（计算机软件与理论专业论文）移动协作环境下的自适应管理及推荐策略研究与实现.pdf

d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e eo fs c i e n c e e a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y 佃2 6 91 iylllll1184liq i iiill 1 7 l lioii蝌111 r e s e a r c ha n d i m p l e m e n t a t i o no n s e l f - a d a p t i v em a n a g e m e n ta n d r e c o m m e n d a t i o n s t r a t e g yi nm o b i l e c o u a b o r a t i o ne n v i r o n m e n t d e p a r t m e n t ： m a j o r ： r e s e a r c hd i r e c t i o n ：d i s t r i b u t e dd b & c o m p u t i n ge n v i r o n m e n t a d v i s o r ： m a s t e rc a n d i d a t e ：受堑g 鳖i o c t 2 0 1 0 l 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文侑矿协停挑绔黟勰覆础琴端硇筋蛳： 是在华东师范大学攻读硕j 士博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已 经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：j 盐车一一 日期：协k 年“月“日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 镐劲椰懈觚如蚴渤移迭荔埘岵翻系本人在华东师范大学攻读学 位期间在导师指导下完成的硬肚博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华 东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并 向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论文的印刷版和 电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校 将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的 标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密学位论文木， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( ) 2 不保密，适用上述授权。 导师签名本人签名 叠 叩妒年月加日 宰“涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的 学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ， 未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论 文，均适用上述授权) 。 三监硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 贺棵教授华东师范大学答辩主席 吕钊副教授华东师范大学答辩委员 杨静副教授华东师范大学答辩委员 华东师范人学硕上学位论义摘要 要 移动协作已经成为c s c w 领域发展的一项重要课题。协作研究旨在利用人 工设施( 如计算机和通信网络等) 为地域分散的协作群体提供一个便利的协作环 境，帮助他们完成共同的目标。协作环境是利用模拟仿真的方式为协作者提供“面 对面”的服务。随着无线通信技术的发展，传统的协作环境已经逐步向着移动协 作环境转变。另一方面，随着情景感知等技术的发展，协作用户已经不满足于简 单的人机交互，他们渴望获得更加人性化的服务，如兴趣推荐，这使得面向协作 用户的兴趣推荐服务逐渐得到广泛发展和应用。移动协作具有移动性、分散性和 动态性的特点，因此协作的组织结构易受到外界因素的影响，进而直接影响协作 效果，甚至导致协作中断。同时，组织结构的变化也会影响推荐服务的质量，导 致推荐结果失效。 