CN109147069A - 一种基于区块链的高速公路付费系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于区块链的高速公路付费系统，现有的高速公路往往采用人工收费或不停车收费系统(ETC)两种，人工收费可以准确判断车辆的情况但速度较慢，ETC虽速度较快且已实现全国联网，但需依靠中心服务器进行数据更新，且对于车辆的判断往往依靠ETC设备和电子照相两种，具有不确定性，同时车辆、车主信息往往因为存储在服务器上被不当使用而被盗用，发生套牌的可能，鉴于此本发明提供了一种基于区块链的高速公路付费系统。

Description

一种基于区块链的高速公路付费系统

技术领域

本发明涉及交通消费领域，特别涉及一种基于区块链的高速公路付费系统。

背景技术

高速公路属于高等级公路。中国交通部《公路工程技术标准》规定，高速公路指“能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路”。各国尽管对高速公路的命名不同，但都是专指有4车道以上、两向分隔行驶、完全控制出入口、全部采用立体交叉的公路。此外，有不少国家对部分控制出入口、非全部采用立体交叉的直达干线也称为高速公路。

随着高速公路的系统覆盖面越来越广，私家车和公路运输的成熟，越来越多的人选择使用高速公路出行，而收费站往往是拥堵发生的关键节点，收费慢是其中原因之一。

现有技术专利申请号为：201721151866.82的专利申请中提到，传统的收费系统智能性低，其需要停车进行收费，浪费车主的时间，操作麻烦，不符合用户使用需求的问题，该现有技术中提到一种高速公路不停车收费系统，包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入端与车辆传感器的输出端连接，且PLC控制器以及车辆传感器的输入端均与稳压器的输出端连接，该稳压器的输入端通过变压器与电源模块的输出端连接。所述PLC控制器的输入端与语音输入模块的输出端连接，且PLC控制器的输出端与语音输出模块的输入端连接，该PLC控制器还与语音存储器双向信号连接，该PLC控制器的输出端通过继电器与驱动电机的输入端连接，该驱动电机的输出端与取卡模块的输入端连接。所述PLC控制器的输出端通过A/D转换器与打印机的输入端连接，且PLC控制器的输出端通过记录模块与数据库的输入端连接。优选的，所述语音输入模块采用麦克风。优选的，所述语音输出模块采用扬声器。优选的，所述电源模块采用市电电网。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高速公路不停车收费系统，智能性高，其不需要中途停车，只需在高速公路出口取卡缴费即可，节约车主的时间，操作简单，符合用户的使用需求。

现有技术中专利申请号为：201721055381.9的专利中提到随着高速公路系统越来越成熟，私人汽车越来越多，物流业的发展，长途客货运需求量的增加，高速公路的收费成为人们常见的问题。现有的高速公路收费系统基本采用人工收费和ETC收费(ElectronicToll Collection，不停车收费系统)两种。采用人工收费速度慢且需要许多高速公路收费人员的人力。采用ETC收费系统，速度较快但是需要安装专有的etc设备，使用者需要支付昂贵的设备费用，且车辆上安装该设备破坏车辆原来的美观。针对以上问题，提供一种高速公路收费系统，解决高速收费慢的问题。该系统包括：便携式电子设备，放置于车辆上；识别端，设于高速公路入口，与所述便携式电子设备通信获取车辆进入信息；收费端，设于高速公路出口，与所述便携式电子设备通信获取车辆驶出信息；系统端，与所述识别端及收费端连接，接收所述车辆进入信息及驶出信息，计算出应收费用，并将应收费用发送给所述便携式电子设备；拦杆，设于靠近所述收费端并与所述系统端连接，在所述便携式电子设备支付了应收费用后，打开放行车辆。可选的，所述便携式电子设备为手机、平板电脑、笔记本电脑其中之一。可选的，所述便携式电子设备与所述识别端或收费端的通信方式为互联网、wifi、蓝牙、红外其中之一。可选的，所述便携式电子设备上安装有高速收费客户端，用户使用该客户端对车辆绑定。可选的，所述便携式电子设备对所述应收费用采用第三方支付进行付款。可选的，所述便携式电子设备对所述应收费用支付的方式具有自动支付选项。可选的，所述便携式电子设备对所述应收费用支付的方式默认为自动支付。以上两篇专利申请中均针对现有技术中高速公路收费慢的问题进行改进，所采用的方式不同，但均需通过中央服务器和车辆识别进行收费管理，减少了人工操作，但对于车辆信息的保密及确认和费用结算仍存在风险。

