账户；承运方提交承运车辆信息，在区块链上创建注册智能合约账户，实现对承运车辆信息的记录；
步骤2：共识节点对承运车辆信息进行打包，计算其哈希值，并对哈希值进行投票，若某一哈希值获得投票比例超过一个阈值，则认为这个哈希是通过共识的区块哈希，此时该被打包的承运车辆信息则作为新区块被加到当前区块链上，实现注册信息上链；
步骤3：在区块链上创建验证及分类智能合约账户：当托运方在系统上发布派送信息时执行该智能合约，实现对派送信息的验证，派送信息包括托运方公钥、起始位置、目的位置、包裹重量、托运价格、时效要求及签名，对通过验证的派送信息根据其时效要求进行分类，并按照分类进行记录；
步骤4：在区块链上创建空间聚类智能合约账户：对时效要求为非紧急的派送信息根据起始位置及目标位置进行空间聚类划分；
步骤5：在区块链上创建划分分类智能合约账户：针对空间聚类产生的划分集合，根据起始位置和目标位置是否在同一个划分内，对派送信息进行进一步分类；
步骤6：在区块链上创建路径规划智能合约账户，实现派送路径规划；
步骤7：在区块链上创建路径选择智能合约账户，实现根据承运方效益最大化原则选择派送路径；
步骤8：根据步骤2对派送信息和相应派送调度方案进行投票共识，生成新区块，实现信息上链；
步骤9：根据承运方位置、派送路径及派送费用信息在区块链上建立基于通用的智能条件的支付通道，实现派送作业完成后的代币支付。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的众包物流派送调度方法，其特征在于：所述步骤1的具体内容如下：
步骤1.1托运方和承运方在注册时提供有效身份信息，然后由认证部门检查身份信息有效性，系统为提供有效身份的用户分配密钥，为托运方用户Mi分配C个随机数作为私钥，为承运方用户Fi分配C个随机数作为私钥；
步骤1.2根据私钥经过椭圆曲线算法生成用户i的公钥r∈{1,2,…,C}，X∈{M,F}；
步骤1.3对用户i的公钥进行哈希运算其中H(·)采用SHA256，在头部增加一个字节的地址版本号，再对结果进行一次SHA256运算，将运算后的结果的前4字节作为的校验值，连接在其尾部，对生成的字符串使用BASE58进行编码从而得到用户i的钱包地址，用户钱包地址对应用户账户；
步骤1.4在区块链上创建注册智能合约账户，账户包括随机数、账户余额、合约代码和账户存储，合约代码由用户注册成功触发，执行将承运车辆信息记录在账户存储中，当信息数目达到C1或者距离上次广播信息超过时间T1后对信息进行打包并广播；
步骤1.5承运方提交承运车辆信息，包括：承运方公钥，车辆状态，运载能力，单位价格，车辆位置；
步骤1.6用户注册成功并提交承运车辆信息，触发步骤1.4中的合约代码，代码执行将接收到的信息记录在账户存储中，满足条件后对信息进行打包并广播。
4.根据权利要求2所述的基于区块链的众包物流派送调度方法，其特征在于：所述步骤2中的具体内容为：
步骤2.1共识节点收集注册信息进行打包，构建Merkle树，获得Merkle树的根root，并对其做哈希运算H(root)，获取当前区块号BlockNo、父区块哈希PreHash和当前时间戳TimeStamp，计算哈希值H(BlockNo||H(root)||PreHash||TimeStamp)；
步骤2.2共识节点发送计算出的区块哈希值H(BlockNo||H(root)||PreHash||TimeStamp)；
步骤2.3共识节点收集接收到的区块哈希值，放到候选集中，然后该共识节点发送自己的候选集；
步骤2.4其他共识节点对接收到的候选集做并集，对其中的每一个区块哈希值投票；
步骤2.5共识节点交流投票结果，获得超过60％投票的区块哈希值进入下一轮，即重复步骤2.3和步骤2.4，否则该区块哈希值对应区块中的所有注册信息进入下一次共识过程；
步骤2.6在最终轮中，如果某个区块哈希值的投票比例超过80％，则该哈希值成为通过共识的区块哈希，对应区块通过共识添加到区块链上，否则区块中所有注册信息进入下一次共识过程。
5.根据权利要求2所述的基于区块链的众包物流派送调度方法，其特征在于：所述步骤3中的具体内容为：
步骤3.1在区块链上创建验证及分类智能合约账户，账户包括：随机数、账户余额、合约代码、账户存储；合约代码由派送信息触发，执行对派送信息的验证，把通过验证的派送信息根据时效要求分为紧急和非紧急分别记录在账户存储中，丢弃未通过验证的派送信息，当账户存储中的紧急派送信息数目超过C2或距离上次触发下一过程超过时间T2时，发送触发路径规划智能合约的消息及派送信息包，当账户存储中的非紧急派送信息数目超过C3或距离上次触发下一过程超过时间T3时，发送触发空间聚类智能合约的消息及派送信息包；
步骤3.2托运方Fi产生派送信息Parcel，送信息Parcel包括：起始位置Origin、目的位置Destination、包裹重量Weight、托运价格Price和时效要求TimeLimit，托运方从自己的密钥对池中选择用对消息进行ECDSA签名生成Sig，产生完整的派送信息如下：
然后发布Parcel，并启动计时器T，超时后选择下一密钥对；
步骤3.3Parcel信息触发步骤3.1中智能合约代码，进行Parcel格式检查，包括是否为完整信息、各字段字节数及格式是否正确、TimeStamp是否小于当前时间戳，通过格式检查的Parcel进行ECDSA签名验证，如果签名验证通过，根据请求信息的第六字段时效要求把该派送信息分类记录在账户存储中，满足条件后发送触发路径规划智能合约的消息及派送信息包，或发送触发空间聚类智能合约的消息及派送信息包。
6.根据权利要求2所述的基于区块链的众包物流派送调度方法，其特征在于：所述步骤4的实现包括如下：
步骤4.1在区块链上创建空间聚类智能合约账户，账户包括：随机数、账户余额、合约代码、账户存储；合约代码由步骤3中的触发信息触发，执行对派送信息根据起始位置和目的位置分别进行空间聚类，然后对两次聚类产生的质心集合进行空间聚类，聚类方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾雪丹，王良民，余春堂，谢晴晴，朱会娟，黄龙霞，殷尚男，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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