CN110995852B - 车辆路径记录方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆路径记录方法和系统，包括：由区块链网络中的第一认证节点获得车辆信息后生成待链接区块，并将待链接区块发送至其他节点；第一认证节点和其他节点对待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将待链接区块链接至本节点所存储的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；在区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至区块链网络中各个节点。本发明实现了车辆信息的分散式存储，即使在其中任一个或者多个节点被攻击导致所存储的车辆区块链遭受篡改，区块链网络也会利用共识机制将未被篡改的车辆区块链同步到相关节点，保证整个区块链网络中数据的安全性和准确性。

Description

车辆路径记录方法和系统
技术领域
本发明涉及车辆行驶监控技术领域，特别涉及一种车辆路径记录方法和系统。
背景技术
我国高速公路通车总里程已超12万公里，连接全国地级行政中心、城镇人口超过20万的中等及以上城市、重要交通枢纽和重要边境口岸。随着高速公路通车里程的不断增长和网络布局的不断优化，在车辆驶入和驶离高速公路的起讫点收费站之间可能存在多条行车路径。当车辆驶离高速公路时，高速公路管理者需要在出口收费站得到车辆行车路径的精确信息，进而根据车辆行车路径的精确信息计算通行费或拆分结算通行费。另外，对于特定车辆也需要进行车辆行车路径的监管，例如使用绿色通道的鲜活农产品的运输车辆的路径监管，对于危险品运输车辆的路径、时间的监管等。
现有技术中主要采用标识站点识别路经车辆的牌照信息的方式来确定高速公路的车辆行驶路径相关信息。在高速公路存在多义性行驶路径的道路断面，安装汽车牌照抓拍摄像机，例如在高速公路断面安装门架，将汽车牌照抓拍摄像机固定于门架上，为保证汽车牌照识别率，按车道数量配置摄像机，通常每车道安装一台抓拍摄像机，并使相邻车道的视频捕获区域交叉，总体视频捕获区域覆盖整个道路断面使得视频捕获区域所覆盖的道路断面成为检测断面。当车辆通过检测断面处检测线(一般由软件设定)时，摄像机启动抓拍汽车牌照图像，经识别处理后获知汽车牌照号码，连同抓拍图片、抓拍时间、断面标识站点编号等信息上传到高速公路联网管理中心信息处理系统，处理后下发到路网内联网各个收费站出口车道处理系统。
当车辆驶入目的地收费站的出口车道时，车道处理系统抓拍驶来车辆的汽车牌照图像并识别汽车牌照号码，当驶来车辆的起讫站点间存在多义性路径时(从车辆所持通行卡中可得到此信息)，则通过联网管理中心信息处理系统下发的带有路径标识的汽车牌照号码中的路径标识信息来确定驶来车辆行驶的精确路径，出口车道处理系统根据精确路径信息计算、收缴通行费和/或进行其他所规定的管理操作。
可见，车辆行驶路径信息是车辆接受管理、收费等一系列措施的基础，因此车辆行驶路径信息的准确性至关重要。而上述现有的采用标识站点识别路经车辆的牌照信息的方式，由于记录车辆路径的信息(例如带有路径标识的汽车牌照号码)采用集中式的存储方式，例如集中存储于联网管理中心信息处理系统所管理的服务器，在当下互联网络环境愈发复杂的情况下，一旦受到外界攻击则极易被破坏或者篡改，另外，由于采用集中存储的方式，也难以有效地执行相应的监督机制，直接对服务器中数据进行修改便会根本性改变车辆的行驶路径信息，使得车辆行驶路径信息的准确性难以保证，另外，一旦存储车辆路径的信息的服务器出现故障或者网络出现故障，则难以在故障期间获得车辆路径的信息，从而难以保障基于车辆路径的信息的相关管理和服务的有效持续进行。因此，如何确保车辆行驶路径信息的不被篡改和攻击以及车辆行驶路径信息对相关管理和服务的长期持续性的支持便成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种车辆路径记录方法和系统，以确保所记录的车辆行驶路径信息无法被篡改，并确保所记录的车辆行驶路径能够对相关管理和服务进行长期持续性的支持。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆路径记录方法，包括：
由可采集车辆信息的至少一个节点所组成的区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由所述第一认证节点的服务器根据所接收的所述车辆信息生成待链接区块；
所述第一认证节点的服务器将所述待链接区块发送至所述区块链网络中的其他节点的服务器；
所述第一认证节点和所述其他节点的服务器，对所述待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将所述待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于所述车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；
在所述区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至所述区块链网络中各个节点的服务器中。
进一步，所述车辆信息包括车辆标识信息、车辆信息获取时间、卫星定位数据和接收所述车辆信息的节点标识码。
进一步，所述任一节点通过如下任一方式中的至少一种方式获取所述车辆标识信息：
通过设置于所述任一节点的具有车牌识别功能的图像采集处理设备获取所述车辆标识信息；
通过设置于所述任一节点的路侧单元RSU从所经过车辆中的车载单元OBU中获取所述车辆标识信息；
通过设置于所述任一节点的RSU从所经过车辆中的高速公路复合通行卡CPC卡中获取所述车辆标识信息。
进一步，所述车辆标识信息包括车牌号、车辆中的OBU识别码、车辆的发动机号和车辆识别码的任意一种组合。
进一步，所述节点包括静态节点和动态节点，所述静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路，所述动态节点位于所述车辆中；
当所述静态节点和所述动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同时，选择车辆信息获取时间较早的节点所生成的待链接区块，并删除车辆信息获取时间较晚的节点所生成的待链接区块；
当所述静态节点和所述动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同并且车辆信息获取时间相同时，选择所述静态节点所生成的待链接区块，并删除所述动态节点所生成的待链接区块。
进一步，所述的对所述待链接区块进行认证的过程，包括：
若参与认证的节点的服务器中不存在所述车辆区块链，则所述参与认证的节点将所述待链接区块作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈本节点中的新生成的车辆区块链的长度；
若参与认证的节点的服务器中存储有所述车辆区块链，则：
参与认证的节点的服务器将所述待链接区块的时间戳与本节点的服务器中所存储的所述车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比；
若所述待链接区块的时间戳不晚于所述车辆区块链的末端区块的时间戳，则退出认证；
若所述待链接区块的时间戳晚于所述车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器，将所述待链接区块中的车辆信息与其所存储的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对：
若比对结果为完全匹配，则参与认证的节点的服务器将所述待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈表示完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
若比对结果为不完全匹配，则参与认证的节点的服务器将所述待链接区块中的车辆信息补全，并将补全后的待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈表示不完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