鉴于以上现有技术中存在的问题，本申请采用以下技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于区块链的高速公路付费系统，车辆在出厂过程中配置唯一的识别码和用于远程识别的设备，该设备可以通过后期加装，通过该识别码可将该车辆通过设置虚拟账户的方式加入至高速公路区块链中，并进行加密的信息上传和评价交易方式进行使用，通过清算模块进行结算，同时车辆的识别码还用于与车辆的实际信息相比较，避免了套牌车的简单复制情形。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于区块链的高速公路付费系统，其特征在于，具体包括以下模块：车辆注册模块，支付请求模块、区块链处理模块、清算模块；所述区块链处理模块为高速公路系统区块链。

车辆注册模块，其特征在于，根据车辆识别码进行车辆信息的注册，该注册码将用于加入高速公路区块链的节点识别码。

车辆注册模块，其特征在于，在车辆出厂时，为车辆安装车辆识别码快速识别装置，用于进行远程感知识别。

车辆注册模块，其特征在于，车辆识别码为车辆的唯一标识。

支付请求模块，其特征在于，包括虚拟账户创建模块，创建过程为根据车辆注册信息进行创建，将与车辆识别码信息关联的虚拟账户信息加入到区块链节点中，由用户发起交易请求，并将交易请求发送至区块链处理模块；所述支付请求模块包括通行消耗计算模块，根据高速公路占用比计算所耗费金额，和请求一起发送至区块链处理模块。

区块链处理模块，其特征在于，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改账户信息，并将修改后的账户信息同步到高速公路系统区块链的各个节点中；所述智能合约限定的节点为高速公路收费节点以及车辆节点；所述智能合约通过应用的方式安装在各节点的客户端，用于更新和同步各节点账本。

清算模块，其特征在于，智能合约中所存储的数据为虚拟货币，通过与现实货币汇率进行转换，通过清算模块可以进行虚拟货币和现实货币的转换，完成现实货币的提取。

区块链处理模块，其特征在于，包括加密模块，通过环签名的方式进行加密，利用环签名的可连接性，仅发布签名的节点自身通过特定算法计算出多个签名为该节点发布，而其他节点无法计算出该签名的所属节点。

区块链处理模块，其特征在于，高速公路收费包括但不限于出入口收费站；车辆为能够在高速上行驶的汽车。

评价模块，高速公路收费节点为服务提供方，车辆节点为服务接受方，服务提供方需要被服务接收方评价，同时服务接受方同样存在使用信用；通过服务评价模块，服务接受方为服务提供方进行服务结果打分，服务提供方为服务接受方进行信用评价。

评价模块，其特征在于，评价双方的结果均为通过虚拟账户发送，双方均无法获取对方的直接信息，但位于该区块链中的全部节点均可以查看各节点的服务结果分或信用分。

加密模块，其特征在于，包括位置信息加密模块，用户在发布支付请求时可以选择通过加密方式上传自身位置信息，通过该方式仅该节点自身可以查询自身的位置历史，而其他节点无法获取其位置信息。

支付请求模块，其特征在于，加入到区块链节点具体包括通过运行区块链系统中的智能合约获取用户的注册账户信息，根据该账户信息创建用户虚拟账户，用于其他操作。

本发明的有益效果是：

1、通过区块链的去中心化实现了高速公路的便捷支付。

2、通过区块链中的加密技术，实现了车辆信息的准确识别、唯一性管理，以及费用的透明化管理和车主信息的保密。

3、通过车辆识别码的绑定和通过虚拟账户信息的方式加入区块链，让车辆无法通过伪造套牌的方式更改车辆信息。

附图说明

图1本发明的系统流程图

一种基于区块链的高速公路付费系统，车辆在出厂过程中配置唯一的识别码和用于远程识别的设备，该设备可以通过后期加装，通过该识别码可将该车辆通过设置虚拟账户的方式加入至高速公路区块链中，并进行加密的信息上传和评价交易方式进行使用，通过清算模块进行结算，同时车辆的识别码还用于与车辆的实际信息相比较，避免了套牌车的简单复制情形。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合：

实施例1：

某路段高速公路收费站采用该高速公路付费系统作为收费管理系统，首先进行区块链节点注册，作为收费节点需要提供所在的高速公路位置，覆盖的路段长度和收费标准等信息，并配套安装了远程识别车辆的设备，可以识别车辆的标识码，同时将车辆信息与车辆标识码虚拟账户信息进行比对，该比对的过程在本地存储的信息中进行比对，同时在区块链的其他节点中记录的信息进行比对，选择其他节点的方式为按节点虚拟小组的方式随机选择，避免了规律性，若发现当前识别的车辆信息与本地记录不符合或与其他节点中记录的该车辆的识别码虚拟账户信息与车辆本身信息不符合则身份验证失败，该车辆存在重装或更改车辆信息的嫌疑，不允许进入该段高速公路，验证通过后方可进入。

根据车辆在用户端设定的路线，车辆节点根据收费节点的收费标准进行消费金额的计算后，生成支付请求发送至区块链处理模块，一个收费节点可以对应多个收费站，当车辆结束高速公路的行程到达出口时，再次进行验证过程，验证通过后自动从车辆节点的虚拟账户中扣除相应的虚拟货币金额，转存至收费节点中，并通知区块链中的其他节点进行账户信息的更新。

