基于公路网的移动对象数据库数据模型

移动对象数据库对大量移动对象的位置信息进行管理,能够支持传统数据库不能进行的时空查询,考虑到大多数移动对象的运动都固定在已知的路线中,基于公路网的移动对象数据模型、通过对公路网拓扑图的数字化转换,能够对移动对象进行有效的管理,该文采用实时平均法来反映每条线路的动态运行情况,对移动对象未来位置进行了精确预测。     

移动对象查询研究进展

移动对象查询技术是目前数据库技术研究的热点。移动对象的查询处理技术不仅要追求高效率和高精确度,而且要充分考虑到现实可行性和不同维度空间的可拓展性。本文基于前人对移动对象查询的分类方法,根据移动对象查询的发展动态,将移动对象查询分为轨迹查询和坐标查询两大类;回顾了已有的各种查询处理方法,分析了各种方法的优缺点,并且基于方法间的继承性和互补性,为后续的查询研究提出了建议。     

路网中移动对象轨迹索引的研究

索引结构对有效保存和查询移动对象的运动轨迹是至关重要的.根据交通网络中移动对象的轨迹特点,讨论了目前具有代表性的几种索引结构,重点分析了MON-Tree索引结构,将它与3D-Rtree进行了性能比较.在此基础上,提出并实现了一种基于MON-Tree的网络中移动对象轨迹数据库原型.     

移动对象数据库模型、查询语言及实时交通流分析

提出一种移动对象数据库模型——Dynamic Transportation Network Based Moving Objects Database(简称DTNMOD),并给出了DTNMOD中基于移动对象时空轨迹的网络实时动态交通流分析方法.在DTNMOD中,交通网络被表示成动态的时空网络,可以描述交通状态、拓扑结构以及交通参数随时间的变化过程;网络受限的移动对象则用网络移动点表示.DTNMOD 模型包含了完整的数据类型和查询操作的定义,因此可以在任何可扩充数据库(如PostgreSQL 或SECONDO)中实现,从而得到完整的数据库模型和查询语言.为了对相关模型的性能进行比较与分析,基于PostgreSQL 实现了一个原型系统并进行了一系列的实验.实验结果表明,DTNMOD 提供了良好的区域查询及连接查询性能.     

对象代理数据库跨类查询与代理对象查询的索引结构分析

数据库技术的发展促使其在不同领域得到了广泛的应用。包括数字图书馆等在内的一些新的应用领域对数据库的应用提出了更高的要求。而在这些新的应用领域中,多会涉及到一些复杂的、非传统形式的数据。而对象代理数据库能较好地支持各种非传统形式的数据类型,可以对各种复杂的数据类型实施有效的管理,而且对象代理数据库引入的对象代理数据库跨类查询与代理对象查询的索引结构,现在提高了数据库跨类查询的效率。该文主要从对象代理数据库跨类查询索引结构的设计、对象代理数据库跨类查询索引机制的实现以及一种基于代理对象查询机制索引结构的说明这三个方面来对对象代理数据库跨类查询与代理对象查询的索引结构作详细的分析。     

分布式数据库通用查询对象模型

提出基于CORBA的分布式数据库通用查询对象模型，该模型结合目前最先进的分布式对象技术，异构数据库访问技术以及为了解决异构分布式计算机系统数据传输问题而提出了的数据类型鉴别器技术，为异构分布式数据库系统提供可跨平台移植的，跨数据库查询的具有统一接口的分布式数据库通用查询构件，利用分布式数据库通用查询对象模型概念的实现，成功开发出南方电力调度中心异构分布式计算机信息交换系统软件，给出了使用该软件在分布式异构系统中实现数据通用查询的实验结果，证明是可行的。     

移动对象数据库的索引和查询

该文首先概述了移动对象数据库(Moving Objects Database,MOD)的特点;接着,针对移动对象数据库的索引方法展开,根据移动对象索引空间的不同,将移动对象索引分为无限制空间移动对象索引和网络空间移动对象索引,阐述了几种主要的移动对象索引技术的发展情况;然后,分析了一下移动对象数据库中的查询技术,指出对查询策略的评价应多方面,多角度考虑;最后简述了移动对象索引和查询的发展方向。     

XBR树:一种基于四叉树的空间对象移动路径索引结构

地理信息系统(Geographic Information System,GIS)重要的研究课题之一就是有效跟踪移动空间对象,这个研究方向是与当前快速发展的移动应用密切相关的,这是因为只有很好地研究移动空间对象索引技术,才能够满足用户各种空间、范围、时空等类型的查询需求.在本文中主要讨论了一种被称为(External Balaced Regular trees-XBR trees)[1,11]的移动空间对象数据库索引结构,采用XBR树索引能够有效支持区域查询,尤其是在关于移动空间对象历史移动路径查询上,能够有效提高系统效率.     

