CN111047440A - 一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统和方法,该系统包括交易平台和多个交易用户节点;交易用户节点包括充电桩提供者用户节点和电动车主用户节点,交易平台基于区块链对所述交易用户节点的身份信息进行管理,为充电桩提供者用户节点提供动态智能报价参考,并对报价信息进行审核和公布,实时收集并更新充电桩状态,将交易上传进行验证并生成聚合签名后至区块链中。该方法不需要依赖于唯一的充电桩提供方,用户可在充电桩提供者和电动车主之间切换角色,自由选择交易对象,可以更有效的利用共享充电桩资源,同时依赖于区块链的特性,能够在无第三方干预的情况下,有效保证交易的可靠性、不可篡改性、完整性。
Description
技术领域
本发明一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统和方法,属于计算机应用技术领域。
背景技术
当前电动汽车飞速发展,而充电桩是电动汽车发展的基础性设施,当前制约电动汽车发展的主要障碍就是续航里程问题,而要解决续航里程那就需要建设更多充电桩,以及将充电桩充分利用。
近年来太阳能、风能等分布式发电方式的技术日益成熟,各地利用太阳能和风能等产生电力能源的方式普及度逐步提高,因此,以此为基础,建设更多的充电桩,使得充电桩的分布范围更广,提高充电桩的利用率成为一个值得思考的方向。
如何采用技术手段在实现充电桩提供者与电动车主之间的分布式共享充电桩自主交易的同时保证交易的可靠性成为一个需要解决的问题。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统和方法,该系统可以更有效的利用共享充电桩资源,同时能够在无第三方干预的情况下,有效保证交易的可靠性、不可篡改性、完整性。
本发明通过以下技术方案实现:
一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,包括交易平台和多个交易用户节点;
所述交易用户节点包括充电桩提供者用户节点和电动车主用户节点,所述充电桩提供者用户节点向所述交易平台提交报价信息,所述电动车主用户节点根据自身的充电需求和所述报价信息自由选定充电桩提供者用户节点,并与所选定的充电桩提供者用户节点达成共享充电桩交易并签署智能合约;
所述交易平台基于区块链对所述交易用户节点的身份信息进行管理,为充电桩提供者用户节点提供动态智能报价参考,并对充电桩提供者用户节点提交的报价信息进行审核和公布,实时收集并更新充电桩状态,对电动车主用户节点与充电桩提供者用户节点之间的共享充电桩交易上传进行验证并生成聚合签名后至区块链中。
优选的,所述基于区块链的分布式共享充电桩交易系统还包括加密传输模块,对报价信息、交易信息的实时数据进行加密后传输。
优选的,所述充电桩提供者用户节点安装有发电设备和储能设备。
优选的,所述交易用户节点本地均安装有集成存储设备的智能电表。
优选的,所述区块链由创世区块及一系列数据结构相同的区块以哈希值链接组成。
优选的,所述交易平台具体包括:
用户身份管理模块,对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核;
动态智能报价参考模块,收集各区域的多种信息存储在本地服务器中,计算出最优价格,提供给充电桩提供者用户节点制定合理的报价;
报价信息公布模块,对报价信息进行审核,并公布;
充电桩状态检测模块,收集充电桩状态信息;
共享充电桩交易验证模块,对获知的交易向全网广播,并生成数字签名;
共享充电桩交易上链模块,对所有交易的数字签名进行聚合以获得聚合签名,将交易的信息与聚合签名上传至区块链中。
使用所述的系统进行的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易方法,包括以下步骤:
步骤一、接收交易用户节点的注册请求,审核所述交易用户节点的身份信息和资质,为审核通过的交易用户节点颁发数字凭证,并将所述数字凭证记录至所述区块链中;
步骤二、对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核;
步骤三、收集各区域的多种信息,存储在本地服务器中,通过动态智能报价公式计算出最优价格,得到动态智能报价,为具有资质的充电桩提供者用户节点提供报价信息参考;并对所述报价信息进行审核,公布审核通过的报价信息,同时实时收集并更新充电桩状态;
步骤四、电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易后,向全网的用户节点广播所述交易的信息,并定时向全网的用户节点广播智能电表的实时示数,以供各所述用户节点根据所述交易的信息和所述智能电表的实时示数验证所述交易的执行并生成数字签名;
