CN109087092A - 一种基于区块链的城市交通付费系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于区块链的城市交通付费系统，城市交通的付费往往以城市为单位建立各城市的标准，例如公交卡，各城市均有自己城市内部的“一卡通”，其虽然可以在同时应用于地铁、轮渡、轻轨等其他交通形势，但是到了其他城市该“一卡通”的功能无法使用，同时所有的“一卡通”均通过以服务器端为中心更新数据的方式进行使用，中心化容易导致该付费系统的不稳定，且用户隐私信息不能得到有效保护，鉴于此本发明提供了一种基于区块链的城市交通付费系统。

Description

一种基于区块链的城市交通付费系统

技术领域

本发明涉及城市交通消费领域，特别涉及一种基于区块链的城市交通付费系统。

背景技术

回顾我国公共交通支付的发展大致经过了实体票时代、IC卡时代以及正在发展的移动互联时代。90年代以前，我国公共汽车、电车、地铁等公共交通工具的乘车支付手段基本仅限于通过现金购买实体票，分为一次性票和储值票(日票、月票、年票)。直到90年代中期，公共交通IC卡收费系统在杭州、深圳、上海等城市出现，并且此后如雨后春笋般在全国各大中城市建立起来，一些城市更是建立了可在多种公交工具间无缝切换的一卡通系统。很快各种类型的IC卡便成为了本地居民公共交通支付的主流。截至2013年10月31日，全国600多个城市中，已经有440多个城市建立了不同规模的IC卡收费系统。智能手机和移动互联时代的到来给则这个领域注入了不少新鲜血液，NFC、二维码等技术的应用让公共交通的支付手段前所未有地丰富。不过，在各地公交系统建设越来越完善、越发方便出行的同时，公交支付却也有一些亟待解决的问题：

一是对现金支付的依赖度依然很高。

部分城市的地铁购票仅能使用5元、10元现金，切因为纸币的破损情况出现纸币无法使用的情况，影响购票效率。

二是IC卡难以互联互通。

在IC卡时代，全国数百个城市建立了各自独立的公交IC卡收费系统，缺乏统一标准和统一管理规范，对以后互联互通的努力造成了尾大不掉的困境，尽管后来出现了跨城市区域性一卡通的整合，也有全国城市一卡通互联互通项目这样的努力，但也存在平台城市分布较为分散、区域连续性不强的缺陷，在全国大多数区域尤其是中小城市，实现城市之间公共交通支付的互联互通仍是一种奢望，这个问题在移动互联时代又随着各种新兴支付手段的出现被扩大了，归结起来就是三个字——碎片化。

三是许多城市IC卡收费系统运营管理落后。

办卡不便，充值缴费难，甚至还没有做到联网管理。这些问题的存在呼唤着新势力介入这一领域。为解决以上问题，现有技术中出现了NFC-SIM公交卡、二维码电子票等技术。如现有技术专利申请号为：201720498058.2的专利申请中提到，人口的急剧增加、车辆保有量的快速上升，对城市公共交通出行、城市治堵措施的造成很大影响。而目前公交车主流支付手段是现金和刷公交卡(现有技术)，导致市民上车速度缓慢或因忘带公交卡而无法出行，严重的影响了城市公交运营的效率，同时由于目前公交车上大多未安装车载级专用北斗/GPS定位系统，交通部门无法实时掌握车辆运行状况，给整体调度工作带来了很大的影响，为了解决该问题，该篇现有技术文件中采用了：一种具有二维码支付功能的公交交易终端装置，包括主控芯片模块、通信模块、NFC模块、二维码模块、定位模块、一卡通模块、液晶模块、语音播报模块、UART模块、存储模块以及电源模块，所述通信模块、NFC模块、二维码模块、定位模块、一卡通模块、液晶模块、存储模块以及电源模块所述均与所述主控芯片模块连接，其中主控芯片模块用于控制各个模块的数据通信及操作；通信模块用于设备终端与数据库平台进行数据交流以及发送定位数据；NFC模块用于与移动智能设备进行付费操作时的数据通信；二维码模块用于提供二维码数据给移动智能设备进行扫码付费操作；定位模块用于实时定位公交车位置，并把实时位置信息发送至交通部门后台管理系统；一卡通模块用于进行刷卡付费；液晶模块用于显示用户消费金额、用户交通卡余额、付费方式、验票类型、刷卡次数、定位状态、通信状态以及即时的北京时间；语音播报模块用于进行语音播放用户的消费金额及刷卡类型；UART模块用于连接计算机或者智能设备，并对本地固件进行升级；存储模块用于存储用户的消费信息、交通卡余额信息以及黑名单信息，并通过通信模块连接公交车管理系统。然而通过以上系统，全部支付和记录过程需依赖集中服务器的存在，城市公交系统的运行仍然依赖服务器，仍然有服务器崩溃导致的系统瘫痪的风险，同时现有的被动扫码、NFC公交付费缺乏统一监管，行动轨迹管理缺乏保密性。

