[发明专利]移动云计算环境下基于倒排网格索引的拼车系统

说明书

技术领域    移动云计算环境下基于倒排网格索引的拼车系统，属于基于大规模时空数据处理与移动技术应用领域。

背景技术    互联网改变了人们的生活方式，同时，随着3G技术的不断升级，移动定位技术和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的推广，以及内置有GPS模块的智能手机，平板电脑的普及，移动互联网渐渐融入了人们的生活中，人们可以随时随地通过手持设备终端中各种各样的基于位置服务（Location Based Service，LBS）的应用程序使活动打破时空障碍，如移动定位功能，移动网络社交等，它对人们的日常生活影响越来越重要，越来越满足服务多元化需求，而随着人们生活水平的提高，出租车仍然是人们常用的出行方式，然而在许多城市中仍然存在拼车难的问题。其中一部分是由于早晚高峰期堵车和交接班车少，最重要的是由于乘客与司机之间的位置互不明确，现有技术中，大多依托于笨重的车载终端设备，这样就提高了出租车的运营成本，并且不利于大规模的扩展与后期的更新换代，即使现有的拼车软件，也很难帮助人们实现司机的定位与查询，解决拼车难的问题，结合近年来随着基于位置的服务（LBS）和移动互联网的快速发展，地理空间数据的数据量的迅猛增长，这些迅速增加的空间数据给传统的空间数据索引机制带来了新的问题，而这些传统的索引方法往往是基于内存或者需要优化的磁盘访问的先决条件，因此，如何实现高效的空间索引和查询处理大规模空间数据成为拼车软件新的需求和挑战，一种可扩展的、分布式的空间数据索引技术不失为进行高效空间数据的查询和分析的最佳选择，现在已经有几种将空间分布式索引和查询处理技术与MapReduce相结合的方法，例如R-树和基于泰森多边形的空间索引，然而，R-树不适合进行平行化，基于泰森多边形索引的查询需要额外的查询点定位和局部索引重建计算，这使得拼车软件在定位与查询上还存在一些技术问题。

发明内容    鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能够提高定位与搜索查询的速度、准确度、精确度，并加强司机与乘客之间的交互的移动云计算环境下基于倒排网格索引的拼车系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是：移动云计算环境下基于倒排网格索引的拼车系统：

（1）采用多终端的设计方式；两个客户端为安装在安卓智能手机上的软件，一个供司机使用，一个供乘客使用，不同的终端适应不同用户功能需求与使用习惯，也便于相互之间的交互与定位。

用户通过手机内置的定位系统和手机运营商的基站，依托于2G/3G网络，wifi等获取自身的实时空间地理位置，获取车位置信息后，我们可以离线建立倒排网格索引，建立倒排网格索引Map与Reduce分布式处理过程。

（2）云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备；大规模拼车系统所使用的云端服务器是由不少于一个云数据中心的网络服务器或虚拟主机所构成的，采用云计算这种并行化计算来处理大规模数据应对于大量的线上或线下拼车用户，在这种模式下，保证了高访问时的拼车稳定性，加快了车辆搜索时的反应速度，同时增强了可扩展性。

（3）当乘客向司机发出乘车请求时，数据中心会通过kNN, RkNN等基于位置服务的分析算法，搜索出离乘客最近的几辆出租车供乘客查看相应的司机信息并选择所要乘坐出租车，或者与司机进行交流。而司机要在一定的时间内作出回应，否则请求失效,若拼车成功，则在两个手机客户端的地图上显示双方的位置，标示出一条双方之间的参考路径。

在空间数据研究领域，空间 k 近邻查询吸引了众多研究者的注意，而基于网格索引的空间 k 近邻查询是其中重要的研究方向之一，这里主要说明基于移动云环境的MRCircularTrip网格访问方法的 kNN 算法。

下面给出 kNN 查询的形式化定义，给定一个空间数据点集 P、查询点 q 和一个整数 k（k>0），k 近邻查询就是找到由 k 个数据点组成的集合 kNN，且对于任意 p'∈ kNN 和任意的 p ∈ P - kNN ，满足                                               。