基于位置服务的综合应用系统课题介绍

1、1. 课题意义随着改革开放的不断深入，北京市的经济、文化等各个方面都在飞速发展，北京市的居住人口与外来人口也在快速增长，这些则必然会引发一系列问题：(1) 北京城市规模大、变化快，导致人们无法及时、准确了解城市布局与分布情况，从而对城市环境产生“陌生感”，往往会迷失于以前去过的地方;(2) 北京市区内拥有的车辆，特别是私家车，越来越多，从而增加了市内交通负载与压力;另一方面，由于人们对交通信息的不对等了解，无法及时获悉经过道路的交通状况，而时常造成交通拥挤，甚至交通“瘫痪”，使得人们“寸步难行”;(3) 改革开放以来，越来越多外来人(如，外地学生、游客，打工人员，外国游客等)涌入北京工作、学习

2、和旅游，相对于北京市民，他们更为迫切的需要了解城市环境与交通状况;(4) 北京市民所能掌握或接触的地理位置信息越来越丰富、全面，但它们彼此之间相互孤立，缺少将其进行有效组织与综合的方式和工具，使它们发挥综合服务作用;(5) 当前可以获取地理位置信息的设备与手段相对单一，导致人们无法及时、有效的掌握相关信息，因此，必然需要引入新的技术方式以扩展可信息获取的设备与方式。针对上述问题，课题“基于位置服务的综合应用系统”有效的融合电子地图数据和内容丰富、全面的地理位置信息，结合移动通讯技术与移动定位技术，向北京市民、旅客与外来人员提供功能强大、人性化的个人位置服务，从而方便人们的出行。2. 课题目的为

3、了达到能够给予个人日常出行切实帮助的目标，在“移动城市”项目中，课题“基于位置服务的综合应用系统”确定如下的目的：(1) 结合移动通讯技术与移动定位技术，扩展个人位置服务的信息获取设备与手段，使人们能够快捷、准确的了解与掌握内容丰富的地理位置信息;(2) 综合多方面的地理位置信息，构建移动本地搜索引擎，向公众提供全方位的、人性化的个人位置服务，保证人们及时、准确的了解各类地理位置信息，并且融合多种其它领域信息服务，如气象预报、娱乐信息、餐饮信息等;(3) 基于城市道路分布情况，结合当前交通路况，向公众提供动态路径移动引导服务，实时引导人们或车辆按照正确、最优的出行线路前行，从而减少行人或车辆路

4、上时间;(4) 综合公共交通信息，向公众提供公交换乘移动检索服务，有助于人们了解北京市区公交线路以及搭配与选择公交换乘方案，从而便于人们的日常出行。由上可知，建设基于位置服务的综合应用系统的最终目标就是：方便人们在北京市区内的日常出行，因此，课题“基于位置服务的综合应用系统”从个人日常出行需求的各个方面进行深入的考虑与研究，致力于便捷人们的日常生活、工作和学习。3. 课题实施目标课题“基于位置服务的综合应用系统”的目标客户可分为四类：交通出行的本地市民、车辆驾驶人员、外来游客和未来的奥运参与人员，针对这些目标客户的实际需求，课题遵循移动城市业务示范平台设计架构总体方案，开发面向手机用户的，能够

5、以语音提示、短信交互和图像展现等形式，提供动态路径移动引导、公交换乘移动检索和移动本地搜索等功能的位置服务应用系统。系统具备如下能力：1. 组织和管理地理位置信息，开发具备数据备份归档、存储管理、权限管理、数据库配置等功能的地理位置信息数据库系统，实现数据合理存储与优化管理;利用索引构建技术，基于POI信息数据中的核心字段建立多级索引库，实现海量数据的优化组织;研发地址编码技术，实现新增业务服务信息与电子地图之间的坐标匹配;2. 提供动态路径移动引导服务，可动态规划用户选定的两点之间的最优出行路线，并可实时引导行人或车辆按照规划路线前行，还支持多种路径引导方式：语音引导、文字引导和图像引导;3

6、. 可融合公交信息与当前路况信息，提供公交换乘移动检索服务，向用户提供一条或多条符合条件的公交换乘方案以供选择，用户可根据自身的实际情况选择合理、优化的公交换乘线路;4. 提供移动本地搜索服务，可通过多种检索、查询方式获取北京市区内的任何地理位置信息，并且与多种领域内的服务信息(如，餐饮、娱乐等)进行合理、有效融合，针对不同类型用户需求可提供不同位置服务：周边查找服务、问路服务、个性化推荐服务等;5. 可向移动城市业务示范平台外的企业应用提供可编程位置服务API接口，需要企业级用户可根据自身需要或风格调用API接口实现具有自身特点的个人位置服务;可适应各种用户终端设备性能需求的技术服务形式：针

