區(qū)塊鏈在車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中的應(yīng)用探索

林升茂 鄧曉彤 曾耀

摘要：加強交通違章管理，能夠?qū)p少交通事故發(fā)生具有積極意義。而在進(jìn)行車輛違章行為處罰過程中，最為常見的處罰措施是扣分加罰款，但“買分賣分”的違法現(xiàn)象也時有報道，這嚴(yán)重違背了扣分處罰的最初目地。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)的可追溯和難篡改方面具有技術(shù)優(yōu)勢，將區(qū)塊鏈應(yīng)用車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中，一旦駕駛?cè)藛T產(chǎn)生交通違章行為，一直到最后接受相關(guān)交通處罰，整個過程數(shù)據(jù)上鏈，確保受處罰人員是發(fā)生違章行為的駕駛?cè)藛T本人，進(jìn)而避免了為他人代扣和“買分賣分”的不當(dāng)行為，進(jìn)而維護(hù)了交通安全管理秩序，有效減少交通違章行為發(fā)生。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈，違章監(jiān)控，可追溯

一、引言

我國的交通公路近年來發(fā)展迅速，車輛數(shù)量也在不斷增多，但交通違章等交通安全形勢依然較為嚴(yán)峻，我國也是世界上交通事故發(fā)在最多的國家之一。同時，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)的增加，城市交通問題也增多，交通沖突點及違章現(xiàn)象多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)交通違章管理問題尤為突出。通過對交通事故處理和造成交通事故的原因進(jìn)行分析，往往最開始都是由一些小的違章引起的。另外在一些節(jié)假日高速公路上，常常會有違規(guī)占用應(yīng)急車道等現(xiàn)象，當(dāng)有事故發(fā)生時，導(dǎo)致救援車輛無法通過，錯過了最佳救援時間。因此，加強交通安全管理，加大交通車輛違章監(jiān)控，實現(xiàn)交通智能化建設(shè)是當(dāng)前交通發(fā)展中需要重點關(guān)鍵的問題。

交通違章一直是交通安全領(lǐng)域重點關(guān)鍵的問題，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多交通事故往往都是由小的交通違章行為引起的。除了通過加強交通安全教育，提升交通違章處罰力度外，通過技術(shù)手段提升交通違章監(jiān)控效率和處罰力度，能夠為改善交通安全問題，減少交通事故發(fā)生起到積極作用[1]。

在現(xiàn)有的交通違章處理中，最為常見的處罰措施是扣分加罰款，但又出來了“買分賣分”的現(xiàn)象，這嚴(yán)重違背了扣分處罰的最初目地。最為常見的處罰措施是扣分加罰款，但“買分賣分”的違法現(xiàn)象也時有報道，這嚴(yán)重違背了扣分處罰的最初目地。而區(qū)塊鏈技術(shù)因其在數(shù)據(jù)的可追溯和難篡改等方面具有應(yīng)用潛力，將區(qū)塊鏈應(yīng)用車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中，一旦駕駛?cè)藛T產(chǎn)生交通違章行為，一直到最后接受相關(guān)交通處罰，整個過程數(shù)據(jù)上鏈，確保受處罰人員是發(fā)生違章行為的駕駛?cè)藛T本人，進(jìn)而避免了為他人代扣和“買分賣分”的不當(dāng)行為，進(jìn)而維護(hù)了交通安全管理秩序，有效減少交通違章行為發(fā)生[2]。

二、區(qū)塊鏈在車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中應(yīng)用優(yōu)勢

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€多技術(shù)集合的創(chuàng)新應(yīng)用模式，它本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不依賴額外的第三方組織機(jī)構(gòu)建立信任機(jī)制[3]。區(qū)塊鏈在車輛違章監(jiān)控系統(tǒng)的使用將打破傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)中心化的結(jié)構(gòu)，不僅能滿足交通數(shù)據(jù)訪問控制中對安全性和隱私性的要求。除此，采用聯(lián)盟區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)交通數(shù)據(jù)去中心化管理，使用密碼學(xué)中的非對稱加密算法保證數(shù)據(jù)共享的安全性和機(jī)密性，服務(wù)部門根據(jù)屬性集和關(guān)鍵詞從區(qū)塊鏈上獲取相應(yīng)的密文，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)細(xì)?；墓芾?，服務(wù)部門也能分析獲得的交通數(shù)據(jù)為車載單元提供定制化服務(wù)。

