Карталар базасын басқару - Map database management

Карталар базасын басқару жүйелер - кеңістіктегі ақпаратты тиімді сақтауға және еске түсіруге арналған бағдарламалық жасақтама. Олар локализация мен навигацияда, әсіресе автомобиль қосымшаларында кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, олар дамып келе жатқан аудандарда барған сайын маңызды рөл атқарады орналасуға негізделген қызметтер, белсенді қауіпсіздік функциялары және жүргізушілерге көмек берудің жетілдірілген жүйелері. Бұл функцияларға ортақ - жол желісін сипаттайтын ақпараттан тұратын борттық картаның мәліметтер базасына қойылатын талап.

Жақсы жасалған кезде картаның мәліметтер базасы жылдам индекстеуге және көптеген географиялық деректерді іздеуге мүмкіндік береді.

Карта базасының мазмұны

1-сурет: Карта базасындағы ерекшеліктер және олардың атрибуттары

Карталар графиктер немесе объектілердің орналасқан жері мен санатының атрибуттары бар екі өлшемді массив түрінде сақталады, мұнда кейбір жалпы санаттарға саябақтар, жолдар, қалалар және сол сияқтылар кіреді.

Картаның мәліметтер базасы жолдар желісін байланысты ерекшеліктермен бірге көрсетеді. Карталарды жеткізушілер мәліметтер базасын құру үшін негіз ретінде жол желісінің әртүрлі модельдерін таңдай алады. Әдетте, мұндай модель жол желісінің негізгі элементтерін (түйіндер, сілтемелер мен аймақтар) және сол элементтердің қасиеттерін (орналасу координаттары, пішін, мекен-жайлар, жол класы, жылдамдық диапазоны және т.б.) қамтиды. Негізгі элементтер ерекшеліктер, ал қасиеттер атрибуттар деп аталады. Сондай-ақ, жолдар желісіне қатысты басқа да ақпараттар, соның ішінде қызықты жерлер, құрылыс нысандары және саяси шекаралар кіреді. Бұл көршілес кескінде схемалық түрде көрсетілген. Географиялық мәліметтер файлдары (GDF)[1] осындай модельдің стандартталған сипаттамасы болып табылады.

Карта графигіндегі әрбір түйін Жер бетінің нүктелік орналасуын білдіреді және жұбымен ұсынылады бойлық (лон) және ендік (лат) координаттар. Әрбір сілтеме екі түйін арасындағы жол бөлігін бейнелейді және сызық кесіндісімен (жолдың түзу бөлігіне сәйкес келеді) немесе сілтеме бойымен жалпы аралық нүктелермен (фигура нүктелері деп аталады) кескінделген қисықпен ұсынылады. Сонымен қатар қисық сызықтар центроидтың (нүктенің немесе түйіннің), радиусы мен қисықтың шекараларын анықтау үшін полярлық координаттардың комбинациясымен ұсынылуы мүмкін. Пішін нүктелері түйіндер сияқты лон-лат координаттарымен ұсынылған, бірақ пішін нүктелері түйіндер сияқты сілтемелерді байланыстыру мақсатына қызмет етпейді. Аумақтар - бұл саябақтар, қалалар, блоктар сияқты заттарды бейнелейтін және олардың шекараларымен анықталатын екі өлшемді фигуралар. Бұлар әдетте жабық түрде қалыптасады көпбұрыш, бұл нысанды карта арқылы көрсеткен фигуралар жақын шекарада болуы керек, яғни бірінші көпбұрыш соңғы көпбұрышпен бірдей болуы керек. (Мысалы, квадрат нысанды картаға салу үшін көпбұрыштар 1,2,3,4,1).

Деректерді тексерудің тағы бір нүктесі - бұл көпбұрыштағы нүкте, бұл көпбұрыштан тыс жатқан нүктелерді табуға көмектеседі. Мысалы, қаладағы белгілі бір лон-лат координаттары үшін, егер нүкте көпбұрышты тақ санмен қиып өтсе, онда ол көпбұрыштың ішінде және жарамды нүкте болады; әйтпесе ол көпбұрыштан тыс және жарамсыз.

