车载自组织网络路况数据信任评价方法技术

一种车载自组织网络路况数据信任评价方法，包括：车辆入网认证、路况数据广播和验证、路况数据信任评价，实现车载网络的车辆动态寻路功能。本发明专利技术既满足了车载网络中车辆实时计算最优路径的需求，又在其网络保证了数据完整性和可信度的安全性能。本发明专利技术基于802.11协议族的无线网络通信标准，便于在基于802.11链路建立的车载网络中应用。本发明专利技术提出的算法和数据结构简单，不仅确保了兼容性和灵活性，而且易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆自组织网络
，具体是一种。
技术介绍
城市交通问题一直是全球关注的重要问题。利用动态寻路(Dynamic RoutingPlan)是解决这一问题的手段之一，车辆利用本地的电子地图和从车载自组织网络中收集到的路况信息，动态地调整行驶路线，避开拥堵路段。一般车载自组织网络应用着重于有效转发路况信息，改善车辆行程时间，而对于车辆发送的路况信息本身的有效性和真实性不予鉴别。这给恶意节点篡改、伪造路况信息提供了便利，因此在车载自组织网络的路由应用中弓I入信任评价方法对于改善一般寻路应用的鲁棒性有重要意义。在自组织(Ad-Hoc)网络中，常见信任评价方法描述信任一般针对每个实体(车辆)。但是车辆之间再次相遇的概率较低，基于实体间的信任难以取得足够数据，容易造成误解，同时车辆在道路上会遇到相当数量的其他车辆，维护信任列表的开销过大。大部分车载自组织网络动态寻路应用都利用路况数据进行寻路，因此直接利用基于数据的信任来判断路况数据的有效性，相比实体信任模式在判断出实体是否可信后，再判断其提供的路况数据有效性更加简单有效。同时，基于数据的信任不需要引入过多额外的信息交换，减少了车辆之间的通信开销，也不存在基于实体信任的诸多问题，适用于验证路况数据的有效性。—般信任评价方法采用投票方式、贝叶斯方法(Bayesian Inference,简称BI)或Dempster-Shafer理论(简称D-S理论)来描述信任。D-S理论在表达不确定性(Uncertainty)和度量上灵活简便,推理机制也非常直观。投票方式容易出现恶意节点以少量优势赢得投票的局面，而D-S理论处理这一情况会产生非常大的不确定度，表明数据分歧很大，为用户进一步理性选择提供了帮助。BI处理明确对立的情况有非常明显的优势，对于车辆在行驶过程中产生的路况数据，由于道路环境复杂，不确定因素较多，因此路况数据本身的不确定度非常大，用D-S理论代替BI来描述其信任更具优势。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种，通过在车载自组织网络系统中对网络数据进行完整性控制，并进行数据信任合成，来满足车载自组织网络中路况数据安全的需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种，包括以下步骤:第一步，车辆经车辆管理机构认证后加入车载自组织网络，成为合法车载自组织网络节点；第二步，在行驶过程中，当车辆检测到道路状况为拥挤，则向车载自组织网络中其他车辆发送该路况数据，同时，车辆接收其他车辆发送的路况数据，并在通过验证后，更新到本地地图中；[0011 ] 当车辆行驶到路口时，车辆进行本地地图更新操作，并进行动态寻路。所述的第一步，经车辆管理机构认证，具体是:车辆在等待加入车载自组织网络时，向车辆管理机构发送其车辆信息，由车辆管理机构进行认证，认证完成后车辆管理机构向身份密码私钥产生机构发送确认信息，由身份密码私钥产生机构分发对应的身份密码密钥，获得认证的车辆成为合法车载自组织网络节点，进行数据通信；另外车辆管理机构还会在认证完成后向车辆发送初始的本地地图，车辆接受后保存在本地。所述的第一步中车辆管理机构是指:对车辆信息进行验证和管理维护的机构，有能力验证车辆信息的合法性和唯一性。所述的第一步中车辆信息是指:任何可以表明车辆身份的信息，一般为车辆的牌照号和车主身份证这类固定信息。所述的第一步中身份密码是指:一种建立在大整数因子分解问题基础上的身份密码机制，有别于一般非对称加密算法，该方法使用用户的身份信息来加密和签名数据。第一步中所述私钥产生机构是指:身份密码中密钥的产生机构。用户在向PKG提交车辆信息时，由PKG生成对应的私钥并发布给该用户。第一步中所述的本地地图是指:车辆本地存储的道路信息数据库。内部存储了以路段信息为键，以道路通行时间为值的数据。车辆能够改变其中的数据以满足实时寻找最优路径的需求。第一步中所述的合法车载自组织网络节点是指:具备与其它网络结点通信能力的节点，所有通过了认证后加入车载自组织网络的节点都成为合法的车载自组织网络节点，合法的车载自组织网络节点可以在网络内发送和接收各类数据通信的数据包。所述的第二步，当车辆检测到道路状况为拥挤，具体方法如下:①比较在当前道路的行驶时间和本地地图数据中对应道路的道路通行时间，如果行驶时间较大，判断道路状况为拥挤，使用其自己的身份密码密钥进行路况数据签名，并广播路况数据和签名，否则，判断道路状况为不拥挤；②其它车辆接收到路况数据和签名后，验证该路况数据和签名的完整性:当验证通过时，则将路况数据保存到本地缓存路况数据库，具体是:车辆在本地缓存路况数据库中查找是否有对应车辆信息和路段信息的路况数据，当没有对应数据时，新建该路况数据；当有对应数据时，比较路况数据的时间戳，保存新的路况数据；当验证不通过时，则丢弃该数据包。所述的第二步中路况数据是指:车辆对于道路拥堵情况的描述数据。包括车辆信息，路段信息，车辆通行时间，时间戳。这是车辆间进行道路情况交换的基本要素。所述的第二步中本地缓存路况数据库是指:车辆本地存储空间中存储接受的路况数据的数据库。