7、对普通手机用户，以短信方式传递服务请求与地理位置信息;针对手机上网用户，用户可访问WAP门户网站，直接使用移动位置服务;针对智能手机用户，可直接操作安装于手机上的终端服务软件，进而快速、便捷的使用移动位置服务。4. 课题主要研究内容基于位置服务的综合应用系统在移动城市业务示范平台的位置基于位置服务的综合应用系统的逻辑架构基于位置服务的综合应用系统，基于电子地图数据，融合内容丰富、全面的义务服务信息(餐饮、娱乐场所、停车场和银行分布等)，以语音提示、短信交互和图像展现等方式，向公众提供覆盖北京市范围的个人位置服务，允许用户在任何时候、任何地点运用移动终端享用移动位置服务，从而方便了人们的日常出行

8、，给人们的日常生活、工作、学习带来便捷。系统的主要研究内容如下：(1) 组织和管理地理位置信息基于位置服务的综合应用系统提供位置服务的数据基础就是数量庞大、种类繁杂的地理位置信息(包括电子地图数据、POI信息数据和业务服务信息)，因此，实现海量地理位置信息的组织与管理在整个应用系统中至关重要、必不可少。实现电子地图数据、POI信息数据(商务地理信息)与业务服务信息的存储和管理;实现餐饮、娱乐场所、停车场和银行分布等业务服务信息与已有POI信息数据之间比较与排重;实现业务服务信息与电子地图数据之间的坐标匹配，为实现位置服务提供数据基础。1) 地址编码地址编码技术是基于位置服务的移动综合应用系统的

9、核心技术之一，它负责将大量的业务服务信息通过地理编码技术与空间位置(或电子地图)相关联。地址信息是很常见的，地址的表达接近于自然语言的表达习惯。地址信息在信息化程度越来越高的今天，正扮演着不可或缺的角色。要让计算机能够理解一个地址，就必须将它数字化。地理编码正是完成这项工作的核心技术。地理编码可以大致划分为两大技术，即编码技术与地址匹配(Address Matching)技术;前者利用地址模型和编码规则形成编码，后者利用地址模型对地址进行解析并与标准数据进行匹配以得到相关信息。(2) 研发动态路径移动引导服务引擎动态路径移动引导就是在给定道路网中按照某种寻优准则寻找从出发点到目的地之间的最优路

10、径，并利用移动终端实现给行人或车辆提供实时道路引导服务。由此可见，动态路径移动移动主要包括两个部分：1) 动态路径规划动态路径规划就是要在给定道路网中按照某种寻优准则寻找从出发点到目的地之间的最优路径。要实现动态路径规划，需要研究解决路网的描述与表达、路权赋值、最优路径规划算法等关键技术。最优目标的选取直接决定了我们计算出的最优路线是什么意义下的最优路线。考虑到各种需求以及实现的必要性、可行性等因素，并参照已有车辆导航系统的实际情况，提出以下两种可供选择的最优目标：出行距离优先：若直接将出行距离最短作为最优目标，相应的道路权重可直接选取路段属性中的路段长度。出行时间优先：出行时间最短的路线对车

11、辆导航系统的大多数用户来说，是最期望得到的一种最优路线。2) 路径移动引导路径引导是在用户选定出发地和目的地的情况下，为终端提供流畅的语音导航，复杂路口图片显示功能、立交桥图片显示，交通标志导航等功能。路径引导服务的主要功能是根据动态路径规划服务所计算得到的路径结果，对其路径进行分析、分类和合并，并附加上符合用户使用习惯和便于理解的导航信息提示，能够使用户在导航信息的引导下准确，高效的到达目的地。路径移动引导提供的引导方式：ü 语音引导：运用语言识别技术，实现动态路径语音引导;ü 文字引导：基于短信网关技术，采用短信方式实现文字实时路径引导;ü 图像引导：基于电子

12、地图数据，运用电子地图移动终端展现技术实现电子地图实时更新以及路径图像引导。(3) 研发公交换乘移动检索系统引擎“公交换乘”结合了手机定位，提供手机公交换乘服务、公交相关资讯服务，操作简便。可以查询从当前位置出发到指定终点的公交方案，也可以输入起点和终点查询公交方案。可以查询指定的站是否可换某路车，查询指定的车都到达哪些车站，也可以知道最新公交提示，查询最近哪些车改线了，还可以查询附近的月票点等。公交换乘移动检索的主要研究内容：ü 从这儿出发只需输入终点(目的地)，起点为当前手机位置(通过手机定位自动取得)，查询从这儿到终点的若干条公交换乘方案，以供选择。如果输入终点可以唯一确认，则

13、直接给出公交换乘方案;否则，需要先从终点列表中确认一个，然后给出公交换乘方案。ü 超级换乘需要分别输入起点和终点，查询从任意起点到任意终点的公交换乘方案。如果输入的起点不能唯一确认，或者输入的终点不能唯一确认，则需要先返回列表中确认一个唯一起点和终点，然后可以得到所确认的起点和终点间的公交换乘方案。ü 公交路况提示公交路况提示以短信、邮件等方式及时向用户反映最新的公交路况信息，从而为用户选择公交换乘方案提供决策依据。ü 特色服务“公交换乘”主要特色是利用手机定位，简化操作。在查公交时，不用输入起点，只需输入终点，便可查询公交换乘方案，简化了操作。另外，可以将结果通

