区块链在车辆违章监控安全管理系统中的应用探索

林升茂 邓晓彤 曾耀

摘要：加强交通违章管理，能够对减少交通事故发生具有积极意义。而在进行车辆违章行为处罚过程中，最为常见的处罚措施是扣分加罚款，但“买分卖分”的违法现象也时有报道，这严重违背了扣分处罚的最初目地。区块链技术应用在数据的可追溯和难篡改方面具有技术优势，将区块链应用车辆违章监控安全管理系统中，一旦驾驶人员产生交通违章行为，一直到最后接受相关交通处罚，整个过程数据上链，确保受处罚人员是发生违章行为的驾驶人员本人，进而避免了为他人代扣和“买分卖分”的不当行为，进而维护了交通安全管理秩序，有效减少交通违章行为发生。

关键词：区块链，违章监控，可追溯

一、引言

我国的交通公路近年来发展迅速，车辆数量也在不断增多，但交通违章等交通安全形势依然较为严峻，我国也是世界上交通事故发在最多的国家之一。同时，随着经济的发展和城市建设的增加，城市交通问题也增多，交通冲突点及违章现象多，经济发达地区交通违章管理问题尤为突出。通过对交通事故处理和造成交通事故的原因进行分析，往往最开始都是由一些小的违章引起的。另外在一些节假日高速公路上，常常会有违规占用应急车道等现象，当有事故发生时，导致救援车辆无法通过，错过了最佳救援时间。因此，加强交通安全管理，加大交通车辆违章监控，实现交通智能化建设是当前交通发展中需要重点关键的问题。

交通违章一直是交通安全领域重点关键的问题，通过调研发现，很多交通事故往往都是由小的交通违章行为引起的。除了通过加强交通安全教育，提升交通违章处罚力度外，通过技术手段提升交通违章监控效率和处罚力度，能够为改善交通安全问题，减少交通事故发生起到积极作用[1]。

在现有的交通违章处理中，最为常见的处罚措施是扣分加罚款，但又出来了“买分卖分”的现象，这严重违背了扣分处罚的最初目地。最为常见的处罚措施是扣分加罚款，但“买分卖分”的违法现象也时有报道，这严重违背了扣分处罚的最初目地。而区块链技术因其在数据的可追溯和难篡改等方面具有应用潜力，将区块链应用车辆违章监控安全管理系统中，一旦驾驶人员产生交通违章行为，一直到最后接受相关交通处罚，整个过程数据上链，确保受处罚人员是发生违章行为的驾驶人员本人，进而避免了为他人代扣和“买分卖分”的不当行为，进而维护了交通安全管理秩序，有效减少交通违章行为发生[2]。

二、区块链在车辆违章监控安全管理系统中应用优势

区块链是一个多技术集合的创新应用模式，它本质上是一个去中心化的数据库，整个区块链网络系统不依赖额外的第三方组织机构建立信任机制[3]。区块链在车辆违章监控系统的使用将打破传统智能交通系统中心化的结构，不仅能满足交通数据访问控制中对安全性和隐私性的要求。除此，采用联盟区块链技术实现交通数据去中心化管理，使用密码学中的非对称加密算法保证数据共享的安全性和机密性，服务部门根据属性集和关键词从区块链上获取相应的密文，能实现数据细粒化的管理，服务部门也能分析获得的交通数据为车载单元提供定制化服务。

采用区块链的数据难篡改和可追溯性应用于车辆违章数据的传输与存储具有重要的价值意义。区块链是通过特有的账本形式，对发生的每一次交易都通过时间序列的形式形成数据区块，且每次的交易都会形成带有时间戳的数据区块，想要修改一个区块，则后面的所有区块都得将重新生成。所形成这种带时间戳的数据区块，通过为数据交易追溯提供依据。另一方面在每次数据交易和验证过程中，都是通过共识机制保障，想要修改区块，在共识机制下进行是需要耗费极大的成本。如果是采用的工作量证明的权益机制，想要修改区块链，需要拥有51%以上的算力才能修改相关数据[4]。而且破坏数据也不符合大多数节点利益，所以这也一定程度上增加了数据的难篡改性。

三、区块链在车辆违章监控安全管理系统中的应用

结合区块链技术应用的技术特点，结合车辆安全管理中的各环节业务处理过程，将区块链应用车辆违章监控安全管理系统中，一旦驾驶人员产生交通违章行为，一直到最后接受相关交通处罚，整个过程数据上链，确保受处罚人员是发生违章行为的驾驶人员本人。