若比对结果为完全不匹配，则向所述第一认证节点反馈表示完全不匹配的信息；
所述第一认证节点对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计：
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为多数，则发出报警提示；
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为零或者少数时，基于冒泡排序法确定更新后的车辆区块链的最长链所在的节点；
其中，所述时间戳为生成区块的时刻，并且所述时间戳存储于所生成的区块中。
进一步，所述完全匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上相邻；
所述完全不匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置分别位于不同的公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上不相邻；
所述不完全匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置位于同一公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上不相邻但小于所设定的距离阈值；
其中，所述当前静态节点的节点标识码存储于所述待链接区块中，所述前一静态节点的节点标识码存储于所述车辆区块链中的最接近末端区块的由所述车辆所经过的前一静态节点的服务器所生成的区块。
进一步，通过如下方法将所述待链接区块更新至所述车辆区块链：
利用加密算法获得所述待链接区块的标识码；
利用加密算法获得所述车辆区块链中的末端区块的标识码；
将所述待链接区块的标识码写入所述车辆区块链中的末端区块中作为所述车辆区块链中的末端区块的后链标识码，并将所述车辆区块链中的末端区块的标识码写入所述待链接区块中作为所述待链接区块的前链标识码，进而利用所述车辆区块链中的末端区块的后链标识码和所述待链接区块的前链标识码，将所述待链接区块连接于所述车辆区块链中的末端区块后，生成更新后的车辆区块链。
一种车辆路径记录系统，包括：
节点，所述节点为至少一个，用于采集车辆信息，每个节点具有属于本节点的服务器，各个节点之间通过网络通信连接并组成区块链网络；其中，
当所述区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由所述第一认证节点的服务器根据所接收的所述车辆信息生成待链接区块，并将所述待链接区块发送至所述区块链网络中的其他节点的服务器；
所述第一认证节点和所述其他节点的服务器，对所述待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将所述待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于所述车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；
在所述区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至所述区块链网络中各个节点的服务器中。
进一步，所述节点包括静态节点和动态节点；其中，
所述静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路；
所述动态节点位于所述车辆中。
进一步，所述静态节点安装于所述交通道路的门架；
所述动态节点为移动终端设备。
进一步，所述静态节点包括图像采集设备和信号感应设备。
从上述方案可以看出，本发明的车辆路径记录方法和系统中，将可采集车辆信息的节点组成区块链网络，利用区块链网络，将包含有车辆信息的车辆区块链存储于区块链网络的各个节点，实现了车辆信息的分散式存储，即使在其中任一个或者多个节点被攻击导致所存储的车辆区块链遭受篡改，区块链网络也会利用共识机制将未被篡改的车辆区块链同步到相关节点，保证整个区块链网络中数据的准确性。由于区块链网络中采用分布式存储的方式，即使其中多个节点出现宕机或者由于网络原因而无法连接，区块链网络中的其他节点也能够提供所存储的车辆区块链，进而保证了所记录的车辆行驶路径能够对相关管理和服务进行长期持续性的支持。另外，利用本发明的车辆路径记录方法和系统的技术方案，当车辆在行驶过程中出现中途套牌时也可以因为车辆区块链的中断和车辆区块链当中记录的静态节点的位置的跳变而发出报警，因此，本发明的车辆路径记录方法和系统还能够及时监控诸如车辆套牌等违法行为。
附图说明
图1为本发明实施例的车辆路径记录方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例的车辆路径记录方法，主要包括以下步骤：
步骤1、由可采集车辆信息的至少一个节点所组成的区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由第一认证节点的服务器根据所接收的车辆信息生成待链接区块；
步骤2、第一认证节点的服务器将待链接区块发送至区块链网络中的其他节点的服务器；
步骤3、第一认证节点和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于该车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；
步骤4、在区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至区块链网络中各个节点的服务器中。
可见，本发明实施例的车辆路径记录方法中，将可采集车辆信息的节点组成区块链网络，利用区块链网络，将包含有车辆信息的车辆区块链存储于区块链网络的各个节点，实现了车辆信息的分散式存储，即使在其中任一个或者多个节点被攻击导致所存储的车辆区块链遭受篡改，区块链网络也会利用共识机制将未被篡改的车辆区块链同步到相关节点，保证整个区块链网络中数据的准确性。由于区块链网络中采用分布式存储的方式，即使其中多个节点出现宕机或者由于网络原因而无法连接，区块链网络中的其他节点也能够提供所存储的车辆区块链，进而保证了所记录的车辆行驶路径能够对相关管理和服务进行长期持续性的支持。
在可选实施例中，车辆信息至少包括车辆标识信息、车辆信息获取时间、卫星定位数据和接收车辆信息的节点标识码。其中，车辆标识信息用于区别于其他车辆，并基于车辆标识信息来确定与其所对应的记录该车辆标识信息的对应车辆区块链(车辆区块链用于记录车辆的路径信息)；车辆信息获取时间用于标识车辆经过节点的时间，通过车辆信息获取时间实现车辆所经过的节点在时间顺序上的排序，通过该排序即可获得车辆的行驶路径；卫星定位数据，即节点的卫星定位数据，配合于车辆信息获取时间即可描绘出车辆的地图行驶路径；节点标识码，即标识节点唯一身份码，可利用车辆通过的各个节点的节点标识码来计算车辆的通行费用，例如车辆在高速公路上从高速入口节点、途经节点、出口节点所途经的各个节点来确定从高速入口到高速出口之间的通行费用。
在可选实施例中，任一节点通过如下任一方式中的至少一种方式获取所述车辆标识信息：
通过设置于任一节点的具有车牌识别功能的图像采集处理设备获取车辆标识信息；
通过设置于任一节点的RSU(Road Side Unit，路侧单元)从所经过车辆中的OBU(On Board Unit，车载单元)中获取所述车辆标识信息；
通过设置于任一节点的RSU从所经过车辆中的CPC卡(高速公路复合通行卡)中获取车辆标识信息。
在可选实施例中，车辆标识信息包括车牌号、车辆中的OBU识别码、车辆的发动机号和车辆识别码的任意一种组合。例如，车辆标识信息可以仅为车牌号，也可以仅为OBU识别码，也可以仅为车辆的发动机号，也可以仅为车辆识别码，也可以为车牌号和OBU识别码的组合，也可以为车牌号和发动机号的组合，也可以为车牌号、OBU识别码和发动机号三者的组合，也可以为车牌号、、OBU识别码、发动机号和车辆识别码四种的组合等。
在可选实施例中，车牌号可以通过车牌识别设备，例如汽车牌照抓拍摄像机对车辆前端和/或后端的车牌的抓拍而获取；在其他可选实施例中，车牌号可以存储于车辆的OBU中，并通过RSU从OBU的读取而获得；在其他可选实施例中，车牌号可以存储于电子车牌(Electronic Vehicle Identification，EVI)中，通过对电子车牌的读取而获得车牌号。