步骤五、对所有交易用户节点生成的数字签名进行聚合,获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易信息与所述聚合签名上传至区块链中;
优选的,所述智能电表的实时示数包括电动车主用户节点的电动车载的智能电表的实时示数和所选定的充电桩提供者用户节点本地的智能电表的实时示数。
优选的,所述步骤三中的多种信息包括电动汽车保有量、充电桩数量、充电桩使用效率以及多种类型的电价。
优选的,所述动态智能报价公式通过下述方法计算得到:
按不同区域计算报价,各区域需求价格函数为D=M-ap
式中,D为电动汽车需求量,M为区域电动汽车保有量,p为最优价格,a为系数;
利润最大化函数为γ(p)=D(p-|c)=(M-ap)(p-c)
其中,γ(p)为最大利润,c为购电成本,通过求导后取最大值,即γ(p)=0时,p最大,则为该区域最优定价;
按不同时间计算报价,当前利润函数为
γ=D1p1+D2p2-CD
γt=(D1-ΔD)(p1+Δp)+(D2+ΔD)(p2-Δp)-CD
=(αD-βΔp)(p1+Δp)+[(1-α)D+βΔp](p2-Δp)-CD
式中,γt为分时优化后的利润函数,D为电动汽车单日需求量,D=D1+D2,D1为峰时需求量,D2为谷时需求量,p1为峰时价格,p2为谷时价格,C为购电成本,α为峰谷需求比,β为峰谷需求转移率,ΔD为谷峰需求转移量,Δp为谷峰电力差价;
找到Δp,p1,p2最优组合,使优化后利润最大,采用仿真算法进行数值验证,求解最优值。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明实施例提供的基于区块链的分布式共享充电桩交易系统及方法,不需要依赖于唯一的充电桩提供方,用户可在充电桩提供者和电动车主之间切换角色,可以自由选择交易对象,可以更有效的利用共享充电桩资源。同时依赖于区块链的特性,能够在无第三方干预的情况下,有效保证交易的可靠性、不可篡改性、完整性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于区块链的分布式共享充电桩交易系统的工作流程示意图;
图2为本发明实施例提供的基于区块链的分布式共享充电桩交易方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明,但是本发明的保护范围并不限于这些实施例,凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
如图1所示,为本实施例提供的基于区块链的分布式共享充电桩交易系统的工作流程示意图,基于区块链的分布式共享充电桩交易系统包括:分布式共享充电桩交易平台101(以下简称交易平台)和多个分布式共享充电桩交易用户节点102(以下简称交易用户节点),其中
1.所述交易用户节点102的类型包括:充电桩提供者用户节点和电动车主用户节点。
1.1所述充电桩提供者用户节点根据交易平台提供的动态智能报价或者自主制定的价格,向所述交易平台提交报价信息;充电桩提供者用户节点,安装有太阳能、风能等发电设备和储能设备,可以将多余的电能通过充电桩出售给电动车主用户节点。
1.2所述电动车主用户节点可以根据充电桩提供者用户节点发布的报价,自由地选择交易对象。电动车主用户节点根据自身的充电需求和所述报价信息及充电桩状态自由选定充电桩提供者用户节点,并与所选定的充电桩提供者用户节点达成共享充电桩交易并签署智能合约。智能合约签署后,电动车主用户节点便可以使用充电桩进行充电。
每个所述交易用户节点本地均安装有集成于存储设备的智能电表以及充电桩安装有状态检测装置。其中,智能电表可以用于检测用户的实时发电、用电、输电情况,每隔一段固定的时间,相关示数被广播至全网的用户节点,用户节点可以根据该相关示数,实现相关计算,状态检测装置用于检测充电桩的故障、使用状态等信息,从而辅助交易的达成。
2.所述交易平台101,用于基于区块链对所述交易用户节点的身份信息进行管理,对充电桩提供者用户节点提交的报价信息进行审核和公布,其中,报价信息包括售电价格、可供出售的电量和所述具有资质的充电桩提供者用户节点的ID。交易平台对电动车主用户节点与充电桩提供者用户节点之间的共享充电桩交易进行验证并生成聚合签名后上传至区块链中,同时基于本地服务器对动态智能报价所需要的信息进行收集和管理,并为充电桩提供者用户节点提供动态智能报价参考。
可以理解的是,对身份信息进行管理包括完成交易用户节点的身份认证,对所述交易用户节点的资质进行审核,同时所述本地服务器是指承载本平台运行的服务器。