基于对象代理数据库的微生物信息服务系统

提出了一种采用对象代理数据库实现微生物数据管理的新方法。该方法将微生物菌种资源数据的共性描述信息定义为基本微生物对象,其代理对象可以用来表示微生物菌种资源分类的多样性,并定义不同菌种的特性性状信息,也可以用来定义微生物资源不同类别的扩展关联信息;通过对象更新迁移可以支持数据动态分类,利用对象视图机制可以支持模式演化,跨类查询机制则实现了高效的数据检索;实现了一个基于对象代理数据库的微生物信息服务系统。实验测试表明,该方法比传统方法更有效。     

面向对象的全时域移动对象数据模型

在面向对象模型中加入对动态属性的支持,提出和建立了一种面向对象的支持全时域数据存储和查询的移动对象数据模型。探讨了GPS定位信息中精度、方位等信息对移动对象位置更新的影响,并给出了一种新的基于定位精度、速度和方位的动态阈值位置更新策略,解决了移动对象的全时域存储和查询方法。最后对面向对象的全时域移动对象数据模型进行了验证,实验表明该动态阈值位置更新策略在不影响移动对象运动轨迹精度的情况下,可以有效减少位置更新,节省数据传输流量,减少数据存储量。     

路网中移动对象快照K近邻查询处理

扩展了一种支持路网中移动对象的位置相关查询框架的功能,利用存在磁盘上的R树来存储网络连通性和一种基于内存的网格结构来维持移动对象的位置更新,提出了基于范围查询(MNDR)的快照K近邻查询算法(SKNN),对空间中的任意一条边,分析可能受影响的最大数量和最小数量的网格单元格,说明用于快照范围查询处理的搜索空间的最大范围,预估包含查询结果的子空间,使用这个子空间作为范围调用MNDR来有效地计算路网中查询点的KNN POI,降低I/O成本,缩短查询时间。通过实验对比,当规模扩展到数十万的移动对象时,SKNN比种有效查询处理空间网络数据的预计算方法S-GRID有更好大的系统吞吐量。     

面向移动对象连续k近邻查询的双层索引结构

移动对象连续k近邻（CKNN）查询是指给定一个连续移动的对象集合,对于任意一个k近邻查询q,实时计算查询q的k近邻并在查询有效时间内对查询结果进行实时更新.现实生活中,交通出行、社交网络、电子商务等领域许多基于位置的应用服务都涉及移动对象连续k近邻查询这一基础问题.已有研究工作解决连续k近邻查询问题时,大多需要通过多次迭代确定一个包含k近邻的查询范围,而每次迭代需要根据移动对象的位置计算当前查询范围内移动对象的数量,整个迭代过程的计算代价占查询代价的很大部分.为此,提出了一种基于网络索引和混合高斯函数移动对象分布密度的双重索引结构（grid GMM index,GGI）,并设计了移动对象连续k近邻增量查询算法（incremental search for continuous k nearest neighbors,IS-CKNN）.GGI索引结构的底层采用网格索引对海量移动对象进行维护,上层构建混合高斯模型模拟移动对象在二维空间中的分布.对于给定的k近邻查询q,IS-CKNN算法能够基于混合高斯模型直接确定一个包含q的k近邻的查询区域,减少了已有算法求解该区域的多次迭代过程;当移动对象和查询q位置发生变化时,进一步提出一种高效的增量查询策略,能够最大限度地利用已有查询结果减少当前查询的计算量.最后,在滴滴成都网约车数据集以及两个模拟数据集上进行大量实验,充分验证了算法的性能.     

移动对象索引技术研究进展

在位置服务、交通控制等移动计算领域,移动对象索引技术广泛应用于对移动终端的空间位置进行存储和检索。本文深入分析了移动对象历史轨迹、当前位置和未来位置预测等各种索引技术,并根据索引空间及结构的不同对现有移动对象索引方法进行了详细的分类比较与讨论,对移动对象索引技术研究方向进行了展望。     

Exploiting hashing for concurrent query processing and indexing of current location of moving objects

Due to recent developments in location-based services and mobile computing, the need for indices for moving objects has been strengthened to improve the response time of a query operation. With a single index in place for managing both the update and query operations for moving objects, the index needs to be updated each time the object moves. This deteriorates the performance of concurrent query operations. It is critical to handle the conflicts between continuous update and query operations effectively using appropriate concurrency control protocol otherwise, inconsistent results will be reported. Many indices have been proposed in the literature for moving objects but they lack the support for processing concurrent operations. Further, the consistent indices in the literature are based on tree structure that have computationally expensive split/merge operations that can negatively affect the response time of query processing algorithms. Moreover such tree based indices are proposed for historical and future timeline data. As the scope of this article is on current timeline and concurrent continuous query operations, therefore, we exploit state of the art hash-based indices in the literature and presented the two consistent versions. The comparative analysis of the indices is performed and meaningful findings are also presented along.     

