CN101086784A - 一种pda客户端发布交通信息网格服务的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统及方法，其立足于现代网格技术，通过交通网格信息发布平台，以强大的交通信息网格为支撑，在PDA这一嵌入式平台上为用户提供交通信息的获取、可视化、分析、输出等服务，利用正在迅速兴起的移动计算技术，结合移动地图这一嵌入式地理信息系统的可视化应用系统。本发明采用Java开发出良好的适用于小屏幕的人机交互界面，操作简单方便，且可以在多个嵌入式平台上运行；采用压缩的矢量地图存储、传输方式，充分利用现有的GPRS/CDMA等无线网络，使得软件的运行不需要高速无线传输技术的支持；以强大的后台网格服务为支撑，为用户提供实时、动态的服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统及方法。
背景技术
PDA是Personal Digital Assistant(个人数字助理)的缩写，是近来继传呼机、手机之后，迅速崛起的新兴电子消费性产品，即智能电脑工具，就其扩展意义上来讲，它是供人们沟通、连接和互动的移动数字设备，集计算、电话、传真和网络等多种功能于一身，尤为重要的是，这些功能都可以通过无线方式实现。本系统“基于PDA的交通网格信息发布平台”以强大的交通信息网格为支撑，在PDA这一嵌入式平台上为用户提供交通信息的获取、可视化、分析、输出等服务，是立足于现代网格(Grid)技术，利用正在迅速兴起的移动计算(MobileComputation)技术，结合移动地图这一嵌入式地理信息系统的可视化应用系统。本任务的研究主要涉及计算机科学领域的移动计算、无线通信技术、嵌入式开发(主要是软件开发)、计算机图形图像等技术和测绘学中的地理信息系统原理及数据组织方法、数字地图可视化等技术。国内外已经有一些业已开发出来的与地图密切相关的PDA软件产品，这些产品都具备一些共同的基本功能，如：图形显示、资料查询、GPS定位与导航、距离量算、用户标注、路径选择、语音提示、人性化的界面等。但存在的主要问题有：①这些应用软件都是基于某种应用的初步、单一的嵌入式GIS产品，离企业级的完整、规模解决方案还有一定的距离。②对动态信息的获取的支持还非常少，不能提供较好的实时性、动态性的支持。例如只能提供静态地图、静态出行方案等等。③不能针对所有的PDA平台有一个通用的应用软件，往往是针对某个PDA平台例如WinCE或者Palm单独做一个适用的系统，增加了重复开发的工作开销。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统及方法，解决了传统的系统及方法不能提供较好的实时性、动态性的支持，以及没有通用的应用软件的问题。
为了实现以上目的，本发明提供了一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统，其特征在于：包括
交通信息网格，作为后台以提供实时的交通信息及进行数据处理；
PDA客户端，以进行本地数据处理和及时显示前、后台的数据处理结果：
无线通信网络，PDA客户端与后台交通信息网格服务器端之间通过无线通信网络通信。以及一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：包括
本地服务：在PDA客户端对矢量地图数据的组织、请求、传输、存储，以实现本地服务请求；
后台服务：在PDA客户端与交通信息网格服务器端分别建立对应的服务程序组件，以HTTP协议接收和发送数据；PDA客户端通过无线通信网络与后台服务器端实现实时通信，请求动态交通信息；后台交通信息网格服务器响应该请求，处理并发送数据；PDA客户端接收动态路况数据，并根据路况数据绘制反映动态路况的变化地图，完成PDA客户端的服务点播；
其中，在PDA客户端通用接口之上定制一套调用通用接口的组件，PDA客户端程序在处理服务请求时先将服务请求发送给PDA客户端定制的组件对应的服务进程，再由服务组件调用位于后台服务器端组件以上的通用网络服务层上的对应的服务组件，并将返回结果沿调用过程相反的数据流向传输数据。
该方法对地图数据进行纵向分层和横向分块，PDA客户端根据需要在操作过程中从后台交通信息网格节点中动态地请求部分地图数据；
所述的纵向分层，即将路段在层次上分解为四种类型，即主干道、快速干道、次干道和支路，按照绘图比例尺的变化决定请求哪个层次的地图数据；
所谓横向分块，即PDA客户端通过向后台交通信息网格服务器端发送一个矩形区域的方式获取所需要的地图数据；服务器端将所有包含在该矩形区域内的路口和与该矩形区域有交叉的路段发送回客户端。
