梁澤龍

（河北交投智能交通技術(shù)有限責(zé)任公司，河北石家莊 050000）

0 引言

目前車聯(lián)網(wǎng)已有一定的規(guī)模，但仍無法滿足現(xiàn)代交通的發(fā)展需求。主要的原因有：一是由于技術(shù)限制，原有的智能交通控制系統(tǒng)和實(shí)際通行的車輛數(shù)據(jù)存在偏差；二是缺乏激勵機(jī)制以及信息保密性低，使得車主參與度低[1]。因此，為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，解決城市交通治理難度大、交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)缺失、更新不及時(shí)等問題，研發(fā)更為先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)迫在眉睫[2]。而基于區(qū)塊鏈的智能交通信息管理系統(tǒng)是有效解決此問題的措施之一。

區(qū)塊鏈技術(shù)可以由多方來進(jìn)行共同參與和監(jiān)督，并且其中所涉及的數(shù)據(jù)內(nèi)容并不能被隨意地修改，存在一定的去中心化特性。并且在一定基礎(chǔ)上，其他的節(jié)點(diǎn)通過獲取某一節(jié)點(diǎn)的意圖，來達(dá)到一致的行動。因此通過利用區(qū)塊鏈技術(shù)，所有的機(jī)構(gòu)可以更加公正公開地去參與交易過程，交易平臺的交易過程也更加透明，參與者自身也能夠發(fā)揮中心的作用，改善傳統(tǒng)交易過程強(qiáng)中心的局面[3-4]。另外，因?yàn)樵诮灰走^程中可能會出現(xiàn)一些漏洞，所以在平臺建設(shè)過程中提高其開放性，使其交易過程更加透明，能夠進(jìn)行更有效的監(jiān)督，同時(shí)也符合區(qū)塊鏈技術(shù)的根本要求。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的及意義

（1）縱觀城市的全局交通狀況，進(jìn)一步通過大數(shù)據(jù)分析和處理，制定交通治理決策，進(jìn)而改善城市交通現(xiàn)狀是當(dāng)下的需求所在。例如，公安檢察等執(zhí)法部門可以通過人員車輛駕駛數(shù)據(jù)的獲取，進(jìn)行執(zhí)法辦案；此外以新冠肺炎暴發(fā)時(shí)期為例，執(zhí)法部門通過人員駕駛數(shù)據(jù)的獲取能夠追蹤可疑目標(biāo)的行跡，進(jìn)而判斷其病毒感染概率，完成疫情追蹤分析[5]。

（2）為車主提供最佳出行方案可減輕城市交通負(fù)擔(dān)。車主通過“上鏈”，完成個人車輛信息的實(shí)時(shí)上傳，每一個“上鏈”的車主都可以看到城市實(shí)時(shí)交通狀態(tài)，進(jìn)而選擇最佳的出行方案，這樣便進(jìn)一步改善了城市交通狀態(tài)，減輕城市交通負(fù)擔(dān)，也使得車主綠色出行的概率大大增加[6]。

（3）個人數(shù)據(jù)的加密處理可以保障車主個人隱私?！吧湘湣睌?shù)據(jù)通過加密運(yùn)算使之具有不可篡改性。

（4）該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以增加汽車后市場透明度，提升汽車后市場服務(wù)水準(zhǔn)。將汽車后市場融入到智能交通信息管理系統(tǒng)之中，通過對貢獻(xiàn)城市交通數(shù)據(jù)的車主進(jìn)行價(jià)值獎勵或服務(wù)獎勵，減少汽車后市場服務(wù)商獲客成本。

2 基于區(qū)塊鏈的智能交通信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

基于區(qū)塊鏈的智能交通信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括3 個子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分別為基于安卓的智能車載診斷系統(tǒng)、V2X 車路協(xié)同信息處理系統(tǒng)和支付結(jié)算系統(tǒng)。

2.1 基于安卓的智能車載診斷系統(tǒng)

基于安卓的智能車載診斷系統(tǒng)是智能車載診斷系統(tǒng)的安卓客戶端應(yīng)用，用戶通過在安卓客戶端上安裝本系統(tǒng)[7]：一是實(shí)現(xiàn)對車輛的遠(yuǎn)程控制獲取包括車輛位置信息、車輛故障信息、車輛剩余電量等，實(shí)現(xiàn)對車輛進(jìn)行診斷、檢測、預(yù)警；二是通過使用本系統(tǒng)獲取汽車的后市場服務(wù)，包括周邊停車位信息、洗車、保養(yǎng)、保險(xiǎn)等服務(wù)。

