CN105430005A - 一种车辆安全信息网络中的虚假信息检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆安全信息网络中的虚假信息检测方法。该方法利用待检测告警信息与相关车辆产生的后续告警信息之间的关系来判断待检测告警信息的真伪，将本车辆接收到的信息分类为：发送车辆发送的后续告警信息、本车辆发送的后续告警信息、其他相关车辆发送的后续告警信息，并分别计算各类后续告警信息对待检测告警信息的支持度，利用判定规则判断待检测告警信息的真伪。本发明所需数据量小，分析和判定规则简单实用，能够显著提高车辆安全信息网络中的虚假信息检测速度。

Description

一种车辆安全信息网络中的虚假信息检测方法

技术领域：本发明属于车辆安全信息通信网络领域，具体涉及虚假信息的检测方法。

背景技术：车辆安全信息通信网络是一种由车辆作为节点的无线自组织网络，车与车之间传输与交通安全直接相关的信息，例如紧急刹车、车辆抛锚、交通事故、恶劣路况、道路拥塞、潜在的危险障碍等信息，这些信息称为安全信息。在车辆安全信息通信网络中，每个车辆有一个车载单元，该单元发送车辆节点收集到的传感与状态信息，实现安全信息在一定范围内的广播，提前通知相关司机，以利于司机及时根据情况做出适当的反应，避免追尾等事故的发生。真实的安全信息可以防止交通拥塞和交通事故的发生，而虚假的安全信息则会提供虚假或错误的交通信息，甚至可能导致交通事故，因此，研究车辆安全信息通信网络中的虚假信息检测机制是非常必要的，对于保障车辆行驶安全具有重要的意义。

目前，车辆安全信息网络中虚假信息的检测方法主要分为两类：第一类方法是以节点为中心的检测方法，通过长期观察车辆节点的行为来判断节点的可信性，进而确定未来该车辆节点所发送信息的可信性，这需要大量路边基站以及后台系统的支持，因此，在分布广泛的车辆安全信息网络中采用这种方法是不现实的；第二类方法是以数据为中心的检测方法，通过分析所收集的信标数据和告警信息来检测其中的虚假信息，除了车载单元，不需要其他设施和设备，因此，这种方法更适合车辆安全信息网络中虚假信息的检测。现有以数据为中心的虚假信息检测方法一般都要收集大量信标数据，通过分析告警信息与信标数据所反映的行为是否一致来判断告警信息的真伪，然而，对大量信标数据的传输和分析会影响虚假信息检测的及时性和有效性。

发明内容：

鉴于此，本发明的目的是克服现有以数据为中心的虚假信息检测方法中传输和处理数据量过大、检测复杂等问题，提出了一种仅通过传输和分析车辆告警信息来检测虚假信息的方法。在预先设定车辆安全信息网络中传输的告警信息类型的基础上，该方法针对待检测告警信息，通过分析本车辆接收到的发送车辆发送的后续告警信息、本车辆发送的后续告警信息、其他相关车辆发送的后续告警信息，计算这些后续告警信息对待检测告警信息的支持度，进而判断该待检测告警信息的真伪。该方法的应用场景如下：车辆安全信息网络中广播传输告警信息，告警信息类型集合记为θ，且为了提高传输可靠性，在告警信息的有效期内，可以重复广播该告警信息；车辆广播自身产生的告警信息，接收自身和其他车辆广播的告警信息，不转发告警信息，并将接收到的告警信息按发送的时间升序排列和保存，形成告警信息序列告警信息格式为：<id，A，T，H，D，P，V>，其中，id代表发送该告警信息的车辆id，A代表告警信息类型，T代表该告警信息的发送时刻，H代表该告警信息产生时的行驶方向，D代表该告警信息产生时的行驶车道，P代表该告警信息产生时的位置，V代表该告警信息产生时的行驶速度。

