[发明专利]一种基于移动区块链的停放车辆资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于移动区块链的停放车辆资源分配方法，以高效利用停放车辆的闲置计算资源。MEC节点收集区块链网络中的交易信息，并通过租用停放车辆的计算资源争取记账权来获取收益。停放车辆可以租用自身闲置计算资源获取收益。本发明将停放车辆和MEC节点的交互关系建模为两阶段Stackelberg博弈。在第一阶段，停放车辆作为领导者调整计算资源定价。在第二阶段，MEC节点作为追随者调整对停放计算资源需求，通过MEC节点和停放车辆的博弈使得共同利益最大化。本发明可以有效提高停放车辆辅助移动区块链网络中的系统总效用。

技术领域

本发明属于基于车联网的移动区块链领域，涉及资源分配和收益最大化的方法，特别是一种基于停放车辆边缘计算的资源分配和收益最大化的方法

背景技术

在车联网的背景下，汽车行业的快速发展带来了巨大红利，但是与此同时也带来了一些问题。建立可信的数据共享环境至关重要。近来，由于区块链中的协作模式可以在不可信的环境中建立信任，因此，区块链技术备受关注。与传统的集中处理相比，区块链技术极大地提高了系统的安全性。但是区块链系统的安全性需要一定的计算资源来保证。

此外，随着硬件和通信技术的发展，今天的车辆不再仅仅是机械的组合，而是软件和硬件的复杂组合。可以预见，现代交通正在向智能综合基础设施转变，为现代生活提供更丰富的应用。利用车辆中丰富的闲置车载资源是一个目前的热点的问题。

目前，在利用移动车辆的车载资源方面已经做了很多工作。然而，车辆中的大部分时间都处于停放状态，极大地浪费了车载资源。因此，如何利用停放车辆的闲置资源是具有潜力的研究方向。

停放车辆的闲置计算资源可以用来增加区块链网络的鲁棒性。然而，由于停放车辆和MEC节点之间的个体理性，停放车辆和MEC节点没有足够的动力提供计算资源和维护区块链网络，因此如何设计合理的方案，维护双方的利益成了一个巨大的挑战。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于移动区块链的停放车辆资源分配方法，具体步骤如下：

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

步骤1，构建基于移动区块链的停放车辆资源分配模型以及MEC节点与停放车辆预期效用模型。所述停放车辆辅助移动区块链模型包括M个MEC节点、N辆停放车辆以及区块链用户。

MEC节点收集区块链用户发布到网络的交易，通过租用停放车辆的计算资源来争夺记账权从而将交易写入网络并获得奖励。

停放车辆通过将闲置计算资源租用给MEC节点获得收益。MEC节点通过调整自身租用的计算资源，使得自身效用最大化，自身效用最大化表达式为：

其中f_i表示MEC节点i购买计算资源数量的策略集，F_-i表示除MEC节点i其他节点购买计算资源数量的策略集，P表示所有停放车辆价格配置的策略集，φ_i表示MEC节点i的期望效用，R表示的固定奖励，r表示可变奖励，s_i表示第i个MEC节点要写入的区块大小，表示MEC节点i争夺记账权成功的概率，ω_ij表示MEC节点i选择停放车辆j的概率， p_ij表示MEC节点i购买停放车辆j计算资源的价格，f_ij表示MEC节点i购买停放车辆的计算资源数量，D_max表示MEC节点购买计算资源的上限。

停放车辆效用函数可以表示为：

s.t.0≤p_ij≤p^max