基于上述分析，传统的协作管理及推荐策略已经无法适应这种变化，其不足 之处在于： 1 ) 传统的协作管理策略无法应对移动环境带来的影响，对于组织结构的变 化给协作分工、协调和意图推测等各方面带来的影响缺乏系统深入的分析， 因而缺乏有效的自适应组织管理策略来消除移动性等因素带来的动态影响； 2 ) 传统协作中的兴趣推荐策略无法提供或只能提供简单的推荐服务，对于 移动环境带来的动态影响，则缺乏深入的研究和有效的自适应策略。 基于上述挑战，本文对移动协作环境下的协作管理和群组兴趣推荐策略进行 了研究。具体研究成果归纳如下： 理论方面 1 ) 分析了移动协作环境的特征，从协作的组织结构角度分析了移动性对于 协作的动态影响，进而分析了对于协作环境下推荐服务的影响； 2 ) 提出了二维环境下的g r o u p 模型，并给出了相关的定义，介绍了特点； 3 ) 提出了基于g r o u p 模型的自适应管理策略。并提出了移动协作环境下 的“多维度权重投票算法。该算法解决了协作过程中的领导者的选择问题，消 除了领导者变化给协作效果带来的影响； 4 ) 提出了基于g r o u p 模型的自适应推荐策略。 i 华东师范大学硕j ：学位论文 摘要 实现方面 在上述理论研究的基础上，本文在l a m o c ( l o c a t i o na w a r em o b i l e c o o p e r a t i v es y s t e m ) 系统上扩展实现了相关功能，并结合应用场景对所实现的功 能进行了演示和分析。 结果表明，本文提出的方法弥补了部分现有研究的不足，在研究移动协作 环境下的协作群体管理策略的同时，也对人性化的用户推荐和群组推荐服务进 行了探索，并为进一步研究奠定基础。 关键词：移动协作环境，管理，推荐，g r o u p 模型，多维权重投票算法 i i 华东师范人学硕j ：学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t m o b i l et o l l a b o r a t i o nh a sb e e na l li m p o r t a n tp r o j e c ti nt h er e s e a r c hf i e l do f c s c w t h ea i mo fr e s e a r c ho nc o l l a b o r a t i o ni st op r o v i d eac o n v e n i e n tc w e ( c o l l a b o r a t i v ew o r ke n v i r o n m e n t ) f o rg e o g r a p h i c a l l yd i s p e r s e dg r o u p st oc o m p l e t ea c o m m o nt a s k c w ep r o v i d e sav i r t u a lf a c e - t o - f a c es e r v i c eb ys i m u l a t i o n w i t ht h e d e v e l o p m e n to fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t r a n s i t i o ni sb e e nm a d ef r o m t r a d i t i o n a lc o l l a b o r a t i v ee n v i r o n m e n tt om c w e ( m o b i l ec o l l a b o r a t i v ew o r k e n v i r o n m e n t ) g r a d u a l l y o nt h eo t h e rh a n d ，w i mt h ed e v e l o p m e n to fc o n t e x t a w a r e n e s s ，s i m p l eh c i ( h u m a nc o m p u t e ri n t e r a c t i o n ) c o u l d n tm e e tu s e r sw h ow a n t m o r eh u m a n i z e ds e r v i c es u c ha sr e c o m m e n d a t i o n s os e r v i c eo fr e c o m m e n d a t i o ng e t s e x t e n s i v eu s e t h ec h a r a c t e r i s t i e so fm o b i l ec o l l a b o r a t i o na r em o b i l i t y , d i s c r e t e n e s s