车辆数据溯源系统、方法及电子设备与流程

本技术涉及数据处理，尤其涉及一种车辆数据溯源系统、方法及电子设备。

背景技术：

1、随着车辆智能化水平的不断提升，驾驶系统在环境感知、行为决策与路径规划等环节高度依赖各类传感器的实时测量数据，同时这些实时测量数据也能够为算法的持续优化提供可靠支撑。因此，构建可靠的数据溯源机制已成为核心需求，不仅能够准确追溯数据的来源，还能够为算法优化以及在发生异常时提供可验证的证据链，从而提升整个车载系统的可信度与安全性。

2、在相关技术中，车辆数据的溯源普遍采用中心化的数据库架构来管理和存储溯源元数据，所有数据的写入、查询和审计均依赖中心节点完成。但这种方式仍存在一定缺陷，易出现单点故障和数据被篡改的风险，且难以对数据进行完整溯源，从而无法实现车辆数据的全周期可信追溯，影响了车辆数据在高安全场景下的可信应用。

技术实现思路

1、本技术公开了一种车辆数据溯源系统、方法及电子设备，用于解决车辆数据溯源中无法实现全周期数据可信追溯的技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种车辆数据溯源系统，所述系统包括：数据采集层，用于采集车辆在各种工况状态下的多源数据，所述多源数据包括多条来自不同传感器的原始数据；数据传输记录层，用于接收来自所述数据采集层的所述多源数据，并为所述多源数据中的每条所述原始数据生成第一溯源元数据，所述第一溯源元数据用于表征并记录所述原始数据的全生命周期；联盟链层，用于接收来自所述数据传输记录层的所述第一溯源元数据，以及若判断出所述第一溯源元数据满足预设的存储条件，则对所述第一溯源元数据进行存储，其中，所述存储条件包括合法性验证通过和共识验证通过；数据溯源层，用于响应于外部数据溯源请求，协同所述联盟链层进行目标溯源元数据的查询和所述目标溯源元数据的可信验证，并根据获得的所述目标溯源元数据和可信验证结果生成溯源结果。

3、在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述数据传输记录层包括：标识模块，用于为所述多源数据中的每条所述原始数据生成数据标识；提取与记录模块，用于从所述原始数据中提取数据的采集信息和属性信息，以及记录所述原始数据的流转信息，其中，所述采集信息包括传感器标识、采集时间和采集地点，所述属性信息包括数据类型和数据大小，所述流转信息包括发送和接收节点、发送和接收时间戳以及在数据分发服务域内的传输路径；构建模块，用于根据所述数据标识、所述采集信息、所述属性信息和所述流转信息，构建所述第一溯源元数据；上链触发模块，用于将所述第一溯源元数据发送至所述联盟链层。

4、在第一方面的第一种可能的实现方式中，以数据分发服务中间件为基础，构建了包含标识模块、数据提取与记录模块、构建模块以及上链触发模块的数据传输记录层，能够在传输数据的过程中，实时、原生地捕捉并记录数据的溯源相关信息，形成完整溯源链条，并明确了溯源相关信息的具体构成，由此实现了高效数据分发能力与区块链可信存证机制的深度融合，既确保了数据的传输效率，又使得溯源信息可信。

5、在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述联盟链层包括由联盟成员部署的车载节点、云端全量节点和监管节点，所述联盟成员包括车辆制造商、传感器供应商、决策算法提供商、交通监管机构和检测机构；所述车载节点，用于对接收到的所述第一溯源元数据进行车辆标识绑定和合法性验证，并将同一车辆标识下合法性验证通过的多条第一溯源元数据打包成区块；所述云端全量节点，用于根据预设的联盟链共识机制，对所述区块进行共识验证，并将共识验证通过的区块存储到各联盟成员的节点账本中；所述监管节点，用于若接收到来自所述数据溯源层的溯源查询指令，则响应于所述溯源查询指令，进行目标溯源元数据的查询和所述目标溯源元数据的可信验证。

6、在第一方面的第二种可能的实现方式中，针对车辆移动性强及车载网络不稳定等特点，构建了适配车载环境的联盟链层，其内部集成车载节点、云端全量节点和监管节点，形成分层协同架构，不仅提高了数据处理和溯源的效率，还能够在车辆处于任何工况状态下时，均保持溯源服务的可靠运行。

7、在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述云端全量节点，还用于构建所述共识验证通过的区块中每条第一溯源元数据的一级索引和二级索引，其中，所述一级索引包括数据标识，所述二级索引包括车辆标识、传感器标识和采集时间范围。

8、在第一方面的第三种可能的实现方式中，云端全量节点在存储区块的同时，同步构建并维护每条第一溯源元数据的一级索引和二级索引，显著提升了高数据量下的溯源效率。

9、在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述监管节点，用于根据所述溯源查询指令中的查询条件和所述二级索引，从所述云端全量节点中查询获得所述目标溯源元数据所处的目标区块，并对所述目标区块进行链式哈希验证，其中，所述查询条件包括所述目标溯源元数据对应的车辆标识、传感器标识、采集时间和数据标识；以及根据所述查询条件和所述一级索引，从所述目标区块中查询获得所述目标溯源元数据，以及对所述目标溯源元数据进行默克尔树验证，并将所述目标溯源元数据和获得的可信验证结果反馈至所述数据溯源层。