在可选实施例中，节点包括静态节点和动态节点，其中，静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路，动态节点位于所述车辆中。
以下，主要以车牌号为例，对本发明实施例的车辆路径记录方法进行进一步说明，车辆标识信息采用车辆中的OBU识别码、车辆的发动机号、车辆识别码等其他方式或组合时，与采用车牌号记录车辆路径的方式相类似，不再赘述。进一步说明的是，在本发明实施例的精神原则下，车辆标识信息并不限于车牌号、车辆中的OBU识别码、车辆的发动机号、车辆识别码，其他各种可用于区分车辆的特征信息、号码等都可用于本发明的车辆路径记录方法。
在可选实施例中，静态节点例如安装于交通道路的门架的车牌照抓拍摄像机，或者安装于门架的ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统)读取设备，当静态节点为车牌照抓拍摄像机时，车牌照抓拍摄像机通过抓拍经过车辆头部或者尾部的车牌照而获得所经过车辆的车牌号，当静态节为ETC读取设备时，经过静态节点的车辆中需要安装相应的ETC车载器，其中，ETC车载器的信息中含有车辆的车牌号，ETC读取设备通过与经过车辆中的ETC车载器的无线数据交互而获得所经过车辆的车牌号。利用车牌照抓拍摄像机和ETC设备来获取所经过车辆的车牌号的过程可采用现有技术实现，此处不再赘述。
在可选实施例中，动态节点例如车辆驾驶员的移动设备(如手机)，在可选实施例中，移动设备中安装有用于提供驾驶员所驾驶车辆的车牌号(在其他实施例中，可以为车辆的发动机号、车辆识别码或者车辆中的OBU号码)的软件，在可选实施例中，移动设备具有卫星定位功能，驾驶员将所驾驶的车辆信息存储于移动设备中，并将移动设备放置在车辆内，在车辆行驶于交通道路时，移动设备通过定位功能定期获取移动设备(即车辆)的卫星定位数据，并随同车牌号以及移动设备的节点标识码共同构成动态节点所获得的车辆信息而一起上传至动态节点的服务器。在可选实施例中，动态节点可以每间隔几十秒至几分钟时间上传一次车辆信息，例如，动态节点可以每间隔1分钟上传一次车辆信息。
由于安装于交通道路(例如高速公路)的门架之间的距离并不固定，进而车辆经过各个静态节点的时间也无法预测，而动态节点的车辆信息上传具有周期性。因此，当车辆经过静态节点而生成静态节点的车辆信息时可能恰好动态节点也同时生成了动态节点的车辆信息，由于区块链网络中，只能存在一个新的区块，因此，这种情况下需要在静态节点的车辆信息和动态节点的车辆信息之间进行取舍。在可选实施例中，通过如下方法进行相应的取舍：
当静态节点和动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同时，选择车辆信息获取时间较早的节点所生成的待链接区块，并删除车辆信息获取时间较晚的节点所生成的待链接区块；当静态节点和动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同并且车辆信息获取时间相同时，选择静态节点所生成的待链接区块，并删除动态节点所生成的待链接区块。
这种取舍，可在区块链网络中结合于后续的对待链接区块的认证过程执行。例如，当车辆经过节点A(静态节点)而由节点A生成待链接区块并且此时动态节点野生成了待链接区块，节点A和动态节点同时将所生成的待链接区块广播至区块链网络中，得到节点A的待链接区块和动态节点的待链接区块的节点对这两个区块进行比对；若比对结果为节点A和动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同，并且节点A的待链接区块中所记录的车辆信息获取时间较早，则选择节点A的待链接区块；若比对结果为节点A和动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同，并且动态节点的待链接区块中所记录的车辆信息获取时间较早则选择动态节点的待链接区块；若比对结果为节点A的待链接区块与动态节点的待链接区块中所记录的车辆信息中的卫星定位数据相同并且车辆信息获取时间也相同，则选择节点A的待链接区块。最终的结果可采用投票的方式根据参与认证的节点向第一认证节点所反馈的结果来确定，当然，对于各个节点来说，均比对的是节点A和动态节点的这两个待链接区块，所以投票结果将趋于一致，这种情况下，可由各个认证节点自行保留符合要求的待链接区块并删除另一个待链接区块，这样做可以节省网络数据交互资源并提高整体运行效率。
在本发明实施例中，车辆区块链的生成和更新需要结合实际车辆行驶路径进行考虑，主要包括以下几种情况：
(1)车辆信息首次出现；
(2)待链接区块与已有车辆区块链的车辆信息相匹配；
(3)待链接区块与已有车辆区块链的车辆信息不完全相匹配；
(4)待链接区块与已有车辆区块链的车辆信息完全不匹配。
其中，第(1)点情况是指区块链网络中并没有事先记载的车辆信息，例如刚刚上牌的新车首次上高速。第(2)点情况，例如待链接区块的车辆信息中的车辆信息的静态节点标识码与车辆区块链的最靠近末端区块的静态节点生成的区块中的车辆信息的静态节点标识码所代表的两个的静态节点在车辆经过的路径上相邻，如在同一条高速公路上相邻的两个静态节点。第(3)点情况，例如待链接区块的车辆信息中的车辆信息的静态节点标识码与车辆区块链的最靠近末端区块的静态节点生成的区块中的车辆信息的静态节点标识码所代表的两个的静态节点在车辆经过的路径上不相邻但二者之间小于一个所设定的阈值，例如在同一条高速公路上不相邻的两个静态节点并且该两个静态节点之间没有多义性路径，这种情况往往发生在经过某个或者某些静态节点时由于设备故障或者网络中断造成的静态节点数据丢失，此时可利用动态节点的数据来进行辅助确认，而动态节点的数据已经存储在车辆区块链中。第(4)点情况，例如，待链接区块的车辆信息中的车辆信息的静态节点标识码与车辆区块链的最靠近末端区块的静态节点生成的区块中的车辆信息的静态节点标识码所代表的两个的静态节点在车辆经过的路径上不相邻并且二者之间大于一个所设定的阈值，例如两个分属于不同高速公路的静态节点，一个位于京哈高速吉林段而另一个位于京藏高速八达岭段。
在可选实施例中，结合上述几种情况，步骤3中的对待链接区块进行认证的过程，主要包括以下过程。
情况1、参与认证的节点的服务器中不存在车辆区块链(即不存在待链接区块的车牌号所对应的车辆区块链)：参与认证的节点将待链接区块作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链，并向第一认证节点反馈本节点中的新生成的车辆区块链的长度。新生成的车辆区块链因为只有一个区块，所以长度为1。
情况2、参与认证的节点的服务器中存储有所述车辆区块链，则：
参与认证的节点的服务器将待链接区块的时间戳与本节点的服务器中所存储的车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比；
若待链接区块的时间戳不晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则退出认证，以确保车辆区块链的各个区块能够按照时间戳的先后顺序链接，保证车辆路径数据的准确(区块链网络的各个节点需要进行时间同步)；
若待链接区块的时间戳晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器，将待链接区块中的车辆信息与其所存储的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对：
情况21、若比对结果为完全匹配，则参与认证的节点的服务器将待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向第一认证节点反馈表示完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
情况22、若比对结果为不完全匹配，则参与认证的节点的服务器将待链接区块中的车辆信息补全，并将补全后的待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向第一认证节点反馈表示不完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
情况23、若比对结果为完全不匹配，则向第一认证节点反馈表示完全不匹配的信息。
之后，第一认证节点对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计：
