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协同工作中基于角色的群体感知技术研究 摘要 协同工作中基于角色的群体感知技术研究 数据库与网络软件 硕士生： 指导老师： 刘晓玲 汤庸教授 摘要 计算机支持的协同工作( c s c w ) 是目前国际上计算机领域研究一个的热点问 题。群体感知理论的研究与应用是计算机支持协同工作的重要研究内容之一。良 好的群体感知是群组协作的基础。目前，现有的群体感知模型还存在一些不足， 尚待改进。 本文通过对现有的不同类型的群体感知模型进行分析和研究，在基于角色的 群体感知模型的基础上进行扩展，得到扩展的基于角色的群体感知模型。该模型 通过分解群组任务，把群组的成员扮演的角色细化，建立角色关系图。在角色关 系图的基础上，结合角色的感知策略，可以计算得到在当前任务协作中角色间的 感知强度。同时，根据角色间的历史协作信息，建立对角色间的紧密合作程度的 描述，反映多任务并发执行对群体感知的影响。从而，可以计算得到群组中的角 色之间的感知强度，以及由此决定的感知空间和影响空间。 本文还分析了扩展的基于角色的群体感知模型( e r g m ) 的实现机制，通过 建立累积效应以反映角色间的历史协作信息。对实现机制的各个主要模块功能和 涉及技术进行总结分析。本文通过编码，初步实现了基于e r g m 模型的群体感 知信息过滤器e r g m f i l t e r ，以提供协同科研工作平台项目中的群体感知机制。 关键词：计算机支持的协同工作，群体感知模型，角色 协同工作中基于角色的群体感知技术研究 r e s e a r c ho fr o l e _ 。b a s e dg r o u pa w a r e n e s si nc s c w d a t a b a s ea n dn e t w o r ks o f t w a r e n a m e ： s u p e r v i s o r ： l i ux i a o li n g t a n gy o n g a b s t r a c t c o m p u t e r - s u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ( c s c w ) i sa ni m p o r t a n ti s s u ei n c o m p u t e rs c i e n c e t h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fg r o u pa w a r e n e s st h e o r yi so n eo f t h em o s ti m p o r t a n tr e s e a r c h e si nc s c w g r o u pa w a r e n e s si st h eb a s e o fg r o u p c o o p e r a t i o n s of a r , t h ee x i s t e n t i a lg r o u pa w a r e n e s sm o d e l ss t i l l h a v es o m e s h o r t c o m i n g sw a i t i n gt ob eo v e r c o m e t h i sp a p e ra n a l y s i sa n ds t u d yt h ee x i s t e n t i a lv a r i o u sg r o u pa w a r e n e s sm o d e l s e x t e n d e df r o mt h er o l e - b a s e dg r o u pa w a r e n e s sm o d e l ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h e e x t e n d e dr o l e - b a s e dg r o u pa w a r e n e s sm o d e l t h en e wm o d e ld i s a s s e m b l e st h et a s k ， s u b d i v i d e st h er o l e st h a tt h eg r o u pm e m b e r st a k ep a r ti