[发明专利]一种基于交通灯状态的动态化静默监测混合区方法

说明书

本发明公开了一种基于交通灯状态的动态化静默监测混合区方法。目前已有很多学术策略提出使用假名的方法在车辆行驶过程中来保护其轨迹隐私，然而提出方法中匿名的高效性、行驶的安全性、实现的便捷性和资源的利用性方面还是无法兼顾。本发明方法包含三部分的内容：基于交通灯状态变化的静默混合区模型、基于车流变化选择调优的预测和基于上述两个模型的动态化静默长度的自动调节。通过本发明提供的基于交通灯状态的动态化静默监测混合区方法，可以在城市环境下简单高效保证隐私性和静默时行驶安全性，显著提高整个车联网安全应用的性能和资源利用。

技术领域

本发明属于车辆网中车辆假名更换领域，涉及一种允许假名更换的新型动态混合区设计方法。

背景技术

近年来，车载自组网(VANET)以其动态高效的拓扑结构形式对车联网的智能发展提供了巨大的帮助，它通过将每个车辆作为通信节点来构建网络，允许车辆与周边的一切环境进行通信(V2X)，其目标是在道路上行驶过程中提供构建一个无中心动态自组织实时拓扑网络，以主要实现一些安全应用如协同驾驶、事故预警和非安全应用如信息娱乐等。该安全应用技术通过提供车辆与周边环境的持续动态通信提升车辆行驶安全性和交通高效性，车辆通过在行驶过程中以1-10Hz的频率不断广播车辆当前状态信息，又称之为信标，包含车辆标识符、位置、速度、方向、系统状态等，提前帮助车辆了解周围环境，使得车辆之间做到协作行驶，来对即将发生的事故给驾驶员提供提醒获取缓冲时间，大大提高了道路行驶的安全。

但与此同时，因其无线广播的特性，一个窃听攻击者很容易以一个非常低廉成本接收器收集这些安全信息，并以此推测出车辆的详细移动模式。攻击者可以获取驾驶员何时出门、何时回家、何时去了医院、在哪里工作等等，这会严重侵犯驾驶员的隐私，甚至是生命财产安全。因此，在使用VANET技术提供道路安全减少交通事故的同时，保护车辆的位置隐私和轨迹隐私至关重要。

目前的研究中已提出很多假名变更方案，这些方案主要通过寻找合适的变更时机或定义合理的变更地点实现多辆车假名的共同更改，它通常分为基于混合区域的策略和基于混合上下文的策略；基于混合区域的策略如设置十字路口、停车场、加油站等交通密集区域执行假名变更、交换或加密，因其实现部署便捷在城市道路环境被广泛使用，但地点的灵活性和行驶的安全性是该策略普遍的缺点；基于混合上下文的策略如车辆行驶过程中按周围交通密度密度、车辆速度、追踪概率等阈值实时与邻居协同更改或交换假名，该策略具有动态灵活的特点而被广泛提倡在高速公路等缺乏基础设施的道路环境中，但该策略重要的缺点就是无时空信息中断导致匿名能力的不足和无基础设施导致的车辆资源能耗加大。

发明内容

本发明的目的在于解决传统假名更改方法对匿名高效性、行驶安全性、实现便捷性和资源利用性方面无法兼顾的问题，而提出一种面向城市环境的基于交通灯状态的动态化静默监测混合区(TLAS)方法。

本发明在传统混合区机制的基础上，通过交通灯的状态变换设计混合区的建立和监测，从而为车辆创建一片适合静默的动态行驶区域，并在行驶出该区域时更替新的假名，能够高效的保护车辆隐私安全性。该方法能够实现比传统混合区更加安全、高效假名变更策略；通过预测算法建模来实现动态化静默长度，可以实现其灵活性，并能在误差、耗时允许的范围内选择最小化资源消耗方案。

本发明方法的使用步骤是：

步骤1.使用基于交通灯状态的静默监测混合区模型来监测自身状态，为其对应的车道设置最短静默长度L_SMmin。当初始化状态为红色或黄色Status_start＝red||yellow时，依据斑马线位置向后建立L_SM＝L_SMmin长度的矩形混合区。当初始化状态为绿色时Status_start＝green，直接跳转至步骤2，所述的交通灯内含基础设施RSU。