区域性城市公交车辆运行信息的索引查询系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种区域性城市公交车辆运行信息的索引查询方法，属于智能交通技术，包括：获取城市公交站点数据及公交车GPS数据，去除公交车GPS数据中的无效数据；对城市公交站点进行逻辑上的层级划分得到包含所有站点的索引树，并对每个站点生成相应索引序列；根据索引序列信息对城市公交GPS数据按其所在的区域添加索引字段；向用户提供查询接口界面，根据用户在查询接口界面输入的查询条件以及索引序列搜索数据，并将查询得到的车辆信息以文件的形式返回给用户。本发明专利技术还公开了一种区域性城市公交车辆运行信息的索引查询系统。本发明专利技术考虑了公共交通车辆数据的时间、空间特征，特别适用于区域性公交数据的提取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通
，特别涉及一种区域性城市公共交通车辆运行信息的索引查询系统及方法。
技术介绍
智能交通(ITS)技术的飞速发展，使得伴随产生的公交数据量巨大且增长速度很快，并且在时间上不能保证连续性、在空间方面数据散乱分布，如果使用传统的数据存储和管理方法，必然会导致数据处理的效率降低，影响数据的应用性能。公交GPS数据本身具有显著的时、空特征，而对区域性公交路况的分析和区域性公交分布信息的发布，都是以区域性数据检索为前提，但传统的数据检索方法并没有以数据的特征作为存储的依据，更没有将其与数据检索的需求相结合。所以，需要一种能够对区域性公交信息进行索引的空间数据索引技术。目前对路网空间数据的索引技术主要有:(I)FNR树，该技术由一个二维R树与一维R树组成。二维R树索引道路网络的每一个路段，每一个叶节点中包含指向一维R树的指针；一维R树索弓I在某个时间间隔内与路段对应的动态移动对象。这种方法的缺点在于选用了道路每个交叉点之间的路段作为索引基本元素，这样R树中就产生了庞大的叶节点以及对应的巨大更新。(2)改进的FNR树，该技术把道路网络与轨迹从复杂的三维空间转换为两个低维子空间，在低维子空间索引移动对象轨迹，移动对象与道路网络分别用两棵二维R树索引，道路网络索引的基本元素也是路段。与FNR树相比，它们对移动对象的索引方式不同。由于移动对象的索引也采用了二维R树，所以在查询处理时，相比FNR树对移动对象的索引更复杂些。但这种方法对移动对象的运动表达较为合理，移动对象在路段中的表达可以任意改变运动方向与速度，而FNR树不能做到这点。(3) MON树，该技术存储了道路网络中移动对象的整个历史轨迹，并可对过去时态进行查询。使用路径作为索引的基本元素，路径由同名道路构成，将道路网络的道路表示为多段线。由于道路表达上的区别，MON树对移动对象轨迹的表达比FNR树更为简洁，同时索引效率有所提高，但由于路径过长，容易产生较大的死空间，影响查询效率。以上技术应用上的不足在于，对移动对象信息的查询是以路段或者线路为单位，而不能很好的支持对区域的查询，所以在移动对象分布区域化、分布密度不均的场景中，会索引大量的空闲区域和密度差异较大的区域，造成存储空间的浪费和查询性能的下降。因此需要找到一种将数据的时、空特征充分融合到数据存储和检索模型的设计当中的策略。这就需要在数据的空间特征基础上，进一步引申出区域特征，对空间数据按照区域特征进行重构，以解决移动对象分布区域化造成的数据索引时I/o过于频繁、数据命中率低等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种特征区域粒度可控的区域性城市公共交通车辆运行信息的索引查询系统及方法，用于克服现有技术不能按特征区域检索公交信息的技术问题。本专利技术提供了一种区域性城市公交车辆运行信息的索引查询方法，包括:获取城市公交站点数据及公交车GPS数据，去除所述公交车GPS数据中的无效数据；对城市公交站点进行逻辑上的层级划分得到包含所有站点的索引树，并对每个站点生成相应索引序列；根据所述索引序列信息对城市公交GPS数据按其所在的区域添加索引字段；向用户提供查询接口界面，根据用户在查询接口界面输入的查询条件以及索引序列搜索数据，并将查询得到的车辆信息以文件的形式返回给用户。本专利技术还提供了一种区域性城市公交车辆运行信息的索引查询系统，包括:预处理模块，用于去除城市公交GPS数据中的无效数据；索引模块，用于将城市公交站点进行逻辑上的层级划分得到包含所有站点的索引树,进而对每个站点生成相应索引序列；查询模块，用于先根据所述索引序列信息将城市公交GPS数据按其所在的区域添加索引字段，再依据查询条件搜索数据；显示模块，用于给用户提供查询接口界面，并将查询得到的搜索数据以文件的形式返回给用户。