摘 要：在推动多式联运蓬勃发展的过程中，信息技术发挥了重要作用，克服了该行业面临的诸多挑战与难题，如不同运输方式之间的衔接不畅，运力资源分配不均以及跨境运输中的协调与透明度等问题。本文旨在探索多式联运中信息技术的发展和应用，探究合适的信息技术，为多式联运未来信息技术发展提供理论指导。通过系统性的文献回顾和关键词共现分析，使用VOSviewer软件绘制了高频词共现图谱，明确显示了区块链在多式联运信息技术研究中的突出地位。本文详细介绍了区块链技术在提高交易透明度、确保数据安全等方面的应用。此外，本文还探讨了区块链技术如何助力多式联运系统优化运作流程、增强协作效率，总结了本研究的贡献，并对未来研究方向提出了建议，特别是推动向“物链网”模式的发展。
关键词：多式联运；信息技术；区块链；物联网；物链网
中图分类号：F276.44 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2025）02（b）--06
1 引言
海运在全球贸易中扮演着关键角色，但同时面临着诸多挑战，如运输效率低下、成本高昂、港口拥堵、环境影响以及供应链的不稳定性等问题。这些问题促使业界开始寻求更为高效和灵活的运输解决方案，多式联运应运而生。多式联运（Multimodal Transport）作为一种先进的物流模式，在全球化背景下迅速崛起。根据经济合作与发展组织（Organisation for Economic Co-operation and Development）的观点，物流效益的提升主要得益于选择合适的运输方式。多式联运的优势在于结合各种运输方式的优点，依据内外部条件制定最具经济性的运输方案。这种策略不仅可以提高物流运输的效率和质量，还能够充分利用各种运输方式的优势，满足复杂的供应链需求[1]。根据人民政协报的报道，多式联运比起单一运输方式能提高运输效率约30%，减少货损货差约10%、降低运输成本约20%。
随着全球贸易的扩展和供应链的复杂化，不同国家和地区之间的货物流动日益频繁，传统的单一运输方式已经难以满足快速增长的物流需求。多式联运通过结合公路、铁路、水路和航空等多种运输方式，利用不同交通工具之间的衔接与转运，协同完成货物运输。具体形式包括公铁联运、水铁联运和水空联运等多种组合[2]。
然而，多式联运涉及众多参与方，如经销商、收货方、金融机构、海关，以及铁路、水运和空运等物流提供方。这些参与方构成了一个复杂的合作网络，导致大量信息的交流和管理。信息的准确传递、实时监控和数据处理对于确保多式联运系统高效运作至关重要。在此背景下，如何有效利用信息技术来优化多式联运流程，成为关键问题。为推动多式联运的信息技术发展，2022年，国务院办公厅发布了《推进多式联运发展优化调整运输结构工作方案（2021—2025年）》。该方案强调到2025年要显著提升多式联运的发展水平，并推动“一单制”多式联运、推广单证电子化，加大信息资源共享力度。这些措施旨在促进各方之间更紧密的联系，通过信息技术的应用，提高多式联运的整体效率和服务质量，满足日益增长的物流需求[3]。
尽管在多式联运领域中，信息技术的应用已经取得了一定的成果，但其发展和优化仍在持续进行中。目前，针对这一领域的文献研究相对较少，特别是在微观层面上对信息技术理论的深入探讨尤为不足。多数现有研究倾向于从宏观角度出发，通过构建信息平台或系统框架来分析问题，而没有充分挖掘信息技术在提高多式联运的效率和协同性方面的具体作用和潜力。例如，一些研究运用SWOT分析法探讨了多式联运面临的挑战与机遇，并强调构建信息系统以增强整体信息化的重要性[4-6]。同时，有文献提出基于传感网的创新设计理念，开辟了多式联运智能化管理的新路径[7]。然而，大多数现有研究主要从宏观战略层面出发，关注我国铁路及海铁联运系统的不足，并试图通过信息平台和数字化单证等技术改善现状[8-11]。