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为多数，则发出报警提示；
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为零或者少数时，基于冒泡排序法确定更新后的车辆区块链的最长链所在的节点；
其中，时间戳为生成区块的时刻，并且时间戳存储于所生成的区块中。此处的时间戳可采用现有区块链技术中的区块时间戳的相关技术实现，不再赘述。
在可选实施例中，完全匹配是指：待链接区块中的车牌号与车辆区块链中的车牌号相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上相邻。这在车辆区块链中的各个区块中可以查阅，因为车辆区块链的各个区块是按照时间戳的先后顺序链接而成，并且时间戳的先后顺序与车辆经过的各个节点的先后顺序相一致，所以从车辆区块链中能够知晓车辆先后经过的各个静态节点，从车辆区块链角度，只要待链接区块中所记录的当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与车辆区块链中最接近末端区块的由车辆经过的前一静态节点生成的区块中所记录的前一静态节点的节点标识码在车辆经过的路径上相邻，即可认定比对结果为完全匹配。
在可选实施例中，完全不匹配是指：待链接区块中的车牌号与车辆区块链中的车牌号相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置分别位于不同的公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在车辆经过的路径上不相邻。例如，待链接区块的静态节点标识码所表示的节点位置在一条高速公路上，但是，车辆区块链中记录的前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在另一条高速公路上，这两个节点之间并不相邻并且相差距离很远，车辆完全无法从前一个静态节点跳变至当前静态节点。这种情况往往对应着车辆套牌的状况，即车辆途中更换车牌而导致了更换后的车牌信息出现了静态节点的跳变，而当套牌车辆换回原车牌时，记录原车牌的车辆信息的车辆区块链也将与新的待链接区块无法完全匹配，同时辅助动态节点周期性(如每间隔1分钟)的产生的新的待链接区块而不断更新车辆区块链，进而可断定是否出现人为恶意的套牌行为。
在可选实施例中，不完全匹配是指：待链接区块中的车牌号与车辆区块链中的车牌号相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置位于同一公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在车辆经过的路径上不相邻但小于所设定的距离阈值。例如，待链接区块的静态节点标识码所表示的节点位置和车辆区块链中所记录的前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置处于同一条高速公路上，并且二者之间没有多义性行驶路径，或者二者之间的距离小于设定的距离阈值。这种情况往往对应于中途静态节点设备故障或者断网导致的中间数据丢失，此时，情况22中的车辆信息补全的一种手段例如将中间丢失的静态节点的静态节点标识码补录于待链接区块中。在另一种情况中，待链接区块的静态节点标识码所表示的节点位置和车辆区块链中所记录的前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置之间存在多义性行驶路径，或者二者之间分属于不同高速公路，此时情况22中的车辆信息补全需要结合在这两个静态节点的区块之间由动态节点生成的区块中所记录的车辆行驶路径，如果在二者之间由动态节点生成的区块中所记录的车辆行驶路径连续并且经过了期间的未被记录的静态节点，则可以认定为不完全匹配，并将中间未被记录的静态节点的静态节点标识码补录于待链接区块中。
上述说明中，当前静态节点的节点标识码存储于待链接区块中，前一静态节点的节点标识码存储于车辆区块链中的最接近末端区块的由车辆所经过的前一静态节点的服务器所生成的区块。
在可选实施例中，车辆区块链中的各个区块的数据结构包括摘要部分和内容部分，其中，内容部分包括经过加密算法加密后的车辆信息，加密算法可采用现有的加密算法，摘要部分主要包括车牌号和时间戳，同时为实现车辆区块链的链接，在可选实施例中，摘要部分还包含了本区块所链接的前一区块的区块标识码(将本区块所链接的前一区块的区块标识码称为前链标识码)以及链接于本区块的后一区块的区块标识码(将本区块所链接的后一区块的区块标识码称为后链标识码)，车辆区块链中的各个区块通过其摘要部分中记录的前链标识码和后链标识码来确定各个区块在车辆区块链中的位置并生成车辆区块链。在可选实施例中，车辆区块链的第一个区块的摘要部分包含后链标识码而不包含前链标识码，车辆区块链的末端区块的摘要部分包含前链标识码而不包含后链标识码。其中，区块标识码(前链标识码和后链标识码)可以采用加密算法来获得，例如可将前一区块的内容部分的哈希值作为本区块中所记录的前链标识码，将后一区块的内容部分的哈希值作为本区块中所记录的后链标识码，也可以采用其他形式生成区块标识码，或者依据事先规定的规则赋予各个区块的区块标识码。
在可选实施例中，摘要部分可采用明文形式或者密文形式，采用密文形式需对摘要部分的内容进行加密，可采用现有的加密算法进行加密。加密的数据只有区块链网络中的各个节点的服务器可以解密。
基于上述车辆区块链中的各个区块的数据结构，在可选实施例中，步骤3中，通过如下方法将待链接区块更新至车辆区块链：
步骤31、利用加密算法获得待链接区块的标识码；
步骤32、利用加密算法获得车辆区块链中的末端区块的标识码；
步骤33、将待链接区块的标识码写入车辆区块链中的末端区块中作为车辆区块链中的末端区块的后链标识码，并将车辆区块链中的末端区块的标识码写入待链接区块中作为待链接区块的前链标识码，进而利用车辆区块链中的末端区块的后链标识码和待链接区块的前链标识码，将待链接区块连接于车辆区块链中的末端区块后，生成更新后的车辆区块链。
其中，步骤31的一个实施例利用加密算法对待链接区块的内容部分进行加密计算获得待链接区块的标识码，作为后链标识码记录于车辆区块链的末端区块(如记录于末端区块的摘要部分)中。
步骤32的一个实施例利用加密算法对车辆区块链的末端区块的内容部分进行加密计算获得末端区块的标识码，作为前链标识码记录于待链接区块(如记录于待链接区块的摘要部分)中。步骤32的另一个实施例，可以从车辆区块链的末端区块的前一区块获得关于末端区块的标识码，即末端区块的前一区块中所记录的后链标识码即为末端区块的标识码，将末端区块的前一区块中所记录的后链标识码作为前链标识码记录于待链接区块(如记录于待链接区块的摘要部分)中，与前一实施例相比，利用末端区块的前一区块获得关于末端区块的标识码的手段可以节省一步加密计算获得区块标识码的步骤，节省区块链网络的算力，提高车辆区块链的生成速度。
以下以高速公路车辆路径的记录举例对本发明是实力的车辆路径记录方法进行说明。
车辆从A地经高速公路前往B地，覆盖A地至B地的静态节点数量为50个，设置于高速公路网的所有静态节点的数量为200个，动态节点为驾驶员的手机，手机每1分钟上传一次车辆信息。由区块链网络中包含200个静态节点和1个动态节点。
本发明实施例是以车辆的车辆标识信息为依据来描述车辆在高速公路路网中的行驶轨迹，当从A地到B地之间存在多义(歧义)路径时，在每条车辆可能行驶的路径上都有获取车辆标识信息的相应装置，并且，至少在A地到B地之间的所有多义路径上均布置有可有用于执行本发明实施例的车辆路径记录方法的相关设备装置。
当车辆在A地驶入高速公路时，高速公路入口的静态节点获取车辆信息，例如通过拍照方式或者ETC读卡方式读取车辆的车牌号，车辆信息中包含车牌号、车辆信息获取时间(即车辆经过高速公路入口静态节点的时间，即车辆进入高速公路的时间)、高速公路入口的静态节点的卫星定位数据(由静态节点提供，每个静态节点均记录有自身的卫星定位数据)、高速公路入口的静态节点标识码(该标识码可用于标识车辆驶入高速公路的起始计费点，可用于后期车辆通行费用结算)。
高速公路入口的静态节点的服务器获取到该车辆的车辆信息后，高速公路入口的静态节点作为第一认证节点生成含有该车辆信息的待链接区块。
第一认证节点(此时为高速公路入口的静态节点)的服务器将含有该车辆信息的待链接区块发送至由200个静态节点和1个动态节点共同组成的区块链网络中的其他节点的服务器，各个节点服务器之间定期或者不定期进行时间同步，以确保整个区块链网络的时间的一致性。