n ，a n db u i l dt h er o l e - r e l a t i o n g r a p h b a s e d o nt h er o l e - r e l a t i o ng r a p ha n da w a r e n e s sp o l i c y , w ec a nc a l c u l a t e a w a r e n e s si n t e n s yo ft h er o l e si nt h ec u r r e n tc o o p e r a t i o n m e a n w h i l e ，w ed e s c r i b et h e c o o p e r a t i o nr e l a t i o n ，b u i l tf o r mt h ec o o p e r a t i o nh i s t o r y , i no r d e rt or e f l e c tt h ee f f e c t b r o u g h tb yc o n c u r r e n tp r o c e s s i n gm u l t i - t a s k t h e n ，w ec a nc a l c u l a t et h ea w a r e n e s s i n t e n s i t ya n da w a r e n e s ss p a c ea n di n f l u e n c es p a c e t h i sp a p e ra l s od i s c u s s e st h ec o m p l e m e n tm e c h a n i s mo ft h em o d e l ，b u i l dt h e a c c u m u l a t i n ge f f e c tt o r e f l e c tt h ec o o p e r a t i o nh i s t o r yo ft h e r o l e s ，a n a l y s i st h e f u n c t i o na n d t e c h n o l o g y o f t h em o d u l e so ft h e m e c h a n i s m b yc o d i n g ，t h i sp a p e r c o m p l e m e n t sa ne r g m - b a s e dg r o u pa w a r e n e s sf i l t e r , c a l l e de r g m f i l t e r , t o p r o v i d eg r o u pa w a r e n e s sm e c h a n i s mi nt h ep r o j e c tc o o p e r a t i v ew o r kp l a t f o r m k e yw o r d s ：c s c w , g r o u pa w a r e n e s sm o d e l ，r o l e 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第l 章绪论 第1 章绪论 1 1 c s c w 的研究背景和意义 计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ，c s c w ) 是目前国际上研究和应用的一个热点问题。c s c w 可以定义为：一个利用计算机 技术、网络与通信技术、多媒体技术以及人机接口技术将时间上分离、空间上分 布而工作上又相互依赖的多个协作成员及其活动有机地组织起来，以共同完成某 一项任务的分布式计算机环境【1 1 。 c s c w 是于1 9 8 4 年由m i t 的i r e n eg r i e f 和d e c 的p a u lc a s h m a n 两位研究员 正式提出的。c s e w 是信息时代的必然产物，它是以人们群体协作为背景、计算 机和通信技术的发展和融合为基础、应用领域广泛为前提条件下发展而自然形成 的【2 3 一。 目前，尽管我国信息化发展尚不均衡，但很多行业已经基本完成了基础设施 的信息化，正在走向协同化，对协作技术和应用的需求越来越强烈。强烈的需求 带来了市场机遇。同时，在技术方面，大量通用标准的支撑技术的成熟和硬件相 关成本的下降也为协同工作的研发和推广带来了良好的机遇。