随着区块链、物联网、大数据、5G等新兴技术的蓬勃发展，合理的使用这些技术将为多式联运领域注入了前所未有的创新活力，并带来升级转型的新契机。鉴于此，本研究的重心放在探究出多式联运应用的哪些信息技术将成为未来的重点研究方向。
为完成这一目标，本文将采用系统性的文献综述方法，通过运用先进的文献计量学工具和可视化分析技术，将深入剖析现有关于多式联运信息技术应用的文献体系，力求精准把握当前的研究热点，并前瞻性地预测未来的发展趋势，旨在为多式联运的发展提供理论方面的决策参考。
2 方法
为全面分析多式联运中信息技术的应用和未来研究方向，本文基于Bryman （2012） 和 Hart （1998） 的系统性综述方法[12-13]，并根据研究需要进行适当调整。研究过程分为三个主要步骤：材料收集、类别选择和研究发现。以下是对这些方法步骤的详细介绍，具体流程见图1。
2.1 材料收集
材料收集是本研究的起点，也是确保后续分析准确性的基础。在明确“多式联运中信息技术应用及其未来研究方向”的研究主题后，通过运用中国知网数据库，广泛搜集了相关领域的期刊文献。这一过程确保了收集到的材料既全面覆盖了多式联运信息技术应用的各个方面，又具有高度的代表性和时效性。
首先，作者通过中国知网进行了精确的文献检索，搜索条件设定为（多式联运or海铁联运or公铁联运or公海联运）AND（信息or信息化or信息技术or信息系统or现代信息技术），文献类型为学术期刊，时间跨度为1994—2024年，共获得793篇搜索结果。通过初步阅读标题和摘要，筛选出320篇文献，随后进行人工评估，通过详细阅读文献所用方法与结论贡献部分，排除纯技术类文献，最终保留与多式联运信息技术密切相关的95篇文献。
其次，为确保不出现遗漏，作者进一步调整搜索条件为（多式联运or海铁联运or公铁联运or公海联运）AND（区块链or物联网or大数据or人工智能or EDI），并继续限定文献类型为期刊，时间跨度仍为1994—2024年，获得164篇搜索结果。然后对文献进行内容评估，保留了45篇与研究主题密切相关的文献。
最后，将两次搜索结果汇总，去除16篇重复文献，并进行准确性与合理性评估，确认了124篇可用文献。
2.2 类比选择
面对数量繁多的文献，本文进行科学合理的类别选择工作。根据研究目的和材料特性，我们设计了多维度的分类体系，包括技术类型（如物联网、大数据、区块链等），应用领域（如货物追踪、运输优化、信息共享、电子提单等），多式联运概述（发展现状、现存问题、解决对策等）。
2.3 研究发现
在筛选文献完成后，作者通过中国知网将其导出为RefWorks格式，并使用VOSviewer软件进行关键词共现分析。分析类型设定为“关键词共现”，采用“完整计算”技术方法，阈值参数设置为2至38，以生成高频关键词共现图，具体见图2与图3。
图2以网络可视化的形式展示了多式联运中各关键概念或实体之间的相互作用和联系。该图特别强调了出现频率至少为两次的关键字。在这个复杂的网络结构中，各节点代表一个关键概念或实体，并通过密集的连线相互连接。节点的大小与关键字的出现频率成正比，即关键字出现次数越多，对应的节点越大。图2“多式联运”节点位于核心位置，与众多节点相连，显示其在网络中的中心性。其他如“海铁联运”“集装箱”和“港口”等运输方式和实体概念节点也直接与信息技术和应用功能节点连接。
本文专注于分析多式联运中信息技术的应用，并在网络图中故意排除了直接涉及运输和物理实体的关键词，如“海铁联运”“铁路货运”和“港口”。通过对剩余信息技术关键词的分析，发现“信息技术交换”“物流追踪”“信息平台”“信息共享”和“电子提单”等词汇与“区块链”存在显著联系。因此，本文重点关注“区块链”技术，并探究其在整个信息技术框架中的作用和互动。
