1、一种基于TPR-树的混合索引结构,TPR-树,TPR树是具有R树结构的多路平衡树。树中每个非叶子结点都由若干个(TPBR,Point)单元组成。TPBR为当前包含其对应孩子的带时间参数边界矩形Point是一个指向孩子结点的指针。叶子结点由若干个(TPBR,ObjectlD)组成。其中TPBR为包含对应移动对象的带时间参数边界矩形ObjectlD是一个指向移动对象的指针，通过指针可以得到对应移动对象的详细信息。,TPR-树,公式： (t) = (tref) + (t- tref)。 (t)表示移动对象在t时刻的位置(tref)表示移动对象在t时刻的位置表示移动对象的速度矢量假定在某时间段内，对象
2、的移动方向和速度都保 持不变。那么该时间段中，只需记录 (tref)和 就可 以记录对象在该时间段内所有时间的位置信息。 这样不但可以大大减少位置信息的存储量，也可 以对移动对象的未来位置进行预测。,TPR-树,现实世界中对象的运动错综复杂。 首先，真正的匀速运动是不存在的，这样在运用前面所提到的公式时就必然产生一定的误差。 其次，由于移动对象的移动速度常常各不相同，那些高速的移动对象通常会在短时间内导致TPBR的迅速扩大，这样的后果就是TPBR之间的重叠可能达到无法忍受的地步，严重影响TPR-树的效率。,对象的分类,根据当前的运动状态可以分成： 静止对象 移动对象根据对象的速度可以分成： 低
3、速移动对象 高速移动对象根据对象周围的环境可以分成： 无限制移动对象 有限制移动对象,对象的分类,现实世界中的事物是普遍联系的，所以静 止对象和移动对象、低速移动对象和高速移 动对象、有限制移动对象和无限制移动对象 之间也是存在着相互联系的。我们主要关注以下三种对象： 静止对象和类似静止对象 低速无限制移动对象 高速有限制移动对象中的类似静止对象,静止对象和类似静止对象的索引,所谓类似静止对象是指有限制的低速移动 对象，它们的速度与整个索引空间相比微不足 道，并且在一定的时间内总是在固定的空间中 移动。对于静止对象和类似静止对象，R-树是理想 的选择。R-树对于静止对象的索引已经不用赘 述。,
4、静止对象和类似静止对象的索引,R-树对类似静止对象的索引：比如以在一栋大楼的办公室中办公的人为 例。假如把每个房间作为一个结点的话，那么 房间中的人就是这个结点中包含的对象。人在 办公室中的移动几乎是可以忽略的，或者只是 更新位置信息，只有当人走出房间，才删除这 个人对应的记录，并插入到他新进入的区域 （比如走廊或者是另一个房间等等）。,低速无限制移动对象的索引,对于低速无限制移动对象，TPR-树是一种 很好的选择：低速无限制移动对象的速度相 对来说较慢，也就意味着TPBR的扩大速度 也较慢，这样TPBR之间的重叠现象将得到 延缓和降低，从而可以保证TPR-树的查询性 能，并且减少周期性重构树
5、的频率。,有限制高速移动对象中的类似静止对象索引,有限制高速移动对象中的类似静止对象， 很显然这涉及两种对象：有限制高速移动对 象和类似静止对象。有限制的高速移动对象通常沿着固定的道 路或其它网络移动。而这些固定的网络是静 止对象。所以可以考虑对这些固定网络建立 2-维R-树索引 。,有限制高速移动对象中的类似静止对象索引,以铁路网络为例：2-维R-树的叶子结点中存储路段的MBR，并且每个叶子指向一棵1-维R-树，该1-维R-树中存储的是每个移动对象处于该路段中的时间间隔。 假定在时间段中对象作匀速运动，那么根据时间段的开始点、结束点以及路段的长度就可以计算出移动对象在时间段内每个时刻的位置。
6、 只需对运行的火车进行索引，就可以达到对其中成千上百乘客的索引目的。而乘客作为类似静止对象在火车中的相对位置则非常容易进行索引。,“分而治之”的索引思想,最近十年来，随着无线通讯、定位技术的发展，基于位置服务（LBS）得到了非常广泛的应用。我们假定通讯公司需要跟踪每个手机用户的实时位置，以便给特定区域分配合理的带宽，保证通讯的顺畅，不至于出现拥塞现象；或者需要知道使用手机作为通讯工具报警的人的当前位置。这都需要对手机用户的位置信息进行实时追踪。,“分而治之”的索引思想,持有手机者的移动可能纷繁复杂，但无非就是静止、类似静止、低速无限制移动、有限制高速移动（这通常需要借助交通工具）。 我们可以使
7、用R-树索引手机用户的静止和类似静止状态；使用TPR-树索引手机用户的低速无限制移动；而用（2-维R-树+1-维R-树）索引手机用户在有限制高速移动对象中的类似静止状态。,“分而治之”的索引思想,该混合索引中的每条记录都有生命期，所谓生命期是指对象的移动速度和方向保持不变的时间间隔。用tstart , tend表示。 例如一手机用户出门去火车站，首先是作为一个低速移动对象被TPR-树索引；火车开动后，原记录被逻辑删除（令tend等于现在时间），将新的特殊记录插入到TPR-树，该记录指向相应的高速移动对象索引。到达目的地后，又将该特殊记录逻辑删除，并向TPR-树插入一个普通的记录。,索引结构示意
8、图,索引中的记录形式,（ tstart , tend , TPBR, VBR, PointToChild） （ tstart , tend , TPBR, VBR, OID） （ tstart,tend,TPBR,PointToSIndex,OID,vehicleID） （ RouteID, MBR, Orientation, Pointer ） （ MBR, PointToChild） （ OID, RouteID, tin , tout , Direction） （ tin , tout , PointToChild） 插入一个移动对象必须知道以下四个值:对象ID，参考时间，参考时间的位置，参考时间的速度矢量。,索引中的记录形式,对于被索引的全部对象，可以根据它们的ID构建hash结构，该结构中还存储每个对象处在TPR-树、R-树或（2维R-树+1维R-树）中的生命期。对于时间间隔查询和时间片查询，通过hash表中搜索出来的生命期，可以直接确定从哪个索引结构开始搜索。 虽然该hash结构看起来好象是额外的花费，但其在轨迹查询和更新代价中的收益会证明这是值得的。,索引结构示意图,