本发明一种车辆安全信息网络中的虚假信息检测方法，其特征在于其包括以下步骤：

(1)预判待检测告警信息与本车辆的相关性，具体方法为：

根据待检测告警信息的A、H、D、P与本车辆当前行驶状态的关系，判断待检测告警信息与本车辆的相关性；

响应于无关，则忽略判断其真伪，丢弃该信息，继续预判下一待检测信息的相关性；

响应于相关，则从本车辆接收的告警信息序列中，提取出与该待检测告警信息相关的后续告警信息；

(2)以待检测告警信息为基准，从本车辆接收的告警信息序列中，分类提取待检测告警信息相关的后续告警信息，具体方法为：

以待检测告警信息的T为起点，从提取出待检测告警信息及其后由发送车辆发送的连续的、与待检测告警信息的A相同的信息，构造按时间升序排序的、发送车辆后续相关告警信息序列

以待检测告警信息的T为起点，从提取出本车辆后续告警信息，构造按时间升序排序的、本车辆后续相关告警信息序列

以待检测告警信息的T为起点，且分别以本车辆的当前位置P和待检测告警信息的P为起点和终点，从提取出其他相关车辆后续告警信息，构造按时间升序排序的、其他相关车辆后续告警信息序列

(3)依据待检测告警信息类型，针对依次采用面向告警信息类型的支持度计算模型，分析相应的信息序列特征是否支持待检测信息的真实性，得到发送车辆对被检测信息真实性的支持度s、接收车辆对被检测信息真实性的支持度r、其他相关车辆对被检测信息真实性的支持度o；

响应于分析的信息序列特征支持待检测信息的真实性，则相应的支持度为1；

响应于分析的信息序列特征反对待检测信息的真实性，则相应的支持度为-1；

响应于分析的信息序列中缺乏信息，则相应的支持度为0；

(4)依据s、r、o，和虚假信息判定规则，判断出待检测信息的真伪，具体方法为，响应于s为1，由于和本车辆相比，其他相关车辆距离发送车辆更近，o更能反映待测告警信息情况，因此，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false；

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1或0，则告警信息为true；

响应于r为-1，则告警信息为false；

响应于s为0，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1，则告警信息为true；

响应于r为-1，则告警信息为false；

响应于r为0，说明待检测信息没有重复广播，或其有效期已过，且本车辆和其他相关车辆都没有反应，判定告警信息为false；

响应于s为-1，说明发送车辆自身反对待检测告警信息，则告警信息为false。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：仅依赖车辆安全信息网络中传输的告警信息，依据发送车辆发送的后续告警信息、本车辆发送的后续告警信息、其他相关车辆发送的后续告警信息，来判断待检测告警信息的真实性，与现有以数据为中心的虚假信息检测方法相比，所需数据量小，分析和判定规则简单实用，有效降低了车辆安全信息网络的信息传输负载、降低了车载单元的数据处理负载，加快了虚假信息检测速度。

附图说明：

图1是虚假信息检测方法的流程图；

图2是θ＝{刹车告警，道路拥塞告警，路况差告警，事故及故障告警}时，判断待检测告警信息相对于本车辆相关性的流程图；

图3是θ＝{刹车告警，道路拥塞告警，路况差告警，事故及故障告警}时，面向告警信息类型的支持度计算模型；

图4是依据s、r、o的虚假信息判定规则。

具体实施方式：

本发明是在预先设定车辆安全信息网络中广播的告警信息类型的基础上，提供对这些类型告警的虚假信息检测方法。设告警信息类型集合θ＝{刹车告警，道路拥塞告警，路况差告警，事故及故障告警}，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

