[发明专利]一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法。本发明方法方案是通过搭建路车信息联盟链、建立车辆节点信任模型、建立车辆节点分布式信任库和路车节点信息共识等技术手段来提高了路车融合环境下的车辆自主运行能力，本发明方法可广泛应用于车路协同等领域。

技术领域

本发明涉及车路协同技术领域，尤其涉及一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法。

背景技术

交通运输是国民经济命脉，以移动互联、大数据以及人工智能等为代表的新一代信息技术催生了科技变革，载运工具的智能化发展已成定势。然而由于道路交通系统是由人车路组成的复杂系统，人车、车车、车路之间强耦合，仅靠单车感知与控制的自主式自动驾驶发展遇到了重大瓶颈。单车智能依赖于车载传感器、计算单元等设备，车辆的感知范围和决策控制能力受限，难以应对交通系统要素耦合下的复杂运行场景，导致安全事件频发，严重制约了自动驾驶技术的进一步发展和产业化应用，面向自动驾驶的道路基础设施赋能成为了自动驾驶新的方向。

基于路车融合的自动驾驶车辆运行赋能技术通过先进的道路基础设施实现的路侧对自动驾驶车辆的赋能，通过路与车多传感器融合全息感知车辆的运行状态，运用多模式通信技术实现车与车、车与路之间的信息交互，有效解决单车智能感知不充分和决策控制弱的问题，系统性提升自动驾驶车辆自主运行的能力。因此，在基于车路协同出行场景的基础上，亟需提出一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法，实现在车辆运行赋能技术下的路车节点群体共识，大大提高了路车融合环境下的车辆自主运行能力，这对自动驾驶车辆的发展具有重要的应用价值。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法，以解决现有技术缺少车车、车路之间安全可靠的信息交互问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于区块链的路车节点可信网络搭建与共识方法，具体包括以下步骤：

(1)搭建路车信息联盟链：在未来的车路协同场景下，由于区块的挖掘和记账需要大量的算力和计算资源，以车辆或是路侧设备为记账节点无法满足算力和成本需求。而在未来的城市发展中，政府中心部门仍然有着可信化和中心透明化的特点，因此本发明将政府中心部门中的节点作为路车信息联盟链的维护和验证节点。选用联盟链来构建灵活、高效、可拓展的区块链架构方案，一方面解决了组织之间的信任的问题，另一方面利用区块链的不可否认的特性，为上链数据提供的真实性提供可追溯的依据。通过将规模庞大的交通系统以行政区域划分为不同的区域，在区域内，可以根据业务场景构建多条链，由于区块链上存储的是路侧信息采集系统和车辆信息采集系统的身份证书，不包含用户身份信息，用户的隐私安全也得到了保障。

(2)建立车辆节点信任模型：为满足车路协同自动驾驶环境下，车辆节点的高移动特性和网络拓扑结构的变化，以及交互过程中的恶意车辆节点筛选，解决行为可信节点带来的消息不可信问题，建立了车辆节点信任模型。针对车辆在路车交互中的消息不信任问题，提出了基于时间衰减因子和距离衰减因子以及信任值的单车可信度评价方法。对于来自首次报告车辆的消息可信度，通过路侧设备初步判断消息的可信度，在分布式信任值库中查看当前车辆的信任值以及报告事件和车辆是否在同一路侧设备覆盖范围内。周围车辆也参与此次信任值的评估，通过在一时间段内对所有报告消息的综合评判决定报告事件的消息可信性，并进行广播。

(3)建立车辆节点分布式信任库：本发明利用区块链技术建立车辆节点的分布式信任库，对车辆节点的信任值数据进行维护和管理，通过周围车辆以及路侧设备评估，构建可信网络环境，将路车交互数据上链实现信息交互共享。通过在步骤二后的节点信任模型建立后，路侧设备验证了当前报告车辆的消息可信度，同时对所有参与车辆的信任值进行动态更新，路侧设备将车辆的动态信任值上传至区块链中，区块链以不可篡改、数据加密、不可伪造的方式对车辆的信任值进行存储和管理。