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交通网数据库模型和移动对象关键处理技术研究

作　者: 马忠成
导　师: 秦小麟
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 受限移动对象交通网数据库移动关系操作有障碍最优路径位置更新策略位置预测策略
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着数据库技术的日新月异,交通网数据库作为移动对象数据库的重要分支,应用越来越广泛。目前,交通网数据库的研究在模型、存储结构、查询及索引等方面存在许多问题。本文主要针对交通网数据库的道路网络建模、操作算法、移动对象的位置更新和预测策略等技术展开研究,主要研究工作分为以下三个部分:(1)指出了R.H.Güting教授提出的面向路径模型的的缺陷。基于交叉口和车道提出了NHTND模型的道路网络建模。该模型首先通过引入车道信息细化道路的表示粒度;然后优化道路、交叉口的表示,增强其表达能力,支持对交通信号灯和立体交叉口的表示,从而满足城市道路网络动态属性的需求;最后,引入速度、加速度属性,提高移动对象表示的精确度,使得模型同时支持历史、当前、未来查询。(2)根据现实交通中的现象与要求,引入元胞自动机理论,给出NHTND模型的数据操作。分析移动对象运动中的微观关系,提出移动关系操作集,包括7个基本操作,利于移动对象运动的疏导、预测及现象分析。基于对阻塞的分类,给出预测区域漂移、消亡时间的操作算法,并在此基础上提出有障碍最优路径算法。以上操作完善了模型操作算法的研究。(3)针对移动对象位置更新和预测策略存在的更新次数多、更新精度低等问题,通过分析现实交通中移动对象的运动规律,提出了基于加速度的位置更新策略AVD-LUS和位置预测策略AVD-LPS,扩充了Where_At查询的语义并证明查询结果。实验结果表明,该策略有效地降低了位置更新次数,提高了查询精确度,同时保证了对移动对象的有效跟踪。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 数据模型  10-11
    1.2.2 移动对象的位置管理  11-12
    1.2.3 移动对象的查询  12-13
  1.3 本文主要工作  13-14
第二章交通网数据库概念与处理技术  14-26
  2.1 受限移动对象的概念  14-16
    2.1.1 移动计算环境  14-15
    2.1.2 受限移动对象  15-16
  2.2 交通网数据库的模型  16-20
    2.2.1 道路网络模型  16-20
    2.2.2 移动对象模型  20
  2.3 移动对象的位置更新与预测  20-23
    2.3.1 移动对象的位置更新  20-22
    2.3.2 移动对象的位置预测  22-23
  2.4 移动对象的查询与索引  23-25
    2.4.1 移动对象的查询  23-24
    2.4.2 移动对象的索引  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章基于交叉口和车道的交通网络模型  26-40
  3.1 面向路径模型网络建模的缺陷  26-27
  3.2 模型道路网络建模  27-34
  3.3 模型数据类型  34-35
  3.4 模型数据结构  35-39
    3.4.1 动态道路网路系统  35-37
    3.4.2 空间对象  37
    3.4.3 移动对象  37-39
  3.5 本章小结  39-40
第四章基于元胞自动机理论的移动对象操作算法  40-54
  4.1 面向路径模型操作算法的缺陷  40-41
  4.2 元胞自动机理论简介  41-42
  4.3 基础类型操作和移动关系操作  42-46
    4.3.1 基础类型操作  42-43
    4.3.2 移动关系操作  43-46
  4.4 有障碍的最优路径操作算法  46-53
    4.4.1 阻塞操作  46-49
    4.4.2 最优路径操作  49-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章移动对象的位置更新与预测策略  54-65
  5.1 位置更新原理  54-55
  5.2 基于加速度改进的位置更新、预测策略  55-57
    5.2.1 位置更新策略  55-56
    5.2.2 位置预测策略  56-57
  5.3 基于策略的where_at 查询  57-60
    5.3.1 历史和当前Where_At 查询  57-60
    5.3.2 未来Where_At 查询  60
  5.4 实验分析  60-64
    5.4.1 位置更新策略实验  61-64
    5.4.2 位置预测策略实验  64
  5.5 本章小结  64-65
第六章结束语  65-67
  6.1 本文小结  65
  6.2 进一步研究与展望  65-67
参考文献  67-73
致谢  73-74
在学期间的研究成果及发表的学术论文  74-75
附录 NHTND 数据模型操作集  75-79

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