(1)预判待检测告警信息与本车辆的相关性，首先依据待检测信息s_i的信息s_i.H、s_i.P，判断待检测告警信息产生时的行驶方向、位置是否位于本车辆的前方；

响应于s_i.H与本车辆相差较大，或s_i.P不位于本车辆的前方，则s_i与本车辆无关；

响应于s_i.H与本车辆基本一致、s_i.P位于本车辆的前方，则进一步判断s_i.A是否是刹车告警信息：

响应于s_i.A不是刹车告警信息，则s_i与本车辆相关；

响应于s_i.A是刹车告警信息，判断s_i.D与本车辆当前所在车道是否相同：

响应于s_i.D与本车辆当前所在车道相同，则s_i与本车辆相关；

响应于s_i.D与本车辆当前所在车道不同，则s_i与本车辆无关；

响应于s_i与本车辆无关，则忽略判断s_i真伪，丢弃s_i，继续预判下一待检测信息的相关性；

响应于s_i与本车辆相关，则从接收到的信息中，提取出与该待检测告警信息相关的后续告警信息；

(2)以待检测告警信息为基准，从本车辆接收的告警信息中，分类提取待检测告警信息相关的后续告警信息，具体方法为：以s_i.T为起点，从提取出s_i及其后由车辆s_i.id发送的连续的、告警类型为s_i.A的信息，构造按时间升序排列的、发送车辆后续告警信息序列以s_i.T为起点，从提取出本车辆后续告警信息，构造按时间升序排列的、本车辆后续告警信息序列以s_i.T为起点，且分别以本车辆的当前位置P和s_i.P为起点和终点，从提取出其他相关车辆后续告警信息，构造按时间升序排列的、其他相关车辆后续告警信息序列

(3)针对采用面向告警信息类型的支持度计算模型，分析计算发送车辆对被检测告警信息真实性的支持度s：

响应于中只有待检测告警信息，说明发送告警信息的车辆缺乏后续信息，s为0；

响应于中有多个告警信息，根据待检测告警信息的类型，分析中信息序列特征以得到s：

响应于待检测信息是刹车告警，且中各告警信息的V呈递减趋势，说明发送告警信息的车辆支持待检测信息的真实性，s为1；

响应于待检测信息是刹车告警，且中各告警信息的V呈非递减趋势，说明发送告警信息的车辆反对待检测信息的真实性，s为-1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中各告警信息的V都低于阈值v_w，说明发送告警信息的车辆支持待检测信息的真实性，s为1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中各告警信息的V不都低于阈值v_w，说明发送告警信息的车辆反对待检测信息的真实性，s为-1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中各告警信息的V都低于阈值v_y，说明发送告警信息的车辆支持待检测信息的真实性，s为1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中各告警信息的V不都低于阈值v_y，说明发送告警信息的车辆反对待检测信息的真实性，s为-1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中各告警信息的V都低于阈值v_p，说明发送告警信息的车辆支持待检测信息的真实性，s为1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中各告警信息的V不都低于阈值v_p，说明发送告警信息的车辆反对待检测信息的真实性，s为-1；

针对采用面向告警信息类型的支持度计算模型，分析计算本车辆对被检测信息真实性的支持度r：

响应于中无告警信息，说明本车辆缺乏后续信息，r为0；

响应于中有多个告警信息，根据待检测信息的类型，分析中信息序列特征以得到r：

响应于待检测信息是刹车告警，且中有刹车告警信息，说明本车辆支持待检测信息的真实性，r为1；

响应于待检测信息是刹车告警，且中无刹车告警信息，说明本车辆反对待检测信息的真实性，r为-1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中有刹车告警信息或道路拥塞告警信息，说明本车辆支持待检测信息的真实性，r为1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中无刹车告警信息和道路拥塞告警信息，说明本车辆反对待检测信息的真实性，r为-1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中有刹车告警信息或道路拥塞告警信息或路况差告警信息，说明本车辆支持待检测信息的真实性，r为1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中无刹车告警信息、道路拥塞告警信息和路况差告警信息，说明本车辆反对待检测信息的真实性，r为-1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中有刹车告警或道路拥塞告警或事故及故障告警，说明本车辆支持待检测信息的真实性，r为1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中无刹车告警、道路拥塞告警和事故及故障告警，说明本车辆反对待检测信息的真实性，r为-1；

针对采用面向告警信息类型的支持度计算模型，分析计算其他相关车辆对被检测信息真实性的支持度o：

响应于中无告警信息，说明其他相关车辆缺乏后续信息，o为0；

响应于中有多个告警信息，根据待检测信息的类型，分析中信息序列特征以得到o；

响应于待检测信息是刹车告警，且中有刹车告警信息，说明其他相关车辆支持待检测信息的真实性，o为1；

响应于待检测信息是刹车告警，且中无刹车告警信息，说明其他相关车辆反对待检测信息的真实性，o为-1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中有刹车告警信息或道路拥塞告警信息，说明其他相关车辆支持待检测信息的真实性，o为1；

