基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法技术

本发明专利技术提出基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法，应用于数据库领域。本发明专利技术所述的基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法考虑路网运动时间对skyline集合的影响，根据用户不同的出行方式，利用基于时间的协同扩展和出入点技术进行skyline查询；同时针对用户运动过程中运动状态可能会发生变化的情况，一旦用户运动状态发生变化则触发skyline集合调整，以满足用户到达时间短的要求。本发明专利技术利用多次查询间的关联关系，对skyline集合进行快速调整，有效减少了路网距离计算，提高了查询效率。

【技术实现步骤摘要】
基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法
本专利技术涉及数据库领域，尤其是一种基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法，该方法用于实现在道路网上多个查询用户在移动过程中的动态skyline查询，快速反馈查询结果。
技术介绍
随着GPS以及各种各样移动定位设备的普及，基于位置的服务(LocationBasedServices，LBS)在日常生活中的使用越来越广泛，我们拥有越来越多的包含位置信息的数据。同时，用户可以从网络中查询更多种类的兴趣点(POI)，如宾馆、餐厅等。对于兴趣点的查询一般包括多个维度，属于数据库领域中典型的多目标查询。skyline查询是指在某一个给定的多维数据集中，找出所有不被其他任何数据点支配的数据点的操作。这些被找出的所有数据点所构成的集合则称为skyline结果集。所谓两个数据点之间的支配关系，是指在一个多维数据集中，若存在一个数据点A，其在每个维度上的属性值都不比数据点B对应的维度上的属性值差，并且至少在某一个维度上，数据点A的属性值比数据点B的属性值好，则称数据点A支配数据点B。一般情况下，支配关系中的“好”和“差”并无统一规定，而是根据用户查询时的不同偏好而改变。skyline查询主要分为四类：基于欧式空间的单用户查询、基于欧式空间的多用户查询、基于道路网的单用户查询和基于道路网的多用户查询，其复杂度和难度也依次递增。在基于道路网的skyline查询中，skyline查询的主要问题是道路网距离计算时间开销大，因此其主要优化方向是要考虑如何减少道路网距离计算，因为对于判断兴趣点是否为skyline点的时间开销要远小于路网距离计算的时间开销。对于基于道路网的多移动用户动态skyline查询，现有的方法是在用户运动状态发生变化时重复使用初次查询的操作，这完全未考虑前后查询间的关系，仅仅是重复操作，其无法做到减少路网距离计算。此外，现有的基于道路网的多移动用户动态skyline查询在考虑空间属性时更多的只是考虑路网距离的影响，而并未根据实际情况考虑用户的移动速度对其到达目的地时间的影响，在行驶距离相同时，速度不同会极大的影响用户到达目的地的时间，而在实际应用中用户到达目的地的时间的长短也是用户关心的问题。同时用户的移动速度会受其出行方式、路网状况、天气状况等多因素的影响，其变化的可能性非常大，必须对于进行实时监控，一旦其速度发生变化则需要进行结果调整。
技术实现思路
专利技术目的：为克服现有技术的中未考虑运动时间对查询结果的影响和如何利用多次查询间的关联关系的技术问题，本专利技术提出一种基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法。该方法基于协同扩展和出入点技术，提出一种基于道路网的针对多个查询用户的快速的动态skyline查询方法，其适用于道路网skyline查询。本专利技术提出的方法在保证查询准确的同时，降低了时间复杂度和空间复杂度。技术方案：为实现上述技术效果，本专利技术提出的以下技术方案：基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法，包括依次执行的步骤(1)至(6)：(1)获取道路网状态信息和多个查询用户的查询请求，查询请求包括用户的所在位置、初始速度、查询对象以及用户对兴趣点的偏好要求；(2)根据各用户的查询请求找出道路网中所有满足条件的兴趣点，获取各兴趣点的属性，属性包括动态属性和静态属性，动态属性包括速度和到达时间，静态属性为除动态属性以外的其他属性；(3)计算初始skyline结果集，包括步骤(3-1)至(3-8)：(3-1)设置skyline点集、主候选集和从候选集，初始化skyline点集、主候选集和从候选集均为空集；(3-2)对每个用户，以用户当前位置为圆心向外扩展，定义扩展过程中访问到一个兴趣点的时间为：以用户从起始位置以相应路径所允许的最大运动速度到达该兴趣点的时间；所有用户同时开始扩展，当同时访问到同一个兴趣点p时终止扩展；(3-3)将p归入skyline点集，将扩展过程中访问到的除了p以外的兴趣点计入主候选集，将扩展过程中未访问到的兴趣点计入从候选集；(3-4)对除了skyline点集以外的兴趣点再次以各用户的当前位置为中心同时进行扩展，找到新一轮各用户同时访问到的兴趣点p′，将除p′以外的兴趣点加入从候选集，若除p′以外的兴趣点中有属于主候选集的，则将主候选集中的相应兴趣点删除；判断p′是否属于主候选集，若是，则执行步骤(3-5)；否则，重新执行步骤(3-4)；(3-5)根据预先设置的支配规则将p′与skyline点集中的skyline点比较，若p′不被任何一个skyline点支配，则归入skyline点集，并从主候选集中删除p′；若p′被支配，则直接从主候选集中删除p′，并将p′加入到从候选集中；(3-6)重复执行步骤(3-4)至(3-5)，直至主候选集为空，然后转入步骤(3-7)；(3-7)遍历从候选集中的所有兴趣点p″，将p″与skyline点集中的skyline点比较静态属性，若p″的静态属性未被任何一个skyline点支配，则将p″加入skyline点集；(3-8)将步骤(3-7)执行完毕后得到的skyline点集作为skyline结果集，并将skyline结果集反馈给各用户，由用户选取目的地；(4)根据用户选取的目的地更新用户行驶路径；对于每个兴趣点p，判断p对各用户属于增长集还是减小集，判断方法为：设用户q的行驶路线为ij，即从位置i到位置j；若对于一个兴趣点p，q按照当前速度沿路径ij行驶时，在下一时刻q与p之间的距离较上一时刻q与p之间的距离减小，则将p加入q的减小集；若对于一个兴趣点p，q按照当前速度沿路径ij行驶时，在下一时刻q与p之间的距离较上一时刻q与p之间的距离增大，将p加入q的增长集；(5)对用户增长集中的skyline点和减小集中的非skyline点的归属结果进行更新，更新方法为：对于增长集中的skyline点，在该用户行驶路线上找出相应的出点；对于减小集中的非skyline点，在该用户行驶路线上找出相应的入点；监控用户行驶状态直至其到达目的地，若用户的行驶速度保持不变，则根据计算出的出、入点更新用户的skyline结果集：记用户q从位置i行驶到j的过程中，其增长集中的skyline点p1在路径ij上的出点为而减小集中的非skyline点p2在路径ij上的入点为Ip2；对于p1，当用户q行驶在路径iEp1时，p1属于q的skyline结果集，而当用户q行驶出点，即进入路径时，将p1从q的skyline结果集中删除；对于p2，当用户q行驶在路径iIp2时，p2为非skyline点，而当用户q行驶出iIp2，即进入路径iIp2j时，将p2加入q的skyline结果集中；若用户速度发生变化，则转入步骤(6)；(6)根据用户变化后的速度重新计算其行驶路径上的出、入点，并根据新的出、入点更新该用户的skyline结果集，并将更新后的skyline结果集反馈给相应用户，由用户选择是否更换目的地；若不更换目的地，则保持对用户的速度监控，并采用步骤(5)所述方法更新skyline结果集后反馈给用户；若用户更换目的地，则返回步骤(4)。进一步的，所述计算兴趣点在用户行驶路径上的出、入点的方法为：在用户q从位置i行驶到j的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法，其特征在于，包括依次执行的步骤(1)至(6)：(1)获取道路网状态信息和多个查询用户的查询请求，查询请求包括用户的所在位置、初始速度、查询对象以及用户对兴趣点的偏好要求；(2)根据各用户的查询请求找出道路网中所有满足条件的兴趣点，获取各兴趣点的属性，属性包括动态属性和静态属性，动态属性包括速度和到达时间，静态属性为除动态属性以外的其他属性；(3)计算初始skyline结果集，包括步骤(3‑1)至(3‑8)：(3‑1)设置skyline点集、主候选集和从候选集，初始化skyline点集、主候选集和从候选集均为空集；(3‑2)对每个用户，以用户当前位置为圆心向外扩展，定义扩展过程中访问到一个兴趣点的时间为：以用户从起始位置以相应路径所允许的最大运动速度到达该兴趣点的时间；所有用户同时开始扩展，当同时访问到同一个兴趣点p时终止扩展；(3‑3)将p归入skyline点集，将扩展过程中访问到的除了p以外的兴趣点计入主候选集，将扩展过程中未访问到的兴趣点计入从候选集；(3‑4)对除了skyline