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  • 民航结算业务的区块链应用研究

    作 者: 林育钿 | 编 辑:张薇 2020-08-14 13:54:00

    【摘要】本文首先简要介绍了区块链的基本原理和在各行业的发展情况,结合民航业的行业特点,提出了区块链也可以很好地应用在民航结算业务领域的观点,其次深入剖析了传统民航结算业务情况,发现目前传统模式下的弊端,采用许可型网络超级账本的联盟链模式,讲述了如何借助智能合约和引入产业链金融,来解决民航结算过程中存在的效率低、账期长、流程繁琐、结算过程争议多、中小企业融资渠道少、成本高等问题,并探讨了民航结算业务融入区块链技术后的工作模式和优势,同时对未来发展进行了分析展望。

    【关键词】区块链结算业务智能合约联盟链供应链金融

    习近平总书记曾在中共中央政治局就区块链技术发展集体学习时强调要“加快推动区块链技术和产业创新发展”。民航业系统性强、参与协同主体多、数据量大、业务链条长等特征都符合区块链技术研究和发展的特点。因此,积极发展数字经济,借助良好的信息化基础,全局统筹推进,在区块链技术和产业创新发展领域提升我国民航国际话语权和规则制定权,将是我国民航业当前及今后相当长一段时间内努力的方向。但是随着近些年信息科技的突飞猛进,虽然区块链一词走进千家万户,但仍有很多人认为区块链等于比特币。

    一、区块链技术的原理及应用

    区块链究其本质,实际上是一个分布式数据库,因融入互联网,计算机程序,数学和密码学等科学技术使其变得更为特殊。与传统的分布式数据库不同,区块链是没有中心节点的,区块链网络中的所有节点都是平等的,每个节点都参与数据维护,并对数据进行备份。若对单个节点上的数据进行修改,也不会对数据库产生影响。区块链的基本单元是区块,每个区块由区块头、区块体两部分构成。区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希值、前一个区块的哈希值,主要是保证其不可修改,区块体主要存储相关信息及记录等实际数据。概括来说,区块链技术就是特殊的分布式数据库,块链式数据结构,运用了分布式节点共识算法对数据进行生成更新,运用密码学方式保证数据传输访问安全,通过脚本代码组成的智能合约来操作数据。

    行业内通常将区块链的发展分为1.0、2.0、3.0三个阶段。区块链1.0是以比特币为典型应用,实现了数字货币的发行和流通,功能相对单一。区块链2.0是以以太坊为典型应用,实现数字货币融入智能合约,以智能合约的应用为特征,通过智能合约推动多业务系统的协作,扩展了区块链应用领域,但仍限于金融领域应用。区块链3.0是将实现与物联网、云计算等技术融合发展,超出金融领域应用,试图在大规模协作领域提高行业的运行效率和管理水平。以上区块链发展的三个阶段并非依次实现,而是共同发展,相互促进的过程。

    (一)区块链在各行业的研究发展情况

    比特币的成功证明了区块链技术的可行性,各个领域开始关注如何利用这个技术的核心潜力来提高数据透明度,安全性和效率。

    金融服务领域是区块链应用规模最早,也是最大的一个领域,主要集中在数字货币和支付,如比特币、摩根大通银行发布的JPMCoin、Facebook发布的加密货币Libra比比皆是,但由于监管体系未完善,系统交易能力存在瓶颈,热度和进展也开始放缓,逐渐转向供应链金融、贸易融资、支付清算等方向。物流领域的区块链应用发展比较迅速,各电商巨头纷纷跟进,利用区块链对商品货物进行溯源跟踪,发展方向呈现出与物联网技术相结合的趋势。公共服务领域,一直也是我国政府倡导的一个区块链应用领域,目前在全球也处于领先地位,区块链技术极大提高了各类公共服务效率和质量,而发展过程中还是面临着技术水平不成熟,基础设施未健全等挑战,之外,区块链在智能制造、社会公益、文化娱乐、教育等方面均有涉及,但对比前面所提到的三个领域而言,并不太活跃。[[1]]

    因此要客观的认识到,虽然区块链已经逐步渗透到各个领域,发展也日新月异,但任何一个新的技术从创新到成熟都需要一个过程,区块链无论是技术还是商业都不成熟,从技术角度看,种类有限的共识机制,容量有限的区块导致网络拥堵,分布式系统缺乏有效的调整机制,及专门面向区块链的数据库系统仍不成熟等问题依然存在。

