區塊鏈在車輛違章監控安全管理系統中的應用探索

林升茂 鄧曉彤 曾耀

摘要：加強交通違章管理，能夠對減少交通事故發生具有積極意義。而在進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”的違法現象也時有報道，這嚴重違背了扣分處罰的最初目地。區塊鏈技術應用在數據的可追溯和難篡改方面具有技術優勢，將區塊鏈應用車輛違章監控安全管理系統中，一旦駕駛人員產生交通違章行為，一直到最后接受相關交通處罰，整個過程數據上鏈，確保受處罰人員是發生違章行為的駕駛人員本人，進而避免了為他人代扣和“買分賣分”的不當行為，進而維護了交通安全管理秩序，有效減少交通違章行為發生。

關鍵詞：區塊鏈，違章監控，可追溯

一、引言

我國的交通公路近年來發展迅速，車輛數量也在不斷增多，但交通違章等交通安全形勢依然較為嚴峻，我國也是世界上交通事故發在最多的國家之一。同時，隨著經濟的發展和城市建設的增加，城市交通問題也增多，交通沖突點及違章現象多，經濟發達地區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。另外在一些節假日高速公路上，常常會有違規占用應急車道等現象，當有事故發生時，導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控，實現交通智能化建設是當前交通發展中需要重點關鍵的問題。

交通違章一直是交通安全領域重點關鍵的問題，通過調研發現，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，通過技術手段提升交通違章監控效率和處罰力度，能夠為改善交通安全問題，減少交通事故發生起到積極作用[1]。

在現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”的現象，這嚴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”的違法現象也時有報道，這嚴重違背了扣分處罰的最初目地。而區塊鏈技術因其在數據的可追溯和難篡改等方面具有應用潛力，將區塊鏈應用車輛違章監控安全管理系統中，一旦駕駛人員產生交通違章行為，一直到最后接受相關交通處罰，整個過程數據上鏈，確保受處罰人員是發生違章行為的駕駛人員本人，進而避免了為他人代扣和“買分賣分”的不當行為，進而維護了交通安全管理秩序，有效減少交通違章行為發生[2]。

二、區塊鏈在車輛違章監控安全管理系統中應用優勢

區塊鏈是一個多技術集合的創新應用模式，它本質上是一個去中心化的數據庫，整個區塊鏈網絡系統不依賴額外的第三方組織機構建立信任機制[3]。區塊鏈在車輛違章監控系統的使用將打破傳統智能交通系統中心化的結構，不僅能滿足交通數據訪問控制中對安全性和隱私性的要求。除此，采用聯盟區塊鏈技術實現交通數據去中心化管理，使用密碼學中的非對稱加密算法保證數據共享的安全性和機密性，服務部門根據屬性集和關鍵詞從區塊鏈上獲取相應的密文，能實現數據細粒化的管理，服務部門也能分析獲得的交通數據為車載單元提供定制化服務。

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

三、區塊鏈在車輛違章監控安全管理系統中的應用

結合區塊鏈技術應用的技術特點，結合車輛安全管理中的各環節業務處理過程，將區塊鏈應用車輛違章監控安全管理系統中，一旦駕駛人員產生交通違章行為，一直到最后接受相關交通處罰，整個過程數據上鏈，確保受處罰人員是發生違章行為的駕駛人員本人。

在具體應用中，結合傳統交通違章監控設計，將區塊鏈融入相關軟件系統開發中，以下是現有交通監控中實現智能監控的具體過程：

第一步，通過硬件設備，由“電子眼”等傳感器抓拍圖片。當在監控視野范圍內發生交通行為，通過監控高清攝像頭采集相關的行為圖片證據。

第二步，進一步通過內部圖像處理器將抓拍獲取的圖片進行預處理。因為圖片質量將影響對車輛違章行為的判別和進一步技術處理，因此需要將原始采集的圖像進行相應的處理，以保證圖片的清晰。