图3采用覆盖可视化技术生成了一个时间区域图，其中各节点仍代表一个关键概念或实体，并根据其代表的时间区域被赋予了不同颜色。这些颜色从右下角的时间轴上分配，覆盖了2014—2022年。每个节点的颜色反映了它所属的特定时间段，可直观地看到各概念或实体随时间的演变。
图3显示，“区块链”技术在2020年后开始受到重视，与“电子提单”“全程物流”和“物流追踪”等智慧物流功能的节点连接，表明区块链技术正在迅速成为新兴的重要技术，并在该领域呈现加速发展的趋势。
之后在确定文献中，作者特别筛选了与区块链相关的文献，并总结了其发表年份，具体见表1。区块链相关文献共计20篇，发表自2016—2024年，占所选文献总数的六分之一，并且其发表数量在最近五年显著增加。这反映了区块链作为一种新兴技术，在多式联运领域得到了广泛应用和关注，同时也强调了将区块链作为研究的主要方向的适宜性。这种趋势不仅突出了该技术在信息技术发展和实际应用中的重要性，还体现了其在提升物流效率、增强数据透明度及安全性方面的关键潜力，是多式联运领域技术创新与优化的核心。因此，本研究的分析将从区块链方面展开。
3 结果
3.1 区块链
3.1.1 区块链研究现状
2008年，区块链被使用“中本聪”化名的学者在其论文《Bitcoin： A Peer-to-Peer Electronic Cash System》中首次提出[14]。该技术凭借去中心化、可追溯性以及数据不可篡改等特性，迅速吸引了众多学者的关注和研究。有关区块链技术概述方面，袁勇，王飞跃（2016）[15]探讨了区块链技术的起源、特点，发展现状及其在金融、证券、物流等领域的应用前景，分析了未来的发展趋势。
在多式联运领域中，区块链技术的应用已成为研究的热点，相关文献研究主要集中在以下几点：创新应用的探索、铁路货运的改进，以及在公共卫生事件中的应急管理。
首先，区块链在多式联运中的创新应用方面，具体表现在电子提单和信息平台构建上。刘昱刚等（2018）[16]，张玉（2024）[17] 阐述了区块链技术在多式联运电子提单中的应用，提出了基于区块链的电子提单流转平台模型，旨在解决传统电子提单系统中的信息不对称、篡改风险等问题。马妙明（2022）[18]，尹传忠（2020）等[19]认为可以利用区块链技术搭建信息平台，通过分布式账本和智能合约实现数据的去中心化存储和自动化执行，提高多式联运的透明度和数据安全性，进而提升整体运输效率和服务质量。当前，多式联运单证中存在重复填写内容、制作慢、共享信息难等问题，焦巍巍，刘彤（2021）[20]研究整合了航空、公路、铁路和水路四种运输方式涉及的单证，分析了如何应用区块链技术对多式联运单证进行数字化升级，并且在以太坊平台上进行实验。
其次，区块链在铁路货运中的实践，王瑞民（2021）[21]，黄敏珍等（2020）[22]在以铁路为主的多式联运背景下，构建基于区块链技术的铁路货运物流平台，通过区块链的去中心化、防篡改和隐私保护等特性，消除传统中心化系统中的信息不对称、信任机制薄弱以及数据安全依赖于核心企业等问题。
最后，区块链技术在突发公共卫生事件下的应用，许礼刚等（2022）[23]提出了一个基于区块链平台的创新模式，该模式包括多主体联盟链、安全溯源、智能合约和多数据库四个模块，凭借提高资源组织效率、保障事故溯源、确保合同执行以及实时信息反馈，提升在突发公共卫生事件下多式联运的运行效率和安全性。
3.1.2 区块链技术介绍
区块链技术最初应用于数字货币领域，随后逐步拓展到证券、金融、物流和电子发票等多个领域[24]。狭义上，区块链利用密码学保障，将数据按时间顺序组织成不可更改和不可伪造的链式结构，从而安全地存储具有顺序关系的验证数据。广义上，区块链技术通过加密的链式结构验证和存储数据，采用分布式节点的共识算法来生成和更新数据，并通过智能合约这种自动化脚本代码进行数据编程和操作，构建了一个全新的去中心化基础架构和分布式计算模式[15]。区块链有以下四种关键技术：