区块链中的各节点可以通过清算模块完成虚拟货币向真实货币的结算。

同时该段高速公路中还间隔设有监控和拍照设备用于记录用户的行车数据，并将该数据用于车辆行驶过程评价打分依据，该打分结果将通过虚拟账户的形式长传至与该车辆相关的评价记录中，若出现多次不文明行车行为，进行建议和提醒，该行车记录的上传仅收费节点可以获取。

实施例2：

某车辆在出厂时加装了车辆识别码远程识别设备并与车辆本身进行绑定，同时该车辆作为车辆节点加入至高速公路区块链节点中，该识别码识别设备具有与区块链中其他节点的通信功能，并进行时间加密，每隔一段时间进行时间加密的动态密码上传，用于保证该设备未被破坏或复制。

车辆在进入高速公路入口前进行身份验证和路线设定，其中身份验证包括车辆信息和位置信息的上传和更新，路线设定后根据收费站提供的该段高速公路的收费标准进行消费金额计算，在到达出口时进行自动的结算。

区块链中的各节点可以通过清算模块完成虚拟货币向真实货币的结算。

同时该车辆还装有行车记录仪用于记录行车过程中的信息，该图片或视频的信息可以作为对该段高速公路的评价依据，上传至区块链评价模块中，对高速公路的路况和拥堵信息等进行评价和实时更新，为高速公路的管理和其他用户的行驶路线规划提供建议。

以上信息的上传均通过虚拟账户完成，其他用户仅能查看结果信息，无法获知车辆的具体信息，车辆本身可以进行相关信息的详细查询，对车辆起到了良好的保密作用。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (13)

1.一种基于区块链的高速公路付费系统，其特征在于，具体包括以下模块：车辆注册模块，支付请求模块、区块链处理模块、清算模块；所述区块链处理模块为高速公路系统区块链。

2.如权利要求1所述的车辆注册模块，其特征在于，根据车辆识别码进行车辆信息的注册，该注册码将用于加入高速公路区块链的节点识别码。

3.如权利要求2所述的车辆注册模块，其特征在于，在车辆出厂时，为车辆安装车辆识别码快速识别装置，用于进行远程感知识别。

4.如权利要求3所述的车辆注册模块，其特征在于，车辆识别码为车辆的唯一标识。

5.如权利要求1所述的支付请求模块，其特征在于，包括虚拟账户创建模块，创建过程为根据车辆注册信息进行创建，将与车辆识别码信息关联的虚拟账户信息加入到区块链节点中，由用户发起交易请求，并将交易请求发送至区块链处理模块；所述支付请求模块包括通行消耗计算模块，根据高速公路占用比计算所耗费金额，和请求一起发送至区块链处理模块。

6.如权利要求1所述的区块链处理模块，其特征在于，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改账户信息，并将修改后的账户信息同步到高速公路系统区块链的各个节点中；所述智能合约限定的节点为高速公路收费节点以及车辆节点；所述智能合约通过应用的方式安装在各节点的客户端，用于更新和同步各节点账本。

7.如权利要求1所述的清算模块，其特征在于，智能合约中所存储的数据为虚拟货币，通过与现实货币汇率进行转换，通过清算模块可以进行虚拟货币和现实货币的转换，完成现实货币的提取。

8.如权利要求1所述的区块链处理模块，其特征在于，包括加密模块，通过环签名的方式进行加密，利用环签名的可连接性，仅发布签名的节点自身通过特定算法计算出多个签名为该节点发布，而其他节点无法计算出该签名的所属节点。

9.如权利要求6所述的区块链处理模块，其特征在于，高速公路收费包括但不限于出入口收费站；车辆为能够在高速上行驶的汽车。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括评价模块，高速公路收费节点为服务提供方，车辆节点为服务接受方，服务提供方需要被服务接收方评价，同时服务接受方同样存在使用信用；通过服务评价模块，服务接受方为服务提供方进行服务结果打分，服务提供方为服务接受方进行信用评价。

11.如权利要求10所述的评价模块，其特征在于，评价双方的结果均为通过虚拟账户发送，双方均无法获取对方的直接信息，但位于该区块链中的全部节点均可以查看各节点的服务结果分或信用分。

12.如权利要求8所述的加密模块，其特征在于，包括位置信息加密模块，用户在发布支付请求时可以选择通过加密方式上传自身位置信息，通过该方式仅该节点自身可以查询自身的位置历史，而其他节点无法获取其位置信息。

13.如权利要求2所述的支付请求模块，其特征在于，加入到区块链节点具体包括通过运行区块链系统中的智能合约获取用户的注册账户信息，根据该账户信息创建用户虚拟账户，用于其他操作。