点集以外的兴趣点再次以各用户的当前位置为中心同时进行扩展，找到新一轮各用户同时访问到的兴趣点p′，将除p′以外的兴趣点加入从候选集，若除p′以外的兴趣点中有属于主候选集的，则将主候选集中的相应兴趣点删除；判断p′是否属于主候选集，若是，则执行步骤(3‑5)；否则，重新执行步骤(3‑4)；(3‑5)根据预先设置的支配规则将p′与skyline点集中的skyline点比较，若p′不被任何一个skyline点支配，则归入skyline点集，并从主候选集中删除p′；若p′被支配，则直接从主候选集中删除p′，并将p′加入到从候选集中；(3‑6)重复执行步骤(3‑4)至(3‑5)，直至主候选集为空，然后转入步骤(3‑7)；(3‑7)遍历从候选集中的所有兴趣点p″，将p″与skyline点集中的skyline点比较静态属性，若p″的静态属性未被任何一个skyline点支配，则将p″加入skyline点集；(3‑8)将步骤(3‑7)执行完毕后得到的skyline点集作为skyline结果集，并将skyline结果集反馈给各用户，由用户选取目的地；(4)根据用户选取的目的地更新用户行驶路径；对于每个兴趣点p，判断p对各用户属于增长集还是减小集，判断方法为：设用户q的行驶路线为ij，即从位置i到位置j；若对于一个兴趣点p，q按照当前速度沿路径ij行驶时，在下一时刻q与p之间的距离较上一时刻q与p之间的距离减小，则将p加入q的减小集；若对于一个兴趣点p，q按照当前速度沿路径ij行驶时，在下一时刻q与p之间的距离较上一时刻q与p之间的距离增大，将p加入q的增长集；(5)对用户增长集中的skyline点和减小集中的非skyline点的归属结果进行更新，更新方法为：对于增长集中的skyline点，在该用户行驶路线上找出相应的出点；对于减小集中的非skyline点，在该用户行驶路线上找出相应的入点；监控用户行驶状态直至其到达目的地，若用户的行驶速度保持不变，则根据计算出的出、入点更新用户的skyline结果集：记用户q从位置i行驶到j的过程中，其增长集中的skyline点p1在路径ij上的出点为...

【技术特征摘要】
1.基于道路网的多移动用户动态skyline查询方法，其特征在于，包括依次执行的步骤(1)至(6)：(1)获取道路网状态信息和多个查询用户的查询请求，查询请求包括用户的所在位置、初始速度、查询对象以及用户对兴趣点的偏好要求；(2)根据各用户的查询请求找出道路网中所有满足条件的兴趣点，获取各兴趣点的属性，属性包括动态属性和静态属性，动态属性包括速度和到达时间，静态属性为除动态属性以外的其他属性；(3)计算初始skyline结果集，包括步骤(3-1)至(3-8)：(3-1)设置skyline点集、主候选集和从候选集，初始化skyline点集、主候选集和从候选集均为空集；(3-2)对每个用户，以用户当前位置为圆心向外扩展，定义扩展过程中访问到一个兴趣点的时间为：以用户从起始位置以相应路径所允许的最大运动速度到达该兴趣点的时间；所有用户同时开始扩展，当同时访问到同一个兴趣点p时终止扩展；(3-3)将p归入skyline点集，将扩展过程中访问到的除了p以外的兴趣点计入主候选集，将扩展过程中未访问到的兴趣点计入从候选集；(3-4)对除了skyline点集以外的兴趣点再次以各用户的当前位置为中心同时进行扩展，找到新一轮各用户同时访问到的兴趣点p′，将除p′以外的兴趣点加入从候选集，若除p′以外的兴趣点中有属于主候选集的，则将主候选集中的相应兴趣点删除；判断p′是否属于主候选集，若是，则执行步骤(3-5)；否则，重新执行步骤(3-4)；(3-5)根据预先设置的支配规则将p′与skyline点集中的skyline点比较，若p′不被任何一个skyline点支配，则归入skyline点集，并从主候选集中删除p′；若p′被支配，则直接从主候选集中删除p′，并将p′加入到从候选集中；(3-6)重复执行步骤(3-4)至(3-5)，直至主候选集为空，然后转入步骤(3-7)；(3-7)遍历从候选集中的所有兴趣点p″，将p″与skyline点集中的skyline点比较静态属性，若p″的静态属性未被任何一个skyline点支配，则将p″加入skyline点集；(3-8)将步骤(3-7)执行完毕后得到的skyline点集作为skyline结果集，并将skyline结果集反馈给各用户，由用户选取目的地；(4)根据用户选取的目的地更新用户行驶路径；...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦小麟，周剑刚，鲍芝峰，许建秋，刘亮，王宁，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32