w e bs e r v i c e s ，w e b 2 0 ，n e t ，j 2 m e 等技术、随身计算设备、无线技术和相关基础设施的发展和成 熟，为协同技术的发展构建了良好的外部条件。i n t e r n e t 为代表的信息技术快 速发展，促进了新的协作方式的出现。当前盛行的b l o g 和w i k i ，以及与w e b 2 0 相关的各种应用，给协同理论研究提出了新的课题。这些新协作手段和相应需求 的成功匹配带来了很好的社会和经济效益，并促进了协作技术在更多领域的应 用。 经过多年的发展，协同工作研究现已形成了一个多学科交叉和支持的新兴领 域。c s c w 已广泛用于c a d ，远程医疗诊断，多媒体协同编著，电子会议等领域。随 着我国社会经济的发展和各行各业信息化程度的不断深入，国内的协作技术和系 统市场正在不断成长，相关研究正处于上升期。在市场需求和新技术和新协作方 式的推动下，计算机支持的协同工作研究不断深入，迎来空前的发展机遇【5 。 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第1 章绪论 1 2 群体感知技术是进行协作的前提 1 2 1 群体感知的概念及分类 国外关于群体感知的研究，起源于计算机科学中群件的研究。根据d o u r i s h 和b e l l o t i 的定义，群体感知阴是对其他成员的活动的感知，以获得自己活动 的环境。文章【8 1 则认为群体感知是：取得目前环境之信息，以便线上用户得知 其所处环境的状态，并据此决定如何进行接下来的工作。总而言之，群体感知 是成员对目前环境的感知，包括其他成员的活动和系统状态等，这种感知对自 己接下来工作的展开具有指导意义。 对c s c w 系统中协作成员的感知进行分类，得到如下五种类型【9 l ： 组织感知：充分理解协作成员的组织结构以及合作团体的整体目标，以 此作为个体活动的指导方向。 环境感知；对整个动态系统的当前状态及外部环境的感知。 成员感知：包括对成员角色、责任及由此决定的操作权限、成员拥有的 资源和具备的能力、成员在协作中承担的任务以及成员所处位置、当前 操作状态等信息的感知。 社会感知：对成员之间的社会关系以及某些社会协议、规则、习俗、习 惯的感知。 行为感知：包括对协作任务的目的、协作任务的完成情况、协作过程中 产生的对其它成员的协作请求以及该协作任务与系统内其它任务之间的 关系等信息的感知。 1 2 2 群体感知的意义 协同系统支持群组中多个用户进行协作，主要涉及两个问题【1 0 l ： ( 1 ) 建立外部环境和协作成员的协作场景，为协作成员提供与外部环境和 其他协作人员之间的信息交换。我们将其归纳为群体感知问题。 ( 2 ) 确定成员之间协作行为的机制，解决协作系统中关系的产生与描述、 各成员对协作的加入与退出以及协作行为的冲突消解等，我们将其归纳为协 作控制问题。 2 协同工作中基于角色的群体感知技术研究 第1 章绪论 其中，各用户良好的协作感知性是协同工作的根本前提。群体感知为每个协 作者建立全局的、一致的协作环境，并在此基础上提供成员与环境、成员与成员 之间的信息交互途径。 c s c w 系统中，察觉、认识和理解其他协作者的活动，是人人交互、通信 和协作的基本要求，用户只有在对系统全局环境、在场的所有协作者、合作任务 以及共享对象有了清楚、全面的认识后，才能很好地参与多用户协作。 以计算机为媒介的协同工作比实际协作对群体感知提出了更高的要求。计 算机支持的协同工作使人们能在更大的范围内实现合作，突破了协作成员间的实 践约束，在一定程度上提高了群体协作的效率和灵活性，这要归功于计算机的一 些固有优点：巨大的数据存储能力、信息分布功能、信息检索方便、支持创新的 信息呈现和可视化技术等等。然而，相对于实际的、面对面的协同工作环境而言， 计算机媒介又在众多方面存在着限制，其中最重要的是群体感知问题。实际协作 中，人们可以通过语言、动作、表情、手势、外表、工作状态以及外部环境变化 等众多途径实现成员之间的理解和感知。而计算机作为协同工作的媒介，其输入 输出设备毕竟是很有限的资源，不可能合理收集、传输、存储、过滤和呈现用户 合作所需的全部感知信息。因此，如何为计算机支持的协同工作建立一个有效的 群体感知方式是一个非常重要课题。 1 3 群体感知技术研究现状 目前，对群体感知技术的研究，国内外对群体感知技术的研究主要集中在： 群体感知信息、群体感知的具体实现技术、群体感知模型等三个主要方面。 