Ауыстыру форматы

Карта провайдерлері, әдетте, ақпарат алмасу үшін арнайы жасалған, анықталған және құжатталған файл форматында деректерді жинайды, жинақтайды және жеткізеді, мысалы. Навтек қолданады Стандартты алмасу форматы (SIF)[2] және GDF, ал Теле атлас GDF-тің меншікті түрін қолданады.[3] Әдетте ол қарапайым мәтін түрінде болады (ASCII ) оны өңдейтін әр түрлі тараптар оңай талдайтын және түсіндіретін өрістерден тұрады. Портативті формат толықтыруларды, жоюды және өзгертуді қарапайым мәтіндік бағдарламалармен оңай орындауға мүмкіндік береді.

Әр түрлі типтегі мәліметтерді ұсыну үшін жазба типтерінің аз саны қолданылады. Әрбір жазба түрі өрістер тізбегінен тұрады, олар тұрақты ұзындыққа немесе үтір сияқты тыныс белгілерімен бөлінеді. Мысалы, сілтеме нысанын форманың жазбасы ұсынуы мүмкін:


тип1, затбелгі, түйін1, z1, түйін2, z2, класс, пішін нүктелерінің саны, жолақтар саны, жылдамдық


қайда түрі1 мұны сілтеме жазбасының түрі ретінде анықтайды және заттаңба осы сілтемені басқалардан ажырату үшін идентификатор ретінде қызмет етеді. The z1 және z2 өрістер осы түйіннің сәйкес түйіндерді бөлісетін басқалардан тік бөлінуін анықтайды түйін1 және түйін2. Осылайша, мысалы, сілтемедегі эстакаданы сол сілтемеге қосылмаған деп көрсетуге болады. Басқа жазба түрлері мекен-жай ақпаратын, сілтеме формаларын, қалалар мен штаттарды, қызығушылық тудыратын орындарды (POI) және т.с.с. ұсыну үшін қолданылады.

Карта дерекқорының өзара алмасу форматы навигациялық қондырғы жұмыс кезінде пайдалану үшін дұрыс ұйымдастырылмаған. Жазбалар ерікті тәртіпте орналасқан, сондықтан оларды іздеу қиын және көше атаулары мен координаталық мәндер сияқты деректер жазбадан жазбаға қайталанады. Демек, мәліметтер қорының мазмұны жұмыс уақытына ыңғайлы екілік формада қайта құрылады.

Жұмыс уақыты форматы

Жұмыс уақытының форматтары, әдетте, әртүрлі навигациялық жүйелер арасындағы карталардың өзара әрекеттесуіне жол бермей, меншікті болып табылады. Алайда жаңа бастама пайда болды Навигация деректерінің стандарты (NDS) - бұл автомобиль өндірушілерінің, навигациялық жүйені жеткізушілердің және карта деректерін жеткізушілердің салалық топтамасы, олардың мақсаты автомобиль навигациясы жүйелерінде қолданылатын мәліметтер форматын стандарттау болып табылады.[4] Қатысатын компанияларға кіреді TomTom, БМВ, Volkswagen, Daimler, Renault, ADIT, Альпілік электроника, Навигон, Бош, ДЕНСО, Mitsubishi, Харман Беккер, Panasonic, PTV, Continental AG, Навтек және Зенрин.

Деректер базасын навигациялық провайдер қайта ұйымдастырады[5][6][7] кем дегенде келесі бес қадамды қамтитын жинақтау процесі арқылы:

  1. Желінің сәйкестігін тексеріңіз. Мысалы, сілтеме арқылы қосылуы керек барлық түйін жұптарында осындай сілтеме болуын және керісінше қосылуға тиісті емес барлық түйін жұптарында байланыстырушы буын болмауын қамтамасыз етіңіз.
  2. Идентификаторларды (идентификаторларды) барлық нысандарға жүйелі түрде тағайындаңыз.
  3. Мәліметтер базасын күтілетін тәсілдермен іздеуді жеңілдету үшін бірнеше индекстер жиынтығын ұйымдарға қолданыңыз.
  4. Мәліметтер элементтерінің бірнеше көрінісін (көше атаулары, координаттар және т.б.) индекстермен ауыстырып, осындай элементтердің әрқайсысының жеке көшірмесі бар кестелерге салыңыз.
  5. Мәліметтер базасының жалпы көлемін азайту үшін басқа қысу әдістерін қолданыңыз.

