一种面向智慧轨道交通的可信协同计算系统

技术特征：
1.一种面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，包括：车载设备、边缘设备、云中心设备以及区块链系统，其中，所述车载设备，用于采集列车前方进路信息、车厢内乘客状况信息以及列车自身运行状态信息，同时将所述列车前方进路信息、车厢内乘客状况信息以及列车自身运行状态信息发送给边缘设备和云中心设备；所述边缘设备，用于采集线路环境信息和列车运行位置信息，同时将所述线路环境信息和列车运行位置信息发送给车载设备实现列车运行协同感知，以及用于列车卸载的智能计算任务并通过无线接入点与相邻可信边缘设备完成协同计算；所述云中心设备，用于通过聚合各车载设备和边缘设备采集信息以实现多维度全方位的线网级列车调度、客流管控和设备运维，以及用于边缘设备卸载的智能计算任务并通过骨干网与可信边缘设备完成协同计算；所述区块链系统，用于通过各车载设备、边缘设备和云中心设备组成的区块链节点共识后将协同计算性能、协同计算奖励值以及设备信誉值交易信息永久接入到区块链，并通过激励机制和信任管理机制实现智慧轨道交通的可信协同计算。2.如权利要求1所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述车载设备通过车地通信系统将列车前方进路信息、车厢内乘客状况信息以及列车自身运行状态信息发送给边缘设备。3.如权利要求2所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述车载设备通过骨干网将列车前方进路信息、车厢内乘客状况信息以及列车自身运行状态信息发送给云中心设备。4.如权利要求3所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述边缘设备通过轨旁传感器和智能巡检设备采集线路环境信息和列车运行位置信息。5.如权利要求4所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，智能巡检设备包括用于巡检轨道线路、车辆轮轨以及轨旁设备的智能巡检机器人和用于巡检接触网和通信基站的智能巡检无人机。6.如权利要求5所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述边缘设备通过车地通信系统将线路环境信息和列车运行位置信息发送给车载设备。7.如权利要求6所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述激励机制为基于单次协同计算性能的评价分数r
t
计算，用于参与协同计算节点的算力服务奖励，其具体计算方法为：其中，r
base
为基本奖励，用于维持区块链系统中参与协同计算节点的规模；l
t
为当前时刻t任务计算的损失值，表示计算任务的服务质量收益；t
t
为当前时刻t任务计算的时间损耗，表示计算任务的时间成本；ρ为归一化因子；ω1、ω2为权重因子。8.如权利要求7所述的面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，其特征在于，所述信任管理机制为基于时间折旧的信誉评估计算方法，用于区块链系统组成节点的信誉评估与管理，其具体计算方法为：
其中，rp
t
为当前时刻t计算服务节点的信誉值，rp
t-i
为计算服务节点的历史信誉值，γ为基于时间的折旧率γ
t
＝e-αt
，α为折旧率的调整因子，n为信誉评估期限，表示信誉值会随时间消耗。

技术总结
本发明公开一种面向智慧轨道交通的可信协同计算系统，包括：车载设备、边缘设备、云中心设备以及区块链系统；车载设备采集线路、列车以及乘客信息实现车载智能服务计算；边缘设备通过轨旁传感器和智能巡检设备与列车进行协同感知，以及用于列车卸载的智能计算任务并与相邻边缘设备完成协同计算；云中心设备通过聚合多方信息实现线网级列车调度、客流管控和设备运维，以及服务边缘设备卸载的智能计算任务并与边缘设备完成协同计算；区块链系统通过激励机制和信任管理功能实现智慧轨道交通的可信协同计算。采用本发明的技术方案，以解决智慧轨道交通发展面临的由于信任问题所导致的算力困境。的算力困境。的算力困境。


技术研发人员：朱力 梁豪 唐涛 王悉 王洪伟 文韬
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/7/22