（1）P2P（Peer-to-Peer）网络技术是一种网络连接模式，作为区块链架构的基石，彻底颠覆了传统互联网的中心化模式。它强调去中心化，每个互联网节点的地位相等，它们相互连接、直接通信，并共同参与到数据的生成、验证和维护中[16]。
（2）加密算法，被称为区块链的“骨骼”，在保护数据完整性和隐私性方面发挥着至关重要的作用。通过加密算法将明文信息加密，解读信息时再通过密钥将密文解读为明文，主要应用算法为哈希算法和非对称加密算法。哈希算法确保了数据的唯一性和不可篡改性，任何对数据的微小改动都会导致哈希值的显著变化，从而被网络中的其他节点迅速察觉。非对称加密算法则提供了一种安全的通信方式，使得数据在传输过程中即使被截获，也无法被未经授权的第三方解密[25]。
（3）共识算法的含义是网络中所有节点必须就记账、验证记账结果以及维护等问题达成共识，若想改变某个区块中的信息，则必须将该区块以及之后所有区块信息进行修改[17]。
（4）智能合约是区块链技术实现“去中心化”的关键因素。这些合约作为自动执行的程序代码部署在区块链上，能够在满足预设条件时自动执行合约条款。在智能合约的实施过程中，所有相关方需对合约内容、违约条款、责任分配以及所需的外部数据源达成共识。经过彻底的审查和测试，确保合约无误后，它能够在无需中心化机构介入的情况下自动执行，代表各方执行约定的行动。智能合约的可编程性为参与方提供了高度的灵活性，允许其根据特定需求定制复杂的合约条款，使其适应多样化的复杂应用场景[15][26]。
3.1.3 区块链技术应用
区块链技术在多式联运领域的应用，尤其是在信息处理与电子提单方面，展现了其独特的优势和潜力。
（1）信息处理
区块链技术的不可篡改性和可追溯性特征为多式联运的信息共享提供了有效的解决方案。不可篡改性意味着一旦数据被记录在区块链上，就无法进行任何修改。任何区块信息的更改都会导致该区块及后续区块的散列值发生变化，这种变化很容易被网络检测到，从而保障了信息数据的安全性。同时，区块链的可追溯性确保了交易记录的完整保存，使得所有参与方都可以查询到交易的每个步骤，方便源头追踪和责任确定[15]。
在多式联运数据交换中，涉及多个参与方如托运方、收货方、铁路、港口、公路及海关等，区块链技术通过提供点对点的信息交互，允许各方根据需求访问并提取数据库中的信息。这不仅优化了信息流的对称性，还有助于打破不同承运人之间的信息壁垒，确保信息及时传递，并防止信息孤岛现象的发生。这些特性使区块链技术在解决多方协作共享问题上显示出显著优势[24]。
（2）电子提单
提单一直在多式联运货物运输中扮演着关键角色，主要功能包括作为货物运输合同的证明、提供货物收据，以及充当物权凭证，这三大基本功能确保了货物运输流程的顺利进行。提单的发展经历了从纸质单证、电子单证到区块链单证三个阶段。纸质单证虽然历史悠久，缺点也很明显，成本高、安全性低并且依赖人工操作，易出错且效率低下。随着科技的进步及网络的迅猛发展，电子单证应运而生。1983年SEADOCSA模式的电子提单问世以来，电子提单经历了CMI和BOLERO模式的演变。然而，由于技术不成熟和法规制度不完善等因素，电子提单的普及面临挑战。区块链技术的去中心化和难以篡改的特性，有效解决了传统电子提单的问题，并为其广泛应用奠定了坚实的基础。2023年，中远海运为客户ELDORADO成功签发了首张区块链电子提单，目前TradeLens、CargoX和Wave BL等平台也展示了区块链技术在这一领域的应用潜力[16][27][28][29]。