2.1交易平台运行在一个服务器上,交易用户节点可以通过分布式应用接入所述交易平台,获取共享充电桩交易所需要的各种信息,例如充电桩提供者用户节点提交的报价信息,参与整个共享充电桩交易过程。
对电动车主用户节点与充电桩提供者用户节点之间的共享充电桩交易进行验证并生成聚合签名后,上传至区块链中,是指将通过全网的用户节点验证的共享充电桩交易上传至区块链中。电动车主用户节点与充电桩提供者用户节点达成交易签署智能合约后,交易平台向全网广播该交易,全网的用户节点基于所述交易的信息验证所述交易的执行并生成数字签名,交易平台对各用户节点生成的数字签名进行聚合,获得聚合签名,最后验证通过的交易和聚合签名将被上传至区块链中。
2.2所述区块链由创世区块及一系列数据结构相同的区块以哈希值链接组成,所述创世区块含有包括区块链类型标识、区块链ID、共识机制、读取规则及数据读取合约等在内的特殊字段,该数据读取合约作为所有节点读取数据的依据,通过对以上字段的设置可完成对区块链的配置;除所述创世区块外,其他区块具有相同数据结构,主要包括区块大小、区块头、数据总量、数据及签名,所述区块头包括父区块哈希、Merkle根及时间戳,所述数据包括从前一区块到该区块之间产生的所有数据记录,签名是对区块中除签名之外的所有内容的数字签名。
特别地,所述区块链类型包括联盟链及私有链,以适应分布式共享充电桩交易的应用场景;所述共识机制包括工作量证明机制、权益证明机制、拜占庭容错机制等。
2.3基于上述实施例的内容,所述交易平台具体包括:
2.3.1用户身份管理模块201,用于对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核;
具体地,用户身份管理模块201负责交易用户节点身份信息的注册与认证,不参与共享充电桩的交易。对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核即判断该提交了登录请求的交易用户节点是否为注册用户,若是注册用户,则继续判断该提交了登录请求的交易用户节点是否具有相应资质。只有身份认证和资质审核通过了的用户节点才能进行后续交易操作。
2.3.2动态智能报价参考模块202,用于收集各区域的电动汽车保有量、充电桩数量、充电桩使用效率以及多种类型的电价等多种信息,通过设计好的算法计算出最优价格,提供给充电桩提供者用户节点作为参考,方便其制定合理的报价,同时为了节约区块链的存储空间,本模块收集的信息存储在本地服务器中,经过程序计算得出最优价格后,将最优价格提供给充电桩提供者用户节点。
2.3.3报价信息公布模块203,用于接收具有资质的充电桩提供者用户节点所提交的报价信息,对所述报价信息进行审核,并公布审核通过的报价信息。具体地,具有资质的充电桩提供者用户节点可以向报价信息公布模块203提交报价信息,请求报价信息公布模块203公布自己的报价信息。具有资质的充电桩提供者用户节点可以向报价信息公布模块203请求更新自己的报价信息,报价信息公布模块203会对需更新的报价信息进行更新。
所述电动车主用户节点通过分布式应用向所述报价信息公布模块203获取具有资质的充电桩提供者用户节点所提交的报价信息,并能根据自身的充电需求和所述报价等信息自由选定充电桩提供者用户节点。
2.3.4充电桩状态检测模块204,用于收集安装于充电桩的状态监测装置传输的充电桩状态信息,包括充电桩的故障状态以及使用状态等,从而帮助交易的达成。
2.3.5共享充电桩交易验证模块205,用于若获知所述电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易,向全网的用户节点广播所述交易的信息,并每隔预设时间间隔向全网的用户节点广播智能电表的实时示数,以供各所述用户节点根据所述交易的信息和所述智能电表的实时示数验证所述交易的执行并生成数字签名;
其中,所述用户节点为已注册的交易用户节点;
其中,所述智能电表的实时示数包括电动车主用户节点的电动车载的智能电表的实时示数和所选定的充电桩提供者用户节点本地的智能电表的实时示数。
具体地,若获知所述电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易,共享充电桩交易验证模块向全网的用户节点广播所述交易的信息,各用户节点根据智能电表的实时示数计算该笔交易,若计算结果与发布交易不符,则返回交易确认失败,同时要求电动车主用户节点重新确认交易信息。若计算结果与发布交易相符,则各所述用户节点使用各自的私钥对确认后的交易进行签名,生成数字签名。
每个用户节点基于所述交易的信息确定所述交易的真实性,并为该交易生成一个数字签名。
2.3.6共享充电桩交易上链模块206,用于对所有所述用户节点生成的数字签名进行聚合以获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易的信息与所述聚合签名上传至区块链中;