1-қадамның дәйектілігін тексеру, әдетте, интерактивті және қайталанатын процесс болып табылады, ол бірнеше аптаға созылуы мүмкін. Осы уақыт ішінде сәйкессіздіктер анықталып, зерттеліп, шешілуі керек.

2-қадамда, идентификаторлар, әдетте, кез-келген түрде тағайындалады, өйткені әр типтің нысандары кездеседі. Кіріс дерекқорына бір нұсқадан екінші нұсқаға енгізілген кез келген өзгертулер барлық нысандарға идентификаторларды тағайындауға әсер етеді. Демек, нұсқалар арасындағы тапсырмада үздіксіздік күтілмейді.

3-қадамда әрбір қолданылатын индекс дерекқорды белгілі бір тәртіпте жылдам іздеуге мүмкіндік береді. Сілтемелерге қолданылатын бір индекс жиынтығын сілтемелердің көше атауларының әріптік ретімен сұрыптауға болады. Сілтемелерге қолданылатын тағы бір индекс жиынтығын маршрутты жоспарлауды жеңілдету үшін олардың түйіндеріне сәйкес сұрыптауға болады. Түйіндерге қолданылатын тағы бір индекс жиынтығын олардың жол бойында пайда болу ретіне қарай сұрыптауға болады, кейбір жағдайларда толық іздеудің орнына екілік іздеу жүргізуге болады, ал кейбір жағдайда іздеу процесін қарапайымға ауыстыруға болады. кестені іздеу.

Қосымша жаңарту

Көптеген навигациялық функциялар үшін көлікте карталардың дерекқорының болуы маңызды, ал кейбір функциялар үшін, әсіресе белсенді қауіпсіздікке қатысты маңызды. Жалпы стратегия - жаңартылған ақпаратты көлік құралына сымсыз канал арқылы қол жетімді болған кезде беру. Сымсыз арна екі бағытты болуы мүмкін, мысалы Сымсыз дәлдiк және ұялы телефон, хабар тарату спутниктік радио, FM қосалқы тасымалдаушысы немесе ATSC деректер кестесі немесе екеуінің тіркесімі. Қалай болғанда да, қолданыстағы нұсқаны ауыстыру үшін барлық жаңа дерекқорды жіберу мүмкін емес немесе өте тиімсіз болар еді, өйткені оның өлшемі бірнеше гигабайт болуы мүмкін.

Оның орнына қолданыстағы мәліметтер базасына енгізілген өзгерістерге қатысты ақпаратты тасымалдаған жөн. Үлкен қиындық - карта дерекқорының мазмұнына енгізілген кез келген өзгеріс, әдетте, барлық тағайындалған нысан идентификаторларына және барлық индекстерге компиляция процесінде өзгерістер енгізеді. Бұл жаңа идентификаторлар мен индекстер барлық жинақталған дерекқорға енеді, сондықтан кез-келген өсім жиынтығы мәліметтер базасының көп бөлігін құрауы мүмкін. Бұл қиындықты жеңу үшін үш тәсіл қолданылды, олар қысқаша 1) борттық компилятор 2) сыртқа қарау дүкені 3) географиялық плиткалар.

Борттық компилятор

Бұл жағдайда дерекқордың алмасу форматына енгізілген негізгі өзгерістер көлік құралына беріледі. Мұндай өзгерістер мынадан тұратын транзакциялық формада ұсынылған толықтырулар, жою және ауыстыру. Бұл өзгерістер қолданыстағы борттық дерекқорға өзара алмасу форматында қолданылады. Борттағы мәліметтер қорының алмасу форматы бөлек сақталуы немесе жұмыс уақытының пішімін «декомпиляциялау» кезінде қажет болған жағдайда жасалуы мүмкін. Содан кейін біріктірілген мәліметтер базасы жинақталады, оған жеке куәліктерді тағайындау және индекстерді қолдану кіреді.