a n dd y n a m i c s s ot h eo r g a n i z a t i o ni nc o l l a b o r a t i o ni se a s yt ob ea f f e c t e db ye x t e r n a l f a c t o r s a n dt h e ni tm a yi m p a c te f f e c ta n de v e nm a k et h er e s u l t si n v a l i d b a s e do na b o v ea n a l y s i s ，t r a d i t i o n a lm a n a g e m e n ta n dr e c o m m e n d a t i o ns t r a t e g y i nc o l l a b o r a t i o nc a l l ta d a p tt ot h i sc h a n g e i th a ss o m el i m i t a t i o n s ： 1 ) t r a d i t i o n a lc o l l a b o r a t i v em a n a g e m e n ts t r a t e g yc a n td e a lw i 廿lt h ee f f e c ti n m c ea n dl a c k so fd e e pa n a l y s i si nt h ec h a n g e so fm a n a g e m e n ta f f e c t i n gt h e t a s kd i v i s i o n ，c o o r d i n a t i o na n di n t e n td e d u c e s oi tl a c k so fe f f e c t i v e s t r a t e g i e so fs e l f - a d a p t i n go r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n tt oe l i m i n a t et h ee f f e c t s o f m o b i l i t y , d i s c r e t e n e s sa n dd y n a m i c s 2 )r e c o m m e n d a t i o ns e r v i c ec a n tb ep r o v i d e di nt r a d i t i o n a lc o l l a b o r a t i o na n d l a c ko fd e e ps t u d ya n de f f e c t i v es e l f - a d a p t i n gs t r a t e g y b a s e do na b o v ec h a l l e n g e s ，t h i sp a p e rs t u d i e st h es t r a t e g i e so fm a n a g e m e n ta n d g r o u pr e c o m m e n d a t i o ni n m c e t h em a i nc o n t r i b u t i o n sc a nb es u m m a r i z e da s f o l l o w s ： t h e o r ya s p e c t 1 ) w ea n a l y z et h ef e a t u r e so fm c w ea n dt h ee f f e c to ft h ef e a t u r e si nt e r m so f o r g a n i z a t i o n ，a n dt h e na n a l y z et h ee f f e c ti nt e r m so fr e c o m m e n d a t i o n 2 ) w ep r o p o s eg r o u p m o d e li nt w od i m e n s i o n a le n v i r o n m e n t s ，d e f i n i n gs o m e i i i 华东师范人学硕j ：学位论文a b s t r a c t c o n c e p t sa n di n t r o d u c i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fi t 3 ) w ep r o p o s es e l f - a d a p t i n gm a n a g e m e n ts t r a t e g yb a s