支持位置感知的協(xié)作環(huán)境及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、CSCW領(lǐng)域的一個(gè)重要研究目標(biāo)就是借助于人工設(shè)施(如計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)等)為地域分散的組織提供一個(gè)協(xié)作環(huán)境,以便共同完成一項(xiàng)任務(wù)。 傳統(tǒng)的協(xié)作環(huán)境力圖通過(guò)模擬仿真面對(duì)面的協(xié)作方式,提供各種感知和交互功能構(gòu)建一個(gè)虛擬的“面對(duì)面”的協(xié)作環(huán)境,讓組織協(xié)作突破了空間的限制。不論組織成員在地域上分布在何處,都可以通過(guò)此虛擬的協(xié)作環(huán)境實(shí)現(xiàn)“面對(duì)面”的協(xié)作。 但是,基于位置的協(xié)作的廣泛應(yīng)用,我們需要新一代的協(xié)作環(huán)境.支持位置感知的協(xié)作環(huán)

2、境,隨著定位精度的提高和定位成本的下降,基于位置協(xié)作的應(yīng)用日益廣泛,使得這種需求有了實(shí)現(xiàn)可能,從而協(xié)作環(huán)境用戶不僅能夠“面對(duì)面”協(xié)作,還能具有感知對(duì)方位置和時(shí)空關(guān)系變化的能力,即位置感知。 要研究、開(kāi)發(fā)支持位置感知的協(xié)作環(huán)境,首先要分析基于位置協(xié)作的特點(diǎn),然后討論協(xié)作環(huán)境中引入位置因素,對(duì)協(xié)作環(huán)境哪些要素產(chǎn)生影響,是如何影響的。因此,位置感知已經(jīng)成為CSCW領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn),現(xiàn)在的研究主要集中在三方面：1)從理論和實(shí)驗(yàn)的角度研

3、究用戶位置對(duì)協(xié)作分工、協(xié)調(diào)、意圖推測(cè)等各方面影響；2)位置信息的獲取、融合、建模和存儲(chǔ)；3)時(shí)空事件的表達(dá)和檢測(cè)。 從基于位置的協(xié)作研究方面看,現(xiàn)有研究缺乏用戶位置對(duì)協(xié)作各要素影響的深入分析,如缺乏用戶位置對(duì)組織、規(guī)則和交互等方面影響的深入研究；從支持位置感知的協(xié)作環(huán)境方面看：1)現(xiàn)有位置感知的研究大都只支持簡(jiǎn)單的時(shí)空事件；2)缺乏用戶位置變化對(duì)協(xié)作規(guī)則的影響研究,如對(duì)發(fā)言控制和訪問(wèn)控制的影響；3)缺乏通用的框架模型研究。

4、 因此,本文首先分析了基于位置協(xié)作的特點(diǎn),給出了其協(xié)作模型Loco;接著,分析了基于位置協(xié)作的支持環(huán)境-支持位置感知的協(xié)作環(huán)境的特征、服務(wù)和關(guān)鍵技術(shù)。并解決了其中三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：1)時(shí)空事件的表達(dá)和檢測(cè)；2)基于空間公平的發(fā)言控制策略；3)基于身份和時(shí)空約束的訪問(wèn)控制模型；最后,提出了支持位置感知的協(xié)作環(huán)境實(shí)驗(yàn)框架模型-TCEF,分析了支持位置感知的協(xié)作環(huán)境的支撐技術(shù),并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)原型SynMapper,以驗(yàn)證框架模型及關(guān)鍵技術(shù)的正確性。

5、 本文的主要研究成果可以歸納為： ◆從理論方面 1)提出了基于位置協(xié)作的概念,并分析了其分散性、移動(dòng)性和動(dòng)態(tài)性的特征,提出了Loco模型,從通信、協(xié)調(diào)控制和組織三方面分析了用戶位置變化對(duì)協(xié)作的動(dòng)態(tài)影響。 2)定義了支持位置感知的協(xié)作環(huán)境,并分析其特征和提供的組織、活動(dòng)、交互、場(chǎng)景和位置感知服務(wù)。 ◆從關(guān)鍵技術(shù)方面1)時(shí)空事件的表達(dá)和檢測(cè)：給出了表達(dá)豐富的時(shí)空事件模型和高效的時(shí)空事件兩步檢測(cè)機(jī)制:T

6、SEDM;首先分析了組成時(shí)空事件的空間、時(shí)間和比較謂詞,給出了時(shí)空事件模式,利用此模式可以描述72種時(shí)空事件；接著分析了鏈接謂詞以及其交換律、結(jié)合律和傳遞律,給出了復(fù)合時(shí)空事件模式；接著提出了組織樹(shù)來(lái)組織原子時(shí)空事件,提出了復(fù)合事件樹(shù)和事件映射表來(lái)構(gòu)建和索引復(fù)合時(shí)空事件,并在此基礎(chǔ)上提出了兩步事件檢測(cè)機(jī)制-TSEDM;最后通過(guò)對(duì)比仿真驗(yàn)證了TSEDM在支持位置感知的協(xié)作環(huán)境中對(duì)時(shí)空事件的檢測(cè)更高效。 2)基于空間公平的發(fā)言權(quán)混合

7、控制策略：首先提出了發(fā)言權(quán)四叉樹(shù),用來(lái)記錄歷史發(fā)言權(quán)在空間上的分布情況,并利用發(fā)言權(quán)四叉樹(shù)構(gòu)建了發(fā)言指數(shù),作為用戶發(fā)言的空間優(yōu)先權(quán)的標(biāo)準(zhǔn),并據(jù)此提出了基于空間公平的發(fā)言排序算法；再次,把基于空間公平的發(fā)言排序算法加入到發(fā)言權(quán)混合控制策略中,提出了基于空間公平的混合控制策略；最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得的對(duì)比數(shù)據(jù)驗(yàn)證了此策略應(yīng)用在支持位置感知的協(xié)作環(huán)境中發(fā)言權(quán)分配的空間公平性。 3)基于身份和時(shí)空約束的訪問(wèn)控制模型：首先分析了在基于位置

8、協(xié)作交互過(guò)程中,用戶對(duì)共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制需求,提出兩個(gè)訪問(wèn)控制約束：身份約束和時(shí)空約束；其次在基于角色的訪問(wèn)控制模型基礎(chǔ)上,擴(kuò)展了用戶到角色映射的兩個(gè)約束：身份和時(shí)空約束；其次,通過(guò)對(duì)模型中各種沖突的分析,提出了四條兼容性規(guī)則,給出了交互角色有效性的檢測(cè)約束和動(dòng)態(tài)檢測(cè)算法；再次,給出了操作合法性檢測(cè)規(guī)則；最后,給出了模型的實(shí)現(xiàn),并與現(xiàn)有模型進(jìn)行了對(duì)比分析。 ◆從實(shí)現(xiàn)方面 1)在國(guó)際電聯(lián)ITU-T.120參考模型的基礎(chǔ)上,