在具体应用中，结合传统交通违章监控设计，将区块链融入相关软件系统开发中，以下是现有交通监控中实现智能监控的具体过程：

第一步，通过硬件设备，由“电子眼”等传感器抓拍图片。当在监控视野范围内发生交通行为，通过监控高清摄像头采集相关的行为图片证据。

第二步，进一步通过内部图像处理器将抓拍获取的图片进行预处理。因为图片质量将影响对车辆违章行为的判别和进一步技术处理，因此需要将原始采集的图像进行相应的处理，以保证图片的清晰。

第三步，进一步进行车辆违章行为检测与识别。通过利用数字图像识别技术，对检测车辆-轨迹跟踪-违法判断-车牌识别等技术手段，进一步对交通车辆行为检测分析。

第四步，将筛选出的车辆违章图片进一步传送至初审员处，由初审员对照片进行初审，并进行违法记录，录入违章系统。

第五步，违章系统将违章信息发生至车辆当事人。

以上过程是在现有交通智能监控中较为常见的步骤，通过上述过程可以看出，从最初的车辆行为检测与识别，外包到最后如果有交通违章行为的产生，以及到最后的违章行为处罚，都是通过各种渠道信息传输实现。这样的过程，不仅过程复杂，而且效果较差。如果系统受到未授权的攻击，或者数据的存储设备遭到破坏，这些都将给数据真实性和完整性带来破坏。

将区块链技术运用于车辆违章监控安全管理系统中，结合以上处理过程，将整个过程中的數据上链处理。相关的交通管理部门，包括交警、车管所等机构和单位都可认证为交通区块链网络上的节点，同时车主驾驶员、以及相应区域地点交通监控设施等相关参与方都可认证为网络中的节点。将相关的交通法规部署在智能合约上，在所建立的交通监控系统的配合下，实现对交通车辆进行实时监控，如果产生相关为违章行为，将自动生成交通违法记录，相关数据上链。

当车辆被检测出存在违章行为后，所检测点的相关信息和车辆违章行为的证据图片等都会自动上传到区块链网络系统中。且认证为交通管理身份的相关节点将参与此次违章行为的鉴定，当达到相应的验证广播量时，实现完全确定本次交通违章行为的事实存在，并且通过触发智能合约自动执行，出现相应的交通处罚，系统将违章行为相关信息和处罚相关信息都反馈给车主。

在进行交通处罚时，车主驾驶员也根据相关处罚接受处理，包括通过系统支付相应处罚的数字货币，系统也通过自动执行智能合约扣分等。在进行处罚过程中，确保通过违章的驾驶人员与接受处罚的人员是同一人。从而完成整个违章行为处理，整个过程中的所有交易产生的数据数据都记录在基于区块链为底层技术所建立的车辆违章监控安全管理系统中。

四、应用前景

区块链技术的在全世界范圍内产业发展应用中现正处于一个高速发展时期，在中国得到了高度重视。在中国发展规划中，已经明确将区块链技术作为产业创新发展的重要技术，中国的官方和企业多次推出了相关的区块链研究和发展报告，多次举办了与区块链技术相关的发展论坛，这些都表明了中国官方对区块链技术发展的支持力度极大[5]。

随着5G通信技术的全面发展与应用，将区块链协同5G通信共同发展，将给各行业带来新的产业革命。区块链技术是能打通各个技术领域将其连接的基础技术模式，区块链应用于交通安全领域具有较大的应用前景。在今后的行业发展中需要不断的挖掘研究提高区块链技术应用潜力，为实现价值信息时代做出贡献，同时也需要发展大量基于区块链的交通安全新产业、新模式。

五、总结

基于区块链的交通违法记录的方法能有效提高交管部门的工作效率，并且能更准确更实时的对违章车辆进行监控及记录。并且根据区块链技术的本身优势，在车辆违章监控的应用中，使车联网信息的更安全、违章事故的处理更便捷。随着区块链技术的发展，结合5G通信技术，区块链技术在车辆违章监控安全管理系统的应用将具有较好的应用前景。

参考文献：

[1]丁杨. 城市街道交通安全的影响因素与规划策略--以武汉市主城区为例[D]. 武汉大学.2019

[2]韩雪.交通违法"买分卖分"行为刑事处罚研究[J].汽车与安全，2018，（5）：79-84.

[3]周丽.区块链技术在信息安全中的应用研究[J].电子元器件与信息技术，2020，（4）：30-32.

[4]陈梅.基于新型区块的售票系统的设计与实现[J].信息技术，2020，（8）：28-33，38.

[5]黄漪岚.基于区块链技术与税源管控结合的探究[J].科学咨询，2020，（36）：151-152.

（项目基金：2020年国家级大学生创新创业训练计划项目（编号：202010616052X），2020年成都理工大学科技立项项目。）