CN111859465A - 基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法，系统中所有边缘节点均采用相同的本地运维模型实现对承载的轨道交通运行设备进行运行和维护。由于采用相同的本地运维模型，使得开发人员的工作量大大减少，降低了智能运维系统的算法复杂度，而且可以针对某类轨道交通运行设备的全部工况特性和线路特性，使用单一模型完成相关任务，避免重复训练的现象，进而降低智能运维系统的工作量。同时，相同的本地运维模型是通过区块链网络实现对模型参数的确定，在确定过程中仅需要边缘节点与区块链网络之间进行模型参数的交互传输，并不需要传输设备数据，防止了设备数据被截取和篡改可能性，提高了智能运维系统的可靠性。

Description

基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通运维技术领域，更具体地，涉及基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法。
背景技术
当前，轨道交通智能运维系统水平还处于起步阶段，智能化、安全化水平较低。在利用AI技术(如机器学习、深度学习等)针对某类设备实施智能运维的过程中，出于数据分布式采集和存储、隐私安全、训练机制等条件限制，通常是对每个线路、每个设备类型、甚至于每一类工况都单独训练一个运维模型。同时，因为既有采集条件的限制和工程实施的差异，如部分现场环境无法加装无线传输模块、部分设备上无法增加传感器，导致同一类设备的数据特征空间差别巨大，造成目前的智能运维系统中同时运行着许多功能上重复的不同运维模型，增加了开发人员的工作量，也导致了智能运维系统的工作量巨大。
此外，终端采集的数据缺少有效的隐私保护措施，数据在传输过程中多采用明文或弱私有协议的方式，在公网或大规模局域网条件下，数据易被截取和篡改。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，包括：区块链网络和多个边缘节点，所述区块链网络和所述边缘节点通信连接；
每个边缘节点用于采集设备数据，并将基于所述设备数据训练得到的本地运维模型的模型参数传输至所述区块链网络；
所述区块链网络用于接收每个边缘节点传输的模型参数，基于接收到的模型参数，构建聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型的模型参数进行更新。
优选地，所述区块链网络具体包括聚合节点和多个区块链节点，所述区块链节点和所述边缘节点一一对应且通信连接；
每个区块链节点用于接收对应的边缘节点传输的模型参数，并在所述区块链网络产生用于存储所有区块链节点接收的模型参数的交易区块后，所有区块链节点基于运行共识机制，确定具有出块权的区块链节点，并通过具有出块权的区块链节点将产生的交易区块广播至所述区块链网络；
所述聚合节点用于基于接收到的交易区块中存储的模型参数，构建所述聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数通过具有出块权的区块链节点下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型进行更新。
优选地，所述聚合节点具体用于：
创建加密对，并将所述加密对中的公钥发送至每个区块链节点，以使每个区块链节点计算加密梯度和损失函数，并基于所述公钥向所述聚合节点发送加密值；
所述聚合节点对所述加密值进行解密并计算目标损失函数，将解密后的加密梯度和损失函数分别对每个区块链节点求偏导，并将对应的偏导结果发送至对应的区块链节点，以使每个区块链节点基于接收到的偏导结果对本地运维模型进行更新；
所述聚合节点迭代进行与每个区块链节点之间的交互，直至所述目标损失函数收敛，得到所述聚合模型。
优选地，所述每个边缘节点还用于：基于数据标准结构，对所述设备数据进行标准化对齐处理。
优选地，所述每个边缘节点还用于：对标准化对齐处理后的设备数据进行加密处理。
优选地，所述区块链网络还用于：构建资金池，并基于每个区块链节点的算力，分配所述资金池内的资金。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法，包括：
边缘节点采集当前设备数据；
基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
第三方面，本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行装置，包括：数据采集模块和设备运维模块。其中，
数据采集模块用于采集当前设备数据；
