[发明专利]一种基于位置的移动数据存储系统

权利要求书

1.一种基于位置的移动数据存储系统，其特征在于，所述存储系统包括：副本产生模块，查询成本评估模块，副本选择模块；

所述副本产生模块，根据查询范围及存储系统中的原始数据，生成用于查询的多个候选副本；

所述查询成本评估模块，在预设的负载、存储预算和输入查询范围情况下，对所述候选副本构成的所有副本集合的查询成本进行评估；

所述副本选择模块，在预设的负载和存储预算的情况下，设置一个空的副本集合R*；

在存储预算被用完，或向副本集合R*中添加单个副本但负载成本ρ(W,R*)不再降低之前，遍历所述副本产生模块产生的所有副本，并使用下式对单个副本r进行评分，将该次遍历中评分最高的副本增加到副本集合R*中：

当副本集合R*不在再增加副本时，R*内所有的副本即为副本产生模块需要产生的副本集合；

其中，ρ(W,R*)为查询集合W对副本集合R*查询时所需的成本，ρ(W,R*∪{r})为查询集合W对向副本集合R*增加副本r查询时所需的成本，η(r)为副本r的存储空间。

2.如权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述存储系统中的记录以下面的格式进行存储：(OID，TIME，LOC，A₁，……，A_m)；

其中，OID为目标ID，TIME为时间戳，LOC是目标ID在某个时间点上所处的位置，A₁……A_m为根据数据库的应用场景变化的通用属性。

3.如权利要求2所述的存储系统，其特征在于：所述存储系统采用分布式的大数据存储构架。

4.如权利要求3所述的存储系统，其特征在于：所述副本的编码方案相同或不同。

5.如权利要求3或4所述的存储系统，其特征在于：所述存储系统可以为：TrajStore、PIST、CloSTridium、SpatialHadoop或SATO中的任意一种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的存储系统的优化方法，其特征在于：

所述副本选择模块，通过以下步骤选择最优或接近最优的副本集合：

1)设置一个空的副本集合R*；

2)在存储预算被用完，或向副本集合R*中添加单个副本但负载成本ρ(W,R*)不再降低之前，遍历所述副本产生模块产生的所有副本，并使用下式对单个副本r进行评分，将该次遍历中评分最高的副本增加到副本集合R*中：

3)当副本集合R*不再增加副本时，R*内所有的副本即为副本产生模块需要产生的副本集合；

其中，ρ(W,R*)为查询集合W对副本集合R*查询时所需的成本，ρ(W,R*∪{r})为查询集合W对向副本集合R*增加副本r查询时所需的成本，η(r)为副本r的存储空间。

7.一种如权利要求6所述的优化方法，其特征在于：

所述副本选择模块，还可以通过以下步骤选择最优或接近最优的副本集合：

10)使用下方程组作为副本选择问题的整数线性规划方程组：

上式的约束为：

其中，w_i为查询q_i特定负载情况下的权重值，x_j为表示副本r_j是否在最优副本集合中的副本中的0-1变量，c_ij＝ρ(q_i,r_j)，是指查询q_i在副本r_j上的查询成本，y_ij为表示查询q_i是否需要在副本r_j上进行操作的0-1变量，n为查询集合W中的查询的个数，m为副本集合R中副本r的个数，b为存储系统的存储预算；

11)将约束放松为x_j≤1和y_ij≥0,并使用MIP求解器求解放松约束后的整数线性规划方程；

12)舍入步骤11)求解出线性规划方程的部分解，将其组合成为一个完整的解。