具体地,为了节省区块链存储空间,并提高基于区块链技术进行共享充电桩交易的效率,本发明实施例采用区块链技术与聚合签名技术结合的方式解决分布式共享充电桩交易中存在的问题。
2.3.6.1聚合签名本质上是数字签名领域的一种压缩技术,可同时给多个消息和多个用户提供不可否认服务,并把任意多个用户的签名压缩成一个签名。签名验证者只需要验证压缩后的签名就可以实现对多个消息签名的批量验证,大大减少了签名验证者的工作量,同时也降低了签名的存储空间和通信代价,从而在很大程度上提高了签名的验证和传输效率。
共享充电桩交易上链模块206对所有用户节点生成的数字签名进行聚合以获得所述交易对应的聚合签名,并将所述交易的信息与所述聚合签名一并上传至区块链中进行存储。本发明实施例中聚合签名的使用能够节省存储空间,提升交易的验证效率。
基于上述内容,所述用户身份管理模块还用于:接收交易用户节点的注册请求,审核所述交易用户节点的身份信息和资质,为审核通过的交易用户节点颁发数字凭证,并将所述数字凭证记录至所述区块链中。
具体地,交易用户节点首先生成一个公私密钥对和一个数字安全证书,数字安全证书内包括身份信息和公钥,私钥保存在交易用户节点本地。然后将数字安全证书发送给用户身份管理模块进行用户身份信息合法性的验证。若合法,则审核通过,将当前未纳入区块的证书和证书的状态作为区块链中的记录,生成新的区块,并向全网广播。随后用户身份管理模块将认证成功的消息返回给交易用户节点,并签发给数字凭证,允许用户进行共享充电桩交易,用户注册完毕。若不合法,用户注册失败,无法继续通过分布式应用访问交易平台。数字凭证是用户身份管理模块返回给交易用户节点的一个电子凭证,包括用户信息、签发者、签发时间等。
2.3.6.2此外,交易用户节点的用户信息发生变化时,需要发起凭证更新请求。交易用户节点向用户身份管理模块发起证书更新请求,该请求包括待更新的数字证书及验证证书所需的信息。验证成功后全网公示,之后用户身份管理模块会颁发新的数字凭证给用户,同时区块链内原有的用户证书作废,以新证书为标准。
基于上述实施例的内容,所述共享充电桩交易上链模块具体用于:
利用聚合签名生成算法对所有所述用户节点生成的数字签名进行聚合以获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易与所述聚合签名上传至区块链中。
具体地,共享充电桩交易上链模块利用现有的聚合签名生成算法对所有所述用户节点生成的数字签名进行聚合。
3.基于上述的内容,为了提高交易的安全性,所述基于区块链的分布式共享充电桩交易系统还包括:加密传输模块,用于对所述报价信息、交易的信息和智能电表的实时数据进行加密后传输,以防止信道敌手窥探相关信息。所述信道敌手指对交易相关数据感兴趣的非法用户,他们可通过监听信道等手段,窥探相关信息。
例如,智能电表可以用于检测用户的实时发电、用电、输电情况,每隔一段固定的时间,对智能电表的相关示数使用对称密码算法加密,随后广播至各个用户节点,用户节点可以通过之前共享的加密密钥,解密示数,实现相关计算,从而辅助交易的确认。
4、如图2所示,一种基于区块链的分布式共享充电桩交易方法的流程示意图,包括:
4.1步骤300、对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核,即判断该提交了登录请求的交易用户节点是否为注册用户,若是注册用户,则继续判断该提交了登录请求的交易用户节点是否具有相应资质。只有身份认证和资质审核通过了的用户节点才能进行后续交易操作。
所述交易用户节点的类型包括充电桩提供者用户节点和电动车主用户节点;
4.1.1所述对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核的步骤之前,还包括:接收交易用户节点的注册请求,审核所述交易用户节点的身份信息和资质,为审核通过的交易用户节点颁发数字凭证,并将所述数字凭证记录至所述区块链中。
4.2步骤301、具有资质的充电桩提供者可以参考动态智能报价并根据自身情况确定合理的报价,然后向交易平台提交报价信息,对所述报价信息进行审核,并公布审核通过的报价信息;同时接收安装于充电桩的状态检测装置传输的充电桩状态信息,以确认充电桩处于可用状态,电动车主用户节点通过分布式应用向交易平台获取具有资质的充电桩提供者用户节点所提交的报价信息和充电桩状态信息,从而供所述电动车主用户节点根据自身的充电需求和所述报价信息及充电桩状态选定充电桩提供者用户节点。
所述动态智能报价公式通过下述方法计算得到:
按不同区域计算报价,各区域需求价格函数为D=M-ap