鉴于以上现有技术中存在的问题，本申请采用以下技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于区块链的城市交通付费系统，用户通过注册个人信息加入城市交通区块链并受智能合约的约束，根据提供城市服务或接受城市服务付出或接受虚拟货币，通过环签名的加密方式进行虚拟货币传输和评价反馈，并通过清算模块进行现实货币的提取，用户可以选择加密上传位置信息，所有的上传本节点信息仅通过本节点可以查看，其他节点仅有部分查看权限。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于区块链的城市交通付费系统，其特征在于，具体包括以下模块：支付请求模块、区块链处理模块、清算模块；所述区块链处理模块为城市交通系统区块链。

支付请求模块，其特征在于，包括虚拟账户创建模块，创建过程为根据用户的注册请求进行创建，需要用户完善个人信息，并在完成注册后将用户的个人虚拟账户信息加入到区块链节点中，由用户发起交易请求，并将交易请求发送至区块链处理模块；所述支付请求模块包括消耗计算模块，根据城市交通占用比计算所耗费金额，和请求一起发送至区块链处理模块。

区块链处理模块，其特征在于，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改账户信息，并将修改后的账户信息同步到城市交通系统区块链的各个节点中；所述智能合约限定的节点为城市交通提供节点以及城市交通使用节点；所述智能合约通过应用的方式安装在各节点的客户端，用于更新和同步各节点账本。

清算模块，其特征在于，智能合约中所存储的数据为虚拟货币，通过与现实货币汇率进行转换，通过清算模块可以进行虚拟货币和现实货币的转换，完成现实货币的提取。

区块链处理模块，其特征在于，包括加密模块，通过环签名的方式进行加密，利用环签名的可连接性，仅发布签名的节点自身通过特定算法计算出多个签名为该节点发布，而其他节点无法计算出该签名的所属节点。

区块链处理模块，其特征在于，城市交通提供包括但不限于火车、公交、地铁、出租车、共享单车；城市交通使用节点包括但不限于乘车个体。

评价模块，城市交通提供节点为服务提供方，城市交通使用节点为服务接受方，服务提供方需要被服务接收方评价，同时服务接受方同样存在使用信用；通过服务评价模块，服务接受方为服务提供方进行服务结果打分，服务提供方为服务接受方进行信用评价。

评价模块，其特征在于，评价双方的结果均为通过虚拟账户发送，双方均无法获取对方的直接信息，但位于该区块链中的全部节点均可以查看各节点的服务结果分或信用分。

加密模块，其特征在于，包括位置信息加密模块，用户在发布支付请求时可以选择通过加密方式上传自身位置信息，通过该方式仅该节点自身可以查询自身的位置历史，而其他节点无法获取其位置信息。

支付请求模块，其特征在于，加入到区块链节点具体包括通过运行区块链系统中的智能合约获取用户的注册账户信息，根据该账户信息创建用户虚拟账户，用于其他操作。

本发明的有益效果是：

1、通过区块链的去中心化实现了城市交通的便捷支付。

2、通过区块链中的加密技术，实现了支付记录、位置信息、评价方式的加密。

附图说明

图1本发明的系统流程图

本发明提供一种基于区块链的城市交通付费系统，用户通过注册个人信息加入城市交通区块链并受智能合约的约束，根据提供城市服务或接受城市服务付出或接受虚拟货币，通过环签名的加密方式进行虚拟货币传输和评价反馈，并通过清算模块进行现实货币的提取，用户可以选择加密上传位置信息，所有的上传本节点信息仅通过本节点可以查看，其他节点仅有部分查看权限。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合：

实施例1：

某用户使用手机客户端下载本发明的城市交通系统应用，并进行信息注册，在该注册过程中用户的个人真实信息进用于初步注册，而在进行加入城市交通区块链的过程中采用创建虚拟账户的形式进行添加，用户的真实信息得到较好的保密。

用户在使用该系统乘坐城市公共交通工具时，通过选择起点和终点，系统自动计算出该行程所花费的费用，并将该费用信息添加至付款请求中。

点击应用中的付款选项即发出付款请求，客户端将该请求发送至城市交通区块链处理模块，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改当前用户节点的账户信息，并将修改后的账户信息同步到城市交通系统区块链的各个节点中；智能合约限定的节点为城市交通提供节点以及城市交通使用节点，本次该用户乘坐的是地铁，则该用户节点的注册账户中减少相应的金额，而注册的账户中则相应增加相应金额，同时城市交通区块链中的全部节点进行账户信息的更新。

