基于区块链的道路大数据的处理方法与流程

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的道路大数据的处理方法。

背景技术：

区块链技术是一种集体维权数据库技术，通过集体维护，分布式记录、存储的特征实现去中心化，通过非对称技术加密数学和可靠数据库技术完成信背书，保障区块链系统开源、透明、安全。随着区块链技术的不断发展，例如公开号cn109361588a公开的一种基于星型网络的区块链网络构建方法及其系统，能够提高共识速度，具有很高的可拓展性，提高了全网的容量。但是，如何将区块链技术与车联网技术相结合，是越来越关注的技术问题。

技术实现要素：

本发明公开一种基于区块链的道路大数据的处理方法，用于实现区块链与车联网的有效融合。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

提供一种区块链道路大数据的处理方法，包括以下步骤：

对同一区域且处于同一层级的多个节点构建区块链，通过竞争机制确定多个节点中的一个节点为核心节点；

车辆根据所在区域获取智能合约，通过智能合约加入所在区域的区块链，其中不同区域的区块链的智能合约不同；

车辆通过核心节点将位置信息实时广播于位于同一区块链的各车辆上；

车辆根据获取的位置信息构建车辆分布节点图；

根据车辆分布节点图，确定目标车辆的行车状态。

可选的，车辆根据所在区域获取智能合约，通过智能合约加入所在区域的区块链，包括：

车辆预存储有所有区域的智能合约；

车辆根据所在区域，获取相应的智能合约；

车辆通过智能合约，加入所在区域的区块链。

可选的，车辆将位置信息实时广播于位于同一区块链的各车辆上，包括：

车辆将车牌号和由纬度、经度构成的位置点实时广播于位于同一区块链的各车辆上。

可选的，所述车辆分布节点图上以圆点显示车辆位置，以车牌号格式显示车牌号，以线条显示车道。

可选的，根据车辆分布节点图，确定目标车辆是否为安全行驶，包括：

根据车辆分布节点图，获取在目标车辆前后的前后车辆的位置点；

根据目标车辆的位置点和前后车辆的位置点，计算目标车辆与前后车辆的距离；

若目标车辆与前后车辆的距离超过安全距离，则目标车辆为安全行驶，其中安全距离为车辆紧急刹车时所行驶的距离；

若目标车辆与前后车辆的距离未超过安全距离，则目标车辆为不安全行驶，进行报警。

可选的，根据目标车辆的位置点和前后车辆的位置点，计算目标车辆与前后车辆的距离，之前还包括：

目标车辆的摄像头实时获取前方车辆的车牌号和后方车辆的车牌号；

目标车辆将摄像头获取的车牌号与车辆分布节点图中相应位置点的车牌号对比；

若对比一致，则根据目标车辆的位置点和前后车辆的位置点，计算目标车辆与前后车辆的距离；

若对比不一致，则处于同一层级的其它节点通过竞争机制重新确定核心节点，由重新确定的核心节点广播各车辆的位置信息。

可选的，若目标车辆与前后车辆的距离超过安全距离，则目标车辆为安全行驶，之后还包括：

目标车辆实时获取故障车辆广播的车辆故障信息；

若目标车辆获取到车辆故障信息，则根据车辆分布节点图确定故障车辆是否与目标车辆位于同一车道且位于前方；

若是，则目标车辆重新确定行车状态。

可选的，目标车辆重新确定行车状态，包括：

目标车辆确定待并车车道；

目标车辆根据当前车速、目标车辆与故障车辆之间的车辆数、目标车辆与故障车辆之间的距离调整行车速度；

待目标车辆与故障车辆之间的车辆均并入待并车车道后，目标车辆并入待并车车道。

可选的，目标车辆根据当前车速、目标车辆与故障车辆之间的车辆数、目标车辆与故障车辆之间的距离调整行车速度，满足下述公式：

其中，x2表示目标车辆调整后的行车速度，单位为千米/小时；

x1表示目标车辆的当前速度，单位为千米/小时；

l表示目标车辆与故障车辆之间的距离，单位为米；

n表示目标车辆与故障车辆之间的车辆数，单位为个。

可选的，待并车车道上每间隔a个车辆，并入一个车辆，其中a满足下述公式：

a＝n²-n

其中，n表示目标车辆与故障车辆之间的车辆数，单位为个。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

可以通过车辆分布节点图实时得知所在区域的车辆行驶情况；即使在大雾等能见度较低的环境下，能够通过车辆分布节点图得知行车情况，降低行车风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的基于区块链的道路大数据的处理方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的车辆分布节点图的示意图；