e do nt h eg r o u pm o d e l ， a n d “m u l t i d i m e n s i o n a lw e i g h t e dv o t i n ga l g o r i t h m ”，w h i c hs o l v et h e l e a d e r s h i pc h a l l e n g ei nc o l l a b o r a t i o na n de l i m i n a t et h ee f f e c t so fl e a d e r c h a n g e s 4 ) w ep r o p o s es e l f - a d a p t i n gr e c o m m e n d a t i o ns t r a t e g yb a s e do nt h eg r o u p m o d e l r e a l i z a t i o na s p e c t b a s e do na b o v er e s e a r c hm e t h o d s ，t h i sp a p e re x t e n d sr e l a t e df u n c t i o n si nl a m o c s y s t e ma n dt h e np r e s e n t st h ei m p l e m e n t a t i o na n da n a l y z e si tw i t ht h ea p p l i c a t i o n s c e n a r i o t h er e s u l ts h o w st h a tt h es t r a t e g i e si nt h i sp a p e rm a k eu pt h el i m i t a t i o n si n c u r r e n tr e s e a r c h i ts t u d i e st h em a n a g e m e n ta n dh u m a n i z e dr e c o m m e n d a t i o ns e r v i c e , l a y i n gaf o u n d a t i o nf o rf u t u r er e s e a r c h k e yw o r d ：m c w e ，m a n a g e m e n t ，r e c o m m e n d a t i o n ，g r o u p m o d e l ， m u l t i d i m e n s i o n a lw e i g h t e dv o t i n ga l g o r i t h m i v 华东师范人学硕士学位论文 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章绪论l 1 1 研究背景l 1 2 研究现状2 1 3 研究内容3 1 4 组织结构4 第二章基本理论及其关键技术5 2 1 基本理论5 2 1 1 协作5 2 1 2 人机交互6 2 1 3 情景感知7 2 2 关键技术8 2 2 1 移动c s c w 技术。8 2 2 2l b s 技术9 2 2 3 数据挖掘技术1 0 2 3 本章小结1 2 第三章移动协作环境下的协作管理模型1 3 3 1 移动协作环境的研究。1 3 3 2 g r o u p 模型的构建。1 4 3 3 g r o u p 模型的自适应管理机制1 6 3 4 多维度权重投票算法19 3 5 本章小节2 l 第四章移动协作环境下的自适应推荐策略一2 2 4 1 基于g r o u p 模型的用户行为分析2 2 4 1 1 个人用户2 2 4 1 1 1 基于历史查询信息的行为分析2 2 4 1 1 2 基于用户操作记录的行为分析2 4 4 1 1 3 基于用户相似度的行为分析2 5 4 1 2 群组用户。2 5 4 1 2 1 兴趣特征提取2 5 4 1 2 2 历史记录提取2 7 4 2 基于g r o u p 模型的兴趣推荐2 8 4 3 本章小结2 9 第五章原型系统设计与实现3 0 5 1l a k l 0 c 系统架构3l 5 2 协作功能实现3 3 5 3 自适应管理策略的实现二3 4 5 4 自适应推荐策略的实现3 7 5 4 1 实现框架3 7 v 华东师范人学硕上学位论文 目录 5 4 2 用户行为分析的实现3 8 5 4 2 1 实现流程3 8 5 4 2 2 部分实现算法3 9 5 4 3 自适应推荐的实现41 5 5 本章小结一4 2 第六章场景设计及原型系统演示4 3 6 1 系统开发环境4 3 6 1 1 软件环境。