该方法采用二进制格式传输数据；同名的路段名只传输一次，具有该路段名称的路段采用索引指向该路段名；采用只占2个字节的short类型字段存储路口和路段的ID号。PDA客户端缓存部分数据量，当需要的数据在本地可以找到时，不进行数据请求；当必须请求数据时，仅请求PDA客户端没有的部分。
所述的本地服务包括：地图拖动放缩，实时信息展示，后台服务展示，人机交互响应；后台服务包括：路名、交叉点查询，地图数据请求，实时路况展示，静态、动态最短路径服务，空出租车查询，以及停车场查询。
静态、动态最短路径查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的最短路径请求服务，将用户设定的开始路口ID、结束路口ID、必经路段、必经路口、禁行路段、禁行路口等信息作为请求参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为最短路径服务结果的路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制最短路径。
所述的路名、交叉点查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的路名请求服务，将用户请求的路名作为参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为路名或交叉点请求服务结果的同名路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制所查询的路段。
所述的实时路况展示中，后台网格服务以约10秒为频率刷新一次实时路况服务的数据，PDA客户端也以10秒为频率调用后台网格的实时路况服务，通过不断刷新来体现实时路况展示。
本发明的有益效果为：操作简单方便，且可以在多个嵌入式平台上运行；采用压缩的矢量地图存储、传输方式，充分利用现有的GPRS/CDMA等无线网络，使得软件的运行不需要高速无线传输技术的支持；以强大的后台网格服务为支撑，为用户提供实时、动态的服务。
附图说明
图1为本发明的PDA本地以及后台服务的示意图。
图2为本发明的接口调用方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统，其特征在于：包括交通信息网格，作为后台以提供实时的交通信息及进行数据处理；PDA客户端，以进行本地数据处理和及时显示前、后台的数据处理结果；无线通信网络，PDA客户端与后台交通信息网格服务器端之间通过无线通信网络通信。
一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：包括
本地服务：在PDA客户端对矢量地图数据的组织、请求、传输、存储，以实现本地服务请求：
后台服务：在PDA客户端与交通信息网格服务器端分别建立对应的服务程序组件，以HTTP协议接收和发送数据；PDA客户端通过无线通信网络与后台服务器端实现实时通信，请求动态交通信息；后台交通信息网格服务器响应该请求，处理并发送数据；PDA客户端接收动态路况数据，并根据路况数据绘制反映动态路况的变化地图，完成PDA客户端的服务点播；
为了便于实施，客户端与后台网格节点的网络连接以目前现有的、覆盖面广的无线通信网络(GPRS/CDMA)为底层支撑。上海市信息网格框架的三个不同的展示层平台(PDA、车载终端和普通PC)之中，PDA展示平台具有不同于其他两个平台的特点，例如在无线网络带宽、显示屏幕、运算速度等方面，因而其他两个平台与后台服务的接口并不一定也适用于PDA。然而如果为PDA平台专门定制一套接口必然会带来接口一致性、可扩展性等一系列问题，而且可能带来倍数级的编程工作量。为了协调矛盾，本发明方法实施例中采用在通用接口之上为PDA建立了一套调用通用接口的组件。调用方式如图2所示，即PDA客户端程序在处理服务请求时，先将服务请求发送给专门为PDA客户端定制的Servlet组件中PDA Servlet对应的服务进程，再由PDA Servlet服务组件调用位于后台Web Service组件以上的通用Web Server层上的对应的Servlet组件，返回结果的时候也沿调用过程相反的数据流向传输数据，从而保持接口调用的一致性。
其中，所述无线通信网络可以是GPRS、CDMA等无线网络；所述服务程序组件采用Java程序编制。
