[发明专利]一种基于联盟区块链技术的智能交通信号灯安全动态调控方法

权利要求书

1.一种基于联盟区块链技术的智能交通信号灯安全动态调控方法，其特征是按以下步骤：

(S01)：使用ACP建立物理交通信号控制系统对应的人工交通信号系统，将交通部门从区块链上解密获取得路况相关信息整合到人工交通信号系统中，通过平行执行把人工交通信号系统的时长分配结果反馈给物理交通信号控制，为交叉路口分配合适的绿灯时长，默认ACP已经完成学习和训练，对交通部门解密获得的路况信息可以进行预处理；

(S02)：对路况信息使用满足语义安全的ElGamal加密实现信息交互的机密性与安全性，采用基于BLS的群签名对路况信息进行验证，路边单元作为群管理者主要负责群成员加入群组的登记、离开群组的撤销和签名的验证，当签名验证失败时，群揭露者——交通部门负责打开签名揭露群成员的真实身份，基于BLS的群签名避免了信息伪造攻击，确保信息交互过程的前后向安全性和不可否认性；车载单元将经过加密签名的路况信息发送给路边单元，预选的记账节点将路况信息记录到区块中，验证节点验证区块和信息的有效性，将验证通过的区块连接到区块链上；

(S03)：交通部门从区块链上解密获取路况信息，智能合约触发ACP根据路况信息计算车辆权重总和，因为右转车流不会影响其他方向车辆的正常行驶，所以本信号调控机制忽略右转车流对绿灯时长分配的影响；

(S04)：车载单元权重总和反映了车流密度，ACP根据车流密度动态分配合适的绿灯时长，车流稀疏时为绿灯分配较短时长，车流密集时为绿灯分配较长时间，车流很少甚至没有车流时，如果仍为当前相位分配绿灯时间会导致其他方向的车流处于红灯等待状态，降低了绿灯使用率，所以当车流很少时，直接跳过绿灯时长的分配，转移绿灯控制权到下一个相位，同一相位多次转移绿灯控制权会导致某些方向的车辆一直无法通过交叉路口，设置绿灯跳过次数的阈值，连续跳过绿灯次数大于该阈值时，为当前相位分配最短绿灯时长；

(S05)：信号灯调控结束后，交通部门根据信誉机制对发送真实路况信息的诚实车载单元给予信誉值奖励，对发送虚假路况信息的车载单元扣除信誉值作为惩罚，同时车载单元通过支付信誉值可以享受获取实时路况信息服务，车载单元拥有的信誉值越多，响应其服务请求越快，忽略信誉值小于0的车载单元发送的路况信息和服务请求。

2.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链技术的智能交通信号灯安全动态调控方法，其特征是步骤(S02)所述的区块结构为：

(1)预选的记账节点将路况相关信息记录到区块中，区块体中包括状态树、收据树、交易树；

1)状态树：记录信号灯调控后的整体状态，包括每次信息交互完成后车载单元信誉值增加或减少、交通信号灯的状态、节点是否为群成员；

2)收据树：保存每次数据交互的收据，即每次交互影响的结果，包括绿灯时长的分配、车载单元的信誉值；

3)交易树：存储区块中所有历史交互信息，包括指车载单元发送过的路况、车辆类型数据；

(2)区块体由车辆交互信息的哈希值构成，包括车辆类型、驾驶信息、实时路况、天气状况、故障信息、曝光信息和信誉值。

3.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链技术的智能交通信号灯安全动态调控方法，其特征是步骤(S03)所述的车辆权重总和，具体计算方法为：

(1)一辆车等效为一个车载单元，根据车身高度、可承载人数将车辆分为小型、中型、大型三种，权重分别为x₁、x₂、x₃，且满足0x₁＜x₂＜x₃＜1，其中小型车辆为标准权重，当前相位的小型车辆、中型车辆、大型车辆的数量分别为n₁、n₂、n₃；

(2)当前相位的车辆总数为N，N＝n₁+n₂+n₃,右转车流除外，令每辆车的权重为均大于0，累加影响绿灯时间分配的所有车辆权重和为Y，0≤Y≤1，则有

其中，的取值如(9)式所示