一种基于区块链的车辆行驶数据的处理方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及车辆行驶数据处理，更具体地，涉及一种基于区块链的车辆行驶数据的处理方法、装置及系统。

背景技术

随着科技进步，社会发展已进入数字化时代，一切皆可数据化。由此，汽车行业正面临天翻地覆的变化，新技术正带动整个汽车行业朝向电动化、智能化、网联化快速演变，传统汽车面临各种新能源造车势力的严峻挑战，电动汽车快速崛起。以往，汽车厂商通过各种渠道将产品逐级销售给最终用户。现在，无论造车新势力还是转型中的传统车厂，正在通过互联网将车品直接销售给用户，逐步建立了庞大的车辆用户社区。

用户作为车辆的拥有者，车辆作为其生产工具，用户车辆在整个生命周期中随着行驶里程的累积消耗了大量能源，用户的车辆或智能设备，数字终端等正在每时每刻产生大量的数据，车厂或销售机构采集了大量的用户行为数据和车辆行驶数据，这些数据正在为企业产品的迭代演进和社会的进步提供巨大贡献和价值。然而，海量数据带来了高昂的存储成本，但由于时代科技的局限，整个行业的海量数据并未能被充分挖掘价值，能源消耗产生的大量数据所蕴含的很多潜在价值不可避免地被忽略和丢弃，而用户及其车辆作为贡献了这些海量数据的源头，并未能获得相应的价值度量、认可和奖励。

其中，车辆行驶里程作为汽车行业最为大众熟知的一种数字化计量手段之一，当其他车辆行驶数据可以转化为里程并做统一度量时，里程所承载的信息量及蕴含的价值应被全新评估衡量，被公平度量并赋予全新的价值和意义，从而使能源消耗产生的数据和里程累计带来可观测、可度量的价值，通过价值认定给予用户激励或奖励，建立正向和良性的生态循环。

发明内容

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于区块链的车辆行驶数据的处理方法、装置及系统，其能对车辆行驶数据进行公平度量和价值认定，并相应地颁发数字权证以示给予用户等量匹配的价值激励或价值证明奖励，充分利用汽车数据，拓展区块链技术的新应用。

解决问题的技术手段：

本发明提供一种基于区块链的车辆行驶数据的处理方法，用于进行用户及其车辆数据的价值度量，确定目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明，包括如下步骤：

车辆行驶数据的上链存证：在特定周期内，记录车辆行驶数据并进行汇总清理或清洗，并将处理后的所述车辆行驶数据上传到区块链存证；以及

滚动计算所述车辆行驶数据价值度量权重因子：在区块链节点出块时，从中心化数据中读取特定周期内所述车辆行驶数据及其变化量，利用

根据本发明，车辆行驶数据按单位时间周期上传至中心化数据库中，每单位时间周期计算一次该时间段内行驶数据变化量，不失一般性，可以每小时为例，以车辆行驶总里程的变化量为例。利用

也可以是，本发明中，计算出单个用户车辆的所述价值度量权重因子相对于所有用户车辆的所述价值度量权重因子总和的比例。

根据本发明，价值度量权重因子相对于整体所占比例表示各用户车辆被确定为目标对象的概率，即、获得颁发数字权证的概率，能确保单位时间周期内里程计量多的车辆产生的数据价值所对应获得颁发数字权证的可能性高于里程计量少的车辆。

也可以是，本发明中，在车辆行驶数据变化量打包后的哈希值上，加上所述区块链中从计算时点向前推算规定数量的区块的哈希值，对得到的结果再做哈希运算，将所得的哈希值作为随机数种子，通过所述随机数种子确定目标对象。

根据本发明，由于将数据包哈希值上链存证，区块链节点出块时，从中心化数据库中读取特定周期内各用户行驶数据变化量，并追加记录所有用户的里程变化量数据包的哈希值，因此计算得出的随机数种子公平、公允、公正，真实可信。借助于此，用户通过作为行驶数据的行使里程的累积逐步获得更多的被公允计量颁发的数字权证，提升了日常持续开车行驶的积极性、主动性以及获得更多价值认可的期望，建立正向的激励与反馈机制和良性生态循环。

