CN112988771A - 一种基于区块链的出行积分管理*** - Google Patents

一种基于区块链的出行积分管理*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种基于区块链的出行积分管理***，包括数据处理子***、积分换算子***和积分应用子***，其中数据处理子***将出行数据经过加密处理后生成的组合密钥传输至积分换算子***，积分换算子***在接收到组合密钥后根据预设的积分变动规则对组合密匙中的积分值进行换算处理；积分应用子***用于根据接收用户的操作信息并根据操作信息对积分值进行处理。本发明提出的一种基于区块链的出行积分管理***，解决了现有的交通管理***存在效率低的问题。

Description

一种基于区块链的出行积分管理***
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种基于区块链的出行积分管理***。
背景技术
在当今的社会背景下，频繁的人与人、车与车、人与车的出行交互使得不文明的交通现象越来越普遍，行人乱穿马路、机动车闯红灯通过路口、机动车超速行驶、机动车加塞、车辆的乱停乱放等现象在城市的交通环境中每天都在发生。不文明的交通现象不断影响着城市的交通秩序，使城市交通的拥堵现象越发严重，大大提高了发生交通事故的可能性，并造成了巨大的经济损失。不文明的出行让交通的管制变得困难，相关的管理部门不得不投入更多的人力、物力与财力对其进行治理，增加了交通管理的成本，对国民经济的良好发展产生了负面的影响。如何治理不文明交通现象已经成为交通管理的一大难点，目前已采用的交通管理方法存在不安全、效率低的弊端。
发明内容
本发明提出一种基于区块链的出行积分管理***，以解决现有的交通管理***存在效率低的问题。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于区块链的出行积分管理***，包括：
包括数据处理子***、积分换算子***和积分应用子***，其中：
所述数据处理子***被配置为：获取出行者的出行数据，其中所述出行数据包括出行者的身份信息数据、出行行为数据和积分值；将出行数据经过加密处理后生成的组合密钥传输至积分换算子***；
所述积分换算子***被配置为：将接收到的组合密匙储存在区块链数据库中；根据预设的积分变动规则对所述组合密匙中的积分值进行换算处理；
积分应用子***被配置为：从积分换算子***获取换算处理后的积分值；接收用户的操作信息并根据操作信息对积分值进行处理。
优选的是，数据处理子***包括图像采集设备、图像识别模块、人脸识别模块、标识感应模块、加密模块和传输模块；其中
所述图像识别模块用于根据采集的图像信息提取出行者的身份信息和判断出行行为是否和预设行为特点信息相匹配。
优选的是，所述图像采集设备包括道路固定抓拍设备、车载摄像头抓拍设备和无人机抓拍设备中的一种或几种；
所述标识感应模块为机动车标识感应、非机动车标识感应以及行人IC卡感应中的一种或几种。
优选的是，所述积分换算子***包括解密模块、积分奖励模块和积分惩罚模块。
优选的是，所述积分应用子***包括积分查询子模块、积分交易子模块和信息反馈子模块，其中
所述的积分交易子模块用于：根据出行者的请求信息改变当前人行信号绿灯的时间并扣除发起请求信息的出行者的积分值。
优选的是，所述积分换算子***还包括积分返还模块，所述积分返还模块被配置为：
预先从出行者的积分值中扣除一定的积分；
当出行者的出行行为是否和预设行为特点信息相匹配时，返还一定的积分；若否，则扣除一定的积分。
优选的是，还包括智能信号灯，所述智能信号灯用于接收积分应用子***发送的信号调整红绿灯的时长比例和次序。
优选的是，还包括语音提示设备和道路隔离设备。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明采用区块链融合积分变动的技术，一方面实现了对出行者数据信息的管理以及高效对出行者积分进行变动处理，以具有数据管理优势的区块链技术作为支撑搭建积分***引导出行者的出行行为；另一方面，由于区块链技术本身具有的安全、稳定的技术优势，本积分***避免了现有技术中数据信息易被篡改的技术弊端，使积分***对积分的处理和记录等更加安全、稳定、高效。
附图说明
图1是本发明出行积分管理***的结构框架图；
图2是出行积分变动方法的流程图；
图3是本发明出行积分管理***的示意图。