第一认证节点和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，主要包括以下说明的内容。
各个节点的服务器首先查询本节点服务器中是否存在含有该车辆车牌号的车辆区块链，如果没有，则说明本节点服务器中没有该车辆的高速行驶路径的历史信息，如果有，则说明本节点服务器中含有该车辆的高速行驶路径的历史信息。对于整个区块链网络来说，如果没有该车辆的高速行驶路径的历史信息，则说明该车辆首次驶入高速公路，这种情况下只需建立对应于该车辆的新的车辆区块链即可；如果有该车辆的高速行驶路径的历史信息，则说明该车辆曾经在高速公路行驶过，这种情况下新的记录只需要在已有的车辆区块链末端继续添加新的区块即可。在区块链网络中，一个车辆区块链数据对应一辆车在整个高速公路网的整个历史行驶路径。
参与认证的各个节点的服务器中的每一个服务器若查询到本节点服务器中没有该车辆车牌号的车辆区块链，则直接将待链接区块作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链。在区块链中，第一个区块也可以叫做创世区块，车辆区块链的生成可参考现有的区块链的相关技术，需要说明的是，本发明实施例中，车辆区块链中区块的数据结构与现有区块链的数据结构并非完全相同，可参见上述说明中，车辆区块链中各个区块的摘要部分包含前链标识码和后链标识码，利用前链标识码和后链标识码将相邻区块进行链接，而现有的区块链中只在当前区块中存储有前一区块的哈希值。在本发明实施例中，车辆区块链中的第一个区块的摘要并不包含前链标识码，可由标记为创世区块的标识码替代前链标识码以指明本区块为车辆区块链的第一个区块。
若参与认证的各个节点的服务器中没有该车辆车牌号的车辆区块链的情况下，并直接将待链接区块作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链后，便完成了本节点的认证。完成之后，便将本节点生成车辆区块的长度发送给第一认证节点。
若参与认证的节点的服务器中存储有该车辆的车辆区块链，则进一步执行以下过程。
参与认证的节点的服务器将待链接区块的时间戳与本节点的服务器中所记录的该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比，如果待链接区块的时间戳不晚于该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳，则说明该车辆的当前车辆信息的时间早于历史记录的时间，这种情况往往是因为网络延迟导致的后产生的待链接区块早于先产生的待链接区块被认证通过而更新至车辆区块链中，随后，先产生待链接区块因为网络恢复而发送至参与认证的节点的服务器所导致的，这种情况下直接丢弃该待链接区块。因为先产生的待链接区块的缺失，会导致后产生的待链接区块与车辆区块链末端区块之间的车辆信息不完全匹配(这是针对静态节点而言的)的情况，即丢失了车辆经过的中间节点(静态节点)时的车辆信息，作为补救措施，在将不完全匹配的待链接区块链接于车辆区块链而生成更新后的车辆区块链时，将缺失的中间节点的节点标识码一并记录于待链接区块中。
若待链接区块的时间戳晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器将待链接区块中的车辆信息与其所存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对。此时，由于车辆刚刚驶入高速公路，由高速公路入口的节点标识码本身已经告知了车辆刚刚驶入高速公路，因此，对于此特殊的节点生成的待链接区块来说，参与认证的节点的服务器将待链接区块中的车辆信息与其所存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对的结果可能是完全不匹配的，因为此时存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息可能是其他高速公路出口的相关信息。因此，在本发明实施例中，对于车辆入口的特殊节点所生成的待链接区块，参与认证的节点的服务器可以不进行关于待链接区块与该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息的比对工作，而直接将待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链。生成更新后的车辆区块链后，参与认证的各个节点的服务器向第一认证节点(此时为高速公路入口的静态节点)反馈更新后的车辆区块链的长度。
第一认证节点(此时为高速公路入口的静态节点)对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计，基于冒泡排序法确定该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点。之后，该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点将该车辆的更新后的车辆区块链向整个区块链网络发布，以将该更新后的车辆区块链更新至区块链网络的其他节点服务器中。这样，便使得区块链网络的至少多数节点均保存有该更新后的车辆区块链的副本。
在该车辆进入高速以后，驾驶员的手机每分钟向动态节点服务器上传一次车辆信息，包括车牌号、车辆信息获取时间(即上传时间)、当前车辆(即手机)的卫星定位数据(由手机中的卫星定位模块获得)、动态节点标识码(例如手机的IMEI(International MobileEquipment Identity，国际移动设备识别码))。在手机端，将IMEI与车辆的车牌号相绑定，即可确保上传的车牌号不被篡改，一旦发现IMEI所绑定的车牌号在高速公路上传车辆信息期间发生了变化，便可直接执行相应的报警流程。
与静态节点生成的待链接区块的认证过程相似。手机上传车辆信息后，动态节点服务器获取到手机上传的该车辆的车辆信息后，手机(动态节点)便作为第一认证节点，由动态节点服务器生成含有该车辆信息的待链接区块(动态节点生成的待链接区块)，其中动态节点服务器为云端服务器。
第一认证节点(此时为手机，即动态节点)的服务器将含有该车辆信息的待链接区块发送至区块链网络中的其他节点的服务器。
第一认证节点和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，主要包括以下说明的内容。
各个节点的服务器(即参与认证的各个节点的服务器)首先查询本节点服务器中是否存在含有该车辆车牌号的车辆区块链。参与认证的各个节点的服务器中的每一个服务器若查询到本节点服务器中没有该车辆车牌号的车辆区块链，则直接将待链接区块(动态节点生成的待链接区块)作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链。
若参与认证的节点的服务器中存储有该车辆的车辆区块链，则进一步执行以下过程。
参与认证的节点的服务器将待链接区块(动态节点生成的待链接区块)的时间戳与本节点的服务器中所记录的该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比，如果待链接区块(动态节点生成的待链接区块)的时间戳不晚于该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳，则直接丢弃该待链接区块(动态节点生成的待链接区块)。若待链接区块(动态节点生成的待链接区块)的时间戳晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器将待链接区块(动态节点生成的待链接区块)中的车辆信息与其所存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对。此时，动态节点生成的待链接区块中的车辆信息不包含静态节点标识码，因此可以不进行关于静态节点方面的匹配，而直接认定为比对结果匹配，并将待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链。生成更新后的车辆区块链后，参与认证的各个节点的服务器向第一认证节点(此时为手机，即动态节点)反馈更新后的车辆区块链的长度。