采用區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)難篡改和可追溯性應(yīng)用于車輛違章數(shù)據(jù)的傳輸與存儲具有重要的價值意義。區(qū)塊鏈?zhǔn)峭ㄟ^特有的賬本形式，對發(fā)生的每一次交易都通過時間序列的形式形成數(shù)據(jù)區(qū)塊，且每次的交易都會形成帶有時間戳的數(shù)據(jù)區(qū)塊，想要修改一個區(qū)塊，則后面的所有區(qū)塊都得將重新生成。所形成這種帶時間戳的數(shù)據(jù)區(qū)塊，通過為數(shù)據(jù)交易追溯提供依據(jù)。另一方面在每次數(shù)據(jù)交易和驗證過程中，都是通過共識機(jī)制保障，想要修改區(qū)塊，在共識機(jī)制下進(jìn)行是需要耗費極大的成本。如果是采用的工作量證明的權(quán)益機(jī)制，想要修改區(qū)塊鏈，需要擁有51%以上的算力才能修改相關(guān)數(shù)據(jù)[4]。而且破壞數(shù)據(jù)也不符合大多數(shù)節(jié)點利益，所以這也一定程度上增加了數(shù)據(jù)的難篡改性。

三、區(qū)塊鏈在車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)特點，結(jié)合車輛安全管理中的各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)處理過程，將區(qū)塊鏈應(yīng)用車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中，一旦駕駛?cè)藛T產(chǎn)生交通違章行為，一直到最后接受相關(guān)交通處罰，整個過程數(shù)據(jù)上鏈，確保受處罰人員是發(fā)生違章行為的駕駛?cè)藛T本人。

在具體應(yīng)用中，結(jié)合傳統(tǒng)交通違章監(jiān)控設(shè)計，將區(qū)塊鏈融入相關(guān)軟件系統(tǒng)開發(fā)中，以下是現(xiàn)有交通監(jiān)控中實現(xiàn)智能監(jiān)控的具體過程：

第一步，通過硬件設(shè)備，由“電子眼”等傳感器抓拍圖片。當(dāng)在監(jiān)控視野范圍內(nèi)發(fā)生交通行為，通過監(jiān)控高清攝像頭采集相關(guān)的行為圖片證據(jù)。

第二步，進(jìn)一步通過內(nèi)部圖像處理器將抓拍獲取的圖片進(jìn)行預(yù)處理。因為圖片質(zhì)量將影響對車輛違章行為的判別和進(jìn)一步技術(shù)處理，因此需要將原始采集的圖像進(jìn)行相應(yīng)的處理，以保證圖片的清晰。

第三步，進(jìn)一步進(jìn)行車輛違章行為檢測與識別。通過利用數(shù)字圖像識別技術(shù)，對檢測車輛-軌跡跟蹤-違法判斷-車牌識別等技術(shù)手段，進(jìn)一步對交通車輛行為檢測分析。

第四步，將篩選出的車輛違章圖片進(jìn)一步傳送至初審員處，由初審員對照片進(jìn)行初審，并進(jìn)行違法記錄，錄入違章系統(tǒng)。

第五步，違章系統(tǒng)將違章信息發(fā)生至車輛當(dāng)事人。

以上過程是在現(xiàn)有交通智能監(jiān)控中較為常見的步驟，通過上述過程可以看出，從最初的車輛行為檢測與識別，外包到最后如果有交通違章行為的產(chǎn)生，以及到最后的違章行為處罰，都是通過各種渠道信息傳輸實現(xiàn)。這樣的過程，不僅過程復(fù)雜，而且效果較差。如果系統(tǒng)受到未授權(quán)的攻擊，或者數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備遭到破壞，這些都將給數(shù)據(jù)真實性和完整性帶來破壞。