1 3 1 群体感知信息的来源 群体感知的主要目的是建立外部环境和协作成员的协作场景，为协作成员提 供与外部环境和其他协作人员之间的信息交换。为了使协作成员能够在协作过程 获得足够的信息，从而自由灵活地进行活动，系统需要处理多种不同的信息，简 单归结为如下的问题1 9 】： w h o 一谁在做某事? ( 事件的发起者) w h e 盼他在什么地方? ( 地点) 3 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第1 章绪论 w h a 卜一他在做什么? ( 动作) h 嗍，- 一他是怎么做的? ( 方法) w h r 他为什么要做? ( 目的) w h 朗一他什么时候做? ( 时间) 显然，一个活动或事件的执行，可以通过这六个元素来描述。其中，前三项： w h o “事件发起者”、w h a t “动作”、h o w “方法”是需要时实传送的信息；w h e n “时间”可以根据需要选择时实传送或是定期传送；w h e r e “地点”一般是当“事 件的发起者”发生改变时才进行传送，也可根据用户的需要定期传送；w h y “动 机”则根据需要选择是否传送。 在协作过程中，随着活动的展开和成员的不断加入，活动的信息量会迅速增 大。如果不加限制地将任一个用户的活动信息都传送给其他用户，那么系统中信 息传送和处理的量都会非常大，这显然会增加系统的负荷，在实际上是不可取的。 在实际的c s c w 应用中，应该提取哪些元素才能满足群体间的协作要求，应该 如何简洁和有效地描述这些信息，是值得进一步探讨的问题。 1 3 2 群体感知的实现技术 对群体感知实现方法的研究，主要是关注具体的感知功能实现技术，即表现 感知信息的各种人机界面技术和方法，如远程指针【1 1 1 、微型地图【1 2 3 1 、远程视 频处理、多空间视角、图形化工具等等，很多c s c w 系统采用了这些技术来表现感 知信息，如d i c i p l e 堋，g r o u p k i t l l 卯，c o c a 1 6 l 等系统。 远程指针用来指示异地用户操作鼠标的动作，它是实现群体感知的一种有效 方法，其原理是在本地机上捕获鼠标信息，把该鼠标信息传给其它机器，并在异 地机上用软件来模拟鼠标的动作。在本地客户机上，鼠标控制着屏幕上显示的光 标，表现在远地上的则是远程指针。远程指针不但要提供一种在异地屏幕上定位 的功能，而且还应具有类似鼠标执行的点取、拖放等功能。 微型地图( m i n i m a p ) ，又称雷达显示( r a d a r ) ，它为所有用户提供一个关于 整个共享工作空间的微型缩影，每一用户所在位置在缩影中用颜色框加以标注。 当用户1 要看用户2 的视图时，他只需用鼠标单击用户2 的颜色框即可。 空间视角，是指用户在虚拟环境中对三维空间进行观察的视点。在协同虚拟 4 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第1 章绪论 环境中，多空间视角是指虚拟环境中不同用户使用不同空间视角，或是一个用户 同时拥有2 个及以上的空间视角，以此来提高整个系统的协作效率。在采用多空 间视角的协同虚拟环境中，用户间的视角组合会对协作效率产生不同的影响。文 章【1 刀在虚拟坦克协同操作系统上研究不同的多空间视角方式，包括三种：不同 空间视角、相同空间视角和单人操作；多空间视角方式可以为不同任务下对协同 对象的操作提供不同方式的感知。 通过对系统中的活动信息进行加工处理，还可以通过可视化工具将感知信息 以图形的方式进行展现。文章【埔l 提出了一种基于信息可视化的协同感知模型， 在感知力度和感知范围的支持下将感知对象与感知呈现模式相映射，引入了进程 线、任务前趋图、思维导图等图形化的信息可视化方式以支持感知信息的通信， 描述了不同设计端对感知信息的处理流程，如图卜1 所示。 图卜1 信息可视化工具示例：进程线( 左) 和思维导图( 右) 通过共享操作界面的方式观察其他成员的活动，能够同时展示的信息量小很 小。c h r i s t o p h eb o u t h i e r 等人提出通过对系统中的活动信息的加工处理，将感 知信息以图形t r e e m a p 和h y p e r t r e e 的形式( 见图1 - 2 ) 呈现，可以同时展示多 达5 0 0 0 个节点的内容【1 9 1 。 