2.2 V2X 車路協(xié)同信息處理系統(tǒng)

V2X（Vehicle to Everything）技術(shù)又稱為車用無線通信技術(shù)，V2X 車路協(xié)同信息處理系統(tǒng)是對V2X 技術(shù)采集到的路面信息、行人信息、路面標(biāo)識信息等進(jìn)行處理，一是實(shí)現(xiàn)信息的整合，將交通信息共享在智慧交通管理系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)的云共享；二是為交通管理部門提供了決策依據(jù)，便于城市交通資源的最大化利用。本系統(tǒng)的系統(tǒng)為無人駕駛提供了更加便捷的條件、同時(shí)有利于城市的交通治理。V2X 車路協(xié)同信息處理系統(tǒng)主要由4 個模塊組成，包括V2X 信息管理平臺、終端信息傳輸過程中的身份鑒權(quán)模塊、終端信息采集模塊以及含有密鑰的散列算法設(shè)計(jì)模塊。

2.3 支付結(jié)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)完成積分商城的結(jié)算任務(wù)，同時(shí)商戶可通過該系統(tǒng)將自身的產(chǎn)品與積分轉(zhuǎn)換：一是提供接口在積分商城為車主提供服務(wù)，二是利用商戶端來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或服務(wù)的管理。

3 智能交通信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)建立

在基于區(qū)塊鏈的智能交通信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最為重要的內(nèi)容是在各個子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中建立數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，從而避免智能交通管理數(shù)據(jù)被篡改。本文利用混合共識機(jī)制將數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，提高數(shù)據(jù)的共享效率，并將原始的智能交通管理數(shù)據(jù)利用多重加密存儲在區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)中，從而提高數(shù)據(jù)的安全性。智能交通管理數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 智能交通管理數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)

建立迅速檢索機(jī)構(gòu)，主要是為了讓用戶可以快速地找尋到經(jīng)過加密的智能交通管理數(shù)據(jù)信息。主要過程如圖2 所示。

圖2 迅速檢索機(jī)構(gòu)工作流程

迅速檢索機(jī)構(gòu)工作流程具體內(nèi)容：首先對交通管理部門對過往的加密智能交通管理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類，并根據(jù)以往在區(qū)塊鏈上的位置創(chuàng)建的文件目錄名進(jìn)行共享從而提高索引效率。將智能交通管理數(shù)據(jù)信息按照單位或部門分類，共享目錄為相關(guān)單位或部門的哈希值，如果這個單位或部門沒有此項(xiàng)智能交通管理數(shù)據(jù)信息記錄，哈希值為空，從此以后，只要相關(guān)部門更新哈希值，就可以根據(jù)哈希值來共享相關(guān)智能交通管理數(shù)據(jù)信息[8]。要實(shí)現(xiàn)智能交通管理數(shù)據(jù)的共享，需要先把區(qū)塊鏈和智能交通管理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合，區(qū)塊鏈與智能交通管理數(shù)據(jù)信息資源的融合過程如圖3 所示。

圖3 區(qū)塊鏈與信息資源融合過程

由圖3 可知，通過區(qū)塊鏈進(jìn)行去中心化，區(qū)塊鏈與信息資源融合充分融合，使得數(shù)據(jù)共享得以實(shí)現(xiàn)，方便監(jiān)控。

利用互識機(jī)制，對智能交通管理數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，互識機(jī)制流程如圖4 所示。通過互識機(jī)制，可以將通過區(qū)塊鏈進(jìn)行融合的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，并對其進(jìn)行監(jiān)督，從而形成以不可篡改的機(jī)制，從而提高了數(shù)據(jù)管理的安全性?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的智能交通信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程如圖5 所示。

圖4 互識機(jī)制流程

圖5 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能交通信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程

由圖5 可知，通過服務(wù)端、終端查詢，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)共享，對記錄情況，共識機(jī)制、區(qū)塊鏈機(jī)制、管理機(jī)制、訪問機(jī)制等進(jìn)行安全性管理。

5 總結(jié)

區(qū)塊鏈技術(shù)不僅能夠帶來智能交通效率的提升，還能在智能出行的構(gòu)建過程中嫁接更多的生活場景，催生新的智能汽車生態(tài)圈和商業(yè)模式，引發(fā)智能汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深刻變革。區(qū)塊鏈技術(shù)對交通領(lǐng)域的變革，不僅能提高城市的通行效率、降低城市的管理成本，精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)還能夠?yàn)檎叩闹贫ê蜎Q策提供支撐。不可篡改的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)能夠保障陽光執(zhí)法，同時(shí)有利于改進(jìn)大眾的駕駛行為習(xí)慣。

由于區(qū)塊鏈還在不斷的發(fā)展中，對影響區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性的因素還需要進(jìn)一步深入研究，從而提高智能交通管理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在以后的研究中，將利用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高智能交通信息管理系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，與企業(yè)其他管理系統(tǒng)進(jìn)行有效銜接，降低運(yùn)維成本。