[发明专利]一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台

权利要求书

1.一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于：包括合成交通数据集、SUMO车辆移动仿真器、车辆通信仿真模块、隐私保护算法模块和交通状态可视化模块；

合成交通数据集由真实交通数据、车辆仿真数据和路网结构数据组成，能够提供需求场景下的交通道路数据和车辆行驶路线，真实交通数据包括出租车、公交车的GPS采集数据，利用Python脚本将GPS数据转化为SUMO车辆移动仿真器的车辆行驶文件，将原格式的数据文件转换为xml格式的文件后，作为SUMO车辆移动仿真器的输入；

SUMO车辆移动仿真器用于模拟空间上连续、时间上离散的车辆运动，包括车辆跟随和车道变换模型，将合成交通数据集作为输入，为每台车辆设置独立的行驶路线；

车辆通信仿真模块将SUMO车辆移动仿真器仿真过程中的车辆当前行驶位置作为输入，按照每台车辆设置的通信范围，记录每个仿真步长下其他车辆进入通信范围内的时间戳、车辆ID、车辆位置及车道信息，模拟车联网场景中车辆间收发信标信号、车辆向服务中心上报位置的通信过程，并将通信数据导出为xml格式的车辆通信文件；

隐私保护算法模块由各种隐私保护算法封装的算法函数和基本调用函数组成，基本调用函数包括路径解析函数、xml文件读写函数、几何映射函数，上述函数由Python语言编写并实现代码封装；在此基础上实现了假名切换、位置加噪、哑元生成、轨迹混淆典型的隐私保护算法；隐私保护算法模块将车辆通信仿真模块根据SUMO车辆移动仿真器导出的车辆通信文件作为输入，从车辆通信文件中筛选出敏感数据，所述敏感数据包括车辆ID、位置、速度信息，并将敏感数据转化为相应的整数型或浮点型数据，将转化后的敏感数据应用典型的隐私保护算法，并在SUMO-GUI中显示施加隐私保护算法后的仿真效果，由此实现离线的车辆数据隐私保护；通过调用SUMO车辆移动仿真器中的动态交互插件TraCI，实时读取仿真运行过程中的车辆行驶数据，所述车辆行驶数据包括车辆ID、位置、速度信息，将车辆行驶数据应用典型的隐私保护算法，并将结果返回给TraCI，由此实现在线的车辆数据隐私保护；

交通状态可视化模块根据通信过程中车辆向服务中心上报的位置和速度信息，在可视化地图API中显示施加隐私保护算法模块前后的实时交通状态，从而显示隐私保护对交通的影响。

2.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，通过为车辆分配起点-终点坐标，生成车辆行驶路线文件作为车辆仿真数据；所述路网结构数据从开源地图服务中获取。

3.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，所述合成交通数据集的xml格式文件由Python脚本进行生成和处理，采用ElementTree方法完成xml中数据的读写与解析。

4.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，所述车辆通信仿真模块模拟为每台车辆配置信号发送器或接收器，以设置车辆的通信范围，在SUMO车辆移动仿真器的配置文件中完成上述设置。

5.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，所述隐私保护算法模块采用本地隐私保护架构，能够实现对数据的离线或在线处理。

6.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，所述交通状态可视化模块融合通信过程中车辆向服务中心上报的位置和速度信息，及SUMO车辆移动仿真器交通路网中部署的道路传感器所采集的车辆信息，通过信息叠加的方法分析隐私保护算法施加前后对交通状态的影响。

7.根据权利要求1所述的一种面向车联网隐私保护研究的仿真实验平台，其特征在于，所述交通状态可视化模块通过调用百度地图API中的ECharts插件和Java函数库，实现实时交通状态的动态显示。