第一认证节点(此时为手机，即动态节点)对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计，基于冒泡排序法确定该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点。之后，该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点将该车辆的更新后的车辆区块链向整个区块链网络发布，以将该更新后的车辆区块链更新至区块链网络的其他节点服务器中。这样，便使得区块链网络的至少多数节点均保存有该更新后的车辆区块链的副本。
在该车辆进入高速以后，车辆经过A地到B地之间的第二个静态节点(第一个静态节点为A地高速公路入口节点)时，第二个静态节点获取车辆信息，例如通过拍照方式或者ETC读卡方式读取车辆的车牌号，车辆信息中包含车牌号、车辆信息获取时间(即车辆经过第二个静态节点的时间)、第二个静态节点的卫星定位数据(由静态节点提供，每个静态节点均记录有自身的卫星定位数据)、第二个静态节点的静态节点标识码(该标识码可用于确定车辆在高速公路的行驶路径和分路段计费等工作)。
第二个静态节点的服务器获取到该车辆的车辆信息后，第二个静态节点作为第一认证节点生成含有该车辆信息的待链接区块。
第一认证节点(此时为第二个静态节点)的服务器将含有该车辆信息的待链接区块发送至由200个静态节点和1个动态节点共同组成的区块链网络中的其他节点的服务器。
由于车辆中的动态节点(手机)定期上传车辆信息，进而动态节点服务器会定期产生关于动态节点的待链接区块并发送至区块链网络中的其他节点的服务器。因此，在车辆经过某个静态节点而产生相应的待链接区块时，恰好动态节点也同时上传了车辆信息而生成了相应的待链接区块，这两个待链接区块所记录的车辆信息中的卫星定位数据完全相同。进而，对于区块链网络中的各个节点的服务器来说，同一时间段内可能收到由第二个静态节点发送来的待链接区块(静态节点的待链接区块，简称静态待链接区块)和动态节点服务器发送来的待链接区块(动态节点的待链接区块，简称动态待链接区块)，此情况下采用如下方式对静态待链接区块和动态待链接区块进行取舍。
对静态待链接区块和动态待链接区块中的车辆信息进行比对，如果静态待链接区块和动态待链接区块所记录的车辆信息中的卫星定位数据相同，则选择车辆信息获取时间较早的节点所生成的待链接区块，并删除车辆信息获取时间较晚的节点所生成的待链接区块。
在多数情况下，虽然几乎同时发生，但在时间记录上也会存在一定的差别；如果静态待链接区块和动态待链接区块所记录的车辆信息中，动态待链接区块的车辆信息获取时间较早，则将静态待链接区块删除，随后执行上述说明中关于动态节点生成的待链接区块的后续认证和成链过程；如果静态待链接区块和动态待链接区块所记录的车辆信息中，静态待链接区块的车辆信息获取时间较早，则将动态待链接区块删除，并执行后续的静态待链接区块的认证和成链过程。
在动态待链接区块的车辆信息获取时间较早，将静态待链接区块删除的情况下，将出现车辆区块链中缺失车辆所经过的静态节点的相关信息，对于第二静态节点来说，将因为这种情况而在随后更新的车辆区块链中缺少第二静态节点的节点标识码，这样，在后续当车辆经过第三静态节点而产生新的待链接区块并进行认证期间出现比对结果为不完全匹配的情况，即第三静态节点产生的待链接区块在车辆区块链中找不到与其相邻的第二静态节点的信息(节点标识码)而只能找到第一静态节点(高速公路入口的静态节点)的信息，所以本发明实施例中，这种情况下，在第三静态节点的待链接区块中将第二静态节点的信息(节点标识码)补全，以完成车辆在高速公路中所经过的静态节点信息的补全。
在极少数情况下，如果静态待链接区块和动态待链接区块所记录的车辆信息中的卫星定位数据相同并且车辆信息获取时间也相同，则选择静态节点所生成的待链接区块，并删除动态节点所生成的待链接区块。这样便能够确保静态节点信息的优先选择。
在选择了第二静态节点所生成的待链接区块后，第一认证节点(此时为第二静态节点)和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，主要包括以下说明的内容。
各个节点的服务器(即参与认证的各个节点的服务器)首先查询本节点服务器中是否存在含有该车辆车牌号的车辆区块链。参与认证的各个节点的服务器中的每一个服务器若查询到本节点服务器中没有该车辆车牌号的车辆区块链，则直接将待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链。
若参与认证的节点的服务器中存储有该车辆的车辆区块链，则进一步执行以下过程。
参与认证的节点的服务器将待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)的时间戳与本节点的服务器中所记录的该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比，如果待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)的时间戳不晚于该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳，则直接丢弃该待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)。若待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)的时间戳晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器将待链接区块(第二静态节点生成的待链接区块)中的车辆信息与其所存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对。该比对主要是针对静态节点标识码的比对。如果存储该车辆的车辆区块链的最末端区块中的车辆信息中没有该车辆经过的前一静态节点的节点标识码，则在该车辆区块链的末端数第二个区块中查找是否含有该车辆经过的前一静态节点的节点标识码，如果没有则再向前一个区块查找，直到查找到前一静态节点的节点标识码。当查到前一静态节点的节点标识码为第一静态节点(高速公路入口的静态节点)的节点标识码后，将待链接区块中记录的第二静态节点的节点标识码与第一静态节点的节点标识码进行比对，如果第一静态节点的节点标识码和第二静态节点的节点标识码表示了第一静态节点和第二静态节点为高速公路上的相邻静态节点，则比对结果为匹配，这表示了车辆顺次经过了第一静态节点和第二静态节点。
之后，参与认证的节点的服务器将待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链。生成更新后的车辆区块链后，参与认证的各个节点的服务器向第一认证节点(此时为第二静态节点)反馈更新后的车辆区块链的长度。
第一认证节点(此时为第二静态节点)对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计，基于冒泡排序法确定该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点。之后，该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点将该车辆的更新后的车辆区块链向整个区块链网络发布，以将该更新后的车辆区块链更新至区块链网络的其他节点服务器中。这样，便使得区块链网络的至少多数节点均保存有该更新后的车辆区块链的副本。
在车辆随后经过的各个静态节点也采用上述关于第二静态节点的方式生成待链接区块和认证，此处不再赘述。
存在一种情况，例如，当车辆经过第二静态节点时由于某些原因，例如网络延迟情况、断网情况、以及第二静态节点与动态节点生成的待链接区块之间由于选择了动态节点生成的待链接区块而删除了第二静态节点生成的待链接区块的情况等，造成了车辆经过第三静态节点时在车辆区块链中缺少了第二静态节点的节点标识码，在对比时只在车辆区块链中发现了第一静态节点(高速公路入口的静态节点)的节点标识码，进而造成了比对结果的不完全匹配，这种情况下，第二静态节点的节点标识码将补全在第三静态节点的待链接区块中。
