监控旅客流量在火车上与区块链技术

最近的一篇论文发表在杂志上电子信件演示了使用一种新的保护隐私的可行性blockchain-enabled交接跳过高机动性训练网络的框架。

研究:Blockchain-enabled交接跳过高迁移率的火车乘客。图片来源:陈分春/ Shutterstock.com

背景

数据流量需求的不断增长,由于经常使用移动网络的发展导致了小细胞(SCs)。SCs形成一个密集的网络地址的网络容量需求每日火车乘客高机动性训练网络。

然而,频繁的和不必要的交接在这种网络由于短旅途时间和减少细胞大小导致交流的损失,从而影响数据传输的速率和整体的服务质量。

在超密度网络,跟踪和监控乘客轨迹保持与智能交接管理良好的服务质量,降低成本,提高吞吐量相当困难,因为有限的资源可用于快速列车乘客。

使用传统迁移乘客运动分析预测模型作为输入用于机器学习(ML)建立best-chosen日常路线。然而,这些模型没有考虑交接延迟宽容和last-hop信号强度。

智能交接流程可以确保乘客保持服务中的脚印在他们的轨迹,防止资源的浪费。例如,聪明的交接管理可以考虑实现估计用户轨迹和拓扑感知能力。

智能交接管理、移交跳过决策是基于细胞大小和细胞的位置来确定最接近的交接和基站的用户。然而,大多数的交接跳过计划需要用户数据收集,正日益成为挑战由于越来越多的人意识到用户的隐私。

传统的用户跟踪应用程序,如苹果和谷歌一起跟踪应用追踪接触者,有几个缺点,包括高风险用户隐私,由于高度依赖第三方和中央服务器通知和联系匹配。

因此,需要一个创新的方法,以确保安全和匿名数据收集来自用户的同意。区块链分散数据管理框架被认为是有前途的选择,因为他们更容易失败,更加透明,匿名的,更安全,不要依赖中心服务器。

框架可以确保用户隐私使用假名地址和数据加密方法。

提出区块链HO跳过体系结构、数据结构和流程。一个特定的铁路西行方向被认为是作为一个用例。图片来源:侯赛因,et al .,电子信件

这项研究

在这项研究中,研究人员提出了一个新颖的blockchain-enabled保护隐私交接跳过框架使用火车迁移数据集从伦敦金融城。客运交通流建模基于一个复杂的数据集平均车站客流量的数量和不同的火车线路使用区块链,以确保隐私。框架,笔名地址存储追踪和监控用户轨迹。

系统模型

拟议的框架被认为是与几个基站下行流分散在伦敦地上和地下(LOU)网络。特定的西行方向的列车在一个特定的rectangle-shaped地理区域和L₁和L₂双方围绕着卢列车网络被认为是用例。

基站部署与λ率均匀矩形区域按泊松过程(PPP)流动。每一个基站拥有特定的带宽和传输能量。此外,该框架还由预定义的火车速度v和S站,用户你可以离开/登上火车。

乘客的建模是基于距离基站周围的乘客的列车网络的框架。所有乘客,降落在车站或列车车厢,被表示为U = 1, 2,。u与基站B = 1, 2,。,bk用户关联规则。

参考信号接收功率(RSRP)测量进行通过识别乘客在火车上的位置和他们的协会最近的e-NodeB (eNB)基站。

信号干扰噪声比(SINR)是用来测量的平均RSRP和乘客的平均干扰和噪声。用户被分配给最好的基站基于SINR SINR测量。

交接相关费用交接跳过整个列车路线计算列车速度的乘积,秒延迟容忍每一个交接,交接速度每单位时间。研究人员还测量了平均乘客吞吐量考虑交接跳过和交接率的影响。

模拟场景显示了的BSs跳过和连接(一)混合方法,(b)提出的方法。图片来源:侯赛因,et al .,电子信件

这项研究的意义

这部小说交接跳过框架有效地跟踪个人用户通过在高机动性火车站的列车网络使用区块链方法。在这个框架中,下载手机应用在智能手机的乘客自动与电台的访问点,当他们进入了一个火车站和发送一些基本信息,包括匿名地址隐藏他们的身份的乘客和他们的入站/出站。

每个基站被认为是区块链节点的信息交换和通信的框架。收集到的用户信息是现成的基站块被区块链验证后,当时用于个人交接跳过决定每一个乘客。

估计区块链存储和每秒事务数。图片来源:侯赛因,et al .,电子信件

因此,区块链提供了端到端的安全在整个客运轨道并不是利用在交接过程的所有步骤。逐步回归过程也用额外的一层区块链安全执行。

提出回归框架作为一个私人和安全平台,乘客在分析其未来的发展方向以及流动性预测通过收集数据与他们同意在整个旅程。具体地说,拟议的框架确保最大的隐私而观察乘客轨迹考虑乘客旅行地点和路径以及细胞大小。

特定于用户的交接跳过已成功实现了基于个人用户信息由于区块链框架的部署在现有的交接跳过,导致一个更好的权衡last-hop信号质量而言,用户的服务质量和网络交接成本。框架增加了2%的平均吞吐量和last-hop信号质量100%,网络交接成本减少了50%。

引用

侯赛因,S。阿萨德,s M。伊姆兰,m·A。等。(2022)Blockchain-enabled交接跳过高迁移率的火车乘客。电子信件。https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/ell2.12658

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