式中,D为电动汽车需求量,M为区域电动汽车保有量,p为最优价格,a为系数;
利润最大化函数为γ(p)=D(p-|c)=(M-ap)(p-c)
其中,γ(p)为最大利润,c为购电成本,通过求导后取最大值,即γ(p)=0时,p最大,则为该区域最优定价;
按不同时间计算报价,当前利润函数为
γ=D1p1+D2p2-CD
γt=(D1-ΔD)(p1+Δp)+(D2+ΔD)(p2-Δp)-CD
=(αD-βΔp)(p1+Δp)+[(1-α)D+βΔp](p2-Δp)-CD
式中,γt为分时优化后的利润函数,D为电动汽车单日需求量,D=D1+D2,D1为峰时需求量,D2为谷时需求量,p1为峰时价格,p2为谷时价格,C为购电成本,α为峰谷需求比,β为峰谷需求转移率,ΔD为谷峰需求转移量,Δp为谷峰电力差价;
找到Δp,p1,p2最优组合,使优化后利润最大,采用仿真算法进行数值验证,求解最优值。
4.3步骤302、若获知所述电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易,向全网的用户节点广播所述交易的信息,并每隔预设时间间隔向全网的用户节点广播智能电表的实时示数,以供各所述用户节点根据所述交易的信息和所述智能电表的实时示数验证所述交易的执行并生成数字签名;
其中,所述用户节点为已注册的交易用户节点;所述智能电表的实时示数包括电动车主用户节点的电动车载的智能电表的实时示数和所选定的充电桩提供者用户节点本地的智能电表的实时示数。
具体地,若获知所述电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易,则向全网的用户节点广播该次交易的相关信息。其中,所述用户节点为已注册的交易用户节点。每个用户节点基于所述交易的信息确定所述交易的真实性,并为该交易生成一个数字签名。
若获知所述电动车主用户节点根据所述报价信息和自身的充电需求选定充电桩提供者用户节点并与所选定的充电桩提供者用户节点达成共享充电桩交易、签署智能合约后,向全网的用户节点广播所述交易的信息,以供各所述用户节点基于所述交易的信息和智能电表的实时数据验证所述交易的执行并生成数字签名;
其中,所述智能电表的实时数据从所述电动车主用户节点的车载智能电表获取。
4.4步骤303、对所有所述用户节点生成的数字签名进行聚合以获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易与所述聚合签名上传至区块链中。
具体地,利用聚合签名生成算法对所有所述用户节点生成的数字签名进行聚合以获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易与所述聚合签名上传至区块链中。
本发明提供的基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,设计了一种分布式共享充电桩交易方法,该方法不需要依赖于唯一的充电桩提供方,用户可在充电桩提供者和电动车主之间切换角色,可以自由选择交易对象,可以更有效的利用共享充电桩资源。同时依赖于区块链的特性,能够在无第三方干预的情况下,有效保证交易的可靠性、不可篡改性、完整性。
区块链技术,也被称为分布式账本,其本质上是由一群彼此互不信任的节点共同维护的一个公共账本,只能以追加的方式将记录添加到账本中,而且记录一旦确认便无法删除与篡改。因此,区块链具有去中心化、不可篡改等特点,这些特点不仅解决了账本中数据的分布式安全共享,而且有效地保障账本中信息的不可篡改性与可靠性。
智能合约是区块链技术的核心构成要素,实现主动或被动的处理数据,接受、存储、控制和管理各类链上的资产,为金融资产的发行、交易、创造和管理提供了创新性解决方案。智能合约在区块链网络上使用点对点的方式运行交易,无集中式服务平台参与的用户之间按照智能合约的协议完成交易,其交易结果被记录在区块链上,这种方式不仅有效降低系统的复杂性和交易成本,而且交易的安全性得到了保证。
本发明不会限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。
Claims (10)
1.一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,包括交易平台和多个交易用户节点;
所述交易用户节点包括充电桩提供者用户节点和电动车主用户节点,所述充电桩提供者用户节点向所述交易平台提交报价信息,所述电动车主用户节点根据自身的充电需求和所述报价信息自由选定充电桩提供者用户节点,并与所选定的充电桩提供者用户节点达成共享充电桩交易并签署智能合约;