图3为本发明实施例公开的故障车辆后方第一辆车辆的并车状态图；

图4为本发明实施例公开的故障车辆后方第二辆车辆的并车状态图；

图5为本发明实施例公开的故障车辆后方目标车辆的并车状态图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

本发明的基于区块链的道路大数据的处理方法，如图1所示，包括以下步骤。

步骤s1，对同一区域且处于同一层级的多个节点构建区块链，通过竞争机制确定多个节点中的一个节点为核心节点。

在该步骤中，可以以省或市等为单位，划分为多个区域，每个区域由处于同一层级的多个节点构建区块链。然后通过例如拜占庭容错机制确定多个节点中的一个节点为核心节点，以能够选用较高运算能力的节点作为核心节点，提高道路大数据的传输能力。

步骤s2，车辆根据所在区域获取智能合约，通过智能合约加入所在区域的区块链。

在该步骤中，不同区域的区块链使用的智能合约不同。智能合约是一种特殊协议，旨在提供、验证及执行合约。智能合约根据逻辑来编写和运作，能够使车辆受制于有约束力的数字化协议，智能合约的具体形式可以根据需求设定。

各车辆中可以预存储有所有区域(即所有区块链核心节点)的智能合约，车辆获取智能合约的途径可以有多种，例如从公安部门的网站上下载等。当车辆行驶到一个区域后，车辆获取与所在区域对应的智能合约，车辆通过智能合约加入所在区域的区块链。车辆可以根据gps定位得知所在的区域，当然还可以以其他方式得知所在的区域，例如由驾驶员人工输入等。

步骤s3，车辆通过核心节点将位置信息实时广播于位于同一区块链的各车辆上。

在该步骤中，位置信息包括车牌号和由纬度、经度共同构成的位置点，位置点可以从gps获取，车牌号可以预存储在车辆中。各区域的区块链核心节点可以为共识节点，车辆将位置点和车牌号进行实时广播，由共识节点将该车辆广播的位置点和车牌号传输至其它车辆，使其它车辆实时接收位置点和车牌号。

步骤s4，车辆根据获取的位置信息构建车辆分布节点图。

在该步骤中，如图2所示，车辆分布节点图可以通过线条显示车道(可以通过gps获取，线体根据实际应用场景构建，包括实线、虚线等)，然后在相应车道上显示位置点和车牌号，位置点可以由圆点表征，车牌号以车牌号形式表征，例如冀a11111。在车辆分布节点图上，两个圆点之间的距离可以按车辆之间的实际距离以一定比例缩小。

步骤s5，根据车辆分布节点图，确定目标车辆1的行车状态。在该步骤中，具体包括以下子步骤。

子步骤s51，根据车辆分布节点图，目标车辆1获取在目标车辆1前后的前后车辆的位置点。

在该子步骤中，目标车辆1可以为自己驾驶或乘坐的车辆。在车辆分布节点图上，表征目标车辆1的圆点可以显示为红色，而表征其它车辆的圆点显示为例如蓝色，以能够容易区分目标车辆1。

前后车辆是指与目标车辆1位于同一车道且位于目标车辆1前方和后方的车辆。目标车辆1获取前后车辆位置点的方式可以有多种，例如目标车辆1依据车辆分布节点图找出与目标车辆1位于同一车道上且距离目标车辆1最近的车辆。

在该子步骤之后，还可以由目标车辆1的摄像头实时获取前方车辆的车牌号和后方车辆的车牌号，然后目标车辆1将摄像头获取的车牌号与车辆分布节点图中相应位置点的车牌号对比，若对比一致，则进行子步骤s42。如此，可以实时校正车辆分布节点图中车辆的位置信息是否准确。

子步骤s52，根据目标车辆1的位置点和前后车辆的位置点，计算目标车辆1与前后车辆的距离。

在该子步骤中，目标车辆1与前后车辆的距离可以为直线距离。如此，便于计算，可以直接通过经度、纬度计算；车道多为直车道，拐弯车道的数量较少；而且即使拐弯车道上，直线距离和弧形距离相差的值也可以忽略不计。