图卜2 可视化感知信息呈现示例：t r e e m a p ( 左) 和h y p e r t r e e ( 右) 5 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第1 章绪论 1 3 3 群体感知模型 群体感知模型主要研究如何形式化和特征化的描述群体感知的主要内容。主 要是从理论抽象的角度出发，对感知过程的关键元素进行抽取，建立一个抽象的 数学模型，从本质上反映群体感知的相关内容。最早的群体感知模型在1 9 9 3 被 提出。从最开始的简单以空间位置作为感知的关键元素，从空间角度来衡量感知， 到基于协作应用，基于角色、基于任务的群体感知模型的提出，对群体感知模型 的研究方兴未艾。 群体感知模型是本文研究的重点。在本文2 1 节将对群体感知模型的发展现 状及其分类进行详细介绍，在此基础上提出一个新的基于角色的群体感知的理论 模型。 1 4 本文章节安排 本文的主要工作是在现有的基于角色的群体感知模型的基础上进行扩展，根 据角色参与的具体活动在任务中的结构关系生成活动关系图和角色关系图，以此 建立支持任务级感知策略的模型扩展的基于角色的群体感知模型e r g m 。 在e r g m 模型的基础上，建立基于e r g b l 模型的群体感知实现机制，并将其应 用到科研活动协作项目中。本文的章节安排如下： 第1 章，关于c s c w 、群体感知技术的研究背景和意义的概述。 第2 章，重点介绍现有的群体感知模型，分析其现状及存在问题，提出本文 的新模型。 第3 章，从形式化定义的角度定义本文建立的扩展的基于角色的群体感知模 型，并重点介绍基于角色关系图的感知强度的计算方法。 第4 章，进一步探讨模型，提出模型的实现机制。第三章和第四章内容是本 文的核心部分。 第5 章，介绍模型在科研活动协同项目中的应用，初步实现感知模型。 第6 章则是总结和展望。 6 协同工作中基于角色的群体堪知技术研究 第2 章群体感知模型 第2 章群体感知模型 2 1 群体感知模型的发展和现状 2 1 1 早期的群体感知模型 最早的群体感知模型是在1 9 9 3 年由b e n f o r d ，s d 等人四l 提出的基于空间对 象的感知模型。该模型利用对象在共享工作空间中的位置信息来构造参与者的兴 趣( f o c u s ) 空间和影响( a u r a ) 空间，通过这些空间上对象集合的交、并关系运算 来刻画两个参与者之间的感知强度。 基于空间对象的感知模型仅适用于空间对象。因而，t o mr o d d e n 尝试将该 模型推广到协作应用程序上，提出向协同应用的感知模型【2 1 】。该模型把空间对 象感知模型加以扩充和解释，将共享对象和这些对象间的关系形成一个更为一般 化的“空间”，在这个空间中，用户进行他们的活动。用户的感知空间和影响空 间分别对应到一个对象的子集，通过应用程序之间的信息流图来刻画感知强度。 这类模型是群体感知模型研究的起步阶段的成果。这类模型共同的缺点在于 只能粗略地刻画感知强度，并不能根据群组的结构特征来描述和计算感知强度。 2 1 2 以任务分解树为基础的群体感知模型 基于任务分解树的群体感知模型是目前群体感知模型的研究中备受关注的 课题。它最大的突破，在于从群组的任务结构出发，去分析群体中用户之间的感 知关系。这是一个新的角度，也更贴近于实际应用，比早期的模型有了显著的进 步。 1 、基于角色的群体感知模型 这一类型模型的研究，开始于由葛声等人于2 0 0 1 年提出的基于角色的群体 感知模型。基于角色的群体感知模型【2 2 蕴棚，通过分解群组任务，把群组成员 扮演的角色细化，将成员的具体活动与角色对应起来，并根据角色参与的具体活 动在任务中的结构关系，来确定成员对不同活动的感知强度。 在现实生活中，群体中任何目标的具体执行过程是通过任务分解、角色分配 7 协同工作中基于角色的群体感知技术研究 第2 章群体感知模型 及活动执行完成的。因此，可以将群组、任务、角色、活动和对象之间看成是一 种层次映射关系来刻画现实中的群组结构，即一个群组可以视为多个成员的集合。 成员间通过任务分解和包含建立相互关系，而任务涉及不同角色，角色则对应 成员活动集合，活动与具体对象密切相关，进而基于群组结构规范群组的行为。 基于这种方法，可以通过抽取角色特性来分析和研究群体感知特征。 群组结构g a ( g r o u pa r c h i t e c t u r e ) 是由群组元素和元素间关系构成的二元 组，即g a = e ，r ) ，其中e 表示构成群组的元素( 如目标、成员、角色、对象、 方法和时间) ，e _ ( t a r ，u s r ，r o l ，o b j ，m e t ，t i m ，r 表示e 上的关系，即元素之间的 操作关系、访问控制关系、活动关系、目标结构关系、任务关系和角色扮演关系，r = o p r ，a c l ，a t n ，t g t ，t a r ，a c t ) 。 