设备运维模块用于基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第二方面所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法的步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统及其运行方法，系统中所有边缘节点均采用相同的本地运维模型实现对承载的轨道交通运行设备进行运行和维护。由于采用相同的本地运维模型，使得开发人员的工作量大大减少，降低了智能运维系统的算法复杂度，智能运维系统可以针对某类轨道交通运行设备的全部工况特性和线路特性，使用单一模型完成相关任务，避免重复训练的现象，进而降低智能运维系统的工作量。同时，相同的本地运维模型是通过区块链网络实现对模型参数的确定，在确定过程中仅需要边缘节点与区块链网络之间进行模型参数的交互传输，并不需要传输设备数据，防止了设备数据被截取和篡改的可能性，提高了智能运维系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统中区块链系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，包括：区块链网络和多个边缘节点，区块链网络和边缘节点通信连接；
每个边缘节点用于采集设备数据，并将基于所述设备数据训练得到的本地运维模型的模型参数传输至所述区块链网络；
所述区块链网络用于接收每个边缘节点传输的模型参数，基于接收到的模型参数，构建聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型的模型参数进行更新。
具体地，如图1所示，本发明实施例中提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，包括区块链网络1和边缘节点2，区块链网络1和边缘节点2通信连接。轨道交通分布式智能运维系统运行机制，支持多个轨道交通机构同时接入，在扩大数据量和数据维度的基础上构建更加完善的智能运维体系。图1中仅示出了轨道交通分布式智能运维系统中包括2个边缘节点2的情况。其中，每个边缘节点2根据自身算力承载多个轨道交通运行设备，而每个边缘节点2承载的所有轨道交通运行设备可以来源于一个轨道交通机构，也可以来源于若干不同轨道交通机构。图1中每个边缘节点均承载有三个轨道交通运行设备，分别记为设备A、设备B、设备C以及设备A’、B’、设备C’。每个边缘节点2实时采集承载的所有轨道交通运行设备的设备数据，并根据采集到的设备数据，采用损失函数对本地运维模型进行训练，使得训练得到的本地运维模型可以对边缘节点承载的轨道交通运行设备进行运行和维护，即判断承载的轨道交通运行设备是否出现故障以及是否需要维护等。训练的过程具体可以是通过基于梯度下降的算法，寻找本地运维模型的模型参数，使对应的损失函数最小化的过程。训练得到本地运维模型后，将本地运维模型的模型参数传输至区块链网络。
区块链网络接收每个边缘节点传输的模型参数，并通过共识协议对参数进行认证、加密、存储和广播。其中，核心是构建聚合模型，该过程是根据各边缘节点的模型参数，共同构建出一个可以适用于所有边缘节点应用的聚合模型，以便于后期对模型的维护。在构建得到聚合模型后，将聚合模型的模型参数下方至每个边缘节点，即将聚合模型的模型参数迁移至每个边缘节点的本地运维模型，实现对本地运维模型的更新。此后所有边缘节点的本地运维模型均相同，边缘节点通过本地运维模型实现对承载的轨道交通运行设备进行运行和维护。引入区块链系统，可以保证模型参数的传递过程中的安全性和完整性。而且，在区块链系统中，只传递模型参数，降低了区块链系统的性能要求，降低了轨道交通机构的隐私暴露的风险，提升了数据驱动的智能运维系统的信息安全保障能力。
本发明实施例中提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，系统中所有边缘节点均采用相同的本地运维模型实现对承载的轨道交通运行设备进行运行和维护。由于采用相同的本地运维模型，使得开发人员的工作量大大减少，降低了智能运维系统的算法复杂度，智能运维系统可以针对某类轨道交通运行设备的全部工况特性和线路特性，使用单一模型完成相关任务，避免重复训练的现象，进而降低智能运维系统的工作量。同时，相同的本地运维模型是通过区块链网络实现对模型参数的确定，在确定过程中仅需要边缘节点与区块链网络之间进行模型参数的交互传输，并不需要传输设备数据，防止了设备数据被截取和篡改的可能性，提高了智能运维系统的可靠性。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，所述区块链网络具体包括聚合节点和多个区块链节点，所述区块链节点和所述边缘节点一一对应且通信连接；
每个区块链节点用于接收对应的边缘节点传输的模型参数，并在所述区块链网络产生用于存储所有区块链节点接收的模型参数的交易区块后，所有区块链节点基于运行共识机制，确定具有出块权的区块链节点，并通过具有出块权的区块链节点将产生的交易区块广播至所述区块链网络；
所述聚合节点用于基于接收到的交易区块中存储的模型参数，构建所述聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数通过具有出块权的区块链节点下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型进行更新。