考虑到地图数据的保密性和更新的便捷性，目前的PDA客户端不以具有可保持性的文件形式存储矢量地图数据，需要的地图数据由客户端在操作过程中从后台服务的网格节点中请求地图数据。从目前地图数据来看，上海市交通地图共有14006个路口，21753个路段，地图数据共计约3MB，依靠当前的GPRS(30~40kb/s)或CDMA(约50kb/s)的无线通信技术，一次性地请求所有的地图数据将带来通信时间、通信费用等方面的巨大浪费，而且在PDA客户端处理如此大量的数据也将带来性能上的负担。因此，本实施例中采用根据需要动态地请求部分数据的处理方式，包括地图纵向分层、横向分块两个部分。其中所谓纵向分层，即将路段在层次上分解为四种类型，即主干道、快速干道、次干道和支路。按照绘图比例尺的变化决定请求哪个层次的地图数据。所谓横向分块，即通过向服务器端发送一个矩形区域(RECT)的方式获取PDA客户端所需要的地图数据。服务器端将所有包含在该矩形区域内的路口和与该矩形区域有交叉的路段发送回客户端。所谓“与矩形区域有交叉”是指路段的“闭包矩形”与请求的矩形区域有相交的部分。
PDA客户端与服务器端的通信采用的是无线网络技术。虽然采用原始的地图文件格式可以描述需要绘制的地图，但由于地图文件的庞大和无线数据传输速率的相对缓慢，本发明采取以下方法压缩和减少数据传输量：
1、采用基本的二进制格式传输(简要说明何为基本的)，避免使用XML文本传输。虽然采用XML文本传输具有很多优点，但必然导致传输、存储数据量的倍数级增长。采用二进制格式虽然会带来平台移植、接口可扩展性等一系列问题，但就数据传输量而言是最优的；
2、省略地图数据中不必要的字段，采用较小的字段类型。例如，同名的路段名只传输一次，具有该路段名称的路段采用索引(2个字节足够)指向该路段名。又例如采用short(2个字节)类型存储路口和路段的ID号等；
3、以增加服务器端和客户端的运算为代价压缩数据量。例如，在请求地图时提供服务器端后台绘图区域的大小以及绘图的比例尺，服务器端就可以将世界坐标(即地图在地图文件中存储的实际地理坐标，一般为城建坐标或经纬度坐标，简称为WC，World Coordinate)下的坐标值(4个字节)变换为缓冲区坐标(即为了解决重新绘图时常出现的刷屏的问题所设置的一个比PDA屏幕大的缓冲块，简称为BC，Background Buffer Coordinate)下的坐标值(2个字节足够)，进行传输；
4、根据不同的比例尺，充分利用分层策略。例如，在比例尺比较小的情况下，实际上只需要显示出主干道和快速干道的情况即可；
客户端缓存一部分的数据量，当需要的数据在本地可以找到时，不进行数据请求。当必须请求数据时，仅请求客户端没有的部分。
如图1所示，本地服务包括：地图拖动放缩，实时信息展示，后台服务展示，人机交互响应；后台服务包括：路名、交叉点查询，地图数据请求，实时路况展示，静态、动态最短路径服务，空出租车查询，以及停车场查询。
其中，静态、动态最短路径查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的最短路径请求服务，将用户设定的开始路口ID、结束路口ID、必经路段、必经路口、禁行路段、禁行路口等信息作为请求参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为最短路径服务结果的路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制最短路径。
其中，路名、交叉点查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的路名请求服务，将用户请求的路名作为参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为路名或交叉点请求服务结果的同名路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制所查询的路段。
在实时路况展示中，为了体现路况的实时性，后台网格服务以约10秒为频率刷新一次实时路况服务的数据，因此，在调用实时路况展示功能时PDA客户端也以10秒为频率调用后台网格的实时路况服务，通过不断刷新来体现实时性。因此，在实际的实现中需要开启除主线程以外的另外两个线程：请求数据线程和绘制地图线程。请求数据线程以10秒为时间间隔向服务器端发送动态路况请求，并接收动态路况的数据到客户端。绘制地图线程使用请求数据线程获取的数据重新绘制地图，反映动态路况的变化。
其他的服务点播请求处理情况与路名(交叉点)查询、最短路径服务和实时路况服务基本类似，处理的方法和过程也基本相同，故省略此部分说明。
本发明技术方案具有以下优点：
1、采用Java开发出良好的适用于小屏幕的人机交互界面，操作简单方便，且可以在多个嵌入式平台上运行；
2、采用压缩的矢量地图存储、传输方式，充分利用现有的GPRS/CDMA等无线网络，使得软件的运行不需要高速无线传输技术的支持；
3、以强大的后台网格服务为支撑，为用户提供实时、动态的服务。
Claims (10)