图中：1-数据处理设备、2-人脸识别模块、3-无人机抓拍设备、4-语音提示设备、5-行人IC卡感应设备、6-机动车标识感应设备、7-车载摄像头抓拍设备、8-非机动车标识感应设备、9-图像识别模块、10-道路隔离设备、11-智能信号灯、12-线上应用APP、13-线上应用微信公众号、14-线上应用设备、15-道路固定抓拍设备。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1：一种基于区块链技术的出行积分***，如图1，本***包括数据处理子***、积分换算子***和积分应用子***。
(1)数据处理子***
数据处理子***主要运用了视频拍摄以及图像识别的技术，在采集和记录了出行者行为以及身份信息后将这些信息生成特殊的出行者信息组合密钥传输给积分换算子***进行处理。为了准确地识别、感应出行者的出行行为和身份信息。数据处理子***包括图像采集设备、图像识别模块9、人脸识别模块2、标识感应模块、加密模块和传输模块：
1)图像采集设备
图像采集设备是一类利用图像视频抓拍技术对道路状况进行记录的技术，用于采集出行者的出行行为的图像视频资料，具体包括：道路固定抓拍设备15、车载摄像头抓拍设备7和无人机抓拍设备3。
①道路固定抓拍设备15
在公安交警部门的帮助下，利用现有的道路摄像抓拍技术以及道路天眼***对道路上的车辆、行人等的出行行为进行记录、采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别挖掘处理与分析，识别出行者的身份与行为信息。
②车载摄像头抓拍设备7
在公安交警部门的帮助下，与出租车公司以及公交车公司的合作，在出租车以及公交车上安装车载摄像头用于抓拍道路上的出行者的出行行为，对道路的出行者不文明出行行为进行采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别以及挖掘处理与分析，能够进一步识别出行者的身份信息与行为信息。
③无人机抓拍设备3
利用无人机在道路上方视角开阔处垂直拍摄，对出行者的出行行为进行采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别以及挖掘处理与分析，能够进一步识别出行者的身份信息与行为信息。
2)图像识别模块9
包括对出行者身份信息进行识别的图像识别以及对出行者出行行为进行识别的图像识别。其主要的功能是根据采集的图像信息分析出行者的出行行为是否和预设行为特点信息相匹配，并辅助用于识别出行者的身份信息(比如说通过车辆的牌照信息和外观特征等对车辆身份进行识别)。
3)人脸识别模块2
主要的功能是辅助对行人或车辆驾驶者的面部特征进行检测、识别，辨别行人及车辆驾驶者的身份。
4)标识感应模块
标识感应按照出行者的种类的不同又可以分为机动车标识感应设备6、非机动车标识感应设备8以及行人IC卡感应设备5。出行者需要携带相应的身份标识(机动车身份标识、非机动车身份标识、行人身份IC卡)，通过感应设备可以对这些身份标识进行识别，从而更加准确、高效地识别出出行者的具体身份。
(2)积分换算子***
积分换算子***包括解密模块、积分奖励模块和积分惩罚模块。积分换算子***利用区块链技术针对数据处理子***记录上传的出行者出行行为组合密钥，该子***根据***规定的积分变动规则，即文明出行加分，不文明出行减分的原则对出行者的积分进行换算处理，得到现有的出行者积分。
在积分换算处理的过程中，出行者会因为文明的出行行为被***奖励，表现为积分值的增加；出行者也会因为不文明的出行行为而被惩罚，表现为积分的减少，积分具体增减值的多少还与出行者的历史文明程度有关，出行者的历史文明程度体现为其过去积累的文明积分值的高低。
所述的积分换算子***将出行者的出行行为文明与否与其积分的增加取得具体的联系，出行者的积分值是可以为他们换取其他的利益的，比如时间利益，即提前的合法通行机会带来的对时间的节省。为了追求积分带来的利益，出行者可以逐渐认识到文明出行的重要性，越来越重视对出行文明积分的积累，从而最终能够主动选择文明的出行方式。
1)积分奖励模块
基于积分换算子***对出行者积分的变动处理，积分应用子***中的积分奖励模块遵循积分换算子***制定的积分变动规则，对出行者进行有关积分的奖励，总体的原则是：当出行者以文明的方式出行时(遵守交通规则出行)他们就会获得积分奖励，而这种获得积分奖励的应用由积分奖励模块实现。
2)积分惩罚模块
基于积分换算子***对出行者积分的变动处理，积分应用子***中的积分惩罚模块遵循积分换算子***制定的积分变动规则，对出行者进行有关积分的扣除，总体的原则是：当出行者以不文明的方式出行时(违反交通法规出行)他们就会受到有关积分的惩罚，而这种获得积分惩罚的应用由积分惩罚模块实现。
(3)积分应用子***