具体地，本发明实施例中，如图2所示，区块链网络具体包括聚合节点和多个区块链节点，区块链节点和边缘节点一一对应且通信连接，即区块链节点的数量与边缘节点的数量相等且实现通信连接。图2中仅示出了区块链网络中包括4边缘节点和1个聚合节点的情况，4个区块链节点分别为区块链节点-A、区块链节点-B、区块链节点-C、区块链节点-D。对应通信连接的4个边缘节点分别为边缘节点A、边缘节点B、边缘节点C、边缘节点D。
边缘节点训练得到的本地运维模型的模型参数，通过无线网络传输至区块链网络，并以交易的形式存储在每个区块链节点内。
每个区块链节点均用于接收对应的边缘节点传输的模型参数，并在区块链网络产生用于存储所有区块链节点接收的模型参数的交易区块后，将接收到的模型参数通过加密签名，打包进交易区块。所有区块链节点间通过运行共识机制，确定具有出块权的区块链节点，即决定出块权所属。通过具有出块权的区块链节点将产生的交易区块广播至所述区块链网络，即获得出块权的区块链节点将含有各个区块链节点接收的模型参数的交易区块广播至整个区块链网络，认证通过后加入区块链。
聚合节点则根据区块链上的记录，收集各个区块链节点接收的模型参数，并根据目标损失函数和/或模型准确率，构建适用于所有边缘节点的聚合模型。聚合模型构建成功的依据可以是损失函数收敛，还可以是模型准确率达到预设阈值，还可以是损失函数收敛以及模型准确率达到预设阈值同时满足要求。然后将聚合模型的模型参数通过具有出块权的区块链节点下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型进行更新。
需要说明的是，聚合节点构建聚合模型的过程是结合边缘节点的本地运维模型的训练过程的迭代过程。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中聚合节点具体用于：
创建加密对，并将所述加密对中的公钥发送至每个区块链节点，以使每个区块链节点计算加密梯度和损失函数，并基于所述公钥向所述聚合节点发送加密值；
所述聚合节点对所述加密值进行解密并计算目标损失函数，将解密后的加密梯度和损失函数分别对每个区块链节点求偏导，并将对应的偏导结果发送至对应的区块链节点，以使每个区块链节点基于接收到的偏导结果对本地运维模型进行更新；
所述聚合节点迭代进行与每个区块链节点之间的交互，直至所述目标损失函数收敛，得到所述聚合模型。
具体地，聚合节点构建聚合模型时，可采用梯度下降法，具体过程如下：
1)聚合节点创建加密对，加密对包括公钥和私钥。然后，将公钥发送至每个区块链节点。
2)每个区块链节点对梯度和损失函数计算需要的中间结果进行加密与交换，并分别计算加密梯度和损失函数，基于接收到的公钥向聚合节点发送加密值；
3)聚合节点解密并计算总的目标损失函数，并将解密后的梯度和损失函数分别对各个区块链节点进行求偏导，将对应的偏导结果发送回各节点，各节点相应地更新本地运维模型的模型参数。
在此基础上，迭代本地运维模型的训练步骤以及聚合模型的构建步骤，直至目标损失函数收敛和/或聚合模型的准确率达到预设阈值，这样就完成了整个训练过程。在整个训练过程中，各边缘节点的设备数据均保留在本地，且训练过程中的模型参数的交互也不会导致设备数据的泄露。
以上基于区块链与分布式AI训练的架构，将区块链安全、可信，以及分布式架构的智能、保护数据隐私等特点进行了互补，提升了系统整体的安全性，构建了更为智能的区块链机制。同时，因为区块链系统交互的数据只限于模型参数，因此，区块链系统的性能不再成为工程应用的瓶颈。
本发明实施例中，基于分布式算法架构，保证智能运维系统在不暴露用户数据隐私的前提下完成算法的训练过程。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，所述每个边缘节点还用于：基于数据标准结构，对所述设备数据进行标准化对齐处理。
具体地，由于不同轨道交通机构的设备数据结构并不一定完全一致，数据特征并非完全重合。因此本发明实施例中，边缘节点在采集设备数据后，根据数据标准结构，对采集到的设备数据进行标准化对齐处理。需要说明的是，各个边缘节点均采用相同的数据标准结构。数据标准结构具有统一的数据量、统一的设备数据类型。设备数据类型可以包括数据和图片等。在各个轨道交通机构不公开各自的设备数据的前提下确认彼此的相同的设备类型，以便联合得到的所有设备数据特征进行建模。
在上述实施例的基础上，每个边缘节点还用于：对标准化对齐处理后的设备数据进行加密处理。
具体地，本发明实施例中边缘节点在对设备数据进行标准化对齐处理后，还可以对标准化对齐处理后的设备数据进行加密处理，以防止设备数据泄露。
在上述实施例的基础上，所述区块链网络还用于：构建资金池，并基于每个区块链节点的算力，分配所述资金池内的资金。
具体地，由于区块链系统的引入，刺激了各轨道交通机构加入轨道靠平台分布式智能运维系统的动力，即智能运维系统完成聚合模型的构建后，聚合模型的效果会在实际应用中表现出来，并且聚合模型的参数和数据特征会永久记录在区块链之上。