1、一种PDA客户端发布交通信息网格服务的系统，其特征在于：包括交通信息网格，作为后台以提供实时的交通信息及进行数据处理；PDA客户端，以进行本地数据处理和及时显示前、后台的数据处理结果；无线通信网络，PDA客户端与后台交通信息网格服务器端之间通过无线通信网络通信。
2、一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：包括本地服务：在PDA客户端对矢量地图数据的组织、请求、传输、存储，以实现本地服务请求；
后台服务：在PDA客户端与交通信息网格服务器端分别建立对应的服务程序组件，以HTTP协议接收和发送数据；PDA客户端通过无线通信网络与后台服务器端实现实时通信，请求动态交通信息；后台交通信息网格服务器响应该请求，处理并发送数据；PDA客户端接收动态路况数据，并根据路况数据绘制反映动态路况的变化地图，完成PDA客户端的服务点播；
其中，在PDA客户端通用接口之上定制一套调用通用接口的组件，PDA客户端程序在处理服务请求时先将服务请求发送给PDA客户端定制的组件对应的服务进程，再由服务组件调用位于后台服务器端组件以上的通用网络服务层上的对应的服务组件，并将返回结果沿调用过程相反的数据流向传输数据。
3、按权利要求2所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：所述的服务程序组件采用Java程序编制。
4、按权利要求2所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：对地图数据进行纵向分层和横向分块，PDA客户端根据需要在操作过程中从后台交通信息网格节点中动态地请求部分地图数据；
所述的纵向分层，即将路段在层次上分解为四种类型，即主干道、快速干道、次干道和支路，按照绘图比例尺的变化决定请求哪个层次的地图数据；
所谓横向分块，即PDA客户端通过向后台交通信息网格服务器端发送一个矩形区域的方式获取所需要的地图数据；服务器端将所有包含在该矩形区域内的路口和与该矩形区域有交叉的路段发送回客户端。
5、按权利要求2所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：采用二进制格式传输数据；同名的路段名只传输一次，具有该路段名称的路段采用索引指向该路段名；采用只占2个字节的short类型字段存储路口和路段的ID号。
6、按权利要求2所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：PDA客户端缓存部分数据量，当需要的数据在本地可以找到时，不进行数据请求；当必须请求数据时，仅请求PDA客户端没有的部分。
7、按权利要求2所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：所述的本地服务包括：地图拖动放缩，实时信息展示，后台服务展示，人机交互响应；后台服务包括：路名、交叉点查询，地图数据请求，实时路况展示，静态、动态最短路径服务，空出租车查询，以及停车场查询。
8、按权利要求7所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：所述的静态、动态最短路径查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的最短路径请求服务，将用户设定的开始路口ID、结束路口ID、必经路段、必经路口、禁行路段、禁行路口等信息作为请求参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为最短路径服务结果的路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制最短路径。
9、按权利要求7所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：所述的路名、交叉点查询的流程如下：
a、调用后台服务器端对应的路名请求服务，将用户请求的路名作为参数传递给服务器端；
b、从服务器端接收作为路名或交叉点请求服务结果的同名路段数组；
c、根据该路段数组计算这些路段的闭包矩形；
d、根据计算获得的闭包矩形调用请求地图数据服务；
e、用指定颜色绘制所查询的路段。
10、按权利要求7所述的一种PDA客户端发布交通信息网格服务的方法，其特征在于：所述的实时路况展示中，后台网格服务以约10秒为频率刷新一次实时路况服务的数据，PDA客户端也以10秒为频率调用后台网格的实时路况服务，通过不断刷新来体现实时路况展示。
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