4 3 6 1 2 硬件环境4 3 6 2 应用场景4 3 6 3 移动协作服务系统的演示4 4 6 3 1 个人功能4 4 6 3 1 1 用户登录及注册4 4 6 3 1 2 用户定位4 6 6 3 1 3 信息维护4 7 6 3 2 群组功能4 9 6 3 2 1 创建群组4 9 6 3 2 2 解散群组4 9 6 3 2 3 群组信息查询5 0 6 3 3 感知协作服务功能5 l 6 3 3 1 服务主界面5 l 6 3 3 2 服务选择5 1 6 3 3 3 获取结果5 2 6 4 分析及小结5 3 第七章总结与展望5 4 7 1 本文工作总结5 4 7 2 进一步工作展望5 4 参考文献5 6 致谢5 8 攻读硕士学位期间发表的学术论文5 9 v i 华东师范人学硕上学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 人类社会是一个彼此合作的群体，人们作为社会这个整体中的一部分而互相 联系互相作用，协作是人类社会活动的本质。原始的协作环境主要是一种基于共 享空间的协同工作环境，如圆桌会议，参与协作者围坐在圆桌周围，就共同感兴 趣的话题进行探讨，最后达成共识。 随着电话、电视技术的发展，电视会议和电话会议作为一种新的协作方式得 到广泛的应用。参与人员已经不需要聚集在同一个地方来探讨问题，电视和电话 这类通信工具已经使协作者突破地域的限制来就共同话题进行交流。这种协同工 作环境可以将信息传输到处于不同地方的协作者，使协作活动不再受到空间的限 制。 随着计算机技术的发展，人类社会也高速迈入了信息化社会。计算机已经成 为了人们信息存储和处理的主要工具。人机交互技术的发展使协作者在协同工作 环境中具有了主动控制的能力，从而在一个时空分散的条件下获得一种“面对面 ( f a c et of a c e ) 和你见即我见( y o us e ei sw h a tis e e ) 的协同工作环境。 然而对于集体出行、紧急救援这类协作来说，协作者空间位置等信息的不断 变化已经成为其重要特征，上述传统协作方式已经无法支持这类协作活动。另一 方面，随着无线通信技术的发展，人们的信息获取和沟通能力大大增加。在这种 条件下，人们必然在无线网络中引入支持和协调群体活动的能力，将彼此之间的 协作活动建立在无线网络技术上。传统的协作环境已经逐步向着移动协作环境转 变。 另外，在协作活动中，协作者也不再满足于简单的交流和信息交互，他们渴 望获得更加丰富和人性化的服务，如兴趣推荐等。情景感知技术的发展使这种需 求成为可能。人们开始在协作活动中逐步引入一些兴趣推荐策略来满足协作者多 元化的需求，如导游信息推荐系统。协作环境正朝着基于离散时空的人性化服务 这个方向发展。 。 移动协作环境的研究技术作为人机交互技术和无线通信技术相结合的重要 l 华东师范大学硕一仁学位论文 第一章绪论 产物，已经成为了计算机科学研究的重要发展方向和研究课题。而移动协作环 境下的推荐服务作为一种新兴的人性化协作服务模式，正在受到越来越多的关 ， 注。 1 2 研究现状 随着社会的不断发展，人们的活动范围越来越广，越来越不确定。无线移动 用户迫切地想知道自己当时所处环境的信息，比如“我在哪儿 、 “我的朋友在 哪里、“我的朋友在附近吗、“我们如何确定对各方都方便的集合点等。借助 于现有科学技术，人们的活动逐渐以群体、协作和地理位置分布为主要特征。这 种移动性、和不确定性在给移动通信带来市场和挑战的同时，也为移动协作技术 的发展带来了无限商机。 一直以来，我们都享受着许多的各种各样的协作服务。早期的协作服务是一 种相对简单的协作服务，主要是基于用户之间信息的共享。例如雅虎公司推出的 群组服务系统( t h e y a h o o ! g r o u p ss e r v i c e ) ，通过这个系统，人们可以讨论共同感 兴趣的话题和分享彼此之白j 有用的信息。该系统只专注于用户兴趣爱好等静态因 素的分析，而忽略了移动协作环境下动态因素的作用和影响，也没有提供更加丰 富的诸如兴趣推荐等个性化服务。 从上世纪9 0 年代初中期提出情景感知计算的概念起，情景感知计算成为了计 算机研究领域的研究热点。伴随无线通信技术与传感技术的发展，基于情景感知 计算应用的研究从理论到实践也都得到了长足的发展。随着情景感知技术的发 展，逐步出现了一些将情景感知技术应用于协作服务的系统。具有代表性的是 p o l y l e n s 1 和i n t r i g u e 2 。p o l y l e i l s 是一个协作过滤推荐系统，它能够按照使 用者的兴趣和要求提供相应的推荐服务。i n t r i g u e 是一个导游信息推荐系统， 它能够根据旅游团体的要求提供旅游推荐服务。但是这些系统仅仅是对于用户资 料等静态信息的简单利用，而对于用户移动状态下的环境变化因素则缺乏相应的 机制，因此无法满足现在移动条件下协作系统的要求。 