群组结构g a 是建立群体感知模型的基础，通过对群组结构g a 的扩充，增加 群体感知规则、函数和关系等内容r 。，可以定义一个基于角色的群体感知模型 r a m = ，f ：u s r 一2 r o 。是一个映射。 特定成员的角色扮演集合为： a ( j 1 0 一 ，u s r e u s r ，a c t , a c t 。 角色扮演关系描述了群组成员在群组活动中担任角色的情况。 ( 3 ) 访问控制关系 a c l ；r o l , o p r ，f i d ，l ：a c l 一2 0 “是一个映射，特定角色的访问控 制为： a c l “一 ，r o lr o l ，a c l “a c l 1 6 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第3 章扩展的基于角色的群体感知模型e r g m 访问控制描述了角色和操作之间的对应关系。 3 1 2 任务和活动相关的定义 定义3 ：活动 活动( a c t i o n ，记为朋n ) 表示一个原始的活动处理步，是指在一个任务 处理过程中角色对处理对象的一次处理过程。它是群体感知所能控制的最小单 元。活动具有相关的角色属性，同时具有操作属性( 对对象的处理) 。 a t n 一r o l t i m ，o p r ，f m ，f m ：r o l x t i m _ 2 0 “是一个映射。 特定时刻下，特定角色的活动为： a t n ( r o l ，t i m ) 一 ，r o l e r o l ，t i m e t i m a 特定角色的活动子集为： a t n 同一( r o l ，t i m ，o p r ，f m ，r o l e r o l ，a t n 。i a t n 。 活动关系描述了角色在某一时刻开始的对象操作。 定义4 ：活动问关系 活动是对操作对象的一次操作，是最小单位，不可再分。 从流程的组织角度考虑，活动间同样存在同时操作型依赖d o i t - t o g e t h e r d e p e n d e n c e 、选择型依赖a l t e r n a t i v ed e p e n d e n c e 、生产者与消费者型依赖 p r o d u c e r - c o n s u m e rd e p e n d e n c e 三种关系。 如果在任务t s k 中，活动a t n 。和活动a t n ：存在关系：一旦执行完a t n 。，马上 执行a t n ：，则活动a t n 。和a t n ：存在生产者和消费者型依赖，记为p c d ( a t n 。，a t n ：) 。 选择性依赖有两种情况， 1 ) 如果在任务t s k 中，活动a t n 。和k - 1 个活动a t n 。、a t n 3 、a t n 。存在 关系：一旦执行完a t n 。，可以选择执行a t n ：、a t n 3 、a t n - 中的某一个活动 a t n 。( 1 i = k ) ，则活动a t n ，和a t n j ( 1 j = k ) 存在选择型依赖，记为a d ( a t n 。， a t n j ) 。 2 ) 如果在任务t s k 中，活动a t n 。和k - 1 个活动a t n 。、a t n ：、a t n 。存在 关系：一旦执行完a t n 。、a t n 、a t n 。中的某一个活动a t n ，( 1 = i k ) ，则 马上执行a t n “则活动a t n 。和a t n ，( 1 = j k ) 存在选择型依赖，记为a d ( a t n ， 1 7 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第3 章扩展的基于角色的群体感知模型e r g m a t n t ) 。 同时操作型依赖也存在两种情况： 1 ) 如果在任务t s k 中，活动a t n 。和k - 1 个活动a t n 。、a t n 。、a t n 。存在 关系：一旦执行完a t n 。，同时执行a t n ：、a t n 。、a t n 。等活动，则活动a t n 。 和a t n j ( 1 j = k ) 存在选择型依赖，记为d i t d ( a t n 。