存在一种情况：例如，车辆中途套牌导致了该车辆区块链中途中断，而套牌的新的车牌没有对应的车辆区块链，则在区块链网络中经过全网更新后所得到的仅包含一个区块的新的车辆区块链并且该一个区块中记录的节点标识码并非高速公路入口的节点标识码时，启动告警流程，例如区块链网络设置对外告警接口，通过该接口向相关告警平台发出告警，并继续利用区块链网络监控并记录套牌后的车辆的行驶路径；又例如，车辆中途套牌导致了该车辆区块链中途中断，并且套牌的新的车牌有对应的车辆区块链，则在区块链网络中进行待链接区块(其中包含了套牌的车牌号)的认证时，发现该车辆区块链最靠近末端区块的最近一个静态节点的节点标识码所标示的静态节点位置与该套牌车刚刚通过的静态节点的位置分属于不同的高速公路，并且距离相去甚远时，启动告警流程，并继续利用区块链网络监控并记录套牌后的车辆的行驶路径。同时，若动态节点仍然上传车辆信息，则可结合动态节点上传的信息进行二次确认和进一步追踪，以确认和追踪套牌车辆。
当车辆经过第二静态节点时由于某些原因，例如网络延迟情况、断网情况、以及第二静态节点与动态节点生成的待链接区块之间由于选择了动态节点生成的待链接区块而删除了第二静态节点生成的待链接区块的情况等，造成了车辆经过第三静态节点时在车辆区块链中缺少了第二静态节点的节点标识码，在对比时只在车辆区块链中发现了第一静态节点(高速公路入口的静态节点)的节点标识码，进而造成了比对结果的不完全匹配，这种情况下，第二静态节点的节点标识码将补全在第三静态节点的待链接区块中。
在车辆到达B地的高速公路出口时，高速公路出口的静态节点(第五十静态节点)获取车辆信息，例如通过拍照方式或者ETC读卡方式读取车辆的车牌号，车辆信息中包含车牌号、车辆信息获取时间(即车辆经过高速公路出口静态节点的时间，即车辆离开高速公路的时间)、高速公路出口的静态节点的卫星定位数据、高速公路出口的静态节点标识码(该标识码可用于标识车辆驶入高速公路的终点计费点，可用于后期车辆通行费用结算)。
高速公路出口的静态节点的服务器获取到该车辆的车辆信息后，高速公路出口的静态节点作为第一认证节点生成含有该车辆信息的待链接区块。
第一认证节点(此时为高速公路出口的静态节点)的服务器将含有该车辆信息的待链接区块发送至由200个静态节点和1个动态节点共同组成的区块链网络中的其他节点的服务器。
第一认证节点和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，主要包括以下说明的内容。
各个节点的服务器(即参与认证的各个节点的服务器)首先查询本节点服务器中是否存在含有该车辆车牌号的车辆区块链。参与认证的各个节点的服务器中的每一个服务器若查询到本节点服务器中没有该车辆车牌号的车辆区块链，则直接将待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链。
若参与认证的节点的服务器中存储有该车辆的车辆区块链，则进一步执行以下过程。
参与认证的节点的服务器将待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)的时间戳与本节点的服务器中所记录的该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比，如果待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)的时间戳不晚于该车辆的车辆区块链的末端区块的时间戳，则直接丢弃该待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)。若待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)的时间戳晚于车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器将待链接区块(高速公路出口的静态节点生成的待链接区块)中的车辆信息与其所存储该车辆的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对。该比对主要是针对静态节点标识码的比对。如果存储该车辆的车辆区块链的最末端区块中的车辆信息中没有该车辆经过的前一静态节点的节点标识码，则在该车辆区块链的末端数第二个区块中查找是否含有该车辆经过的前一静态节点的节点标识码，如果没有则再向前一个区块查找，直到查找到前一静态节点的节点标识码。如果前一静态节点的节点标识码和待链接区块中记录的高速公路出口的静态节点的节点标识码表示了前一静态节点和高速公路出口的静态节点为高速公路上的相邻静态节点，则比对结果为匹配，如果前一静态节点的节点标识码和待链接区块中记录的高速公路出口的静态节点的节点标识码表示了前一静态节点和高速公路出口的静态节点在高速公路上的不相邻但处于同一条高速上，则比对结果为不完全匹配，此时可结合车辆区块链中记录的动态节点的信息补全其中缺少的静态节点的节点标识码。
之后，参与认证的节点的服务器将待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链。生成更新后的车辆区块链后，参与认证的各个节点的服务器向第一认证节点(高速公路出口的静态节点)反馈更新后的车辆区块链的长度。
第一认证节点(高速公路出口的静态节点)对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计，基于冒泡排序法确定该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点。之后，该车辆的更新后的车辆区块链的最长链所在的节点将该车辆的更新后的车辆区块链向整个区块链网络发布，以将该更新后的车辆区块链更新至区块链网络的其他节点服务器中。这样，便使得区块链网络的至少多数节点均保存有该更新后的车辆区块链的副本。
在收费时，基于更新后的车辆区块链中记载的信息查询车辆经过的高速公路的入口、出口以及中间经过的路径信息，进而计算相应的通行费用。
如果车辆在高速公路中途已经因为套牌而产生了告警信息，则可直接在高速公路出口进行拦截。
优选地，当出现高速公路入口或者出口的静态节点和动态节点获取的车辆信息出现卫星定位数据冲突时，优先选择高速公路入口或者出口的静态节点所生成的待链接区块。
从上述说明可以看出，本发明实施例的车辆路径记录方法，采用区块链的相关手段并进行改进来追中车辆在公路上，特别是高速公路上的行驶路径，除了利用区块链的数据无法篡改的特征来保障数据的安全性以外，当车辆在行驶过程中出现中途套牌时也可以因为车辆区块链的中断和车辆区块链当中记录的静态节点的位置的跳变而发出报警。因此，本发明实施例的车辆路径记录方法还能够及时监控诸如车辆套牌等违法行为。
由于采用了区块链的相关技术，当区块链网络中的某些服务遭受攻击后，个别车辆区块链的数据受到了篡改，本发明实施例中的区块链网络也可以利用区块链网络所固有的共识机制，在最长链的车辆区块链的节点中将多数相同的车辆区块链作为最终的车辆区块链，从而确保了所记录数据的准确性。
基于上述方法，本发明实施例还同时提供了一种车辆路径记录系统。该车辆路径记录系统主要包括节点，所述节点为至少一个，每个节点均用于采集车辆信息，每个节点具有属于本节点的服务器，各个节点之间通过网络通信连接并组成区块链网络。其中，当所述区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由第一认证节点的服务器根据所接收的车辆信息生成待链接区块，并将待链接区块发送至所述区块链网络中的其他节点的服务器；第一认证节点和其他节点的服务器，对待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；在区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至所述区块链网络中各个节点的服务器中。
在可选实施例中，节点包括静态节点和动态节点。其中，静态节点包括图像采集设备和信号感应设备，静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路，图像采集设备例如安装于公路门架上的车牌照抓拍摄像机，信号感应设备例如安装于门架的ETC读取设备，当静态节点为车牌照抓拍摄像机时，车牌照抓拍摄像机通过抓拍经过车辆头部或者尾部的车牌照而获得所经过车辆的车牌号，当静态节为ETC读取设备时，经过静态节点的车辆中需要安装相应的ETC车载器，其中，ETC车载器的信息中含有车辆的车牌号，ETC读取设备通过与经过车辆中的ETC车载器的无线数据交互而获得所经过车辆的车牌号。动态节点位于车辆中，动态节点例如车辆驾驶员的移动设备(如手机)，在可选实施例中，移动设备中安装有用于提供驾驶员所驾驶车辆的车牌号的软件，在可选实施例中，移动设备具有卫星定位功能，驾驶员将所驾驶的车辆信息存储于移动设备中，并将移动设备放置在车辆内，在车辆行驶于交通道路时，移动设备通过定位功能定期获取移动设备(即车辆)的卫星定位数据，并随同车牌号以及移动设备的节点标识码共同构成动态节点所获得的车辆信息而一起上传至动态节点的服务器，动态节点的服务器为云端服务器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种车辆路径记录方法，包括：