也可以是，本发明中，通过归一化度量得出价值度量权重因子，所述归一化度量包含：

在所述车辆数据中选择统一的度量衡；

建立不同类型的车辆数据转换成统一度量单位的比例关系；

利用

所有用户车辆各自在单位时间周期内的所述数据价值度量因子构成一个集合，计算各所述数据价值度量因子在所述集合中所占比例。

借助于此，归一化度量可利用不同类型的车辆行驶数据，而非局限于同种数据，可使所获得的价值度量权重因子更可靠，对车辆行驶数据的利用更充分，可进一步确保单位时间周期内里程计量多的车辆产生的数据价值所对应获得颁发数字权证的可能性较高。

也可以是，本发明中，利用所述区块链节点收集到的所有有效车辆的所述车辆行驶数据，基于数字权益证明总量，计量出目标额度。

也可以是，本发明中，通过区块链智能合约以交易的方式对目标额度颁发至目标对象后的数据进行更新。

也可以是，本发明中，所述车辆行驶数据为车辆行驶里程、车辆位置变化量或车辆动力电池能源消耗。

本发明提供一种基于区块链的车辆行驶数据的处理装置，包括：

数据获取单元，获取所述车辆的车辆行驶数据；

数据整理单元，对获取的车辆行驶数据进行数据汇总清理或清洗，执行质量检查和校验，去除错误及不合理数据，并通过区块链对处理后的数据上链存证；以及

数据计算单元，在预定的不同时段对所有符合规则的用户车辆进行价值评估和认定，将处理后的车辆行驶数据转化为的价值度量权重因子，将所述价值度量权重因子打包后哈希运算并上链存证，计算出目标对象，对其给予颁发数字权证。

也可以是，本发明中，所述数据计算单元包括：

权重因子计算模块，其在区块链节点出块时，从中心化数据中读取特定周期内所述车辆行驶数据及其变化量，利用

上链存证模块，其将所述价值度量权重因子打包后执行哈希运算并将哈希结果上传到所述区块链存证。

也可以是，本发明中，所述数据计算单元还包括：

颁发概率计算模块，其计算出单个用户车辆的所述价值度量权重因子相对于所有用户车辆的所述价值度量权重因子总和的比例。

也可以是，本发明中，所述数据计算单元包括：

目标对象确定模块，其在车辆行驶数据变化量打包后的哈希值上，加上所述区块链中从计算时点向前推算规定数量的区块的哈希值，对得到的结果再做哈希运算，将所得的哈希值作为随机数种子，通过所述随机数种子确定目标对象。

也可以是，本发明中，所述数据计算单元包括：

目标额度计算模块，其利用所述区块链节点收集到的所有有效车辆的所述车辆行驶数据，基于数字权益证明总量，计量出目标额度。

本发明提供一种车辆行驶数据的处理系统，包括：

位于车辆处的数据监控装置；以及

如上所述的用于进行用户及其车辆数据的价值度量，确定并向目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明的车辆数据处理装置。

本发明提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器耦合的存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如上所述的用于进行用户及其车辆数据的价值度量，确定目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明的处理方法。

本发明提供一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如上所述的用于进行用户及其车辆数据的价值度量，确定目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明的处理方法。

发明效果：

本发明能提供一种基于区块链的度量车辆行驶数据的处理方法、装置及系统，能基于未被有效利用的行驶里程数据（如里程、位置、能耗等）公平地进行用户及其车辆数据的价值度量，确定目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明，充分利用汽车数据，拓展区块链技术的新应用。

