CN113327422A - 一种基于区块链的智能交通调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于区块链的智能交通调控方法及系统，涉及分布式存储技术领域。一种基于区块链的智能交通调控方法包括：将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。其能够通过分布式计算，符合互联网的“去中心化”特征其特点，低延时、位置感知、地理分布广泛、移动性强，可以实时交互信息、在线分析并与云相互作用。此外本发明还提出了一种基于区块链的智能交通调控系统，包括：数据生成模块、雾服务模块以及云服务模块。

Description

一种基于区块链的智能交通调控方法及系统

技术领域

本发明涉及分布式存储技术领域，具体而言，涉及一种基于区块链的智能交通调控方法及系统。

背景技术

近年来，交通拥堵问题越来越明显，成为制约城市发展的基础性问题，然而，由于客观条件的限制，采取扩大道路面积，增加基础设施从而满足需求增长的方式遭遇很大的限制。

在传统的互联网中，智能交通系统更多的集中对数据的采集存储分析安全和共享上，无法做到实时准确和高效，上述为传统智能交通系统技术的瓶颈。

区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。具体来讲，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的一种融合创新应用模式。

随着交通行业的快速发展，交通数据呈现爆炸式的增长，而且这些数据都存储在中心化数据库中，然而中心数据库有以下弊端：

数据库所有者拥有对数据库的绝对控制权，绝对控制权意味着特权，用户的隐私数据可能未经允许和授权就被泄漏或篡改；

近年来，用户隐私、个人信息被泄漏等数据安全问题时有发生，特别是智慧交通领域。各类打车、地图软件频繁收集用户信息，用户要想正常使用软件，只能接受收集数据的请求，当软件获取权限后对用户户信息进行监控，甚至窃听。除此之外，用户数据被收集后，会有不法分子通过各种渠道获取这些数据，对外泄漏。

中心化数据库容易发生单点故障，一旦数据库运行出现问题，数据库无法访问，数据甚至会丢失；海量数据的存储会带来极大的存储和维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的智能交通调控方法，其能够通过分布式计算，符合互联网的“去中心化”特征其特点，低延时、位置感知、地理分布广泛、移动性强、包含大量节点以及传感器网络、可以实时交互信息、在线分析并与云相互作用。

本发明的另一目的在于提供一种基于区块链的智能交通调控系统，其能够运行一种基于区块链的智能交通调控方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种基于区块链的智能交通调控方法，其包括将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

在本发明的一些实施例中，上述将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点包括：车辆在进行实时决策时处理部分数据，将其余未处理的数据上传至雾节点，车辆检测器将检测到的车辆数目上传至雾节点。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：当车辆驶入雾节点的通信范围内，车辆和雾节点每间隔预设时间段发送一次交通信息，发送的交通信息包括当前等候在路口的车辆数目、车辆在雾节点范围内的行驶速度、当前交通灯的状态。

在本发明的一些实施例中，上述雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器包括：雾节点之间相互通信，各路口的雾节点将车辆发送的交通信息上传至该路口区域的雾服务器，进行统计并分享给相邻路口的雾节点，通过交通灯控制机制给出各路口的交通灯时间，协调本路口与相邻路口之间的交通流。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：通过分析和处理收集的交通信息，把处理后的数据应用到预设的交通灯控制算法中，计算得到每个相位的合理绿灯时间。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：雾节点上传至雾服务器的交通信息成为历史交通信息，雾服务器依据历史交通信息预测交通流，通过分析、计算雾节点上传的统计交通信息进行局部交通控制。

在本发明的一些实施例中，上述将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策包括：云服务器根据雾服务器上传的各个局部路口的交通信息进行全局优化，实现协调整个路口交通流的目的，通过大数据分析雾服务器上传的数据来挖掘交通信息，进行全局交通控制。

第二方面，本申请实施例提供一种基于区块链的智能交通调控系统，其包括数据生成模块，用于将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；

雾服务模块，用于雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；

云服务模块，用于将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

在本发明的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：数据生成模块、雾服务模块以及云服务模块。

第三方面，本申请实施例提供一种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一种基于区块链的智能交通调控方法中任一项的方法。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

其能够通过分布式计算，符合互联网的“去中心化”特征其特点，低延时、位置感知、地理分布广泛、移动性强、包含大量节点以及传感器网络、可以实时交互信息、在线分析并与云相互作用。通过学习算法计算出最优化的结果，为驾驶人规划路线，提供最佳的出行时间和速度。这种速度将有助于驾驶员，无论驾驶员在驾驶中的位置如何，均可以帮助驾驶员均匀行驶整个路线，从而实现交通流量的自适应调节，优化车流的调度与管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控方法步骤示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控方法详细步骤示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控系统模块示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备。