14、过短信邮件免费发送给别人。(4) 研发移动本地搜索引擎引擎移动本地搜索就是基于北京市电子地图数据，结合本地搜索引擎技术和移动通讯技术，综合多种业务服务信息，通过各种无线通信方式利用移动终端进行本地搜索，将包含用户所需要地理信息内容转换为移动终端可接收的信息，并针对移动用户的需求特点提供的个性化的搜索方式。移动本地搜索的主要实施内容：ü 关键字搜索类似搜索引擎的搜索功能，针对想查的地名，输入一个或多个关键字(空格间隔)，然后点击“搜索”。搜到结果后，显示结果列表，选择一项可查看详细信息，如地址、电话、地图，还可以查看从你当前位置如何坐公交或开车去。ü 分类检索按照人们的需求和

15、习惯将常用的信息组织成类别列表，进入该栏目后，选择类别即可浏览该类地名或单位的信息。搜索到结果后，和关键字搜索功能类似，首先显示结果列表，选择一项可查看详细信息，如地址、电话、地图，还可以查看从你当前位置如何坐公交或开车去。ü 周边查询基于中心点搜索，先给定中心位置，然后给定查询范围半径，再选择结果分类的信息搜索周边的单位或地名。给定中心点有两种方法：一是我的周边，即当前位置为中心;二是在手机地图上指定一个点然后开始一次查找。搜索到结果后，显示结果列表，选择一项可查看详细信息，如地址、电话、地图。ü 个性化推荐结合用户的个性化定制信息与历史使用日志，运用数据挖掘技术，通过对

16、用户使用过程的统计、分析，挖掘用户访问习惯与兴趣，从而为用户提供个性化推荐用户自身感兴趣的地理位置服务信息。基于用户访问习惯，当前用户访问或使用位置服务时，移动本地搜索引擎主动向用户推荐他所感兴趣的地理位置信息。ü 特色服务构建北京市的城市黄页，在城市黄页内保存各个企业或商家的基本信息(包括企业或商家的名称、地址、电话和URL等);用户在利用移动本地搜索引擎查找到某一企业或商家的地理位置信息时，本地搜索引擎会及时向用户反馈关于该企业或商家的、保存于城市黄页内的基本信息;用户在浏览了基本信息后，还可点击与企业或商家有着密切联系的URL链接，从而可直接受用该企业或商家所提供的各种服务(如

17、：车位预定、预定餐位等定制服务)。5. 课题进度安排6. 课题完成情况课题“基于位置服务的综合应用系统”，截至2007年4月份，课题完成情况：(1) 动态路径移动引导在课题“基于位置服务的综合应用系统”内，基于实时路况信息，设计、开发了动态路径规划算法。动态路径规划算法，基于算法，对任意两点之间计算最有路径;在计算、规划过程中，与实际状况相结合，融入多重考量因素红绿灯、收费站和道路属性等。还引入了准确、及时的实时路况信息道路阻塞、路障和事故等。另一方面，动态路径规划算法，还支持多种规划策略时间最短、距离最短和收费最少等，以满足不同人群的实际需要。基于上述动态路径规划算法，课题承担单位设计、开发

18、了基于GPS/A-GPS技术的手机导航终端。从而保证了路径规划算法与电子地图相结合。手机导航终端，运行GPS/A-GPS技术，实现了实时导航、引导;同时，为了保证GPS/A-GPS信号的稳定性与无误行，本课题采用一种功能强大、效果优越的信号滤波技术。为了满足不同手机终端(或移动设备)的需要，手机导航终端还支持多种实时导航方式语音导航、文字导航和图像导航。在研发课题“基于位置服务的综合应用系统”的过程中，课题承担单位基于市场的实际需求，设计、发明了一种全新的信息检索方法基于中文语义的智能检索引擎。该引擎通过对检索数据的中文语义的分析、理解，设计、开发了全新的信息检索引擎，以保证用户能够快速、准确的定位、检索到自己所需信息。此项技术的各项指标(运行环境要求、时间复杂度、空间复杂度、检索数据量)都已达到国际水平，现已申请了国家专利。(2) 移动本地搜索为了能够很好的组织、整合各类海量的地理位置信息，本课题研发了基于地址编码、地址匹配和数据排重等技术的内容整合平台;并且采用金字塔形数据结构以及地图网格切分、地图编码等技术，合理组织和存储海量的地理位置信息。基于海量的地理位置信息，课题承担单位研发了综合关键词检索、周边查找等功能的核心检索引擎;并且针对人民日程生活需要与服务特点，还开发一系列生活类信息检索服务(如，电影信息查询等)，以及基于自然语言识别的问答服务(12585)