CN109993847A - 一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利提出了一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，该架构包括3层，分别是云服务层、边缘计算层和感知层。所述感知层包括车辆和路边单元，车辆和路边单元共同组成区块链网络。所述边缘计算层为感知层提供计算资源，以完成共识任务。所述服务层包括云服务和区块链。基于该架构的工作方法包括4步，包括交通事故信息查询、交通事故信息回传、路边单元共识、交通事故信息存储。本发明专利采用区块链技术，保证交通事故信息不被篡改、可溯源，为交通部门提供有力证据；采用边缘计算技术，将计算量大的任务从路边单元卸载到边缘网络，减轻路边单元的负担，提高收集交通事故信息的效率。

Description

一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法

技术领域

本发明专利涉及一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，属于信息处理领域。

背景技术

处理交通事故最重要的就是收集交通事故信息，目前收集交通事故信息的主要方法有人工和自动两种。这些方法需要的时间较长，对快速记录现场、迅速疏散交通、事后事故分析和责任认定造成一定的困难。行车记录仪是记录车辆行驶过程中的视频图像和声音的仪器，可以为处理交通事故提供有力的证据。虽然目前许多车辆都安装了行车记录仪，但并没有把记录的视频上传到网络中的功能，只是保存在本地。

在过去的几年里，随着无线通信技术和汽车工业的发展，车联网有了显著的发展。基于车联网研究者已经提出大量的相关应用，分为安全相关的应用和舒适相关的应用。这些应用主要是利用车辆间的协作，通过车辆间协作同样可以收集交通事故信息。可见利用车联网传输行车记录仪数据到相关部门，有利于更好的处理交通事故。传输的交通事故信息大多数当作证据去使用，需要保证传输到相关交通部门的数据真实、机密、不被篡改，同时需要能够溯源。

发明内容

为了克服现有的收集交通事故信息方法中的不足，本发明专利提出一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，利用车联网技术将行车记录仪记录的交通事故信息传输到相关交通部门。

本发明专利提出了一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，该架构包括3层，分别是云服务层、边缘计算层和感知层。

所述感知层包括车辆和路边单元，车辆和路边单元共同组成区块链网络。

所述边缘计算层为感知层提供计算资源，以完成共识任务。

所述服务层包括云服务和区块链，对于交通事故信息不可篡改而且需要溯源，存储在区块链上；其他一些原始数据则存储在云服务上。

基于上述架构，收集交通事故信息的工作方法包括4步，包括交通事故信息查询、交通事故信息回传、路边单元共识、交通事故信息存储。

所述交通事故信息查询步骤由交通部门根据交通事故发生的时间和地点，通过路边单元向行驶在道路上的车辆发送，采用洪泛和延迟容忍网络技术更多车辆能收到交通事故信息查询请求。

所述交通事故信息回传步骤由道路上的车辆根据收到的交通事故信息查询请求，检查本地是否记录该交通事故信息；如果记录，则提取行车记录仪中的交通事故信息，将其传到最近的路边单元；本发明专利将交通事故信息进行分片处理，然后再将分片的交通事故信息进行传输，最后通过路边单元做汇总。

所述路边单元共识步骤由路边单元将收到的交通事故信息打包成区块进行挖矿共识；为了提高共识过程的效率，路边单元将计算任务卸载到边缘计算中；为了减少共识过程中的计算量，计算交通事故信息的哈希值，由哈希值来代替。

所述交通事故信息存储步骤由路边单元将已经在区块链中的分片的交通事故信息进行汇总，然后将汇总后的交通事故信息存储在云端；将不可篡改的、需要溯源的或者是涉及用户隐私的交通事故信息（行车记录仪记录的视频）采用区块链存储，保证它们的安全性，其他原数据采用云端原始的存储方式，由云计算架构保证其安全性。

本发明专利提供了一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，采用区块链技术，保证交通事故信息不被篡改、可溯源，为交通部门提供有力证据。采用边缘计算技术，将计算量大的任务从路边单元卸载到边缘网络，减轻路边单元的负担，提高收集交通事故信息的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

图1是基于区块链的收集交通事故信息的架构图。

图2是路边单元共识过程图。

具体实施方式

实施例1

本发明专利提出了一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，如图1所示，该架构包括3层，分别是云服务层、边缘计算层和感知层。其中，感知层包括车辆和路边单元，车辆和路边单元共同组成区块链网络。边缘计算层为感知层提供计算资源，以完成共识任务。服务层包括云服务和区块链，对于交通事故信息不可篡改而且需要溯源，因此存储在区块链上；其他一些原始数据则存储在云服务上。

A 感知层

车辆上安装有行车记录仪，可以记录车辆经过位置的交通事故信息。车辆处于移动状态，形成的区块链网络也是不稳定的，在车辆上无法执行全部区块链功能，本发明中，车辆执行钱包和网络路由的功能。

路边单元之间通过有线通信的方式互相连接，一般是固定的，形成的网络也比较稳定，在路边单元上执行全部区块链功能，包括钱包（保存地址和私钥）、矿工（挖矿）、完整区块链（保存所有区块链数据）、网络路由（验证并传播交易区块信息、发现并维护与对等节点的连接）。

B 边缘计算层

路边单元的处理能力一般比较弱，只是用于数据的转发。如果把区块链交易的共识工作放在路边单元完成，必然会影响网络性能，带来较高的延迟。因此，本发明把计算量较大的共识工作卸载到边缘计算，完成后将结果回传给路边单元。边缘计算还负责处理一些计算量大的工作，比如交通事故信息合并。

