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【6h】

交通网络中移动对象全时态索引研究与实现

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摘要

随着移动计算、无线通信技术及GPS等技术的迅速发展，基于位置服务越来越受到重视，因此移动对象位置查询变得可行和必需。在交通网络中，移动对象将更新的位置信息提交给移动对象数据库，移动对象数据库对移动对象位置的信息进行存储和有效管理。为实现对移动对象高效的查询，移动对象索引技术应运而生，它能够有效地对移动对象的数据进行组织与管理，并提供准确的位置查询等，在移动数据库的研究中具有重要的研究价值和商业潜力。
　　 在介绍时空数据库技术和移动对象索引的基础上，着重分析了交通网络中移动对象的索引技术。首先对交通网络中的路网进行相应的建模，将现实中的道路抽象为二维空间图的形式；分析了常用的移动对象时空模型，通过对现有移动对象索引技术的分析与路网受限的移动对象应用需求的研究，提出了交通网络中移动对象过去、现在和未来的位置改进索引结构FNR*-Tree。FNR*-Tree由2DR-Tree、1DR-Tree和HASH表三层结构组成，其中2DR-Tree对路网空间进行索引，将整个索引空间划分成多级子索引空间，叶结点根据空间划分包含道路的路段，并分别对应一棵1DR-Tree，同时2DR-Tree将属于同一条道路的路段通过指针连接，实现基于道路的查询。1DR-Tree按照时间属性对经过某一路段的所有移动对象进行管理，随着移动对象不断离开路段，1DR-Tree中不断地插入移动对象运动信息。HASH结构由HASH表和单链表构成，其中HASH表中存储了移动对象的标识，每个对象指向一个动态链表，链表中存放着按照更新时间顺序存储的移动对象的运动等信息。在分析了交通网络中移动对象运动的规律基础上，结合FNR*-Tree索引结构，提出了郊区与市区中移动对象轨迹预测模型；该模型能够回答处于两次更新时刻之间或者最后一次更新之后的查询请求，实现了对移动对象全时态的索引。针对交通网络中的移动对象索引结构，分析了常用的更新策略，为降低更新代价，提出了适合FNR*-Tree索引结构的自底部向中间动态更新策略。
　　 操作中以结点存取次数为性能参考，对FNR*-Tree索引结构和FNR-Tree索引方法进行了性能比较。结果表明，交通网络中移动对象全时态索引结构在动态更新、窗口查询、点查询、特别是轨迹查询方面性能有提高，对移动对象轨迹的预测具有较高的精度。

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