附图说明

图1是根据本发明的基于区块链的车辆行驶数据的处理方法的流程图；

图2是根据本发明的基于区块链的车辆行驶数据的处理装置的结构示意图；

图3是示出价值度量权重因子与里程数据之间的关系的图表。

具体实施方式

以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。

区块链是一种按照时间顺序来将数据区块顺序相连组合而成的链式数据结构，并且以密码学方式保证数据区块不可篡改和不可伪造。区块链中的每个区块通过包括该区块链中紧接其之前的前一个区块的加密散列而链接到该前一个区块。每个区块还包括时间戳、该区块的加密哈希以及一个或多个交易。对已经被区块链网络的节点验证的交易进行哈希处理并形成Merkle树。在Merkle树中，对叶节点处的数据进行哈希处理，并且针对Merkle树的每个分支，在该分支的根处级联该分支的所有哈希值。针对Merkle树执行上述处理，直到整个Merkle树的根节点。Merkle树的根节点存储代表该Merkle树中的所有数据的哈希值。当一个哈希值声称是Merkle树中存储的交易时，可以通过判断该哈希值是否与Merkle树的结构一致来进行快速验证。

区块链网络是用于管理、更新和维护一个或多个区块链结构的计算节点网络。在本说明书中，区块链网络可以包括公有区块链网络、私有区块链网络或联盟区块链网络。在公有区块链网络内实现共识协议，共识协议的示例包括但不限于里程证明（POM；Proof ofMileage）。

物联网（IOT；Internet of Things）是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。车联网（IOV；Internetof Vehicles）概念引申自物联网，是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络，。通过装载在车辆上的GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期，从而实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。

本发明公开一种基于区块链的车辆行驶数据的处理方法，用于进行用户及其车辆数据的价值度量，确定目标对象并向其颁发目标额度的数字权益证明，通过车联网等技术统一采集各用户由于车辆消耗能源（如电能）而转化成的行驶里程及行驶过程中产生的大量车辆传感器数据，以及用户驾驶行为数据等，并进行数据清理，执行质量检查和校验，去除错误及不合理数据，而后通过区块链对处理后的行驶数据做去中心化的上链存证，确保数据的真实可靠，不被篡改。

本发明中，需采集、清理、验证与计算加工的行驶过程中关键数据项（即车辆行驶数据）包括但不限于：车辆行使里程数据及其变化量（公里数）、车辆GPS位置数据及其变化量（经纬度）、动力电池在对应里程或位置变化时间段中的充电量与消耗量（千瓦时）、用户是否开启智能驾驶模式、用户驾驶操控车辆的行为数据（例如急转弯、急加速），用户在出行旅程中的交互行为数据（例如主动上传的照片数量、字节数量）、消费行为数据及关联的订单数据（例如出行订单金额、出行充电订单金额、在车内通过车机屏幕一键购物订单金额）等等。

本发明中，数字权益证明即数字权证（token）。“目标对象”是用于表示每一轮数字权证（token）颁发或授予给具备资格的目标对象对应的账户地址，由于用户车辆和账户地址是一一对应的，目标对象同时也可以指代对应的用户车辆。“目标额度”是用于表示每一轮颁发给目标对象的数字权证（token）的数量。一般情况下，同一轮具备资格被授予数字权证的各个目标对象所能获得的数字权证数量相同。

具体而言，如图1所示，本发明的处理方法主要包括车辆行驶数据的去中心化上链存证及滚动计算行驶数据的价值度量权重因子。在特定周期内，记录各车辆的行驶数据，并将行驶数据上传到区块链，在区块链节点出块时，从中心化数据中读取特定周期内各车辆行驶数据的变化量，利用f函数根据行驶数据确认数据的价值度量权重因子（有时简称为因子），并计算数据价值度量因子相对于所有数据价值度量因子的比例。也可使用Sigmoid函数或同类功效的幂函数，例如

进一步地，如前所述，车辆行驶数据有非常多种类，为了更充分利用该些数据，本发明采用一定周期内的归一化度量的方式得出各用户的价值度量权重因子，能使所获得的价值度量权重因子更可靠。所谓归一化度量是指为了让收集到的不同维度或不同量纲的各项数据彼此之间可以关联、对比和计算而采取的统一度量规约手段。例如，度量车辆行驶里程使用公里数（km），度量车辆上传的某种类型数据（如照片或视频）使用兆字节（MB），度量动力电池的电能消耗使用千瓦时（kWh），将不同类型的数据赋予不同的权重并转换成相同的度量衡。