与传统纸质提单和电子提单流转过程不同，区块链电子提单的流转需要通过专门的平台进行。买卖双方在签署贸易合同时，必须就付款方式和是否使用区块链电子提单平台达成一致。一旦双方同意使用该平台，后续流程才能继续。这意味着在合同初期，买卖双方需要明确各自意愿，并在合同中具体约定使用区块链电子提单的相关条款。区块链电子提单采用非对称加密技术以确保安全性和信息真实性。在流转过程中，发送者使用接收者的公钥对电子提单数据进行加密，只有接收者可以用其私钥解密。此外，发送者在发送电子提单前会利用自己的私钥对其进行数字签名，接收者则用发送者的公钥验证签名，以确认发送者的身份。这一过程确保了信息加密和身份识别，并防止数据在传输中被篡改或伪造。传统电子提单流转模式需要第三方参与，限制了其灵活性。而区块链电子提单依赖区块链网络节点用户，通过公钥和私钥的加密、解密以及数字签名验证，完成提单的背书与流转。这种去中心化模式显著提高了流转效率，减少了流程中的摩擦与成本。此外，区块链技术的时间戳应用为电子提单的原件形式提供了保障，确保提单流转过程的完整性和可追溯性[28]。
3.2 物联网与区块链的融合应用——物链网
物链网（Blockchain of Things）是区块链技术与物联网融合的产物，旨在通过去中心化和不可篡改的特性解决物联网在数据存储、传输、设备安全、隐私保护、通信兼容性等方面的挑战。随着物联网设备的激增，传统的中心化管理架构面临成本高、安全性差、隐私泄露等问题，而区块链技术的应用为物联网带来了新的解决方案。物链网的研究热点包括平台架构和应用场景，涉及智能合约、数据管理、网络攻击防护、身份验证、隐私保护、信任机制和访问控制等方面。典型公链如艾欧塔（IOTA）和沃尔顿链（WTC）以及商业项目如IBM、阿里巴巴的区块链服务，都在积极探索物联网的应用。尽管物联网展现出巨大的潜力，但也面临着数据存储、移动性和分区容忍、高延迟和高能耗等挑战。未来的研究应侧重于数据存储和数据管理方向，以实现物联网中数据的高效处理和安全共享。值得注意的是，随着5G技术的兴起，其高速率、大容量和低延迟的特性预计将显著提升区块链网络的性能，从而为物联网设备提供更强大的支持。5G技术凭借其在数据传输效率和实时性方面的显著优势，对构建下一代物联网生态系统起着至关重要的作用。这些特性不但预示着物联网发展的新纪元，而且为物链网的实现奠定了坚实的技术基础，使得物联网系统能够更加高效、快速地运作[30-31]。
4 讨论
4.1 贡献
本文通过系统性的文献回顾和使用VOSviewer软件绘制的高频词共现图谱，显著地揭示了区块链在多式联运信息技术研究中的核心地位。研究详细阐述了区块链技术在提高交易透明度、确保数据安全方面的优势，并探讨了其在多式联运电子提单流转、信息共享等方面的应用实例。此外，本文还提供了区块链技术在多式联运中的具体应用案例，为理解这项技术的实际效果提供了实证支持，并基于当前的研究趋势，预测了未来多式联运信息技术的发展方向。
4.2 未来研究方向
首先，探索区块链与物联网技术的深度融合方式，构建统一的技术框架，以实现更高效的多式联运系统；其次，研究区块链技术在物联网应用中的创新点，尤其是在物流追踪、供应链管理和智能合约等领域；再次，考虑5G技术与区块链技术的集成，研究其对提升多式联运效率和安全性的潜在影响；最后，研究如何将人工智能、大数据等其他信息技术与区块链结合，实现更全面的多式联运解决方案。
5 结语
本文归纳总结了多式联运中信息技术应用的文献，特别强调区块链作为核心技术在推动多式联运智能化和效率提升方面的显著作用，并详细探讨了区块链技术在当前多式联运领域的应用热点，为未来的研究方向提供了重要参考。随着全球贸易的不断扩展和供应链的进一步复杂化，多式联运的重要性将进一步增强。因此，未来的研究可以区块链为核心，专注于多种信息技术的深度融合和创新应用，以及这些技术与多式联运系统的协同优化。
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