图标：10-数据生成模块；20-雾服务模块；30-云服务模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控方法步骤示意图，其如下所示：

步骤S100，将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；

在一些实施方式中，车联网中的所有车辆都是智能设备并且有能力收集有用的交通信息，所以把车联网作为数据生成层。由于智能车辆具有实时的计算、传递、通信和存储能力，所以在车联网中把智能车辆作为关键的数据生成器。智能车辆本身在进行实时决策时可以处理一些数据，而其他的数据将会被共享并上传到雾节点；车辆检测器也会把检测的车辆数目上传至雾节点。

步骤S110，雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；

在一些实施方式中，雾节点部署在交叉路口的交通信号灯旁边，这些雾节点可以收集智能车辆和车辆检测器发送的数据，并把这些数据处理后上传给雾服务器。雾节点作为雾服务器和智能车辆之间的中间设备，不仅仅只是中继或者传播机构，它们还具有一定的计算能力，可以通过处理、存储数据并在雾层作出决定，从而降低延迟时间。

步骤S120，将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

在一些实施方式中，由于雾节点服务器的存储容量有限，那么当雾节点的数据量太多时，雾服务器就会把之前存储的数据上传到云服务器。云服务器会根据存储的数据进行计算分析，从整体角度作出最佳决策。最典型的例子就是监控、管理、控制道路交通基础设施，实现最佳的城市交通控制。

实施例2

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控方法详细步骤示意图，其如下所示：

步骤S200，车辆在进行实时决策时处理部分数据，将其余未处理的数据上传至雾节点，车辆检测器将检测到的车辆数目上传至雾节点。

步骤S210，当车辆驶入雾节点的通信范围内，车辆和雾节点每间隔预设时间段发送一次交通信息，发送的交通信息包括当前等候在路口的车辆数目、车辆在雾节点范围内的行驶速度、当前交通灯的状态。

步骤S220，雾节点之间相互通信，各路口的雾节点将车辆发送的交通信息上传至该区域的雾服务器，进行统计并分享给相邻路口的雾节点，通过交通灯控制机制给出各路口的交通灯时间，协调本路口与相邻路口之间的交通流。

步骤S230，通过分析和处理收集的交通信息，把处理后的数据应用到预设的交通灯控制算法中，计算得到每个相位的合理绿灯时间。

步骤S240，雾节点上传至雾服务器的交通信息成为历史交通信息，雾服务器依据历史交通信息预测交通流，通过分析、计算雾节点上传的统计交通信息进行局部交通控制。

步骤S250，云服务器根据雾服务器上传的各个局部路口的交通信息进行全局优化，实现协调整个路口交通流的目的，通过大数据分析雾服务器上传的数据来挖掘交通信息，进行全局交通控制。

在一些实施方式中，区块链技术通过共识机制实现自我维护和信息融合，加密算法则为点对点传输的安全性提供保障，通过区块链技术，采用hash值地址作为交易标识，hash值代表用户的身份，与用户的真实身份无关，我们可以有效地打通人与车辆之间的关系。即使在某一个路口，我们发布了自己的位置信息，这些信息也不会被其他无关的人获取。这就解决了我们现在所面临的一个非常重要的行动轨迹记录安全性问题。

所有的位置信息，仅仅在我们需要使用的时候透露；在要保密的时候，这些信息不能被任何人获取。

区块链技术让数据所有权回归用户，建立起车主、交通部门和数据团队三者之间的共识机制，为车主提供不对称加密数据的访问权限，车主对数据拥有所有权，车主可用自己的密钥来管理和授权第三方访问。

同时为了加大广大用户的加入，激励机制产生积分，提高用户在共享数据方便的积极性。

在一些实施方式中，车辆和车辆检测器会把交通流信息发送至雾节点。当车辆驶至雾节点的通信范围内，它就可以和雾节点每间隔一段时间进行一次通信。发送的交通信息包括当前等候在路口的车辆数目、车辆在雾节点范围内的行驶速度、当前交通灯的状态等。

在一些实施方式中，雾节点之间相互通信，各个路口的雾节点会把智能车辆发送过来的交通信息上传至该区域的雾服务器，还会进行统计并分享给相邻路口的雾节点，通过交通灯控制机制给出各个路口的交通灯红绿灯时间，进行协调本路口与相邻路口之间的交通流。通过分析和处理收集的交通信息，交通灯控制模块把处理后的数据应用到制定的交通灯控制算法中，计算得到每个相位的合理绿灯时间。