    (二)区块链在民航行业应用

    民航业作为国民经济重要基础产业,也自然而然地关注到区块链这个前沿技术,由于民航业具有安全性、专业化,标准等行业特点,民航业内部适合的区块链应用较少,目前只是进行小规模的领域探索,如应用在航空租赁市场中,区块链可以为机队管理提供准确及时的信息,提高工作效率;应用在航空零部件市场,提高零部件可获得性,降低库存,加快地面维护进程,最终改善飞机可用性;应用在航空燃油市场,在航空公司和燃料供应商之间引入区块链技术,提高航空加油效率。[[2]]

    虽然区块链技术广泛应用目前面临一定的挑战,但其不可篡改特性重新定义了信任机制,在金融服务领域支付结算中也是受到高度关注和稳定发展。通过分析本人认为区块链技术在中国民航航空主业服务结算和航空服务产业链金融方面实施有良好的应用场景,通过灵活可信的智能合约技术势必让民航结算产生革命性的改变。

    二、民航业结算现状

    (一)民航业结算主要特点

    民航的是以航空公司为核心企业的产业,民航航空主业服务主要包含航空地面服务、燃油供应、航路服务等;航空服务产业链主要包含航空器租赁、航空器维修、机供品、培训、物流、后勤保障等。核心企业的服务商可划分一级、二级和多级供应商。其有围绕核心企业的供应和信用链条长;行业的资产流动性较差且资金以行业内闭合式运作为主等特点。

    (二)我国民航业结算模式

    我国民航航空主业服务结算主要有三种结算模式,自行结算、通过中国民用航空局清算中心进行结算,通过中国航空结算有限责任公司进行结算。

    自行结算是最为普遍的结算方式由合约方根据合约开展结算工作,航空主业一般以服务方/供应商提供账单和服务/交接签单附件为主,根据合同开展独立结算。

    通过中国民用航空局清算中心进行结算,中国民用航空局清算中心主要职责是为我国民航政府基金、行政事业性收费、空管收费、机场服务收费提供资金清算服务,如在机场与航空公司的结算环节中,由于航空公司的数量较多,在一对多的情况下,采用自行结算会增加结算繁琐度,故机场可提供相关账单票据给中国民用航空局清算中心,由中国民用航空局清算中心与航空公司进行结算并支付一定比例的手续费,同时引入金融机构提供应收账款融资业务。

    通过中国航空结算有限责任公司进行结算,中国航空结算有限责任公司主要是为国内外航空客货运输、地面服务、航油、机务、航空运输延伸服务、非贸易外汇收支的财务结算及代理结算。由于中航信负责机票的分销环节,掌握相关信息,航空公司之间若存在旅客互转等交互情况下,航空公司之间可通过中国航空结算有限责任公司进行结算并支付一定的手续费。

    (三)民航业的结算创新

    目前在民航结算方面许多利用方面都利用新技术开展了创新,提高结算的准确性和效率,例如:推广电子签单解决业务数据闭环管理;通过物联网或视频分析确定工作节点;实时获取Acars数据,报文自动解析技术;应用ACDM节点数据,收集机场运营数据;使用单据审核机器人智能匹配单据等等。俄罗斯航空公司开发的基于区块链的航空燃料智能合约,可以迅速结算油料费用,无需银行担保,也不存在财务风险。

    (四)中国民航结算存在问题

    中国民航的结算业务对民航整体运营工作起着至关重要的作用,但是在机场与航司,航司与航司之间的结算业务还是存在众多问题。首先,效率低,由于结算业务量大,各类单据多,且业务数据复杂,大量数据仍需人工介入处理,各类单据的印刷和人工的介入处理等因素也无形中增加了结算过程中的经济成本。行业内能在月头三天内提供上月请款的单位都很少;其次,结算业务链条长,从请款方的发起审批到兑付方的审批通过,再到最终的结算完成,流程环节数多,每个环节处理时间长,加上合同约定的账期,致使整个结算周期长达三个月甚至到半年。各方数据的共享度低和部分数据的不完善,也不可避免的出现可信度低、争议解决难等问题。此外,民航收费价格放开后,给价格调节和引导市场提供更多空间的同时,也给灵活的结算方式提出了更高的要求。