本专利技术针对用户的区域性公交数据需求，结合了公交数据的时间、空间特征，提出了基于特征区域的空间数据检索模型，基于此模型得到一种对公交数据建立索引的方法及系统，有利于对特征区域内移动对象数据的检索。与现有技术对移动对象信息的索引查询以路段或者线路为单位或者是以均分网格为单位所针对的业务需求不同，考虑了公共交通车辆数据的时间、空间特征，特别适用于区域性公交数据的提取。附图说明图1为本专利技术实施例提供的区域性城市公共交通车辆运行信息的索引查询系统结构图2为本专利技术实施例提供的区域性城市公共交通车辆运行信息的索引查询方法流程图3为本专利技术实施例中数据查询的方法流程图4为本专利技术实施例提供的索引查询系统与MySQL在单位时间检索记录数变化趋势图5为本专利技术实施例提供的索引查询系统与MySQL在单位时间检索数据量变化趋势图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术实施例是针对用户的区域性公交数据需求，结合了公交数据的时间、空间特征，提出了基于特征区域的空间数据检索模型，基于此模型得到一种对公交数据建立索引的方法，该索引方法有利于对特征区域内移动对象数据的检索。与现有技术对移动对象信息的索引查询以路段或者线路为单位或者是以均分网格为单位所针对的业务需求不同。针对本实施例中的相关概念解释如下:基础点对象:将全市市内公交站点所在的位置点作为基础点对象，其由四个部分组成:站点id属性、所属簇节点属性、名称属性、位置属性。其形式化描述如下:P= {p I p= (id, p_parent, name, longitude, latitude)}，其中 id 是站点的编号，用于唯一标识一个站点，p_parent是簇中心点对象的编号，name是站点名称，longitude是站点的经度，latitude是站点的纬度。簇中心点对象:簇中心点对象是形成了特征区域之后，簇的中心点对象，由三个部分组成:簇id属性、所属簇节点属性和位置属性，其形式化描述如下:P={p|p=(id，p_parent, longitude, latitude)},其中id是簇的编号,用于唯一标识一个簇，p_parent是簇中心点对象的编号，longitude是簇中心点的经度，latitude是簇中心点的纬度。最小边界矩形(MBR):包含一个站点对象的最小边界矩形。其描述如下:MBR= {mbr | mbr= (Rangex, Rangey)}，其中 Rangex 和 Rangey 表不 MBR 在 x 和 y 维上的跨度。特征区域:将基础点对象按照空间位置进行聚类得到簇，再将簇中每一个基础点对象进行最小外接边框扩展之后的簇区域。覆盖窗口:从查询的角度来看，索引树中每一个非叶子节点所覆盖的所有其子节点所表示的区域的并集。本实施例提供了一种区域性城市公共交通车辆运行信息的索引查询系统，如图1所示，包括:预处理模块、索引模块、查找模块和显示模块。其中，预处理模块11，用于获取城市公交站点数据及公交车GPS数据，去除城市公交GPS数据中的无效数据；索引模块12，用于将城市公交站点进行逻辑上的层级划分得到包含所有站点的索引树，进而对每个站点生成相应索引序列；查询模块13，用于先根据索引信息将城市公交GPS数据按其所在的区域添加索引字段，再依据查询条件搜索数据；其中，各个站点的索引序列的集合就是索弓丨表，索引表所展现的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域性城市公交车辆运行信息的索引查询方法，其特征在于，包括：获取城市公交站点数据及公交车GPS数据，去除所述公交车GPS数据中的无效数据；对城市公交站点进行逻辑上的层级划分得到包含所有站点的索引树，并对每个站点生成相应索引序列；根据所述索引序列信息对城市公交GPS数据按其所在的区域添加索引字段；向用户提供查询接口界面，根据用户在查询接口界面输入的查询条件以及索引序列搜索数据，并将查询得到的车辆运行信息以文件的形式返回给用户。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕卫锋，李大鹏，黄坚，杜勇，于海涛，何志莹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北京市交通信息中心，
类型：发明
国别省市：