基于内存的时空索引TPR*树并发控制方案

随着定位技术的发展，基于定位的服务对数据库技术的要求越来越高，需要用它记录和管理大量持续运动物体的位置。TPR*树是支持移动物体现在和将来位置查询的索引结构，面临多个事务同时访问数据的问题。该文提出了基于内存的TPR*树的并发控制方案，能满足事务的一致性要求。通过结合加锁技术和时间戳技术，使得冲突减少，提高了并发效率和处理速度。     

分布式环境下大规模移动对象范围查询算法

移动对象的连续范围查询是许多基于位置的服务的核心问题。针对该问题,提出一种面向大规模移动对象并发范围查询的分布式搜索方法。首先,设计了一种由全局网格索引（GGI）和局部弹性四叉树构成的移动对象分布式动态索引（DDI）结构。其次,提出了一种基于DDI结构的分布式查询算法（DSA）,该算法首先引入了一种在移动对象和查询点的位置连续变化的情况下的查询结果增量更新策略;然后,在增量更新过程中引入一种面向多并发查询的共享计算优化策略,该策略能够根据已有计算结果对移动对象范围查询结果进行增量搜索。最后,基于德国路网模拟了3个具有不同空间分布的移动对象数据集,将DSA与NS(Naive Search)、GI(Grid Index)和分布式混合索引（DHI）进行对比。实验结果表明,与性能最好的对比算法DHI相比,DSA的初始查询时间减少了22.7%,增量查询时间减少了15.2%,性能优于对比算法。     

Mobiiscape: Middleware support for scalable mobility pattern monitoring of moving objects in a large-scale city

With the explosive proliferation of mobile devices such as smartphones, tablets, and sensor nodes, location-based services are getting even more attention than before, considered as one of the killer applications in the upcoming mobile computing era. Developing location-based services necessarily requires an effective and scalable location data processing technology. In this paper, we present Mobiiscape, a novel location monitoring system that collectively monitors mobility patterns of a large number of moving objects in a large-scale city to support city-wide mobility-aware applications. Mobiiscape provides an SQL-like query language named Moving Object Monitoring Query Language (MQL) that allows applications to intuitively specify Mobility Pattern Monitoring Queries (MPQs). Further, Mobiiscape provides a set of scalable location monitoring techniques to efficiently process a large number of MPQs over a large number of location streams. The scalable processing techniques include a (1) Place Border Index, a spatial index for quickly searching for relevant queries upon receiving location streams, (2) Place-Based Window, a spatial-purpose window for efficiently detecting primitive mobility patterns, (3) Shared NFA, a shared query processing technique for efficiently matching complex mobility patterns, and (4) Attribute Pre-matching Bitmap, an in-memory data structure for efficiently filtering out moving objects based on their attributes. We have implemented a Mobiiscape prototype system. Then, we show the usefulness of the system by implementing promising location-based applications based on it such as a ubiquitous taxicab service and a location-based advertising. Also, we demonstrate the performance benefit of the system through extensive evaluation and comparison.     

基于语义和访问权限的室内移动对象索引

随着无线通信和室内定位技术的发展,室内移动对象索引技术在基于位置的服务等方面越来越重要.室内场景结构复杂且形式多样,现有的室内移动对象索引技术的研究都是将室内实体抽象为单元,将移动对象抽象为查询点,不区分它们之间的语义,也不考虑对象和单元之间的访问权限.针对这一问题,研究了一种基于语义的室内移动对象索引方法,并提出了基于语义和访问权限的轨迹推荐查询算法.另外,将室内场景、移动对象的语义和访问权限信息进行了形式化定义,提出了一个新的室内语义模型.通过大量实验,从多个方面与现有室内移动对象索引方法进行对比分析,验证了所提索引的高效性和鲁棒性.     

时间依赖路网上的移动对象K近邻查询算法

随着基于位置服务的广泛应用,时间依赖路网上的对象查询逐渐成为研究热点。以往研究大多只针对时间依赖路网上的静态对象(如加油站、餐厅等),未考虑到移动对象(如出租车)的情况,而移动对象的查询在日常生活中有着非常广泛的应用场景。因此,文中提出了一种针对时间依赖路网上的移动对象K近邻查询算法TD-MOKNN,该算法分为预处理阶段和查询阶段。在预处理阶段,通过建立路网和网格索引,提出了一种新的移动对象到路网的映射方法,解除了以往研究假设移动对象恰好在路网顶点上的限制;在查询阶段,采用启发式搜索,借助倒排网格索引计算了一种新的高效启发值,通过预处理信息和启发值设计了高效K近邻查询算法,并给出了算法的正确性证明和时间复杂度分析。实验验证了所提算法的有效性,相比现有算法,TD-MOKNN算法在遍历顶点数和响应时间上分别减少了55.91%和54.57%,查询效率平均提升了55.2%。     

面向不确定移动对象的连续K近邻查询算法*

近年来,位置服务等领域急需解决的一个难点问题是不确定移动对象连续K近邻查询.基于此情况,文中提出高效的面向不确定移动对象的连续K近邻查询算法.首先提出2种预测移动对象可能区域算法MaxMin与Rate,利用最近一段时间窗口内的位置采样、速度和方向预测移动对象在查询时刻到未来I区间可能的位置区域.同时使用最小距离与最大距离区间描述移动对象到查询对象的距离.然后采用优化的基于模糊可能度判定的排序方法查找查询对象的K近邻.最后在真实和合成的大规模移动对象数据集上验证文中方法的有效性.