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區(qū)塊鏈技術在智能交通領域的融合應用
發(fā)布時間：2018-06-29 分類：行業(yè)資訊
在交通信息化快速發(fā)展的浪潮中，區(qū)塊鏈技術必將以其去中心化、數(shù)據(jù)無篡改性和數(shù)據(jù)公開透明的特質脫穎而出，在城市交通的方方面面融合創(chuàng)新，發(fā)光發(fā)熱。
運力強勁、運能充沛的城市交通系統(tǒng)能夠支撐城市在政治、經(jīng)濟、文化、民生等各方面和諧、健康的發(fā)展。合理利用城市交通設施資源，充分考慮社會公眾的出行需要，利用飛快發(fā)展的新技術，轉變思想提升城市交通綜合管理質量，解決交通擁堵、交通安全、環(huán)境污染等問題，是上海邁向卓越的全球城市需要關注的重點。
人、車和交通基礎設施是城市交通系統(tǒng)的三大核心元素。城市交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀是，移動客流、車流體量大，人們的出行需求難以預測，基礎設施配置不均。僅采用傳統(tǒng)的、基于經(jīng)驗的交通管理決策機制已無法滿足城市精細化管理的需求。
信息技術的蓬勃發(fā)展促使城市交通綜合管理決策從經(jīng)驗驅動向大數(shù)據(jù)智能驅動轉變。在信息采集方面，通過集成智能感知技術，交通部門可獲取車輛GPS、城市道路圖片/視頻等動靜態(tài)多源異構大數(shù)據(jù)。
在信息分析方面，應用人工智能策略對海量大數(shù)據(jù)進行挖掘分析，獲取公交線網(wǎng)、道路擁堵、交通安全等各類指數(shù)或指標體系，支撐職能部門做出智能化管理決策。在信息存儲計算方面，應用云存儲和云計算技術實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲與計算。在信息服務方面，集結車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術，公眾通過實時交通信息展板、信息交互平臺獲取所需信息，實現(xiàn)便捷安全出行。
在科學技術不斷發(fā)展的今天，各學科知識交叉融合。城市交通綜合管理理念的不斷創(chuàng)新離不開新學科、新思想的凝聚。
近年來，區(qū)塊鏈技術在金融領域得到了非常成功的應用。區(qū)塊鏈技術能應用在城市交通領域嗎?當然可以。區(qū)塊鏈是一個分布式的存儲結構，區(qū)塊鏈中每一個節(jié)點平等，無中央管理者，任一用戶可以通過共識過程為下一個節(jié)點上傳數(shù)據(jù)信息。區(qū)塊鏈的最大特點是，去中心化、平等公開，一旦鏈接成功，數(shù)據(jù)難以篡改且所有節(jié)點的數(shù)據(jù)保持一致，在智能交通領域有廣泛的應用前景。
綠色出行
“去中心化”的智能充電合同
現(xiàn)代生活節(jié)奏加快，越來越多的人選擇以車代步。車輛數(shù)目的節(jié)節(jié)攀升必然導致尾氣排放量激增，環(huán)境污染日漸嚴重。為此，各大城市為了更好地保護生態(tài)環(huán)境，倡導節(jié)能減排、綠色出行，鼓勵公眾使用新能源電動汽車。
要實現(xiàn)綠色出行，用戶在電池能量不足時能夠方便、及時地找到充電站充電是首先要解決的問題。當前，在一系列優(yōu)惠政策的刺激下，各大城市的新能源汽車保有量快速增長。同時，像EVCARD這類共享新能源汽車企業(yè)的出現(xiàn)，讓越來越多的人愿意選擇新能源汽車作為交通工具。
然而，目前充電樁數(shù)量有限且配置不平衡。如何讓用戶從數(shù)量有限且空間分布不均的充電樁中選擇合適的進行充電，是亟待解決的問題。
當前，一些充電APP借助車載信息網(wǎng)絡幫助用戶完成停車/充電的交易操作。通常，用戶可登錄APP查看可用充電樁的地理分布，然后依據(jù)自己的意愿隨機選擇。整個選擇交易過程由后臺中央處理實體完成。這樣的方法，一方面沒有充分考慮出行者個體需求的差異性，另一方面采用了集中式的管理模式，無法保證人或機器之間的透明、公平、不可撤銷的電子交易。
因此，引入?yún)^(qū)塊鏈的概念，采用“去中心化”的智能充電合同，可以有效地幫助用戶選擇最方便的停車/充電位置，完全自主地選擇服務。具體架構包括4個層級：用戶層、車載信息交互層、智能合同層和目標層。
具體實現(xiàn)過程為，用戶綜合考慮包括計劃路線、汽車電池狀態(tài)、等待時間、估計充電時間等用戶層和目標層信息，然后向沿途各充電站提出付費申請。所有用戶平等、公平，一旦智能合同得以執(zhí)行，用戶確定最終停車/充電的位置和價格。
當然，區(qū)塊鏈技術在新能源汽車停車/充電應用場景中還有問題需要做進一步研究。例如，智能節(jié)點如何定義和操作?交易性能如何保證?實際用戶需求如何評估?各類用戶的可靠性如何比較?