    三、区块链与民航业结算业务的融合模式

    (一)多中心联盟链模式

    区块链在类别上分为公有链,私有链和联盟链,核心区别在于访问权限的开放程度。其中公有链的节点是对任何人进行开放的,最大的特点就是高度去中心化,安全性高,但交易效率低下,数据公开透明,不适用大量公对公数据隐私处理业务。而联盟链仅限于授权的联盟成员参与,相对于公有链,数据处理速度更快,但不完全去中心化,联盟链在本质上属于私有链,只是权限设计要求更为复杂,更具可信性。可以看出,多中心化的许可型网络联盟链兼顾着公有链和私有链的各自优势,具有高性能、多中心、安全可靠等特性,比较符合民航业结算业务这个应用场景。

    (二)民航结算业务联盟链节点

    民航结算业务区块链中,根据我国民航业结算业务的三种结算模式,航空性的结算业务依据都基于资金流、信息流、航班流(旅客和货邮)、商流。航班流是现阶段结算业务的核心,其围绕着一架飞机完成航班任务所产生的各种服务费用,如飞机起降服务费,旅客过港费、地面服务费等一系列费用是易被证实的。因此民航结算业务区块链节点除了包括结算业务参与方(航空公司,机场等)之外,还需包括航班流,旅客流的完整数据提供方。

    构建航空公司、机场、民航局运行监控中心、空管数据中心、中国航空结算有限责任公司、民航结算中心、民航大数据中心、第三方平台(飞常准)、金融机构等节点的联盟链,相关机构节点通过许可授权加入到联盟链网络,保证节点可信度,利用账本权限或合法身份证书来管理控制各个机构节点的读写账本功能,一旦对账本写入成功,无法篡改。对联盟链上的所有账本数据进行高度加密,仅限于联盟成员自己查看,需读取其他节点数据的联盟成员可通过授权来解密获取数据,保证数据安全。

    (三)智能合约的应用

    智能合约是基于可信不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。在传统结算业务中,结算双方都要根据双方承认的结算规则来进行结算,同样,在民航结算业务的区块链中也需引入智能合约,达到促进,验证结算双方协议的执行效果,可以有效的管控履约风险。具体流程大致如下:

    一、预定义合约,合约条款由所有参与结算业务的联盟成员共同订立。如航空公司与机场之间就某个工作业务达成协议条款,设备使用收费标准,服务费标准,付款货币类型等等;设定执行条件,如时间,日期,电子签单的确认等条件。

    二、触发合约,接收到信息并满足条件时执行交易。以机场摆渡车为例,为一个航班提供远机位接送乘客服务时,机场提供4个班次摆渡车服务的电子单,由航司代表或航班相关机组人员在特定设备上点击确认,智能合约满足确认条件自动触发。

    三、账单生成,在满足条件的前提下,智能合约自动触发,根据收集的联盟节点信息按照合约条款进行费用账单的生成。

    四、双方结算。在费用账单生成后,双方可进行链外交易,链内账单数据与链外的结算指令绑定,对链外账户资产进行费用转移,或引入彼此信任可靠的第三方来完成结算交易。

    智能合约可以快速地执行交易,结算效率高,节约大量人力成本,降低了结算过程的经济成本,智能合约的条款和执行条件对所有参与方高度透明,解决争议问题。智能合约的引入还可以让销售政策多样化。如:灵活调整的销售代理返利政策;综合航班量、正点率、时刻执行率、客座率、平均票价水平、安全服务指标的价格激励约束政策,配合品牌宣传、促销活动、新市场拓展的专项奖励政策等。

    (四)区块链记账

    整个民航结算联盟链的主节点为数据提供方,拥有全量数据文件,如民航局运行监控中心、空管数据中心、民航大数据中心等等。不想参与或没必要参与全量数据同步的联盟成员可作为次节点,仅同步与自己相关的区块链数据,如各大航空公司,机场,而第三方金融机构仅作为普通节点,只限于查看相关账单。主节点或运算能力较好的指定节点可作为记账人,根据航班完整的起飞落地全过程产生的实际运营数据,如起飞时间,降落时间,航班号,目的地,旅客数量,货物数量等,配合智能合约进行班完即清模式,形成结算即时确认并写入区块。区块的块大小由各联盟成员的结算需求决定,区块过大将会增加各节点的存储成本,带宽成本,计算机硬件成本,时间成本。区块过小,虽可以秒级成块,但无法并行处理较多的结算交易,整体区块链长度也会增加。以全球知名联盟链平台超级账本为参考,单个区块可存500笔交易,系统每秒交易量TPS可达500,相对而言,民航结算联盟链节点较少,整体节点运算水平高且均衡,综合考虑,可拟定单个区块存储2000多个航班结算交易信息,按照超级账本系统500笔每秒的交易能力计算4秒内即可生成区块,并且5个区块就满足一天一万个航班结算业务的存储量,联盟区块链性能完全满足民航结算业务场景要求。在生成区块过程中,主节点对这2000多个航班信息进行打包广播,运算能力较好的节点收到主节点的广播区块信息后,运算特定的算法进行确认,将会对其写入区块链中形成一个新区块。新区块在全网广播的过程中,继续接受其他节点的共同验证,并在连续数量确认后链在主链上,全网节点按各自需求决定是否同步该区块。

