[发明专利]基于路网连续聚合最近邻查询的最佳消费者实时查找方法

摘要

基于路网连续聚合最近邻查询的最佳消费者实时查找方法。首先通过扩张路网找到初始时刻的最佳消费者集合和安全区域；在扩张路网的过程中，针对不同的聚合函数利用不同的剪枝策略极大减少了搜索空间；接着当有消费者发生位置更新时，便利用安全区域计算该消费者新的聚合距离，针对不同的聚合函数应用了不同的优化方法，从而极大地减小了更新点聚合距离的计算代价；最后调整最佳消费者集合和安全区域。本发明极大地减少了查询的搜索空间，且查询效率明显好于现有方法，提供了最佳性能。

主权项

基于路网连续聚合最近邻查询的最佳消费者实时查找方法，其特征在于该方法的步骤如下：步骤(1)：收集路网中发出查询请求的商家组的位置信息，及其附近消费者位置信息，并建立索引；步骤(2)：找到初始时刻的最佳消费者集合，返回给查询商家；并记录下一时刻潜在的最佳消费者候选集合；步骤(3)：监测消费者位置信息，找出位置发生变化的消费者并更新其聚合距离；步骤(4)：利用步骤(3)所得到的更新聚合距离，更新最佳消费者集合，返回给查询商家；并调整下一时刻潜在的最佳消费者候选集合；步骤(5)：根据商家请求，终止最佳消费者查找；所述的步骤(1)中商家位置信息和消费者的位置信息是通过地理坐标来表示的；对于路网的边和边顶点利用基于路网的索引模型对其建立索引，同时将查询商家及其附近所有消费者的地理坐标定位到路网边上，并存储在文本文件中；所述的步骤(2)中找到初始时刻的最佳消费者集合是通过扩张路网，计算消费者到所有商家的聚合距离实现的；其中聚合距离最小的消费者即是最佳消费者；下一时刻潜在的最佳消费者候选集合是用安全区域来记录的，安全区域记录了查询点与路网结点之间的最短距离；路网的扩张方式是以查询点为源点依照最短距离优先的方式不断向外扩张；扩张过程中遇到的两类点包括：2.1路网结点，当遇到该类点时，首先将查询点和该类结点的路网距离记录在安全区域表中，然后记录下与该路网结点相邻接的所有路网结点，作为下一步路网扩张的依据；2.2对象点，即位于路网边上的消费者，当遇到该类点时，检查该对象点是否已经被所有查询点扩张到；若是，则计算出该对象点的聚合距离，并将其加入最佳消费者集合中，该操作有可能引起最佳消费者集合的更新；扩张的停止条件是当前的扩张半径的大小超过了最佳消费者集合中的最大聚合距离值，针对不同的聚合函数，可以采用不同的剪枝策略让扩张过程提前终止，这些剪枝策略包括：2.a三角不等式剪枝，这是针对聚合函数为求和函数提出的一种剪枝策略，利用了求和函数公式的特性和三解不等式的性质，估计出当前扩张到的路网结点到所有查询点的聚合距离作为该结点的聚合距离下界值；当该估计值超过最佳消费者集合中的最大聚合距离值时，提前终止扩张；2.b树剪枝，这是针对聚合函数为最小值函数提出的一种剪枝策略，利用了最小值函数求解公式的特性，对于任意一个路网结点，只需记录下离它最近的查询点的路网距离，就可以计算出落在以该结点为顶点的所有边上的对象点的聚合距离；所述的步骤(3)中监测消费者位置信息，找出位置发生变化的消费者并更新其聚合距离是通过系统自动检测实现的；消费者位置发生更新是因为消费者是可以沿着路网以一定的速度运动和方向运动的，消费者可以在任意时刻向服务系统提交自己的位置信息；当服务系统检测到消费者的位置发生变化时，需要根据聚合距离计算公式重新计算其聚合距离；发生位置更新的消费者为更新点，计算更新点的聚合距离方式包括以下步骤：3.1定位该更新点的位置，即获取该更新点所在的路网边的信息；3.2利用安全区域，得出更新点所在路网边的两个顶点到各查询点的路网距离信息，根据这些信息以及该更新点到两个顶点之间的距离，直接计算出该更新点的聚合距离；针对不同的聚合函数，可以有不同更新点的聚合距离计算优化方法，这些优化方法包括：3.2.1针对聚合函数为最小值函数的情况，利用树剪枝的思想，只需要从安全区域表中查得离更新点所在边的两顶点路网距离最近的查询点，便可得出更新点的聚合距离；3.2.2针对聚合函数求和函数和最大值函数的情况，采用分类法对查询点进行分类；假更新点位于边(nx,ny)上，nx,ny为路网边的两顶点，根据查询点到更新点的最短路径是经过nx还是ny，可以将查询点分为以下三类：3.2.2a将到更新点的最短路径只能经过nx的查询点归为第一类；3.2.2b将到更新点的最短路径只能经过ny的查询点归为第二类；3.2.2c将到更新点的最短路径既能经过nx，又能经过ny的查询点归为第三类；上述对查询点进行归类预处理的方法，节省了更新点聚合计算距离过程中的很多比较操作，从而极大地减少了距离计算代价；所述的步骤(4)中利用步骤(3)所得到的更新聚合距离，更新最佳消费者集合，具体包括以下四种情况：4.1若更新点不在最佳消费者集合中，并且该更新点位于安全区域之外，则忽略此更新；4.2若更新点不在最佳消费者集合中，并且该更新点位于安全区域之内；若更新点的聚合距离小于最佳消费者集合中最大的聚合距离，则将更新点加入最佳消费者集合中，从而替换掉最佳消费者集合中有最大聚合距离的对象点；4.3若更新点在最佳消费者集合中，并且该更新点的聚合距离增大了，则在安全区域内查找是否有聚合距离更小的对象点可以替换掉该更新点；4.4若更新点在最佳消费者集合中，并且该更新点的聚合距离减小了，则更新该更新点在最佳消费者集合中的聚合距离；调整下一时刻潜在的最佳消费者候选集合是根据当前最佳消费者集合和扩张半径来调整安全区域实现的；若当前最佳消费者集合中的最大聚合距离大于扩张半径，则继续扩张路网直至最佳消费者集合中的最大聚合距离与扩张半径相等，从而调整了安全区域与最佳消费者集合；所述的步骤(5)中根据商家请求，终止最佳消费者查找是根据商家的请求类型来实现的；商家可以发出两种类型的请求：5.1继续查询请求，若收到此类请求则返回至步骤(3)继续执行；5.2终止查找请求，若收到此类请求则停止查找，结束最佳消费者的查找。