响应于待检测信息是道路拥塞告警，且中无刹车告警信息和道路拥塞告警信息，说明其他相关车辆反对待检测信息的真实性，o为-1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中有刹车告警信息或道路拥塞告警信息或路况差告警信息，说明其他相关车辆支持待检测信息的真实性，o为1；

响应于待检测信息是路况差告警，且中无刹车告警信息、道路拥塞告警信息和路况差告警信息，说明其他相关车辆反对待检测信息的真实性，o为-1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中有刹车告警或道路拥塞告警或事故及故障告警，说明其他相关车辆支持待检测信息的真实性，o为1；

响应于待检测信息是事故及故障告警，且中无刹车告警、道路拥塞告警和事故及故障告警，说明其他相关车辆反对待检测信息的真实性，o为-1；

(4)依据s、r、o，和虚假信息判定规则，判断出待检测信息的真伪：

响应于s为1，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1或0，则告警信息为true；

响应于r为-1，则告警信息为false

响应于s为0，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false；

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1，则告警信息为true；

响应于r为0或-1，则告警信息为false

响应于s为-1，则告警信息为false。

Claims (1)

1.一种车辆安全信息网络中的虚假信息检测方法，其特征在于其包括以下步骤：

(1)预判待检测告警信息与本车辆的相关性，具体方法为：

根据待检测告警信息的A、H、D、P与本车辆当前行驶状态的关系，判断待检测告警信息与本车辆的相关性；

响应于无关，则忽略判断其真伪，丢弃该信息，继续预判下一待检测信息的相关性；

响应于相关，则从本车辆接收的告警信息序列中，提取出与该待检测告警信息相关的后续告警信息；

(2)以待检测告警信息为基准，从本车辆接收的告警信息序列中，分类提取待检测告警信息相关的后续告警信息，具体方法为：

以待检测告警信息的T为起点，从提取出待检测告警信息及其后由发送车辆发送的连续的、与待检测告警信息的A相同的信息，构造按时间升序排序的、发送车辆后续相关告警信息序列

以待检测告警信息的T为起点，从提取出本车辆后续告警信息，构造按时间升序排序的、本车辆后续相关告警信息序列

以待检测告警信息的T为起点，且分别以本车辆的当前位置P和待检测告警信息的P为起点和终点，从提取出其他相关车辆后续告警信息，构造按时间升序排序的、其他相关车辆后续告警信息序列

(3)依据待检测告警信息类型，针对依次采用面向告警信息类型的支持度计算模型，分析相应的信息序列特征是否支持待检测信息的真实性，得到发送车辆对被检测信息真实性的支持度s、接收车辆对被检测信息真实性的支持度r、其他相关车辆对被检测信息真实性的支持度o；

响应于分析的信息序列特征支持待检测信息的真实性，则相应的支持度为1；

响应于分析的信息序列特征反对待检测信息的真实性，则相应的支持度为-1；

响应于分析的信息序列中缺乏信息，则相应的支持度为0；

(4)依据s、r、o，和虚假信息判定规则，判断出待检测信息的真伪，具体方法为，

响应于s为1，由于和本车辆相比，其他相关车辆距离发送车辆更近，o更能反映待测告警信息情况，因此，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false；

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1或0，则告警信息为true；

响应于r为-1，则告警信息为false；

响应于s为0，进一步依据o，来判断告警信息的真伪：

响应于o为1，则告警信息为true；

响应于o为-1，则告警信息为false；

响应于o为0，进一步依据r来判断告警信息的真伪：

响应于r为1，则告警信息为true；

响应于r为-1，则告警信息为false；

响应于r为0，说明待检测信息没有重复广播，或其有效期已过，且本车辆和其他相关车辆都没有反应，判定告警信息为false；

响应于s为-1，说明发送车辆自身反对待检测告警信息，则告警信息为false。