积分应用子***以线上APP作为依托，可以满足出行者不同的应用服务需求，比如出行者可以对自己现有的积分值进行查询，还可以对自己积分的增减变动的分值、时间、原因等进行查询。再如，出行者之间可以通过积分应用子***进行合作，在出行者之间对积分进行交易，减少某部分出行者的积分闲置的同时满足另一部分急需积分的出行者的积分需求，促进了***对道路交通出行者的合作管理。
积分应用子***包括积分查询子模块、积分交易子模块、积分返还模块和信息反馈子模块。
积分交易子模块用于：根据出行者的请求信息改变当前人行信号绿灯的时间并扣除发起请求信息的出行者的积分值。
积分返还模块被配置为：预先从出行者的积分值中扣除一定的积分；当出行者的出行行为是否和预设行为特点信息相匹配时，返还一定的积分。
实施例2：一种基于区块链技术的出行积分变动方法，如图2。
①采集出行者行为的图像与视频。
根据实际需要，使用道路固定抓拍、车载摄像头抓拍、无人机抓拍，采集、记录出行者(行人、机动车驾驶者、非机动车驾驶者)的出行行为，为之后对出行者出行行为的挖掘分析以及对其身份信息的识别打下基础与前提，如图3所示，该步骤依托的实体设备是图像采集设备，包括道路固定抓拍设备15、车载摄像头抓拍设备7和无人机抓拍设备3。
例1：在某路段区域，有一辆汽车闯红灯违章，违章时间为下午17点，这时该汽车的违章行为可能被多种图像采集设备同时记录，道路固定抓拍设备15、车载摄像头抓拍设备7、无人机抓拍设备3同时记录了该车辆的闯红灯行为，三者之间提供对比反复确认该汽车的违章行为，使得***对该汽车的闯红灯行为记录更准确，采集出行者行为的图像与视频主要运用的就是图像采集设备，参考示例如下。
表1：出行者行为图像的采集
Figure BDA0002942726400000061
②识别出行者出行行为信息。
利用图像识别技术挖掘分析出行者的不同出行行为，并根据出行者的不同类别将这些出行行为也进行归类，分析出出行者的不同出行行为是文明的还是不文明的，便于***对出行者的积分进行相应的变动处理，根据对图像的识别可以对不同类型的出行者的不同的行为赋予一个类别ID。
例2：某一行人以文明的方式出行(完全遵守交通法规和道德规范)，那么这个行人的类别ID就为a1；某一机动车在某一个路口闯红灯通过，那么这辆机动车的类别ID就为b2；某一非机动车占用机动车道，与机动车抢行，那么这辆非机动车的类别ID就为c5。根据出行者的类型的不同(行人、机动车、非机动车)以及出行方式的不同(文明出行、各种各样的不文明出行)，出行者可以获得关于其出行行为不同的类别ID，可以简单地对其中的部分类别ID进行展示，参考示例如下：
表2：类别ID与相对应的出行行为编号
Figure BDA0002942726400000062
③识别出行者的身份信息。
在利用图像识别技术进行挖掘分析之后，***还要能够识别出行者的身份信息，知道具体是谁做了什么事。具体的身份信息识别方法是对于行人，主要采用人脸识别以及对行人IC卡标识进行感应识别的方法；对于机动车，主要通过针对车辆牌照的图像识别的方法以及通过对机动车身份标识进行识别的方法；对于非机动车，目前主要通过对非机动车身份标识进行识别的方法，随着以后的相关法规政策的调整，比如说为非机动车上牌照等等，也可以通过对非机动车牌照的图像识别来确定非机动车的身份信息。
出行者被赋予能够区分个体的特征ID，可以提前采集出行者的身份信息，用数字组合编号来表示，数字的组合排序可以按照区块链中关于哈希函数SHA256值的编写方法来进行，用不同次序的1和0来区分识别每一个不同的出行者个体，比如某个行人可以用1001101001这样的个体特征ID来表示。
例3：上述的行人1001101001在路口处不等待人行信号灯变为绿灯就直接乱穿马路，那么这个行人的组合ID可以表示为1001101001a2，利用类似的方式可以对每一个出行者个体按照其类别和出行行为进行编码，字母代表出行者种类类别，字母前面的数字代表出行者的个体特征ID，字母后面的数字代表出行者行为的类别。
④向区块链数据库上传出行者信息组合密钥。
获得了出行者的出行行为信息和身份信息后，***将这两种信息以类别ID和个体特征ID的形式来表示，结合出行者现在具有的积分值可以组成一个组合密钥上传到以区块链技术为基础与核心的***积分数据库中，然后在积分换算子***中，对组合密钥进行进一步的积分变动处理。
组合密钥是在上述类别ID和个体特征ID进行组合的基础上把出行者所带有的积分也表示出来，为了与出行者的类别ID和个体特征ID区分开来用中括号把出行者的积分值与出行者的组合ID隔开。
例4：上述的行人1001101001在路口处不等待人行信号灯变为绿灯就直接乱穿马路，而且这个行人带有200分的积分，那么这个行人的组合密钥可以表示为1001101001a2[200]。
⑤出行者积分的计算。