所述交易平台基于区块链对所述交易用户节点的身份信息进行管理,为充电桩提供者用户节点提供动态智能报价参考,并对充电桩提供者用户节点提交的报价信息进行审核和公布,实时收集并更新充电桩状态,对电动车主用户节点与充电桩提供者用户节点之间的共享充电桩交易上传进行验证并生成聚合签名后至区块链中。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,所述充电桩提供者用户节点安装有发电设备和储能设备。
3.如权利要求1所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,所述交易用户节点本地均安装有集成存储设备的智能电表。
4.如权利要求1所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,所述区块链由创世区块及一系列数据结构相同的区块以哈希值链接组成。
5.如权利要求1所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,所述交易平台具体包括:
用户身份管理模块,对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核;
动态智能报价参考模块,收集各区域的多种信息存储在本地服务器中,计算出最优价格,提供给充电桩提供者用户节点制定合理的报价;
报价信息公布模块,对报价信息进行审核,并公布;
充电桩状态检测模块,收集充电桩状态信息;
共享充电桩交易验证模块,对获知的交易向全网广播,并生成数字签名;
共享充电桩交易上链模块,对所有交易的数字签名进行聚合以获得聚合签名,
将交易的信息与聚合签名上传至区块链中。
6.如权利要求1所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易系统,其特征在于,还包括加密传输模块,对报价信息、交易信息的实时数据进行加密后传输。
7.使用权利要求1-6任一所述的系统进行的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、接收交易用户节点的注册请求,审核所述交易用户节点的身份信息和资质,为审核通过的交易用户节点颁发数字凭证,并将所述数字凭证记录至所述区块链中;
步骤二、对提交了登录请求的交易用户节点进行身份认证和资质审核;
步骤三、收集各区域的多种信息,存储在本地服务器中,通过动态智能报价公式计算出最优价格,得到动态智能报价,为具有资质的充电桩提供者用户节点提供报价信息参考;并对所述报价信息进行审核,公布审核通过的报价信息,同时实时收集并更新充电桩状态;
步骤四、电动车主用户节点与所选定的充电桩提供者用户节点完成了一次交易后,向全网的用户节点广播所述交易的信息,并定时向全网的用户节点广播智能电表的实时示数,以供各所述用户节点根据所述交易的信息和所述智能电表的实时示数验证所述交易的执行并生成数字签名;
步骤五、对所有交易用户节点生成的数字签名进行聚合,获得所述交易对应的聚合签名,将所述交易信息与所述聚合签名上传至区块链中。
8.根据权利要求7所述的一种分布式共享充电桩交易方法,其特征在于,所述智能电表的实时示数包括电动车主用户节点的电动车载的智能电表的实时示数和所选定的充电桩提供者用户节点本地的智能电表的实时示数。
9.如权利要求7所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易方法,其特征在于,所述步骤三中的多种信息包括电动汽车保有量、充电桩数量、充电桩使用效率以及多种类型的电价。
10.如权利要求7所述的一种基于区块链的分布式共享充电桩交易方法,其特征在于,所述动态智能报价公式通过下述方法计算得到:
按不同区域计算报价,各区域需求价格函数为
D=M-ap
式中,D为电动汽车需求量,M为区域电动汽车保有量,p为最优价格,a为系数;
利润最大化函数为γ(p)=D(p-|c)=(M-ap)(p-c)
其中,γ(p)为最大利润,c为购电成本,通过求导后取最大值,即γ(p)=0时,p最大,则为该区域最优定价;
按不同时间计算报价,当前利润函数为
γ=D1p1+D2p2-CD
γt=(D1-ΔD)(p1+Δp)+(D2+ΔD)(p2-Δp)-CD
=(αD-βΔp)(p1+Δp)+[(1-α)D+βΔp](p2-Δp)-CD
式中,γt为分时优化后的利润函数,D为电动汽车单日需求量,D=D1+D2,D1为峰时需求量,D2为谷时需求量,p1为峰时价格,p2为谷时价格,C为购电成本,α为峰谷需求比,β为峰谷需求转移率,ΔD为谷峰需求转移量,Δp为谷峰电力差价;
找到Δp,p1,p2最优组合,使优化后利润最大,采用仿真算法进行数值验证,求解最优值。
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