新交通信息管理模式
多類型區(qū)塊鏈協(xié)同管理
城市交通問題涉及方面眾多，獲得交通信息的渠道涉及各個層面。然而，各類交通信息從采集到分析，從發(fā)布到更新，整個流程都是由交通職能部門管控的，公眾與其他政府職能部門參與甚少。綜合利用公眾與各政府部門所有的信息資源，充分調動各級政府和社會公眾等多元力量參與管理，才能實現(xiàn)更靈活、有效的信息管理模式。
采取完全開放的信息管理模式，讓公眾都可作為節(jié)點鏈接信息平臺，任意讀取或發(fā)布交通信息，這種方式并不可取。因為僅僅采用完全開放的、基于公有鏈模式的信息管理，會帶來兩個致命的問題。第一，難以保證公眾上傳的交通信息是真實準確的。區(qū)塊鏈技術的數(shù)據(jù)無法篡改性決定了節(jié)點一旦鏈接成功，發(fā)布的信息很難修改。第二，發(fā)布的信息即使真實準確，數(shù)據(jù)完全透明公開可能會帶來一系列不可預測的交通運行問題。
有效利用社會公眾提供的共籌交通信息，必須做到既能放權給公眾，讓其參與交通管理，提高管理的靈活性，又能嚴格管控公眾發(fā)布的信息，避免不可預測性。
因此，我們采用多類型區(qū)塊鏈協(xié)同的交通信息管理模式，放權給公眾的同時兼顧信息的合理管控。對交通職能部門采取基于私有鏈的信息管理模式，即在信任度高的職能部門建立區(qū)塊鏈，讀取權限對公眾有一定程度的限制。
在這樣的模式下，節(jié)點信任度高，鏈接速度快，數(shù)據(jù)不會輕易地被擁有網(wǎng)絡連接的任何人獲得，可以更好地保障數(shù)據(jù)隱私。對于社會公眾，采用開放式的區(qū)塊鏈平臺，對安全性、準確性和信任度等需求較低的信息，采用相對公開透明的區(qū)塊鏈模式實現(xiàn)信息的發(fā)布和流通。通過多等級、多鏈協(xié)同的方式，積極調動多元力量參與交通管理。
當然，多鏈之間信息如何融合，如何確定信息的信任度，這些問題仍需進一步研究。
信息安全
融合區(qū)塊鏈的車聯(lián)網(wǎng)
隨著車聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，車輛通過先進的智能感知技術，可以完成自身和周圍交通狀態(tài)的采集。在車載通信系統(tǒng)和車輛終端控制系統(tǒng)的輔助下，車輛可以為用戶提供路徑導航、智能避障等功能。
車聯(lián)網(wǎng)技術的核心是，每一輛車利用車載單元與其他車輛、固定基站之間的通信，一方面實現(xiàn)交通信息的大范圍協(xié)同與共享，另一方面通過這些信息實現(xiàn)自身的智能避障等功能。
然而，信息一旦泄露或者被黑客篡改，原本想保護用戶安全的智能避障功能可能會成為危害用戶生命的功能。因此，只有充分考慮異質性信息網(wǎng)絡的特性(車輛節(jié)點數(shù)量多、移動性強、切換頻繁、傳輸信息多源異構)，采用計算快速的信息安全技術，才能保證車輛網(wǎng)絡中用戶信息的安全性和有效性。
采取基于分散區(qū)塊鏈結構的分布式密鑰管理方案，可以更好地保證車輛信息交互的安全性。
利用區(qū)塊鏈的共識過程、封裝塊來傳輸密鑰，然后在相同的安全域內對車輛進行重新編碼，從而充分利用區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)無法篡改這一特性，保證數(shù)據(jù)的安全。此外，選擇動態(tài)方案可以進一步減少車輛交接期間的密鑰傳輸時間，適應不同車流量水平下的通信場景。
隨著大數(shù)據(jù)挖掘技術、人工智能、智能感知技術和互聯(lián)網(wǎng)通信技術的蓬勃發(fā)展，城市交通綜合管理不僅要繼承傳統(tǒng)、規(guī)范流程，還要轉變思路、創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)智能化、人性化、靈活有效的多元化管理模式。在交通信息化快速發(fā)展的浪潮中，區(qū)塊鏈技術必將以其去中心化、數(shù)據(jù)無篡改性和數(shù)據(jù)公開透明的特質脫穎而出，在城市交通的方方面面融合創(chuàng)新，發(fā)光發(fā)熱。