对出行者积分的计算主要取决于两点：一是出行者原有积分值的多少，二是出行者出行行为文明与否。出行者原有积分值的多少决定了出行者积分等级的高低，其原有的积分值越高，积分等级也就越高，积分等级越高的出行者积攒积分就越容易。出行者出行行为文明与否决定了积分变动的方向，即积分是增加还是减少，具体的原则是***会奖励给文明的出行者一定的积分，扣除不文明的出行者一定的积分。结合以上两点，积分***的积分变动规则是：积分等级越高的出行者在文明出行时可以获得越多的积分，而不文明出行时却会被扣除较少的积分；反之，积分等级越低的出行者在文明出行时可以获得越少的积分，而不文明出行时却会被扣除较多的积分。
例5：上述的行人1001101001在路口处不等待人行信号灯变为绿灯就直接乱穿马路，而且这个行人带有200分的积分，那么这个行人的组合密钥可以表示为1001101001a2[200]。而这个行人因为乱穿马路的不文明出行行为需要对其积分进行扣除，按照积分换算子***的积分规则，该行人的积分等级为等级3，由于不文明的出行行为应被扣分12分，可以表示为1001101001a2[200(-12)]，具体的积分变动规则如下：
表3：积分变动规则
出行者积分值 出行者积分等级 每次积分奖励值 每次积分惩罚值
<0 1 3 20
0-199 2 6 16
200-499 3 9 12
500-999 4 12 8
≥1000 5 15 4
积分换算子***采用了先扣分再加分的方式，目的是为了排除出行者恶意逃避身份信息感应的情况，也使得积分的变动处理更加简便。以行人为例，为了降低被***准确识别的可能性，行人可能故意不携带自己的身份标识IC卡，使得***无法通过直接感应的方式确定其身份，为了减少这种情况的发生，***会预先给每一个出行者扣除一定的积分值，将这个积分值放置在***后台保管，每次出行行为发生时，***会根据出行者的积分奖惩情况来决定为出行者返还多少积分。比如规定每次需要为出行者返还10分，如果这个出行者是积分文明等级1的出行者，那么该出行者在文明出行时，***会为其返还13分(10+3＝13)；该出行者在不文明出行时，***会继续为其扣除10分(10-20＝-10)。当***无法感应出某个出行者的身份时，该出行者需要自己向***说明自己的身份，否则将失去本次返还10分基础积分的机会。
⑥积分应用子***。
例6：某行人1001101001散步的时候需要过马路，此时这个行人时间充裕，不着急过马路，选择文明过马路(等待信号灯为绿灯时再通过)。当出行者需要尽快过马路，他可以通过智能信号灯11的路侧按钮向***发出申请并刷自己的积分IC卡进行审核，为的是***帮助他改变智能信号灯11的时间，上述过程为对文明出行的一种时间补偿。以时间补偿(最主要的利益补偿形式)以及其他相关利益作为吸引可以使得出行者长期为了积累自己的积分而选择文明的方式出行。
实施例3：一种基于区块链技术的出行积分***依托的实体设施设备。
(1)识别设备
包括图像采集设备、图像识别模块9、人脸识别模块2、标识感应设备几大类，具体概念图如图3所示：
1)图像采集设备
图像采集设备是一类利用图像视频抓拍技术对道路状况进行记录的设备，用于采集出行者的出行行为的图像视频资料，具体包括：道路固定抓拍设备15、车载摄像头抓拍设备7和无人机抓拍设备8。
①道路固定抓拍设备15
在公安交警部门的帮助下，利用现有的道路摄像抓拍技术以及道路天眼***对道路上的车辆、行人等的出行行为进行记录、采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别挖掘处理与分析，识别出行者的身份与行为信息。
②车载摄像头抓拍设备7
在公安交警部门的帮助下，与出租车公司以及公交车公司的合作，在出租车以及公交车上安装车载摄像头用于抓拍道路上的出行者的出行行为，对道路的出行者不文明出行行为进行采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别以及挖掘处理与分析，能够进一步识别出行者的身份信息与行为信息。
③无人机抓拍设备8
利用无人机在道路上方视角开阔处垂直拍摄，对出行者的出行行为进行采集，采集后在通过后期对视频资料的图像识别以及挖掘处理与分析，能够进一步识别出行者的身份信息与行为信息。
2)图像识别模块9
包括对出行者身份信息进行识别的图像识别设备以及对出行者出行行为进行识别的图像识别设备。其主要的功能是根据采集的图像信息分析出行者的出行行为是否是文明的并辅助用于识别出行者的身份信息(比如说通过车辆的牌照信息和外观特征等对车辆身份进行识别)。
3)人脸识别模块2
主要的功能是辅助对行人或车辆驾驶者的面部特征进行检测、识别，辨别行人及车辆驾驶者的身份。
4)标识感应设备
