面向动态位置服务的移动查询处理与优化技术

尽管面向移动象查询的技术已经取得了丰富的研究成果，但这些成果主要针对发出查询对象与被查询对象只有一方移动的应用环境，对于双方都移动的动态位置服务的移动查询技术的研究成果很少。在动态位置服务中，移动对象的活动空间既可能是自由空间又是可能是受限空间，移动对象既是查询对象又是被查询对象，移动对象之间的关系更加复杂。这对移动对象索引技术、移动对象连续查询技术、移动对象监视技术及移动服务质量控制技术提出了新的挑战。目前的研究成果无法有效地支持动态位置服务中的移动查询。本申请针对动态位置服务中移动查询的特点，深入地研究相关的移动对象索引模型与索引修改策略，连续查询模型与查询优化策略，移动对象间的状态表达模型与状态计算所用的轨迹数据的选取策略，服务质量的评价模型与卸载策略等问题。

在面向移动对象查询处理中，对于双方都移动的动态位置服务移动查询技术的研究成果很少。在动态位置服务中，移动对象之间的关系更加复杂。目前的研究成果无法有效地支持动态位置服务中的移动查询。本申请针对动态位置服务中移动查询的特点，深入地研究了 1）移动对象索引模型与索引修改策略；2）连续查询模型与查询优化策略；3）移动对象间的状态表达模型与状态计算所用的轨迹数据的选取策略；4）服务质量的评价模型与负载策略；5）测试平台与原型系统。主要成果如下：.1）针对移动对象索引,a)提出了一种基于区域覆盖的虚拟网格四分树与Voronoi图相结合(Vor-VGQ)的索引结构及优化策略，查询效率提高三个数量级；b)设计实现了Del-Rtree索引结构,解决了Vor-VGQ在处理数据分布不均时所引起的性能下降问题；c)设计实现了R-HBase，支持将移动查询查询无缝移植到云计算平台。.2）针对连续查询,a)设计实现了基于区域覆盖的面向自由空间与路网环境的连续移动范围算法与连续K近邻查询算法，比传统算法快了一个数量级；b)设计实现了基于概率阈值的反近邻与组近邻的查询算法，比传统算法有更高的查询效率和更好的扩展性。c)设计实现了优化的K匿名隐私保护查询算法，有效降低了冗余率，提高了查询性能。.3）针对移动对象间的状态查询,a）设计了移动对象间状态关系模型，设计实现了连续状态查询算法及优化策略；b）提出了基于距离查询表的移动对象距离计算方法，解决了算海量移动对象间距离复杂度较高的问题；c）提出了基于历史轨迹模型评估的路径推荐算法，实现了历史信息与实时信息的融合。.4）针对服务质量的评价模型与负载策略,a)设计实现了一个云平台监控系统，支持云环境下的负载均衡；b）基于历史统计信息，提出了基于代价估计的移动对象查询，降低80%的索引更新频率；c)建立代价估计模型，设计实现了云环境下的ELM优化算法，支持大规模数据处理；d）提出了分片直传的结果返回策略，减少了用户响应时间一个数量级，提高了服务质量。.5）针对测试平台与原型系统,a)设计实现了一个移动数据生成和查询测试系统，为研究人员提供数据生成与验证工具；b)设计实现了一个移动定位服务系统，支持对研究成果验证及扩展。