在该方式上传过程中，采用环签名技术，乘车用户被分配至一用户组中，且采用虚拟账户进行金额、请求、位置、时间等信息上传，上传前信息进行加密计算其他节点无法获取该信息的实际上传者身份信息。当全部节点信息同步完毕后交易结束，用户信息可以在自己客户端中进行查询。

同时该用户结合乘车过程中的感受，进行服务评价，评价信息同样通过环签名技术进行加密上传，用于为其他乘客提供参考，而服务提供方无法产看该实际发出评价的用户信息。

实施例2：

某出租车驾驶员用户使用手机客户端下载本发明的城市交通系统应用，并进行信息注册，在该注册过程中用户的个人真实信息进用于初步注册，而在进行加入城市交通区块链的过程中采用创建虚拟账户的形式进行添加，用户的真实信息得到较好的保密。

该驾驶员用户在使用该系统搭载乘客时，通过选择起点和终点，系统自动计算出该行程所花费的费用，经过该出租车驾驶员用户和乘客的确认后生成费用信息，并将该费用信息添加至乘客付款请求中。乘客发出支付请求。

点击应用中的付款选项即发出付款请求，客户端将该请求发送至城市交通区块链处理模块，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改当前用户节点的账户信息，并将修改后的账户信息同步到城市交通系统区块链的各个节点中；智能合约限定的节点为城市交通提供节点以及城市交通使用节点，乘客节点的注册账户中减少相应的金额，而出租车注册账户节点中则相应增加相应金额，同时城市交通区块链中的全部节点进行账户信息的更新。

在该方式上传过程中，采用环签名技术，乘车用户被分配至一用户组中，且采用虚拟账户进行金额、请求、位置、时间等信息上传，上传前信息进行加密计算其他节点无法获取该信息的实际上传者身份信息。当全部节点信息同步完毕后交易结束，用户信息可以在自己客户端中进行查询。

乘客通过该系统可以对出租车提供的服务进行打分，同时根据支付便捷成都，在出租车端自动生成对用户信用的评价，并通过出租车用户端进行上传，该信用评价可以由出租车客户端进行新修改。全部的评价信息同样进行环签名加密处理，

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的城市交通付费系统，其特征在于，具体包括以下模块：支付请求模块、区块链处理模块、清算模块；所述区块链处理模块为城市交通系统区块链。

2.如权利要求1所述的支付请求模块，其特征在于，包括虚拟账户创建模块，创建过程为根据用户的注册请求进行创建，需要用户完善个人信息，并在完成注册后将用户的个人虚拟账户信息加入到区块链节点中，由用户发起交易请求，并将交易请求发送至区块链处理模块；所述支付请求模块包括消耗计算模块，根据城市交通占用比计算所耗费金额，和请求一起发送至区块链处理模块。

3.如权利要求1所述的区块链处理模块，其特征在于，当区块链处理模块收到支付请求模块发送的请求后，由智能合约根据交易请求修改账户信息，并将修改后的账户信息同步到城市交通系统区块链的各个节点中；所述智能合约限定的节点为城市交通提供节点以及城市交通使用节点；所述智能合约通过应用的方式安装在各节点的客户端，用于更新和同步各节点账本。

4.如权利要求1所述的清算模块，其特征在于，智能合约中所存储的数据为虚拟货币，通过与现实货币汇率进行转换，通过清算模块可以进行虚拟货币和现实货币的转换，完成现实货币的提取。

5.如权利要求1所述的区块链处理模块，其特征在于，包括加密模块，通过环签名的方式进行加密，利用环签名的可连接性，仅发布签名的节点自身通过特定算法计算出多个签名为该节点发布，而其他节点无法计算出该签名的所属节点。

6.如权利要求3所述的区块链处理模块，其特征在于，城市交通提供包括但不限于火车、公交、地铁、出租车、共享单车；城市交通使用节点包括但不限于乘车个体。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括评价模块，城市交通提供节点为服务提供方，城市交通使用节点为服务接受方，服务提供方需要被服务接收方评价，同时服务接受方同样存在使用信用；通过服务评价模块，服务接受方为服务提供方进行服务结果打分，服务提供方为服务接受方进行信用评价。

8.如权利要求7所述的评价模块，其特征在于，评价双方的结果均为通过虚拟账户发送，双方均无法获取对方的直接信息，但位于该区块链中的全部节点均可以查看各节点的服务结果分或信用分。

9.如权利要求5所述的加密模块，其特征在于，包括位置信息加密模块，用户在发布支付请求时可以选择通过加密方式上传自身位置信息，通过该方式仅该节点自身可以查询自身的位置历史，而其他节点无法获取其位置信息。

10.如权利要求2所述的支付请求模块，其特征在于，加入到区块链节点具体包括通过运行区块链系统中的智能合约获取用户的注册账户信息，根据该账户信息创建用户虚拟账户，用于其他操作。