标识感应设备按照出行者的种类的不同又可以分为机动车标识感应设备6、非机动车标识感应设备8以及行人IC卡感应设备5。出行者需要携带相应的身份标识(机动车身份标识、非机动车身份标识、行人身份IC卡)，通过感应设备可以对这些身份标识进行识别，从而更加准确、高效地识别出出行者的具体身份。
为了方便识别出行者的信息，我们可以要求出行者在出行时携带记录自己身份信息标识或IC卡，标识感应设备的主要功能就是对这些标识信息进行感应和信息筛选的，目的是丰富我们对出行者身份的识别手段，使得身份识别更加准确。
(2)交通基础辅助设施
包括智能信号灯11、语音提示设备4、道路隔离设备10等几类：
1)智能信号灯11
由于对出行者的引导过程中需要为出行者提供一定的时间利益，也就是我们所说的对出行者文明出行的时间补偿，而这种时间补偿的根本提供方法就是利用智能信号灯11调节信号灯红绿灯的次序和时长比例来完成的。比如需要给行人提供时间补偿时，综合道路情况发现车辆不是很拥堵时便可以将行人段的红灯时长调短，使得行人可以提前在绿灯下通行。因此，智能信号灯11是整个***中非常重要的基础设施。
2)语音提示设备4
它的主要功能是对出行者进行提示，使其注意安全，遵守规则，以文明的方式出行，具有一定的引导和教育作用。
3)道路隔离设备10
它的主要功能是对道路上的出行者进行正常的安全隔离，与现有的道路隔离设备10功能类似。
(3)数据处理设备1
数据处理设备1利用后台计算机，应用区块链技术对识别设备记录的出行者行为信息数据以及其相应的积分数据进行处理，其数据库相当于一个记录积分变动情况的总账本。
(4)线上应用设备14
线上应用设备14通过建立线上应用APP 12与线上应用微信公众号13为出行者提供了积分查询、积分交易、意见反馈等各种各样的线上积分应用服务。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的***领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，包括数据处理子***、积分换算子***和积分应用子***，其中：
所述数据处理子***被配置为：获取出行者的出行数据，其中所述出行数据包括出行者的身份信息数据、出行行为数据和积分值；将出行数据经过加密处理后生成的组合密钥传输至积分换算子***；
所述积分换算子***被配置为：将接收到的组合密匙储存在区块链数据库中；根据预设的积分变动规则对所述组合密匙中的积分值进行换算处理；
积分应用子***被配置为：从积分换算子***获取换算处理后的积分值；接收用户的操作信息并根据操作信息对积分值进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，
数据处理子***包括图像采集设备、图像识别模块、人脸识别模块、标识感应模块、加密模块和传输模块；其中
所述图像识别模块用于根据采集的图像信息提取出行者的身份信息和判断出行行为是否和预设行为特点信息相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，所述图像采集设备包括道路固定抓拍设备、车载摄像头抓拍设备和无人机抓拍设备中的一种或几种；
所述标识感应模块为机动车标识感应、非机动车标识感应以及行人IC卡感应中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，所述积分换算子***包括解密模块、积分奖励模块和积分惩罚模块。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，所述积分应用子***包括积分查询子模块、积分交易子模块和信息反馈子模块，其中
所述的积分交易子模块用于：根据出行者的请求信息改变当前人行信号绿灯的时间并扣除发起请求信息的出行者的积分值。
6.根据权利要求4所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，
所述积分换算子***还包括积分返还模块，所述积分返还模块被配置为：
预先从出行者的积分值中扣除一定的积分；
当出行者的出行行为是否和预设行为特点信息相匹配时，返还一定的积分；若否，则扣除一定的积分。
7.根据权利要求5所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，还包括智能信号灯，所述智能信号灯用于接收积分应用子***发送的信号调整红绿灯的时长比例和次序。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的出行积分管理***，其特征在于，还包括语音提示设备和道路隔离设备。
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