子步骤s53，若目标车辆1与前后车辆的距离超过安全距离，则目标车辆1为安全行驶。

在该子步骤中，安全距离为车辆紧急刹车时所行驶的距离。安全距离的一种计算方法中，采用4秒法，当车辆行驶速度为100公里/小时时，安全距离为100米。

子步骤s54，若目标车辆1与前后车辆的距离未超过安全距离，则目标车辆1为不安全行驶，进行报警，以可以适当控制目标车辆1的车速。

在子步骤s52之前还可以包括，目标车辆1的摄像头实时获取前方车辆的车牌号和后方车辆的车牌号；目标车辆1将摄像头获取的车牌号与车辆分布节点图中相应位置点的车牌号对比；若对比一致，则根据目标车辆1的位置点和前后车辆的位置点，计算目标车辆1与前后车辆的距离；若对比不一致，说明核心节点的数据处理能力减弱，因此由处于同一层级的其它节点(除去之前使用的核心节点外的其它节点)通过竞争机制重新确定核心节点，由重新确定的核心节点广播各车辆的位置信息。

在子步骤s53之后还可以包括：目标车辆1实时获取故障车辆2广播的车辆故障信息；若目标车辆1获取到车辆故障信息，则根据车辆分布节点图确定故障车辆2是否与目标车辆1位于同一车道且位于前方；若是，则目标车辆1确定行车状态。

其中，当有车辆发生故障时，则称该车辆为故障车辆2。故障车辆2将车辆故障信息广播，使其它车辆(包括目标车辆1)获取到车辆故障信息。车辆故障信息包括故障车辆2的位置点和故障类型，故障类型包括车辆抛锚、撞车等使车辆停车而不能行使的故障。

当目标车辆1获取到故障车辆2的位置点后，在车辆分布节点图中以高亮(例如闪烁的黄色)圆点显示故障车辆2所在位置，并且目标车辆1根据车辆分布节点图中的车道线确定故障车辆2是否与目标车辆1在同一车道，根据位置点和行车方向确定故障车辆2是否位于目标车辆1前方。若确定故障车辆2与目标车辆1处于同一车道且故障车辆2位于目标车辆1前方，则目标车辆1确定行车状态。

目标车辆1确定行车状态包括：目标车辆1确定待并车车道3；目标车辆1根据当前车速、目标车辆1与故障车辆2之间的车辆数、目标车辆1与故障车辆2之间的距离调整行车速度；待目标车辆1与故障车辆2之间的车辆均并入待并车车道3后，目标车辆1并入待并车车道3。

其中，当目标车辆1的两侧均有可以并车的车道时，目标车辆1可以根据需要选择任一一侧的车道作为待并车车道3。

目标车辆1根据当前车速、目标车辆1与故障车辆2之间的车辆数、目标车辆1与故障车辆2之间的距离调整行车速度，满足下述公式：

其中，x2表示目标车辆1调整后的行车速度，单位为千米/小时；

x1表示目标车辆1的当前速度，单位为千米/小时；

l表示目标车辆1与故障车辆2之间的距离，单位为米；

n表示目标车辆1与故障车辆2之间的车辆数，单位为个。

通过上述公式，如图3-图5所示，当目标车辆1与故障车辆2之间有车辆时，目标车辆1可以先在当前车道行驶一段时间，当目标车辆1前方的车辆进入待并车车道3后目标车辆1再进入待并车车道3，使故障车辆2之后的车辆依次并入待并车车道3，减少堵车风险。

当有多个待并车的车辆时，待并车车道3每间隔a个车辆并入一个车辆，其中a个车辆是在待并车车道3上正常行驶的a个车辆。其中a满足下述公式：

a＝n²-n

其中，n表示目标车辆1与故障车辆2之间的车辆数，单位为个。

通过该公式，可以减少待并车车道3的堵车风险，而且保证车辆有序行驶，减少碰车等风险。

通过本发明区块链道路大数据的处理方法，可以通过车辆分布节点图实时得知所在区域的车辆数量、行驶情况等，尤其在雾天、夜间等能见度较低而影响视线的环境下，可以得知周围车辆的行驶状况，而且可以通过车辆分布节点图得知与前方车辆的行车距离，相对于仅由驾驶员进行目测，可以有效降低行车风险。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。