Бұл борттық компиляция компьютерлік тұрғыдан қарқынды болады және есте сақтауды қажет етеді. Алайда, интерактивті және қайталанбалы болуы қажет емес, сонымен қатар борттық компиляция, өйткені консистенцияны тексеріп, шешуге болады. Сонымен қатар, борттық компиляцияны фонда жасауға болады, сондықтан есептеу уақыты маңызды емес.

Дүкен

Бұл жағдайда негізгі өзгерістер көлік құралына беріледі, бірақ а деп аталатын бөлек жад орнына орналастырылады сыртқа қарау. Өзгерістер сонымен қатар транзакциялық түрде ұсынылған, бірақ кез-келген ыңғайлы форматта көрінуі мүмкін, бұл міндетті түрде ауыстыру немесе жұмыс уақыты емес. Навигациялық қондырғы жұмыс істеп тұрған кезде дүкеннен негізгі мәліметтер базасына кірген сайын іздейді. Содан кейін қол жеткізілген деректерге қатысты кез-келген транзакциялар (өзгерістер) қолданылады.

Дүкенді қарау қажеттілігі және әр дерекқорға қол жетімділікке өзгертулер енгізу, әрине, навигациялық алгоритмдерді қиындатады және оларды есептеу уақытын ұзартады. Алайда, бұл борттық компилятордың қажеттілігін болдырмайды.

Географиялық плиткалар

Бұл тәсілде картаның мәліметтер базасы салыстырмалы түрде кішкене төртбұрышты аймақтарға (тақтайшаларға) бөлінеді, олар картаны кескіндейді. Тақтайшаның өлшемі бүйір жағынан 1 км тәртіпте орналасқан. Бұл тақтайшалар жеке жинақталған, сондықтан барлық идентификаторлар мен индекстер олар қолданылатын нақты тақтайшамен шартталады. Мәліметтер базасындағы негізгі атрибуттар немесе атрибуттардың өзгеруіне байланысты өзгерген тақтайшалар көлік құралына беріледі, онда олар тиісті бар тақтайшаны ауыстырады.

Плиткаларды ауыстыру борттық компиляцияға немесе сыртқы түрдегі дүкенге қарағанда оңайырақ. Алайда, бұл беру үшін тиімді болмауы мүмкін. Нысандар мен атрибуттардың жергілікті өзгеруі, дәрежесіне қарамастан, барлық плитканы беруді талап етеді. Сонымен қатар, бір плитаның ішіндегі нысанның өзгеруі көршілес плиткалардағы нысандарға әсер ететін шеткі эффекттер бар. Мүмкін, құрылымның аздаған саны барлық дерлік тақтайшалардың берілуін қажет етеді, осылайша біртіндеп жаңару мақсатынан бас тартады. Бұл мәселелерді тақтайшаның өлшемін және жаңарту жиілігін таңдау арқылы шешуге болады.

Қосымша мәліметтерді тіркеу

Қауіпсіздік, драйверге көмек және орналасқан жеріне байланысты қызметтерді қамтитын әртүрлі навигациялық функциялар карта дерекқорының бөлігі болып саналмайтын және карта жеткізушісінен басқа жеткізуші жеткізетін деректерді қажет етеді. Мұндай мәліметтерге негізгі мәліметтер базасының нысандары мен атрибуттарымен өзара сілтеме жасау қажет. Алайда, қосымша мәліметтер негізгі мәліметтер базасымен жинақталмағандықтан, өзара сілтеме жасау үшін басқа құралдар қажет, ол деп аталады бекіту көмекші мәліметтер. Екі кең таралған тәсіл - функцияларға арналған сілтемелер кестелері және жалпы сілтемелер.