随着移动计算技术和l b s 技术的发展，许多基于移动协作技术的中间件系统 应运而生，其中比较有代表性的是s t e a m 中间件系统【3 】。它为参与协作的群体 用户提供了一种基于边界的群组通信服务和管理模式。该系统能够根据协作用户 2 华东师范大学硕士学位论文第一章绪论 位置的动态变化，自适应的调整协作群体的边界范围，从而达到动态管理的目的。 它的不足之处在于仅考虑了用户的位置这一项情景因素，对于用户的其他情景信 息并没有有效利用，因而对于移动条件下的协作群体无法提供诸如用户行为分析 和推荐等更多的服务。 而情景感知技术应用于移动协作环境的代表则是m o b i l i f e ，它能够为用户群 提供了群体感知和管理服务。然而对于移动状态下的推荐服务，则缺乏足够深入 的分析和完善的解决方案。 因此上述的这些协作服务系统，都或多或少的存在着一些不足，有些系 统，只专注于用户兴趣爱好等静态因素的分析，而忽略了移动协作环境下动态 因素的作用和影响；有些系统，虽然考虑了动态因素的影响，但仅专注于诸如 用户位置等信息，而对于其他的动态因素如用户的兴趣爱好等却未给予充分的 考虑和挖掘，如s t e a m 系统等；另外一类系统，如m o b i l i f e ，没有充分的考虑 用户的移动性、不确定性和群体协作性等因素为协作群体的推荐服务带来的影 响，因而没有给予较为完善的解决方案。综上所述，在移动条件下如何有效的 利用如位置、时间、兴趣爱好及历史信息，对协作群体进行自适应的管理，并 提供更加丰富和人性化的推荐服务，成为协作服务研究和发展中急待解决的问 题。 1 3 研究内容 本文的研究内容可以归纳为如下几个方面： 分析了移动协作环境的特征，从协作的组织结构角度分析了移动性对于 协作的动态影响，进而分析了对于协作环境下推荐服务的影响； 提出了二维环境下的g r o u p 模型，并给出了相关的定义，介绍了特点； 提出了移动协作环境下基于g r o u p 模型的自适应管理策略，并提出了 移动协作环境下的“多维度权重投票算法”。该算法解决了协作过程中的 领导者的选择问题，显著降低了领导者变化给协作效果带来的影响； 提出了基于g r o u p 模型的自适应推荐策略； 在l a m o c 系统上扩展实现了相关功能，并结合应用场景对所实现的功 能进行了演示和分析，证明了自适应策略及相关算法的正确性和可行性。 华东师范人学硕。f ：学位论文 第一章绪论 1 4 组织结构 本文的组织结构如下： 第一章为绪论。首先介绍了本文的研究背景。通过对国内外相关研究现状的 介绍，分析了现有移动协作环境研究的不足之处，并提出了本文研究的内容，介 绍了文章的组织结构。 第二章：基本理论和关键技术。基本理论部分主要介绍了协作、人机交互与 情景感知理论。关键技术部分主要介绍了移动c s c w 技术、l b s 技术和数据挖掘 技术。 第三章：移动协作环境下的协作管理模型。本章首先从移动协作环境的特征 出发，分析了移动协作环境对于协作群体组织结构的动态影响。结合上述分析， 提出了二维环境下的g r o u p 模型，并给出了相关的定义，介绍了特点。然后基于 g r o u p 模型，提出了移动协作环境下的自适应管理策略。并针对协作过程中的领 导者变化问题，提出了“多维度权重投票算法 ，并分析了该算法的优点。 第四章：移动协作环境下的自适应推荐策略。本章首先介绍了基于g r o u p 模型的用户行为分析策略。用户的行为分析主要分为两个部分，第一部分是个人 用户的行为分析，第二部分在第一部分分析的基础上，介绍了群组用户的行为分 析；然后研究了基于g r o u p 模型的自适应兴趣推荐策略，该策略能克服组织结 构变化带来的影响，提供更加高效和人性化的推荐服务 第五章：原型系统的设计与实现。本章首先介绍了l a l v l o c 系统的框架，然 后结合l a m o c 框架，介绍了相关功能模块的设计。最后介绍自适应管理和推荐 策略的设计与实现。 第六章：应用场景设计和原型系统演示。本章首先结合第三、四章的研究内 容，给出了应用场景；然后介绍了原型系统的运行环境以及演示实验，并截图展 示了相关功能的具体实现。 第七章：总结与展望。总结本文工作并展望下一阶段的工作。 4 华东师范人学硕l ：学位论文第_ 二章基本理论及其关键技术 2 1 基本理论 2 1 1 协作 第二章基本理论及其关键技术 对于“协作”一词，有着诸多不同的定义，如辞海给出的定义如下： “两个以上单位在同一工作过程或彼此相联系的不同工作过程中，依计划相 互配合的进行工作的形态。 