C 服务层

行车记录仪记录的交通事故信息为视频，数据量较大，不适合存放在路边单元。本发明将交通事故信息存放在云服务器，既可以将数据永久存储，又方便交警部门查阅取证。对于需要存储在服务层的数据，一部分是既不涉及用户隐私，又不是不可篡改的，它们存储在云服务上。而另一部分是不可篡改的、需要溯源的或者是涉及用户隐私的交通事故信息，它们使用区块链来存储。

实施例2

基于上述基于区块链的收集交通事故信息的架构，收集交通事故信息的工作方法如下：

1、交通事故信息查询

交警部门根据交通事故发生的时间和地点，发起交通事故信息查询请求。该查询请求通过路边单元向行驶在道路上的车辆发送。因为不确定哪些车辆拍摄到了交通事故信息，为了使在RSU通信范围内的更多车辆能收到交通事故信息查询请求，本发明专利采用洪泛的方式发送查询请求。同时使用延迟容忍网络技术，利用移动的车辆，将查询请求转发到不在RSU通信范围内的车辆。

2、交通事故信息回传

车辆收到交通事故信息查询请求，检查本地是否记录该交通事故信息。如果记录，则提取行车记录仪中的交通事故信息，将其传到最近的路边单元。如果车辆不是与路边单元直接单跳通信，则通过中间车辆进行转发。

车辆处于移动状态，如果直接将行车记录仪记录的交通事故信息在网络中传播，传输失败的概率会非常大，而且影响网络性能。因此本发明专利将交通事故信息进行分片处理，然后再将分片的交通事故信息进行传输，最后通过路边单元做汇总。将分片后的交通事故信息采用一定的规则命名，便于与其他车辆区别，同时便于汇聚，命名规则如下：

NodeID_SerialNum_TotalNum_Time_Location

其中，NodeID表示节点的ID，即车辆的车牌号码；SerialNum表示交通事故信息分片后的序号；TotalNum表示交通事故信息分片的总片数；Time表示交通事故发生的时间；Location表示交通事故发生的地点，即经纬度。

3、路边单元共识

如图2所示，RSU收到车辆发送的交通事故信息时：

（1）计算交通事故信息的Hash值，同时按照格式要求将交通事故信息的基本信息（车辆的车牌号码、交通事故信息分片后的序号、交通事故信息分片的总片数、交通事故发生的时间、交通事故发生的经纬度）和Hash值在区块链网络中发起一个交易请求，该请求转发到其他路边单元中。

（2）区块链网络中其他路边单元收到该交易，检查交易是否有效、格式是否正确。如果检查符合要求，则将其放在交易存储池中，并向其他路边单元转发。其他收到交易的路边单元重复该过程。

（3）获得记账权的路边单元将交易存储池中的交易打包到区块中，然后对该区块进行挖矿。挖矿过程需要完成大量的计算，路边单元一般不具备完成大量计算的能力，需要将计算任务卸载到边缘计算中。边缘计算完成计算任务，将结果返回给路边单元。路边单元将该区块发送到其他路边单元，在全网传播。

（4）其他路边单元收到该区块后，验证区块。如果区块通过验证，路边单元从交易存储池和正在挖矿的区块中删除已完成共识的交易，同时同步该区块，将其添加到本地区块链中，进行下一轮的挖矿。

4、交通事故信息存储

路边单元将已经在区块链中的分片的交通事故信息进行汇总，汇总过程涉及到视频的处理，因此将该过程也卸载到边缘计算完成，以减轻路边单元的工作量，增加其效率。边缘计算完成交通事故信息的汇总后，将完整的交通事故信息发送给路边单元。

路边单元无法存储所有交通事故信息，而且为了保证交通事故信息不被篡改，将其上传到云端进行存储。为了保证云端数据的安全，本发明专利将不可篡改的、需要溯源的或者是涉及用户隐私的交通事故信息（行车记录仪记录的视频）采用区块链存储，保证它们的安全性。其他原数据采用云端原始的存储方式，由云计算架构保证其安全性。

Claims (4)

1.一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，其特征是，该架构包括3层，分别是云服务层、边缘计算层和感知层。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，其特征在于：

所述感知层包括车辆和路边单元，车辆和路边单元共同组成区块链网络；

所述边缘计算层为感知层提供计算资源，以完成共识任务；

所述服务层包括云服务和区块链，对于交通事故信息不可篡改而且需要溯源，存储在区块链上，其他一些原始数据则存储在云服务上。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的收集交通事故信息的架构及工作方法，其特征在于：收集交通事故信息的工作方法包括4步，包括交通事故信息查询、交通事故信息回传、路边单元共识、交通事故信息存储。

4.根据权利要求2所述的工作方法，其特征在于：

所述交通事故信息查询步骤由交通部门根据交通事故发生的时间和地点，通过路边单元向行驶在道路上的车辆发送，采用洪泛和延迟容忍网络技术更多车辆能收到交通事故信息查询请求；

所述交通事故信息回传步骤由道路上的车辆根据收到的交通事故信息查询请求，检查本地是否记录该交通事故信息，如果记录，则提取行车记录仪中的交通事故信息，将其进行分片处理，然后利用车联网通过单跳或多跳的方式传到最近的路边单元；

所述路边单元共识步骤由路边单元将收到的交通事故信息打包成区块进行挖矿，由交通事故信息的哈希值代替交通事故信息作为交易进行挖矿，路边单元将挖矿计算任务卸载到边缘计算中；

所述交通事故信息存储步骤由路边单元将已经在区块链中的分片的交通事故信息进行汇总，然后将汇总后的交通事故信息存储在云端，采用区块链存储不可篡改的、需要溯源的或者是涉及用户隐私的交通事故信息（行车记录仪记录的视频），其他原数据采用云端原始的存储方式，由云计算架构保证其安全性。