Функцияларға арналған сілтемелер кестелері

Функцияларға арналған сілтемелер кестелері кез-келген қатысушы жеткізушілері жасаған карта-деректер базасына функционалды деректерді қосуға мүмкіндік береді. Мұндай кесте белгілі бір функцияны немесе орынға негізделген қызметті, қауіпсіздікті немесе жетілдірілген драйвер көмегін қамтитын функциялар класын қолдау үшін шығарылады. Ол, әдетте, белгілі бір типтегі карта элементтерінің тізімінен тұрады (мысалы, сілтемелер, қиылыстар, қызығушылық тудыратын орындар және т.б.) атрибуттарды анықтаумен бірге (мысалы, көше атаулары, бойлық / ендік координаттары және т.б.). Сонымен қатар, кестедегі әрбір жазбаға ерекше идентификатор тағайындалады. Кестедегі жазбалар жиынтығы, әдетте, барлық мүдделі тараптардың келісімі бойынша таңдалады. Тәжірибелік мәселе ретінде нәтиже берілген типтегі элементтердің кішігірім жиынтығын ұсынады, олар картаның мәліметтер базасында бар және қолдану аймағы үшін маңыздылардан тұрады. Кесте құрастырылғаннан кейін әрбір қатысушы жеткізушінің міндеті олардың кесте жазбаларына сәйкес келетін олардың карта-мәліметтер базасындағы элементтерді анықтау және өзара сілтеме жасау болып табылады.

2-сурет: Метроның Детройт қаласындағы TMC орындары

Кеңінен қолданылатын мысал - трафик туралы мәліметтерге сілтеме жасау үшін орын-код кестелеріне арналған TMC стандарты. «ТМК» Трафик хабарламалары арнасы,[8] бөлігі болып табылады Радио деректер жүйесі (RDS), ол коммерциялық FM тарату сигналының қосалқы тасымалдаушы модуляциясы ретінде жүзеге асырылады. TMC кестелері, ең алдымен, басқа жолдармен қиылыстарға сәйкес келетін негізгі жолдар бойындағы нүктелік орындарға сілтемелер береді. Кесте жазбасы контексттік ақпаратты (мысалы, аймақ, жол және жол учаскесі, қиылыстың атауы) және бойлық / ендік координаттарын шамамен қолданатын нүктелік орынды анықтайды.

Кестедегі жазбаларға тағайындалған идентификаторлар 16 биттік бүтін сандар болып табылады, сондықтан 65536 мәндерінің ауқымына ие. Бұл әлемді қамту үшін өте аз, сондықтан әр елдің немесе елдің аймағының жеке кестелері жасалады. Берілген мегаполис үшін тек автомобиль жолдары, магистральдар және кейбір ірі жолдар бойындағы қиылыстар ғана кіреді. Бұл Детройт метросы үшін келесі суретте көрсетілген. Қамту көп пайдаланылатын жолдарда қозғалыс туралы ақпарат беруге арналған. Қозғалысқа негізделген маршруттарды жоспарлау, керісінше, барлық негізгі жолдарды немесе барлық дерлік қамтуды талап етеді, сондықтан олар қазіргі уақытта тұжырымдалғандықтан, TMC орналасу кодының кестелерімен жеткілікті қолдау көрсетілмейді.

Жалпы сілтеме

Жалпы сілтеме дегеніміз - кез-келген карта дерекқорына деректерді картаға сәйкестендіру формасы арқылы анықтамалық ақпаратты табу арқылы қосу әрекеті. Белгілі бір функционалды деректер элементтері белгілі бір карта дерекқорында тек сәйкес карта элементтеріне жуықтайтын нүктелер, сілтемелер немесе аймақтар сияқты элементтерге тағайындалады. Сәйкес келу үшін карта дерекқорынан іздеу жасалады. Іздеу үдерісін жақсарту үшін көршілес элементтер әрбір нақты жағдайда дұрыс шешім табылуына көмектесетін әр элементке стратегиялық түрде қосылады. Мысалы, егер карта элементі екі қиылысты байланыстыратын сілтеме болса, онда іздеу мақсатында бір немесе екі қиылысты қосуға болады. Бұл дұрыс емес матчты екіталай етеді деп үміттенемін. Процедура жеткілікті эвристикалық болғанымен, ұсынылған Agora деп аталатын стандарт қосылатын көршілес элементтерді таңдау стратегиясын сипаттайды.