而文献 4 给出的定义为： t h ei n t e r a c t i o na m o n gt w oo rm o r ei n d i v i d u a l st h a tc a n e n c o m p a s sav a r i e t yo f a c t i o n s ，s u c ha sc o m m u n i c a t i o n ，i n f o r m a t i o ns h a r i n g , c o o r d i n a t i o n , c o o p e r a t i o n , p r o b l e ms o l v i n g , a n dn e g o t i a t i o n ” 文献【5 给出的定义为： “c o l l a b o r a t i o ni saj o i n te f f o r to fm u l t i p l ei n d i v i d u a l so rw o r kg r o u p st o a c c o m p l i s ha t a s ko rp r o j e c t 综合上面给出的定义，本文对于“协作”给出如下定义： 多人( 两人以上) 为了实现共同目标而进行的彼此之间的交流、协调和合作 的过程。 文献 6 】对协作进行了分类，具体如下： 协作的分类依据包括时间、地理位置和按位置重要性三种。 按时间可分为同步协作和异步协作。同步协作指的是协作成员在同一时间实 时进行协作，协作活动同时进行，同时完成。如现代战争中参战兵种间协调行动， 实时远程医疗会诊中的诊断。异步协作指的是协作成员按照一定的工作流程进行 协调配合完成任务，尽管有时问要求，但不一定有时间性很强的实时要求。如政 府机构之间的联合办公等。 按地理分布可分为同地协作和异地协作。同地协作是指在一般情况下所有协 作用户在同一局域网内部基于比较高速的网络连接进行协同合作。而异地协作是 指协作用户在空间上分布在不同位置进行协作。一般通过互联网开展协作。 按位置的重要性可划分为位置无关协作和基于位置的协作。位置无关协作 华东师范人学硕十学位论文 第二章基本理论及j 关键技术 是指在协作过程中，位置因素对协作影响不大，如协同编辑活动。而基于位置 的协作则是指在协作过程中，位置作为协作进行的重要情景信息，对协作的任 ， 务分配、组织构建和活动协调控制都具有重要影响。本文讨论的移动协作就属 于这类协作。 2 1 2 人机交互 人机交互技术( h u m a nc o m p u t e ri n t e r a c t i o n ，h c i ) 是指研究人、计算机以及 它们间相互影响的技术，其研究目的在于使计算机易于使用，使用户体验更加愉 快【9 】。目前，人机交互研究中的技术主要包括三类【7 】【8 】： 1 ) 单一模式的识别技术研究； 2 ) 多模式的自然交互技术研究； 3 ) 多感知信息的融合机理研究等。 其中，多模式的自然交互技术即多感知信息获取及其融合技术的研究是最重 要的一类。多模式人机自然交互实际上是人与人之间的交互的模拟，目标是将人 与人之间的自然交互方式移植到人与计算机的交互中，即将入的各种行为通过键 盘、鼠标、麦克风及摄像机等传感器转换成计算机能感知到的位置、运动、温度、 光亮、听觉、视觉等信息 9 】。 随着人工智能的飞速发展，人机交互也越来越向智能化方向发展。计算机不 仅仅完成传统的科学计算和数据处理，而是能够更多的处理资源，理解、获取、 使用资源，根据资源进行判断、决策和解决现实问题【1 0 】。智能人机交互正朝着 以人为本、自然和谐的方向发展，关键是解决自然语言交互问题、智能前端交互 问题、自适应交互问题、智能支持和帮助问题1 1 1 。其意义在于可以使交互更加 灵活，用户对于这种交互也更加的适应，还可以提高用户对于系统的使用效率， 并提高用户体验。 人机交互技术的发展推动了智能终端业务的快速发展与应用，为无线协作 业务的广泛开展提供了基础条件。用户周边的情景信息，如位置，温度等都可 以转换为有效的信息呈现在用户面前，给用户提供更加人性化的情景感知服务 和协作服务。 6 华东师范人学硕1 j 学位论文 第二章基本理论及j 关键技术 2 1 3 情景感知 近年来情景感知服务作为一项新型的移动商务应用正日益引起关注。 通过及时向用户提供不受地点限制的个性化服务，悄然兴起的情景感知服务 能为人们的工作和生活带来更大的便利性、移动性和安全性，具有巨大的市 场潜能 1 2 】。 强调情境实际上反映了从以计算机为中心到以人为中心的转变，因 此，应当以人为本，围绕着用户( 人) 来考虑情景。文献【1 3 】将情景分成如 下几种： 计算情景( c o m p u t i n gc o n t e x t ) ：网络连接性、通信开销、通信带宽 和附近资源； 用户情景( u s e rc o n t e x t ) ：用户概要信息、位置和社会地位； 物理情景( p h y s i c a lc o n t e x t ) ：亮度、噪声、交通条件和温度； 时问情景( t i m ec o n t e x t ) ：时、分、日、星期、月份和四季； 社会情景( s o c i a lc o n t e x t ) ：制度、法律、风俗和习惯。 