    (五)产业链金融的创新应用

    一直以来,围绕核心企业航空公司的二三级服务商为民航航空发展都起着重要作用,而这些中小企业在融资方面存在一定的困难,在一定程度上制约着整体产业链的发展。所以需要搭建产业链金融,引入保险公司、租赁公司等金融机构,以核心企业航空公司为依托,针对产业链的各个环节,设计个性化、标准化的金融服务产品。通过应收账款金融工具和区块链平台,提高资金周转效率,扩大核心企业的信用辐射范围,解决现金流和信用跨级传递问题,让二、三级服务商更容易利用金融政策获取中小微企业融资。从而实现减少融资风险、降低融资成本、提高融资效率的目标。

    (六)联盟链运转

    民航结算联盟链运作机制,基于区块链的技术后,结算过程风险将会大大被减少,通过区块链的可追溯特性,了解每一笔结算的来龙去脉,加上智能合约合同的存在,使得结算账单变得唯一性,高度可信性和有效性。各大航空公司和机场相对来说是一个可靠的金融对象,结算业务长期持续,这也可以吸引第三方金融机构。金融机构作为结算双方之间的第三方,在加入到结算业务区块链之后仅查询并确认相关账单,可以对债权人(如机场)进行预付款,解决中小机场和小微企业现金留的难题。债权人(如机场)收到付款后进行债权转让,转让至金融机构,由金融机构对债务人进行结算金额追讨。当然,债权人(如机场)需对金融机构交纳相对应的手续费,高于预付款的储蓄利率,在对于结算业务较多的大型机场,手续费可相应降低。该模式也适用航空公司与客货代理、航空公司之间的结算业务,在这模式下,一旦区块链中结算金额产生,银行验证通过后,机场,航空公司或其他单位可以极快的收到结算金额,而银行也获取了一定的利润。

    民航结算联盟链激励机制,为了激励各节点为区块链的写入提供算力,可设定机制按某节点的累计算力贡献进行相关手续费的减免。

    高算力节点可设置在主要数据提供方、大型机场和综合实力较强的航空公司中,这部分联盟成员在硬件设备网络上都有较好的支撑,也有一定的能力来共同维护民航结算联盟链生态。

    四、区块链在民航业结算业务的发展方向

    (一)融合前沿信息技术

    区块链结合物联网、大数据等前沿信息技术,利用各自技术优势助力集成创新应用。物联网更多深入现场的设备数据,丰富可信的逻辑执行条件能创造出更加复杂的智能合约,加强智能合约对结算场景的弹性适应能力,大数据分析使智能合约更智能可靠,同时有利于精准的多重价格策略的应用。

    (二)数据分析增强决策能力

    由于区块链具备难以篡改、可追溯的特性,区块链平台积累的大量历史数据得以安全地流动出来,有了这些保障之后,可以充分发挥大数据技术的作用,借助数据挖掘和预测性分析对区块链数据进行处理,进而为联盟链各利益相关方提供高质量的决策建议。

    (三)跨链应用

    随着智能合约平台的不断丰富和完善,不同行业领域形成各自垂直的联盟区块链,各个联盟区块链之间存在网络孤立现象,为构建多次联运的综合交通综合联盟链,民航结算业务联盟链需要与物流联盟链,保险联盟链的进行跨链对接,提高价值、业务在联盟链间的流转能力。

    总之,通过区块链技术+大数据、物联网、人工智能、可以在民航产业链的智能合约、支付结算业务、金融服务等方面提高效率、降低成本,同时提供更多、更新的衍生金融产品和服务,为民航的发展做出贡献。(广州白云空港设备技术发展有限公司林育钿)

     

    参考文献:

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    [1]互链脉搏·黑珍珠号.区块链落地应用2019统计:政务、金融占据半壁江山,中国区块链落地量问鼎全球.2020-01-03

    [2]景崇毅.区块链技术在航空业的应用前景.2019-10-09