以路段信息和车辆信息为键，以路况数据为值的数据格式存储数据。本地缓存路况数据库能根据存储空间的大小调整存储数据的数量。所述的第二步中当车辆行驶到路口时，车辆进行本地地图更新操作，具体为相同路段的每一条路况数据之间进行信任评价，对受信车辆发送的路况数据给出很高的信任评价。之后对每一条路况数据合成信任评价。比较路况数据信任评价中的可信度，取可信度最大并超过阈值的更新到本地地图中。所述第二步中信任评价是指:各路况数据之间根据车辆通行时间的相似程度给出的?目任度表不:当通行时间A与通行时间B之间的差值绝对值小于等于B的10%时，得出通行时间A的路况数据为高信任度、零非信任度和低不确定度；当通行时间A与通行时间B之间的差值绝对值大于B的10%但小于等于30%时，得出通行时间A为低信任度、零非信任度和高不确定度；当通行时间A与通行时间B之间的差值绝对值大于B的30%时，得出通行时间A路况数据为零信任度、较高的非信任度和较低的不确定度。具体的数值可由具体应用根据环境进行设计。所述第二步中阈值是指:由应用定义的信任度可信值。当信任度超过阈值时，表明数据不确定度较小，采集的路况数据可以采用。所述的第二步中动态寻路是指:车辆根据本地地图中的道路通行时间，对选定目的位置利用迪杰斯特拉算法计算出通行时间最短的通行路径。与现有技术相比，本专利技术既满足了车载自组织网络动态寻路的需求，又增加了路况数据的可靠性。本专利技术基于802.11协议族的无线网络通信标准，便于在基于802.11链路建立的车载自组织网络中应用。本专利技术提出的存储结构和处理流程简单，不仅确保了兼容性和灵活性，而且易于实现。【附图说明】图1为本专利技术方法示意图。图2为路况数据结构示意图。【具体实施方式】下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。一种，包括以下步骤:第一步，车辆在等待加入车载自组织网络时，向车辆管理机构发送其车辆信息，由车辆管理机构进行认证，认证完成后车辆管理机构向身份密码私钥产生机构发送确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，车辆经车辆管理机构认证后加入车载自组织网络，成为合法车载自组织网络节点； 第二步，在行驶过程中，当车辆检测到道路状况为拥挤，则向车载自组织网络中其他车辆发送该路况数据，同时，车辆接收其他车辆发送的路况数据，并在通过验证后，更新到本地地图中； 当车辆行驶到路口时，车辆进行本地地图更新操作，并进行动态寻路。

【技术特征摘要】
1.一种车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，车辆经车辆管理机构认证后加入车载自组织网络，成为合法车载自组织网络节点； 第二步，在行驶过程中，当车辆检测到道路状况为拥挤，则向车载自组织网络中其他车辆发送该路况数据，同时，车辆接收其他车辆发送的路况数据，并在通过验证后，更新到本地地图中； 当车辆行驶到路口时，车辆进行本地地图更新操作，并进行动态寻路。2.根据权利要求1所述的车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征在于，所述的第一步，经车辆管理机构认证，具体是: 车辆在等待加入车载自组织网络时，向车辆管理机构发送其车辆信息，由车辆管理机构进行认证，认证完成后车辆管理机构向身份密码私钥产生机构发送确认信息，由身份密码私钥产生机构分发对应的身份密码密钥，获得认证的车辆成为合法车载自组织网络节点，进行数据通信；另外车辆管理机构还会在认证完成后向车辆发送初始的本地地图，车辆接受后保存在本地。3.根据权利要求1所述的车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征在于，所述的第二步，当车辆检测到道路状况为拥挤，具体方法如下: ①比较在当前道路 的行驶时间和本地地图数据中对应道路的道路通行时间，如果行驶时间较大，判断道路状况为拥挤，使用其自己的身份密码密钥进行路况数据签名，并广播路况数据和签名，否则，判断道路状况为不拥挤； ②其它车辆接收到路况数据和签名后，验证该路况数据和签名的完整性: 当验证通过时，则将路况数据保存到本地缓存路况数据库，具体是:车辆在本地缓存路况数据库中查找是否有对应车辆信息和路段信息的路况数据，当没有对应数据时，新建该路况数据；当有对应数据时，比较路况数据的时间戳，保存新的路况数据； 当验证不通过时，则丢弃该数据包。4.根据权利要求1所述的车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征在于，所述的第二步中当车辆行驶到路口时，车辆进行本地地图更新操作，具体为相同路段的每一条路况数据之间进行信任评价，对受信车辆发送的路况数据给出很高的信任评价，之后对每一条路况数据合成信任评价。比较路况数据信任评价中的可信度，取可信度最大并超过阈值的更新到本地地图中。5.根据权利要求4所述的车载自组织网络路况数据信任评价方法，其特征是，所述的信任评价是指:各路况数据之间根据车辆通行时间的相似程度给出的信任度表示: 当通行时间A与通行时间B之间的差值绝对值小于等于B的10%时，得出通行时间A的路况数据为高信任度、零非信任度和低不确定度； 当通行时间A与通行时间B之间的差值绝对值大于B的10%但小于等于30%时，得出通行时间A为低信任度、零非信任度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光洁，吴越，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31