基于区块链的共识机制，挖矿能力越大的边缘节点(即率先完成区块链的哈希计算并生成最长区块链的边缘节点。一般来说，该边缘节点算力强，能训练更加复杂、高效率的模型，也可以贡献更多更复杂的设备数据)，因此越会获得更多的激励。
在本发明实施例中，激励是智能运维系统的应用收益。即一套智能运维系统的应用每增加一个用户，系统厂家就会使用客户付款充实一个资金池，然后根据系统内各方客户的表现分配池内资金，系统厂商和用户均会从这个合作过程中取得收益。
以上内容基于区块链的形成机制，会向区块链中的各个边缘节点反馈，并继续激励更多企业加入这一数据联邦。因此，本发明实施例提出的智能运维系统运行机制是一个“闭环”的学习机制。
本发明实施例中提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统中引入了激励机制，促进各轨道交通机构充分参与分布式智能运维系统的运行，扩充智能运维系统的数据量，完善系统性能。
在上述实施例的基础上，如图3所示，本发明实施例中提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法，包括：
S31，边缘节点采集当前设备数据；
S32，基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
具体地，本发明实施例中提供的轨道交通分布式智能运行系统的运行方法，执行主体为边缘节点，是从边缘节点的角度说明轨道交通分布式智能运行系统的运行过程。
首先执行步骤S31。其中，采集的动作可以实时进行，边缘节点可以是基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统中的任一边缘节点。
然后执行步骤S32。其中，本地运维模型是指经由区块链网络下方的融合模型的模型参数更新后得到本地运维模型，通过该模型并结合采集的当前设备数据实现设备运维。融合模型的构建过程以及模型参数的传输具体参见上述基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的实施例中边缘节点的作用。
本发明实施例中提供的运行方法，所有边缘节点均采用相同的本地运维模型进行设备运维，可以使得开发人员在开发基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统时工作量大大减少，进而降低智能运维系统的工作量。同时，相同的本地运维模型是通过区块链网络实现对模型参数的确定，在确定过程中仅需要边缘节点与区块链网络之间进行模型参数的交互传输，并不需要传输设备数据，防止了设备数据被截取和篡改的可能性，提高了智能运维系统的可靠性。
在上述实施例的基础上，如图4所示，本发明实施例中提供了一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行装置，包括：数据采集模块41和设备运维模块42。其中，
数据采集模块41用于采集当前设备数据；
设备运维模块42用于基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
具体地，本发明实施例中提供的轨道交通分布式智能运行系统的运行装置，等效于边缘节点，即可以理解为边缘节点包括数据采集模块41和设备运维模块42。
运行装置中各模块的作用与上述运行方法实施例中各步骤的操作是一一对应的，实现的效果也是一致的，本发明实施例中在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例中针对于现有技术中无法实现基于AI技术的跨设备数据特征空间的智能运维体系统、无法识别采集终端是否被攻击、篡改、数据传输过程缺少安全保护，无法保证隐私性和完整性以及中心系统工作量大，没有充分利用边缘节点的算力，中心系统和底层设备之间的数据传输量过大，经常出现丢失数据、通信阻塞的现象，制订了一套基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，通过区块链赋能分布式智能运维系统。通过区块链的授权机制、身份管理等，将互不可信的运维终端作为参与方整合到一起，建立一个安全可信的合作机制。此外，轨道交通分布式运维系统的算法参数可以存储在区块链网络中，保证了模型参数的安全性与可靠性。而且，本发明实施例中打造一个低耗能的应用型区块链系统，解决了传统区块链体系内，节点有限的存储能力与区块链网络的较大存储需求之间的矛盾。通过边缘节点对原始数据的处理，区块链系统仅传输模型参数并存储计算结果，可以降低资源开销。
图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器(processor)501、存储器(memory)502、通信接口(Communications Interface)503和通信总线504；其中，