由可采集车辆信息的至少一个节点所组成的区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由所述第一认证节点的服务器根据所接收的所述车辆信息生成待链接区块，其中，每个节点具有属于本节点的服务器，所述节点包括静态节点，所述静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路，所述待链接区块中包括接收所述车辆信息的节点的节点标识码；
所述第一认证节点的服务器将所述待链接区块发送至所述区块链网络中的其他节点的服务器；
所述第一认证节点和所述其他节点的服务器，对所述待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将所述待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于所述车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；
在所述区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至所述区块链网络中各个节点的服务器中。
2.根据权利要求1所述的车辆路径记录方法，其特征在于：
所述车辆信息包括车辆标识信息、车辆信息获取时间、卫星定位数据和接收所述车辆信息的节点的节点标识码。
3.根据权利要求2所述的车辆路径记录方法，其特征在于，所述任一节点通过如下任一方式中的至少一种方式获取所述车辆标识信息：
通过设置于所述任一节点的具有车牌识别功能的图像采集处理设备获取所述车辆标识信息；
通过设置于所述任一节点的路侧单元RSU从所经过车辆中的车载单元OBU中获取所述车辆标识信息；
通过设置于所述任一节点的RSU从所经过车辆中的高速公路复合通行卡CPC卡中获取所述车辆标识信息。
4.根据权利要求2所述的车辆路径记录方法，其特征在于：
所述车辆标识信息包括车牌号、车辆中的OBU识别码、车辆的发动机号和车辆识别码的任意一种组合。
5.根据权利要求2所述的车辆路径记录方法，其特征在于：
所述节点还包括动态节点，所述动态节点位于所述车辆中；
当所述静态节点和所述动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同时，选择车辆信息获取时间较早的节点所生成的待链接区块，并删除车辆信息获取时间较晚的节点所生成的待链接区块；
当所述静态节点和所述动态节点所获得的车辆信息中的卫星定位数据相同并且车辆信息获取时间相同时，选择所述静态节点所生成的待链接区块，并删除所述动态节点所生成的待链接区块。
6.根据权利要求2所述的车辆路径记录方法，其特征在于，所述的对所述待链接区块进行认证的过程，包括：
若参与认证的节点的服务器中不存在所述车辆区块链，则所述参与认证的节点将所述待链接区块作为车辆区块链的第一个区块生成新的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈本节点中的新生成的车辆区块链的长度；
若参与认证的节点的服务器中存储有所述车辆区块链，则：
参与认证的节点的服务器将所述待链接区块的时间戳与本节点的服务器中所存储的所述车辆区块链的末端区块的时间戳进行对比；
若所述待链接区块的时间戳不晚于所述车辆区块链的末端区块的时间戳，则退出认证；
若所述待链接区块的时间戳晚于所述车辆区块链的末端区块的时间戳，则参与认证的节点的服务器，将所述待链接区块中的车辆信息与其所存储的车辆区块链的末端区块中的车辆信息进行比对：
若比对结果为完全匹配，则参与认证的节点的服务器将所述待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈表示完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
若比对结果为不完全匹配，则参与认证的节点的服务器将所述待链接区块中的车辆信息补全，并将补全后的待链接区块更新至其所存储的车辆区块链的末端生成更新后的车辆区块链，并向所述第一认证节点反馈表示不完全匹配的信息和本节点中的更新后的车辆区块链的长度；
若比对结果为完全不匹配，则向所述第一认证节点反馈表示完全不匹配的信息；
所述第一认证节点对参与认证的节点的服务器所反馈的信息进行统计：
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为多数，则发出报警提示；
若反馈表示完全不匹配的信息的节点的数量为零或者少数时，基于冒泡排序法确定更新后的车辆区块链的最长链所在的节点；
其中，所述时间戳为生成区块的时刻，并且所述时间戳存储于所生成的区块中。
7.根据权利要求6所述的车辆路径记录方法，其特征在于：
所述完全匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上相邻；
所述完全不匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置分别位于不同的公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上不相邻；
所述不完全匹配为：所述待链接区块中的车辆标识信息与所述车辆区块链中的车辆标识信息相同，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置位于同一公路上，并且当前静态节点的节点标识码所表示的节点位置与前一静态节点的节点标识码所表示的节点位置在所述车辆经过的路径上不相邻但小于所设定的距离阈值；
其中，所述当前静态节点的节点标识码存储于所述待链接区块中，所述前一静态节点的节点标识码存储于所述车辆区块链中的最接近末端区块的由所述车辆所经过的前一静态节点的服务器所生成的区块。
8.根据权利要求1所述的车辆路径记录方法，其特征在于，通过如下方法将所述待链接区块更新至所述车辆区块链：
利用加密算法获得所述待链接区块的标识码；
利用加密算法获得所述车辆区块链中的末端区块的标识码；
将所述待链接区块的标识码写入所述车辆区块链中的末端区块中作为所述车辆区块链中的末端区块的后链标识码，并将所述车辆区块链中的末端区块的标识码写入所述待链接区块中作为所述待链接区块的前链标识码，进而利用所述车辆区块链中的末端区块的后链标识码和所述待链接区块的前链标识码，将所述待链接区块连接于所述车辆区块链中的末端区块后，生成更新后的车辆区块链。
9.一种车辆路径记录系统，其特征在于，包括：
节点，所述节点为至少一个，用于采集车辆信息，每个节点具有属于本节点的服务器，各个节点之间通过网络通信连接并组成区块链网络，其中，所述节点包括静态节点，所述静态节点固定安装于车辆所经过的交通道路；其中，
当所述区块链网络中的任一节点获得车辆信息后，该任一节点作为第一认证节点，由所述第一认证节点的服务器根据所接收的所述车辆信息生成待链接区块，并将所述待链接区块发送至所述区块链网络中的其他节点的服务器，所述待链接区块中包括接收所述车辆信息的节点的节点标识码；
所述第一认证节点和所述其他节点的服务器，对所述待链接区块进行认证，认证通过后，各个节点将所述待链接区块链接至本节点的服务器中所存储的对应于所述车辆信息的车辆区块链，生成更新后的车辆区块链；
在所述区块链网络中，存储有最长的更新后的车辆区块链的节点的服务器，将其所存储的更新后的车辆区块链更新至所述区块链网络中各个节点的服务器中。
10.根据权利要求9所述的车辆路径记录系统，其特征在于：
所述节点还包括动态节点；其中，所述动态节点位于所述车辆中。
11.根据权利要求10所述的车辆路径记录系统，其特征在于：
所述静态节点安装于所述交通道路的门架；
所述动态节点为移动终端设备。
12.根据权利要求10所述的车辆路径记录系统，其特征在于：
所述静态节点包括图像采集设备和信号感应设备。
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