Еуропалық консорциум ActMAP

Деп аталатын еуропалық консорциум ActMAP (Картаны өзектендіру)[9] (олардың сөздері бойынша) «қолданыстағы карта дерекқорының мазмұнын жаңарту және сандық көлік картасына ақпараттың динамикалық қосылуын қамтамасыз ету үшін стандартталған тетіктерді әзірлеу» болып табылады. ActMAP консорциумы кіреді ERTICO (үйлестіруші), BMW, CRF Fiat зерттеу орталығы, DaimlerChrysler, Navigon, Navteq, Tele Atlas және Siemens VDO Automotive. Олар өз жұмыстарының көп бөлігін аяқтады және бірнеше есептер шығарды, олар ұсынылған ISO Комитет TC204 WG3 стандарттау үшін. Олардың есептері осы жобаның жұмысы үшін жақсы бастау және сілтеме ретінде қызмет етеді. Олардың есептеріндегі маңызды мәселе бірнеше меншікті форматты қолдана отырып, бірнеше деректерді жеткізушілермен және көлік карталарының бірнеше нұсқаларымен біріктірілген бірнеше карта жеткізушілерінің күрделілігіне қатысты. Олар мұны ашық аралық карта пішімін қолдану арқылы шешеді XML және ISO стандартының тұжырымдамаларына негізделген GDF 4.0. Жабдықтаушының мәліметтер базасындағы барлық түрлендірулер алдымен осы аралық форматқа ауыстырылады, серверде сақталады, содан кейін жеке көлік құралдарында қолданылатын әр форматқа ауыстырылады. Олар әр автомобильде карта жеткізушісінің «бастапқы сызбасы» бар деп есептейді және осы базалық сызық көптеген функцияларды жаңарту үшін анықтамалық идентификаторларды анықтайды (мысалы, карта сегментінің идентификаторы). Негізгі сызықта анықтамалық идентификаторы жоқ мүмкіндіктер үшін олар ұсынылған стандартта сипатталғандай картаға сәйкестендіру арқылы эвристикалық жолмен табылған «жалпы» сілтемені қолдануды ұсынады. АГОРА

ActMAP-пен тікелей шешілмеген негізгі мәселе - жабдықтаушының карта дерекқорының әрбір жаңа нұсқасы үшін барлық анықтамалық кодтар, әдетте, алдыңғы нұсқалардың идентификаторларымен кез-келген сәйкестікті жоятын жинақтау процесі арқылы қайта тағайындалады. Бұл алдыңғы нұсқадан карта дерекқорының жаңа нұсқасын жасау үшін қосымша жаңартуларды пайдалану мүмкіндігіне айтарлықтай кедергі келтіреді. ActMAP шешімімен шешілмеген тағы бір мәселе - жол бөліктерінің ішкі бөлімдерін (мысалы, қисықтар, төбешіктер, маневр жолдары және т.б.) оларды жаңарту үшін сілтеме жасау және сипаттау мүмкін еместігі.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ ISO 14825, Интеллектуалды көлік жүйелері - Географиялық деректер файлдары (GDF) - Жалпы мәліметтер спецификациясы, бірінші басылым 2004, Швейцария, http://www.iso.org
  2. ^ Стандартты алмасу форматы (SIF), Navteq, Чикаго, Ill, http://www.navteq.com/
  3. ^ GDF ASCII дәйекті, Tele Atlas, «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2008-08-27. Алынған 2007-10-01.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)
  4. ^ «Навигация деректерінің стандарты». NDS e.V. Алынған 2015-02-13. Сыртқы сілтеме | баспагер = (Көмектесіңдер)
  5. ^ Навигон, http://www.navigon.com
  6. ^ Айсин, http://www.aisin.com/
  7. ^ Денсо, http://www.denso-europe.com/Navigation--1002010000000001.aspx
  8. ^ ISO 14819, ISO / TC 204 «Интеллектуалды көлік қызметі» дайындаған, http://www.iso.org
  9. ^ ActMAP, Ertico, http://www.ertico.com/kz/subprojects/actmap/objectives__approach/objectives__approach.htm Мұрағатталды 2007-04-07 ж Wayback Machine