，a t n ，) 。 2 ) 如果在任务t s k 中，活动a t n k 和k - 1 个活动a t n 。、a t n 。、a t n 。 存在关系：执行完a t n ：、a t n 。、a t n 。等所有活动，则马上执行a t n 。，则活 动a t n 。和a t n j ( 1 = j ，k ：t a r 一2 a u 是一个从目标到活动结构体的映 射。它描述了任务和活动结构体的关系。 这里，我们确定任务与活动结构体的联系。活动结构体是任务在计算机中进 行控制的一个实例。任务中的最小子任务对应到活动结构体中的活动。在本文中， 我们假定任务只有一个开始活动，而可能有多个结束活动。 3 1 3 群组结构的定义 定义8 ：群组结构g a ( g r o u pa r c h i t e c t u r e ) 是由群组元素和元素问关系构成 的二元组，即 g a 一 其中，e - ( t a r ，u s r ，r o l , 0 1 3 1 ，t i m e ， r - o p r ，a c t , a c l , a t n ，t n r ，a u ，a u t , t s k e 表示构成群组的元素，包括目标、成员、角色、对象、方法和时间等等， 1 9 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第3 章扩展的基于角色的群体感知模型e r g m r 表示构成群组中元素之间的关系，包括操作关系，访问控制关系，活动与任务 及其之间关系等等。 3 2 扩展的基于角色的群体感知模型e r a m 由群组结构g a 描述了构成群组的基本元素和关系，提供了刻画群体感知的 基础，为了有效地刻画群体感知特性( 如感知强度等) ，我们通过群组成员的角色 特性刻画群组行为中的群体感知特性，进而基于角色间感知差别的程度精确地判 定协作中的感知强度，构造基于角色的群体感知模型。 定义9 ：一个基于角色的群体感知模型e r g m 定义为三元组，即： e r a m - 其中，e 和r 的含义同定义8 ，r l 表示g a 上扩充的群体感知规则、函数和关 系。即活动关系图、对象关系图、感知强度计算函数、对象关联关系。 活动关系图和角色关系图为基于角色的感知强度计算提供模型的实现基础， 感知强度计算函数则定义了角色对角色的感知强度以及角色的感知空间。 任务分解是产生活动关系图和角色关系的关键。通过将动态的任务采用基于 活动结构体的多次划分，可以最终产生活动关系图。由活动关系图转换得到的角 色关系图是本模型衡量角色间关系的主要依据，并在基础上结合任务的重要性程 度刻画，有效计算群体感知强度。 3 3 活动关系图和角色关系图 3 3 1 基于活动结构体的划分 在本文的模型中，我们主要考察活动之间的关系。因而，必须进行从任务到 活动的转换，这种转换就是一种任务分解过程，而且是最彻底的分解过程。因为 分解的目的是得到活动和活动关系，而活动是任务中的最小单位。 活动结构体是任务在计算机中执行的实例，基于活动结构体的划分是任务分 解的一种有效形式。 如果活动结构体a u 与活动结构体a u 。、a u ：，a u 。存在如下关系，则称 a u 。、a k i 。，a u 。是活动结构体a u 的一次划分： 2 0 协同工作中基于角色的群体感知技术研究第3 章扩展的基于角色的群体感知模型e r g m a u l a u iu a u 2u u a u iu u a u 。，且 v a u i ，a u ie a u ，a u jn a u j - 垂， 其中，1 i ，j n ，i j ，n e n ，n 是自然数集 在这次划分中，将a u 称为父活动结构体，a u 。、a u ：，a u 。成为子活动结 构体。显然，由父活动结构体一次划分得到的多个子活动结构体之间不存在共同 的原子活动。 3 3 2 基于活动结构体的任务分解 将任务看成一个活动结构体，对任务的分解即是对活动结构体的多次划分。 在多次划分中，为了保存父活动结构体之间的关系，我们假定划分得到的活动结 构体必须满足只有一个开始活动和一个结束活动的条件。 基于这个假设，可以定义任务的分解如下： l 、把任务作为一个活动结构体开始第一次划分。 2 、对所有新的子活动结构体各自进行划分，得到新的子活动结构体。划分 之后，必须标记原父活动结构体之间的关系。具体做法是：如果两个父活动结构 体间存在关系f ( a 。a ：) ，f 属于t n r ，则划分得