在一些实施方式中，雾节点上传到雾服务器的交通信息就会成为历史信息，雾服务器会依据这些历史交通信息来预测交通流，通过分析、计算雾节点上传的统计交通信息来进行局部交通控制。在进行局部协调交通流时，不仅考虑实时交通流量，还会考虑历史交通信息来预测交通流。以达到提高路口畅行的目的。因为雾服务器的存储容量有限，所以它会把暂时不用的数据上传到云服务器。

在一些实施方式中，云服务器可以根据雾服务器上传的各个局部路口的交通信息进行全局优化，实现协调整个路口交通流的目的。通过大数据分析雾服务器上传的数据来挖掘交通信息，进行全局交通控制。云服务器还可以根据大量的交通信息为智能车辆提供其他服务，为了减少云服务器的存储，我们可以将相关的大文件，比如较大的视频文件，或者音频数据，大数据文本，通过IPFS技术而在区块链上只需出对应文件的hash值，基于时间戳的先后顺序，我们可以有序的查询所有的数据，基于hash值，可以在IPFS网络基于内容寻址找打对应的数据。比如导航服务，以帮助控制交通流量。

实施例3

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控系统模块示意图，其如下所示：

数据生成模块10，用于将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；

雾服务模块20，用于雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；

云服务模块30，用于将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

如图4所示，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器101，用于存储一个或多个程序；处理器102。当一个或多个程序被处理器102执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。

还包括通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器101(Random Access Memory，RAM)，只读存储器101(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器101(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器101(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器101(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。

处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器102，包括中央处理器102(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器102(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器102(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法及系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的方法及系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

另一方面，本申请实施例提供一种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102执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。所述功能如果以软件功能模块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，本申请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)执行本申请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101(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器101(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种基于区块链的智能交通调控方法及系统，其能够通过分布式计算，符合互联网的“去中心化”特征其特点，低延时、位置感知、地理分布广泛、移动性强、包含大量节点以及传感器网络、可以实时交互信息、在线分析并与云相互作用。通过学习算法计算出最优化的结果，为驾驶人规划路线，提供最佳的出行时间和速度。这种速度将有助于驾驶员，无论驾驶员在驾驶中的位置如何，均可以帮助驾驶员均匀行驶整个路线，从而实现交通流量的自适应调节，优化车流的调度与管理。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，包括：

将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；

雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；

将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

2.如权利要求1所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，所述将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点包括：

车辆在进行实时决策时处理部分数据，将其余未处理的数据上传至雾节点，车辆检测器将检测到的车辆数目上传至雾节点。

3.如权利要求2所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，还包括：

当车辆驶入雾节点的通信范围内，车辆和雾节点每间隔预设时间段发送一次交通信息，发送的交通信息包括当前等候在路口的车辆数目、车辆在雾节点范围内的行驶速度、当前交通灯的状态。

4.如权利要求1所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，所述雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器包括：

雾节点之间相互通信，各路口的雾节点将车辆发送的交通信息上传至该路口区域的雾服务器，进行统计并分享给相邻路口的雾节点，通过交通灯控制机制给出各路口的交通灯时间，协调本路口与相邻路口之间的交通流。

5.如权利要求4所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，还包括：

通过分析和处理收集的交通信息，把处理后的数据应用到预设的交通灯控制算法中，计算得到每个相位的合理绿灯时间。

6.如权利要求5所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，还包括：

雾节点上传至雾服务器的交通信息成为历史交通信息，雾服务器依据历史交通信息预测交通流，通过分析、计算雾节点上传的统计交通信息进行局部交通控制。

7.如权利要求1所述的一种基于区块链的智能交通调控方法，其特征在于，所述将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策包括：

云服务器根据雾服务器上传的各个局部路口的交通信息进行全局优化，实现协调整个路口交通流的目的，通过大数据分析雾服务器上传的数据来挖掘交通信息，进行全局交通控制。

8.一种基于区块链的智能交通调控系统，其特征在于，包括：

数据生成模块，用于将车辆作为关键的数据生成器，收集需求交通信息并上传至雾节点；

雾服务模块，用于雾节点收集车辆和车辆检测器发送的数据，并对数据进行预处理，将处理后的数据上传至雾服务器；

云服务模块，用于将历史数据上传至云服务器，云服务器根据获取的数据进行计算分析，并输出最佳决策。

9.如权利要求8所述的一种基于区块链的智能交通调控系统，其特征在于，包括：

用于存储计算机指令的至少一个存储器；

与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：数据生成模块、雾服务模块以及云服务模块。

10.一种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1-7中任一项所述的方法。

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