將區(qū)塊鏈技術(shù)運用于車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中，結(jié)合以上處理過程，將整個過程中的數(shù)據(jù)上鏈處理。相關(guān)的交通管理部門，包括交警、車管所等機(jī)構(gòu)和單位都可認(rèn)證為交通區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點，同時車主駕駛員、以及相應(yīng)區(qū)域地點交通監(jiān)控設(shè)施等相關(guān)參與方都可認(rèn)證為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。將相關(guān)的交通法規(guī)部署在智能合約上，在所建立的交通監(jiān)控系統(tǒng)的配合下，實現(xiàn)對交通車輛進(jìn)行實時監(jiān)控，如果產(chǎn)生相關(guān)為違章行為，將自動生成交通違法記錄，相關(guān)數(shù)據(jù)上鏈。

當(dāng)車輛被檢測出存在違章行為后，所檢測點的相關(guān)信息和車輛違章行為的證據(jù)圖片等都會自動上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。且認(rèn)證為交通管理身份的相關(guān)節(jié)點將參與此次違章行為的鑒定，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的驗證廣播量時，實現(xiàn)完全確定本次交通違章行為的事實存在，并且通過觸發(fā)智能合約自動執(zhí)行，出現(xiàn)相應(yīng)的交通處罰，系統(tǒng)將違章行為相關(guān)信息和處罰相關(guān)信息都反饋給車主。

在進(jìn)行交通處罰時，車主駕駛員也根據(jù)相關(guān)處罰接受處理，包括通過系統(tǒng)支付相應(yīng)處罰的數(shù)字貨幣，系統(tǒng)也通過自動執(zhí)行智能合約扣分等。在進(jìn)行處罰過程中，確保通過違章的駕駛?cè)藛T與接受處罰的人員是同一人。從而完成整個違章行為處理，整個過程中的所有交易產(chǎn)生的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)都記錄在基于區(qū)塊鏈為底層技術(shù)所建立的車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)中。

四、應(yīng)用前景

區(qū)塊鏈技術(shù)的在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用中現(xiàn)正處于一個高速發(fā)展時期，在中國得到了高度重視。在中國發(fā)展規(guī)劃中，已經(jīng)明確將區(qū)塊鏈技術(shù)作為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要技術(shù)，中國的官方和企業(yè)多次推出了相關(guān)的區(qū)塊鏈研究和發(fā)展報告，多次舉辦了與區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)的發(fā)展論壇，這些都表明了中國官方對區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的支持力度極大[5]。

隨著5G通信技術(shù)的全面發(fā)展與應(yīng)用，將區(qū)塊鏈協(xié)同5G通信共同發(fā)展，將給各行業(yè)帶來新的產(chǎn)業(yè)革命。區(qū)塊鏈技術(shù)是能打通各個技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑵溥B接的基礎(chǔ)技術(shù)模式，區(qū)塊鏈應(yīng)用于交通安全領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。在今后的行業(yè)發(fā)展中需要不斷的挖掘研究提高區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用潛力，為實現(xiàn)價值信息時代做出貢獻(xiàn)，同時也需要發(fā)展大量基于區(qū)塊鏈的交通安全新產(chǎn)業(yè)、新模式。

五、總結(jié)

基于區(qū)塊鏈的交通違法記錄的方法能有效提高交管部門的工作效率，并且能更準(zhǔn)確更實時的對違章車輛進(jìn)行監(jiān)控及記錄。并且根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)的本身優(yōu)勢，在車輛違章監(jiān)控的應(yīng)用中，使車聯(lián)網(wǎng)信息的更安全、違章事故的處理更便捷。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合5G通信技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)在車輛違章監(jiān)控安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用將具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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（項目基金：2020年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（編號：202010616052X），2020年成都理工大學(xué)科技立項項目。）