具体而言，归一化度量主要包含四个步骤。步骤一：选择统一的度量衡，譬如里程，兆字节或千瓦时等，不失一般性，本发明采用里程作为统一度量单位。步骤二：建立不同类型的数据转换成统一度量单位的比例关系，例如，10MB数据等同于1km里程，或者根据当地具体情况，将来自同一用户车辆的不同类型数据转换为相同度量单位并加权汇总，使10MB数据等同于1km里程×0.97权重分。步骤三：将不同类型数据转换成统一度量单位并经由f函数处理后得到该车辆数据在单位时间周期内产生数据的价值度量权重因子，例如某车辆单位时间周期内行驶了1000km，上传了2000MB数据，同时开启了自动驾驶模式（假设自动驾驶的权重系数为2，即导致车辆自身原生里程数翻倍），则该车的这两类数据转换成统一的度量单位后的综合里程度量结果为1000km×2 +（2000MB/10MB）×1km = 2200km，经由f函数（示例参数

进一步地，在车辆行驶数据的变化量打包后的哈希值上，加上区块链中从计算时点向前推算规定数量的区块的哈希值，对该值再进行哈希运算而得到的哈希值作为随机数种子（有时简称为种子），通过随机数种子确定目标对象。此处应当明确，因子确定用户成为目标对象（即、用户获得数字权益）的概率，种子最终确定目标对象（即、哪个用户最终获得数字权益），理论上，概率越大的用户越容易被选为目标对象，但不意味着一定被种子选定为目标对象。两者均存在随机性，也正是该种随机性，使目标对象的确定过程体现出公平、公允、公正。

基于上述，在预定的不同时段对所有符合规则的用户车辆进行价值评估和认定，根据公开的公平算法计算出目标对象，对其给予颁发目标额度的数字权益证明。换言之，本发明中，以车辆行驶里程作为车辆产生的数据的典型代表（或度量衡），使用户获得颁发的目标额度的数字权证与其车辆行驶里程总数正相关，即行驶里程越多潜在能够获得的数字权益证明也越多。

又，如图2所示，本发明还公开一种基于区块链的车辆行驶数据的处理装置，主要包括：数据获取单元、数据整理单元和数据计算单元。其中，数据获取单元用于获取车辆的车辆行驶数据；数据整理单元用于对获取的车辆行驶数据进行数据汇总（Consolidating）清理或清洗（Cleansing），执行质量检查和校验（Validating），去除错误及不合理数据（Deduplicating），并通过区块链对处理后的数据做去中心化的上链存证。数据计算单元用于在预定的不同时段对所有符合规则的用户车辆进行价值评估和认定，将处理后的车辆行驶数据转化为价值度量权重因子，计算出目标对象，对其给予颁发数字权证。

数据计算单元包括：权重因子计算模块、上链存证模块、颁发概率计算模块、目标对象确定模块和目标额度计算模块。其中，权重因子计算模块在区块链节点出块时，记录区块链节点收集到的行驶数据变化哈希值与行驶数据上传到区块链的交易记录，从中心化数据中读取滚动周期内各车辆行驶数据的变化量，利用f函数根据行驶数据计量价值度量权重因子。颁发概率计算模块计算出单个用户车辆的价值度量权重因子相对于所有用户车辆的价值度量权重因子总和的比例。上链存证模块将价值度量权重因子打包后执行哈希运算并将哈希结果上传到所述区块链存证。目标对象确定模块在车辆行驶数据变化量打包后的哈希值上，加上区块链中从计算时点向前推算规定数量的区块的哈希值，对得到的结果再做哈希运算，将所得的哈希值作为随机数种子，通过随机数种子确定目标对象。目标额度计算模块利用区块链节点收集到的所有有效车辆的车辆行驶数据，基于数字权益证明总量，计量出目标额度。

下面进一步结合具体实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

本发明包含或涉及区块链网络、车联网、中心化与去中心化数据库等内容。车辆行驶数据按单位时间周期（例如1分钟为间隔）上传至中心化数据库中，并且每小时计算一次该时间段内车辆行驶总里程变化量，并将数据包哈希值上传区块链存证。

