1.2.1 车载社会网络
随着车辆、道路数量的不断增加,以及具有各种通信能力的路侧设施的蓬勃发展,智能汽车为用户提供了一种新的移动通信方式,使得道路上的车辆形成了相互支持的移动通信网络,车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network)应运而生。车载社会网络(Vehicular Social Network,VSN)是包含社会关系(Social Relationships)的一种车载自组织网络[43]。作为一种新型信息物理社会系统,车载社会网络在人们驾车或者乘车时被视为包含用户及其关系的移动通信网络[44]。车载社会网络作为社会网络和车载网络的集成,旨在支持基于位置的服务,通过智能收集和处理具有相互支持能力的各种车辆通信数据,减少道路事故、车辆拥堵的发生,并提供有价值的生活信息,它可以被视为一个支持有共同位置和相似兴趣的用户进行交流合作的虚拟社团。图1-2所示的车载社会网络包含两层,其上层包括社会网络服务、地图服务和视频共享服务;底层包括移动用户、动态通信拓扑和聚集的车辆,这两层由基站和网络连接。实际上,底层的移动车辆和用户通过智能设备上传其位置信息和通信数据,之后,上层设备会向其他用户分享信息视频、车辆位置和交通状况,这样用户之间就完成了交互。车载社会网络具有自组织、活跃的社团构成和丰富的社会信息等特点,这些特点为车载社会网络的应用带来了新的挑战和机遇,并为智能城市、智能交通和社会网络提供了新的研究方向。
在信息技术高度发达的社会中,人们在外出游玩时,可以参加各种社交活动,包括音乐分享、新闻分享、群组语音聊天,从而提供了互动和了解的机会。这些社会网络信息都以数据的形式存储于车载社会网络中的服务终端,并为用户之间提供即时分享信息的平台,如提醒他人提高节能减排力度、遵守交通法规、共享道路交通信息、在车友之间共享社交属性。因此,作为研究车载社会网络的基础,大规模准确地收集车辆移动数据是一个具有价值的热门问题。文献[43]提出了基于浮动车数据的车载社会网络移动数据集生成方案,它具有广泛的应用。Xu等[44]提出了一种可以分析实时交通数据的新的在线架构,用于预测下一阶段的情况。Kong等[45]采用粒子群优化方法分析交通数据,实现交通拥堵的有效预测,从而提高了出行效率。Yuan等 [46]提出用一种数据驱动的架构方案来检测城市中的不同功能区域,该方案引入了潜在活跃轨迹(Latent Activity the Trajectory,LAT)的概念,根据LAT和交通数据将某市划分为不同的功能区域。在道路交通图像方面,Ferreira等 [47]利用宏观交通信息再现交通场景,并利用三维成像技术捕捉车辆的实时轨迹。Bedogni等[48]开发了可靠的公开可用移动跟踪系统,该系统允许以一种简洁的自动化方式导入OSM(Open Street Map)数据,并生成了某地区道路交通的原始数据集,它是建立在导航服务提供的开放数据之上的,主要用于评估相关数据集的质量。Khpwaj等 [49]提出了一种基于分段社团的安全数据共享方案。
图1-2 车载社会网络
车载社会网络的快速发展给整个车联网系统的大型数据存储、智能管理和信息安全带来了巨大的挑战,传统的集中管理方法面临实时响应的困难。区块链(Blockchain)作为一种分散且有效的分布式存储和安全管理技术,在解决上述安全问题方面具有巨大的价值。Shen等 [50]提出了基于区块链的轻量级认证,以提供在车载社会网络中高效保护隐私的基于位置的服务。Chen等 [51]设计了一种新的基于区块链的可搜索公钥加密方案,该方案通过支持前向和后向隐私来实现隐私保护。Pu等[52]提出了一种基于区块链的高效且可靠的隐私保护方案,该方案采用假名机制,通过隐藏车辆的身份来实现个人匿名化。Chen等[53]提出了基于高效隐私保护位置的服务包身份验证,能够保护身份隐私、两级的位置隐私。信任管理[54,55]是车辆网络中的重要问题之一,不同的研究提出了各种身份验证方案,确保消息由授权方发送。Lu等[56]提出了一个基于区块链的匿名声誉系统,用于打破真实身份和公钥之间的可链接性,从而起到保护用户隐私的作用。Sun等 [57]通过引入一种新的安全密钥聚合搜索加密方案和抗篡改区块链技术,提出了一种安全、灵活、抗篡改的数据共享系统。