[發明專利]車載自組織網絡中基于交通流模型的虛假消息檢測方法

有效

• 申請號: 201810106250.1
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108400973B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 劉伎昭;劉衛光;張俊寶;倪亮;楊昌霖
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04W4/40;H04W12/12;G06F17/18
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真;栗改

1.一種車載自組織網絡中基于交通流模型的虛假消息檢測方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：車輛節點發送告警消息，聲稱在位置p發生交通事故并造成部分車道堵塞；處于位置p上游路段、下游路段的車輛作為驗證者，彼此合作運行分布式檢測算法，評價車道堵塞事件的真實性；

步驟二：驗證者能通過車載傳感器獲取感知半徑r區域內其它車輛的狀態，計算感知半徑內的車輛密度；為增強感知能力，所有驗證者交換、共享各自感知的局部車輛密度數據，并在此基礎上計算上游路段、下游路段的平均車輛密度Z＝(ρ_up，ρ_down)作為證據；其中，ρ_up是上游路段平均車輛密度，ρ_down為下游路段平均車輛密度；

步驟三：驗證者建立貝葉斯決策模型，定義車道堵塞/未堵塞兩種交通模式，基于證據Z計算車道堵塞事件真實發生的后驗概率，評價告警消息的真實性；

步驟四：驗證者建立交通模型，分析車道堵塞/未堵塞兩種模式下上游路段、下游路段的車輛密度的概率分布，定義均衡點表示上游路段、下游路段車輛密度的穩態值，并求解均衡點，從而對貝葉斯決策模型中的關鍵參數進行合理取值；

步驟五：驗證者根據計算的均衡點，使用貝葉斯決策規則輸出檢測結果，如發現攻擊則將檢測結果和證據發送給認證中心，認證中心通過證書撤銷的方法將攻擊者從網絡中隔離；

所述步驟四中建立交通模型的具體步驟如下：

步驟1：將具有λ個車道的道路劃分為N個路段，車輛從路段N進入，從路段1駛離；

步驟2：使用理想速度v_f、密度ρ、流量q三個參數表示每個路段中交通流的宏觀狀態，它們之間的關系可表示為：

使用差分方程表示任意路段中交通密度隨時間演化的過程：

其中，t是時隙，T_s是離散化時隙的長度，q_i(t)表示車輛在時間[t，t+1]內離開路段i進入i-1的流量；l_i是路段i的長度；

步驟3：無車道堵塞模式下，流量q_i(t)由下列兩個值確定：

q_i(t)＝min(S_i(t)，Q，R_i-1(t)) (5)

其中，S_i(t)＝min(vρ_i(t)，Q_i)表示時間[t，t+1]內路段i輸出的車流量，R_i-1(t)＝min(w(ρ_Jam-ρ_i-1(t))，Q_i-1)是路段i-1接收的車流量；v為速度；

步驟4：車道堵塞模式下，在路段b和b+1中公式(5)中的流量改寫為：

q_i(t)＝min{v_fρ_i，Q′，Q-w(ρ_i-1-ρ_c)}for i＝b (6)

q_i(t)＝min{v_fρ_i，Q，Q′-w(ρ_i-1-ρ′_c)}for i＝b+1 (7)；

其中，Q為道路的容量，ω是常量參數表示流量隨密度增加而下降的速率，Q′為阻塞路段的容量，ρ_c為臨界密度，ρ′_c為阻塞路段的臨界密度，ρ_i-1表示路段i-1的交通密度、ρ_i表示路段i的交通密度。