关于情景感知的定义，a k d e y 总结了前人的结果，作了奠基性的工 作，将情景感知定义为：无论是用桌面计算机还是移动设备，普适计算环 境中使用情景的应用，都叫情景感知 1 3 】。 情景感知计算的研究一般分为以下几个方面： 1 ) 情景信息的获取； 情景信息分为初级情景信息和高级情景信息。其中初级情景信息指 的是时间、空间位置等基本情景；而高级情景信息指的是诸如交通拥 挤程度、周边人群的特征以及所在地的习俗习惯等。本文所讨论的移 动状态下的情景变化也属于这类情景信息。 2 ) 情景的处理和识别； 情景的处理和识别包括情景的表达，描述，转换，过滤，筛选以及 识别与应用。 近年来，情景感知服务的研究取得了很大的进展，并已逐渐成为了计算机科 学的一个研究热点。麻省理工学院的“氧气 项目对情景感知服务的发展进行 了形象的描述：情景感知服务使得信息服务像空气一样无所不在。自适应的情景 感知服务让用户没有感觉计算的存在，却无时无刻不享受着信息服务，计算主要 以服务的形态提供给人们，并自然地融入社会 1 2 。从社会学的角度分析，情景 7 华东师范大学硕+ ：学位论文 第二章皋奉理论及j 关键技术 感知服务的本质是对技术进行改变，使其发展逐步适应人类的发展，最终目的 是让用户获得更加人性化和更高效的服务。情景感知对于用户而言并不是一个 新概念，然而由于技术的关系使得对它的研究尚处于起始阶段。目前的情景感 知服务主要应用于会议系统、智能家庭环境、位置服务、导游推荐等小型场合 或专用领域。而对于其更大范围的使用和普及还尚在进一步的开发和研究中。 2 2 关键技术 2 2 1 移动c s c w 技术 1 9 8 4 年，i r a ng r i e f 和p a u lc a c h m a n 等人经过研究，提出了计算机支持 的协同工作( c s c w ) 的概念。随后，经过多年的研究和实践，c s c w 领域从 理论到应用都取得了长足的进步。同时，移动通信技术的快速发展导致了 移动计算( m o b i l ec o m p u t i n g ) 研究领域的出现，随着无线网络技术的发展， 人们对移动性的技术研究在逐步深入。至今天，c s c w 系统的研究者们己 经认识到移动性( m o b i l i t y ) 是人类协作活动的重要特性，并且具有广泛的应 用前景 1 4 】。 近年来，上述两个研究领域间出现了一种融合发展的趋势。首先， c s c w 领域的研究人员认为移动性逐渐成为了c s c w 系统面向许多应用场 景的重要特性：其次，移动计算技术的研究人员认为“移动计算”所提供 给用户的不仅仅是没有时间和地点限制的信息获取能力，更多的应该是没 有时间和地点限制的协同工作能力。 在上述背景下，m o b i l ec s c w 渐渐形成了一个专门的研究领域。 m o b i l ec s c w 系统具有如下的一些技术特点 1 5 】： 1 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给用户多态化的信息表示和存取能力； 2 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给用户集异步、同步于一体的能力； 3 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给用户“w o r k i n gi nd e a dt i m e 的能 力； 4 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给用户友好的人机交互界面； 5 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给协作移动用户群组成员组织和协调的 能力； 华东师范人学硕i ：学位论文 第二章摹本理论及其关键技术 6 ) m o b i l ec s c w 系统可以提供给用户提供给应用系统丰富特性的自适 应机制。 然后，与传统c s c w 系统不同的是，m o b i l ec s 咖尚存在着一些关键 技术急待研究和解决，这些问题主要有如下六个方面： 1 ) 移动条件下的组织管理问题； 2 ) 终端能力受限的情况下对于相关信息的表示问题； 3 ) 协作的持续性问题； 4 ) 移动协作条件下的感知与推荐的问题； 5 ) 移动性对于无线工作流的影响问题。 本文所研究的正是对于上述第一点和第四点问题的解决策略。总的来说， 目前对于m o b i l ec s c w 系统的研究还处于探索阶段。但是由于m o b i l ec s c w 是多 个研究领域的学科交叉点，对于它的关注也越来越多，人们对于m o b