所述处理器501、存储器502、通信接口503通过通信总线504完成相互间的通信。所述存储器502存储有可被所述处理器501执行的程序指令，处理器501用于调用存储器502中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法。
需要说明的是，本实施例中的电子设备在具体实现时可以为服务器，也可以为PC机，还可以为其他设备，只要其结构中包括如图5所示的处理器501、通信接口503、存储器502和通信总线504，其中处理器501、通信接口503和存储器502通过通信总线504完成相互间的通信，且处理器501可以调用存储器502中的逻辑指令以执行上述方法即可。本实施例不对电子设备的具体实现形式进行限定。
存储器502中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
进一步地，本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，包括：区块链网络和多个边缘节点，所述区块链网络和所述边缘节点通信连接；
每个边缘节点用于采集设备数据，并将基于所述设备数据训练得到的本地运维模型的模型参数传输至所述区块链网络；
所述区块链网络用于接收每个边缘节点传输的模型参数，基于接收到的模型参数，构建聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型的模型参数进行更新。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，所述区块链网络具体包括聚合节点和多个区块链节点，所述区块链节点和所述边缘节点一一对应且通信连接；
每个区块链节点用于接收对应的边缘节点传输的模型参数，并在所述区块链网络产生用于存储所有区块链节点接收的模型参数的交易区块后，所有区块链节点基于运行共识机制，确定具有出块权的区块链节点，并通过具有出块权的区块链节点将产生的交易区块广播至所述区块链网络；
所述聚合节点用于基于接收到的交易区块中存储的模型参数，构建所述聚合模型，并将所述聚合模型的模型参数通过具有出块权的区块链节点下发至每个边缘节点，以使每个边缘节点基于接收到的模型参数对本地运维模型进行更新。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，所述聚合节点具体用于：
创建加密对，并将所述加密对中的公钥发送至每个区块链节点，以使每个区块链节点计算加密梯度和损失函数，并基于所述公钥向所述聚合节点发送加密值；
所述聚合节点对所述加密值进行解密并计算目标损失函数，将解密后的加密梯度和损失函数分别对每个区块链节点求偏导，并将对应的偏导结果发送至对应的区块链节点，以使每个区块链节点基于接收到的偏导结果对本地运维模型进行更新；
所述聚合节点迭代进行与每个区块链节点之间的交互，直至所述目标损失函数收敛，得到所述聚合模型。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，所述每个边缘节点还用于：基于数据标准结构，对所述设备数据进行标准化对齐处理。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，所述每个边缘节点还用于：对标准化对齐处理后的设备数据进行加密处理。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统，其特征在于，所述区块链网络还用于：构建资金池，并基于每个区块链节点的算力，分配所述资金池内的资金。
7.一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法，其特征在于，包括：
边缘节点采集当前设备数据；
基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
8.一种基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集当前设备数据；
设备运维模块，用于基于本地运维模型进行设备运维；
其中，所述本地运维模型的模型参数基于所述轨道交通分布式智能运维系统的区块链网络确定并下发。
9.一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7所述的基于区块链的轨道交通分布式智能运维系统的运行方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112373523A (zh) * 2020-11-26 2021-02-19 交控科技股份有限公司 基于区块链的列车协同自治故障处理方法及装置
CN112653770A (zh) * 2021-01-14 2021-04-13 江苏徐工信息技术股份有限公司 一种基于区块链的分布式工程机械监控系统

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