本发明的数据获取单元和数据整理单元获取车辆的车辆行驶数据并整理后上链存证，该步骤可通过现有技术完成，此处不再赘述。

区块链节点出块时，从中心化数据库中读取滚动周期（如过去的30天，即720小时）内各用户行驶里程变化量，并追加记录所有用户的里程变化量数据包的哈希值。权重因子计算模块采用归一化度量的方式，利用f函数根据里程变化量计算出价值度量权重因子，该轮所有用户的价值度量权重因子相加总和中单个用户的价值度量权重因子的比重表示该用户在该轮目标额度颁发过程中获得颁发数字权证的概率。上链存证模块将价值度量权重因子打包哈希并上链存证。利用区块链从计算时点向前推算规定数量的区块的哈希值，加上用户的行驶里程变化量打包后的哈希值形成新的哈希值，将该新的哈希值作为随机数种子用以确定最终颁发对象。其中，区块的具体个数不限于下述举例，可视场景调整，只要是大于或等于1的自然数即可。以下将对实施例进行具体描述，关于表示计数或参数的字母，如i、k等，均不具备固定定义，也就是说，该字母表所代表的定义由不同算式或不同描述所特定。

将用户车辆或用户的区块链账户地址记为

本领域技术人员应理解以上仅例示一部分数据，非穷举。

关于获得价值度量权重因子，权重因子计算模块将F记为评估函数，最终状态 σ越符合预定目的则F的值越高，则最优的数字权证颁发机制可以通过求解下述最优价值度量权重因子计算公式得出：

在本发明中，假设各用户累计获得数字权证的数量符合正态分布，用随机变量X表示用户车辆账户获得的数字权证数量，即

F(σ) = Var(X) = E[

其中，Var代表X的方差，

F(σ) = Var(X) = E[

根据数字权证颁发机制所追求的目的效果并结合方差Var(X)可以给出F(σ)的值。例如：如果我们期望经过多轮颁发后数字权证在车辆账户间的数量分布差距变得更大，则Var(X)越大，F(σ)的值就越大；反之，如果我们期望经过多轮颁发后数字权证在车辆账户间的数量分布趋于均匀，则Var(X)越小，F(σ)的值就越大。

当颁发第

图3是示出价值度量权重因子与里程数据之间的关系的图表，其举例示出

该

接着，上链存证模块将计算出的价值度量权重因子打包后哈希运算并上链存证。

接着，颁发概率计算模块将

此外，本发明还如前所述，在计算价值度量权重因子时通过归一化度量将来自同一用户车辆的不同类型数据转换为相同度量单位并加权汇总，从而进一步确保计算的准确性，使单位时间周期内里程计量多的车辆产生的数据价值所对应获得颁发数字权证的可能性高于里程计量少的车辆。

关于获得随机数种子，目标对象确定模块定义B[0]为当前区块，将B[k]记为相对B[0]的第k个区块，在k<0时，B[k]表示为B[0]之前的第

由此，通过随机数种子与地址

关于计算目标额度，目标额度计算模块将数字权益证明总量记为

{

数字权证颁发频率轮次按照时间间隔呈均匀分布，记间隔时间为

记第

将参与第i轮数字权益颁发时的用户车辆数（亦即账户数）记为

由此可知，第i轮向被选出的目标对象颁发数字权证（token），数量为

实际操作中，上述目标对象和目标额度的计算可在相对独立地进行。

本发明正是在这样时代和科技文明背景之下应运而生，对汽车领域行驶数据执行有效其公平的价值度量，在预定的不同时段对用户车辆进行价值评估和认定，根据公开的公平算法计算出目标对象，将用户车辆的行驶里程转化为价值度量权重因子，结合区块链技术实现对车辆行驶产生数据的价值度量的公平性、公允性、不可篡改性、可信任性及可追溯性，并对用于给予规定的奖励，用户通过行使里程的累积逐步获得更多的奖励，提升了日常持续开车行驶的积极性、主动性以及获得更多价值回报的期望，建立正向的激励与反馈机制和良性生态循环。

以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。