10、在第一方面的第四种可能的实现方式中，监管节点通过利用云端全量节点预先构建的一级索引和二级索引，实现了对目标溯源元数据的高效查询，并在查询过程中，引入链式哈希验证与默克尔树验证，极大地提升了数据溯源的效率和可信度。

11、在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述数据传输记录层还包括：封装与分发模块，用于将所述原始数据压缩后，与所述第一溯源元数据封装成数据包，并将所述数据包发送至外部决策系统，以使所述外部决策系统根据所述数据包进行决策，以及将所述数据包发送至所述上链触发模块，以使所述上链触发模块从所述数据包中提取第一溯源元数据，并发送至所述联盟链层。

12、在第一方面的第五种可能的实现方式中，数据传输记录层通过封装与分发模块，进行原始数据的分发和第一溯源元数据的上链，确保了数据分发流程与溯源数据上链流程的紧密耦合和高效协同。

13、在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述系统还包括：数字孪生协同层，用于将来自外部数字孪生系统的数据调用请求发送至所述数据溯源层，以使所述数据溯源层响应于所述数据调用请求，获取经所述联盟链层验证的可信数据，并将来自所述数据溯源层的所述可信数据反馈至所述外部数字孪生系统，以使所述外部数字孪生系统根据所述可信数据进行决策模拟。

14、在第一方面的第六种可能的实现方式中，通过引入数字孪生协同层，加强了数据溯源与数字孪生技术之间的协同，使得外部数字孪生系统能够获取到经过可信验证的车辆数据，从而进行决策模拟，显著提升了模拟结果的可靠性和置信度。

15、在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述数据传输记录层，还用于接收来自所述外部数字孪生系统的决策模拟数据，以及为所述决策模拟数据生成第二溯源元数据，并将所述第二溯源元数据发送至所述联盟链层，以使所述联盟链层在判断出所述第二溯源元数据满足所述存储条件的情况下，对所述第二溯源元数据进行存储，其中，所述第二溯源元数据包括所述决策模拟数据的模拟过程信息和模拟结果信息。

16、在第一方面的第七种可能的实现方式中，通过数据传输记录层，为决策模拟数据生成包含模拟过程信息和模拟结果信息的第二溯源元数据，并通过联盟链层对第二溯源元数据进行存储，在能够为数字孪生提供可信数据的基础上，又把决策模拟数据纳入溯源体系，实现了从真实世界数据采集到数字孪生模拟验证，再到模拟结果上链存证的闭环，支持对决策模拟全过程进行追溯，显著提升了数字孪生在车辆决策验证中的可信度和可解释性。

17、第二方面，本技术还提供了一种车辆数据溯源方法，所述方法包括：采集车辆在各种工况状态下的多源数据，所述多源数据包括多条来自不同传感器的原始数据；为所述多源数据中的每条所述原始数据生成第一溯源元数据，所述第一溯源元数据用于表征并记录所述原始数据的全生命周期；若判断出所述第一溯源元数据满足预设的存储条件，则对所述第一溯源元数据进行存储，其中，所述存储条件包括合法性验证通过和共识验证通过；响应于外部数据溯源请求，进行目标溯源元数据的查询和所述目标溯源元数据的可信验证，并根据获得的所述目标溯源元数据和可信验证结果生成溯源结果。

18、第三方面，本技术还提供了一种电子设备，包括：处理器；存储装置，用于存储程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述描述的车辆数据溯源方法。

19、本技术的有益效果：本技术提供的一种车辆数据溯源系统、方法及电子设备，其系统集成数据采集层、数据传输记录层、联盟链层与数据溯源层，其中，数据采集层，用于采集车辆在各种工况状态下的多源数据，包括多条来自不同传感器的原始数据；数据传输记录层，用于接收来自数据采集层的多源数据，并为多源数据中的每条原始数据生成第一溯源元数据，用于表征并记录原始数据的全生命周期；联盟链层，用于接收来自数据传输记录层的第一溯源元数据，以及若判断出第一溯源元数据满足预设的存储条件，则对第一溯源元数据进行存储，存储条件包括合法性验证通过和共识验证通过；数据溯源层，用于响应于外部数据溯源请求，协同联盟链层进行目标溯源元数据的查询和目标溯源元数据的可信验证，并根据获得的目标溯源元数据和可信验证结果生成溯源结果，通过分层架构设计，由数据采集层实现多源数据获取，数据传输记录层生成全生命周期的溯源元数据，联盟链层进行安全存储，数据溯源层提供查询与可信验证，能够在数据传输过程中，实时、原生地捕捉并记录数据的溯源相关信息，形成从采集到传输的完整溯源链条，并结合联盟链的防篡改能力，将全过程信息进行可信存证，实现了车辆数据的全周期可信追溯。