第三步，進一步進行車輛違章行為檢測與識別。通過利用數字圖像識別技術，對檢測車輛-軌跡跟蹤-違法判斷-車牌識別等技術手段，進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一步傳送至初審員處，由初審員對照片進行初審，并進行違法記錄，錄入違章系統。

第五步，違章系統將違章信息發生至車輛當事人。

以上過程是在現有交通智能監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。這樣的過程，不僅過程復雜，而且效果較差。如果系統受到未授權的攻擊，或者數據的存儲設備遭到破壞，這些都將給數據真實性和完整性帶來破壞。

將區塊鏈技術運用于車輛違章監控安全管理系統中，結合以上處理過程，將整個過程中的數據上鏈處理。相關的交通管理部門，包括交警、車管所等機構和單位都可認證為交通區塊鏈網絡上的節點，同時車主駕駛員、以及相應區域地點交通監控設施等相關參與方都可認證為網絡中的節點。將相關的交通法規部署在智能合約上，在所建立的交通監控系統的配合下，實現對交通車輛進行實時監控，如果產生相關為違章行為，將自動生成交通違法記錄，相關數據上鏈。

當車輛被檢測出存在違章行為后，所檢測點的相關信息和車輛違章行為的證據圖片等都會自動上傳到區塊鏈網絡系統中。且認證為交通管理身份的相關節點將參與此次違章行為的鑒定，當達到相應的驗證廣播量時，實現完全確定本次交通違章行為的事實存在，并且通過觸發智能合約自動執行，出現相應的交通處罰，系統將違章行為相關信息和處罰相關信息都反饋給車主。

在進行交通處罰時，車主駕駛員也根據相關處罰接受處理，包括通過系統支付相應處罰的數字貨幣，系統也通過自動執行智能合約扣分等。在進行處罰過程中，確保通過違章的駕駛人員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生的數據數據都記錄在基于區塊鏈為底層技術所建立的車輛違章監控安全管理系統中。

四、應用前景

區塊鏈技術的在全世界范圍內產業發展應用中現正處于一個高速發展時期，在中國得到了高度重視。在中國發展規劃中，已經明確將區塊鏈技術作為產業創新發展的重要技術，中國的官方和企業多次推出了相關的區塊鏈研究和發展報告，多次舉辦了與區塊鏈技術相關的發展論壇，這些都表明了中國官方對區塊鏈技術發展的支持力度極大[5]。

隨著5G通信技術的全面發展與應用，將區塊鏈協同5G通信共同發展，將給各行業帶來新的產業革命。區塊鏈技術是能打通各個技術領域將其連接的基礎技術模式，區塊鏈應用于交通安全領域具有較大的應用前景。在今后的行業發展中需要不斷的挖掘研究提高區塊鏈技術應用潛力，為實現價值信息時代做出貢獻，同時也需要發展大量基于區塊鏈的交通安全新產業、新模式。

五、總結

基于區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，并且能更準確更實時的對違章車輛進行監控及記錄。并且根據區塊鏈技術的本身優勢，在車輛違章監控的應用中，使車聯網信息的更安全、違章事故的處理更便捷。隨著區塊鏈技術的發展，結合5G通信技術，區塊鏈技術在車輛違章監控安全管理系統的應用將具有較好的應用前景。

參考文獻：

[1]丁楊. 城市街道交通安全的影響因素與規劃策略--以武漢市主城區為例[D]. 武漢大學.2019

[2]韓雪.交通違法"買分賣分"行為刑事處罰研究[J].汽車與安全，2018，（5）：79-84.

[3]周麗.區塊鏈技術在信息安全中的應用研究[J].電子元器件與信息技術，2020，（4）：30-32.

[4]陳梅.基于新型區塊的售票系統的設計與實現[J].信息技術，2020，（8）：28-33，38.

[5]黃漪嵐.基于區塊鏈技術與稅源管控結合的探究[J].科學咨詢，2020，（36）：151-152.

（項目基金：2020年國家級大學生創新創業訓練計劃項目（編號：202010616052X），2020年成都理工大學科技立項項目。）