普适社会（共9篇）
普适社会 篇1
0 引言
自适应系统在传统软件体系结构中得到了一定的发展, 包括自配置、自优化、自修复、自保护等。传统软件的自适应多针对系统的参数进行重配置或者针对资源进行重新分配。而Mark Weiser在20年前预估到, 普适计算设备和服务开始逐渐融入人们的日常生活[1]。随着普适计算研究的发展, 计算无处不在的概念也逐渐深入人心。社会技术系统不仅包含软件系统, 还包含传感器、终端和人类的参与, 普适计算环境下社会技术系统的自适应也将更加复杂。本文将讨论社会技术系统在普适计算环境下如何进行自修复。
社会技术系统[2]是普适计算环境下由人、硬件和软件共同组成以满足涉众需求的系统。由于普适计算环境是一个由多种异构设备和网络组成, 用户需求和计算资源不断发生变化的苛刻的计算环境, 将传感器和传统软件系统融合在一起意味着普适计算环境下的社会技术系统缩短了数字世界和物理世界的界限, 并且可以根据用户的需求提供个性化的服务。因此, 普适计算环境下的社会技术系统需要具有较强的持续自适应能力才能迎合动态多变的环境。
在普适计算环境下对社会技术系统进行自修复存在许多挑战, 主要表现在: (1) 环境的变化 (包括人和设备的移动) 以及环境中设备的不稳定性, 均可能使得一个正常运行的系统面临崩溃的危险, 譬如网络断线、环境中的设备突然离开或失效等; (2) 用户需求的多样化和个性化使得ad hoc环境中的服务发现和组合比Web服务困难许多。为了解决上述问题, 本文围绕在普适计算环境下社会技术系统的自修复问题展开, 主要探讨用户携带移动设备在普适计算环境中, 如何根据自身的需求目标, 发现和利用周围可用的服务, 并选择最优的服务;当周围环境和自身发生变化时, 若社会技术系统运行偏离用户的预期目标, 如何根据当前上下文的情况, 选取不同的自修复策略, 使得系统按照预期目标运行。在这一过程中, 社会技术系统需要一系列不同于传统软件系统的上下文建模和自修复技术。同时, 本文通过对若干场景案例的分析对方法和算法进行了有效地评估。
1 背景知识
1.1 普适计算
普适计算[3,4]是使得随时随地都有计算的一种计算技术。与传统计算相比, 普适计算可以出现在任何设备、任何位置上, 并且可能以任何形式出现。随着计算的透明化, 我们每天与计算打交道的地方越来越多。譬如, 越来越多的智能办公室的出现, 智能门锁和电灯的出现, 使得人们的生活越来越方便。另一方面, 智能终端的出现促使人们尽快地融入充满智慧的世界[5]。智能手机开始在人们生活中扮演必不可少的角色, 手机日历、记事本、小说等。许多手机应用与云应用结合起来, 用来分析人的行为、偏好等, 以达到提供更好的服务体验的效果。通过将包含个人信息的智能手机和环境中的设备连接起来, 普适计算环境下的系统可以为用户提供更多个性化的服务。譬如, 一个办公室中的空调控制系统, 可以根据办公室中每个员工携带的手机中个人偏好的设置进行综合分析, 进而调节温度以达到用户群最高的满意度。
1.2 目标模型
面向目标的需求工程GORE[6] (Goal-Oriented Requirements Engineering) 利用目标模型描述通过Agent协作满足系统的状态, 其中, Agent是有自己的目标并可进行社会化交互、协作的主题[7]。目标分为硬目标 (其满足状况是绝对的满足或不满足) 和软目标 (其满足状况则是由相对程度表示) 。每个目标可以通过AND/OR分解进行精化。硬目标细化为一系列直接实现或完成的任务。因此, 整个目标模型全面描述了涉众的期望、能力、目标实现和依赖关系, 系统地刻画了需求的Who/What/Why/How的关系[8]。
本文的运行时需求监控和修复基于前期工作[8]中的案例, 其中涉及单个网构软件交互与协作的场景, 每个网构软件实体都作为一个独立的Agent。在之前的场景中, 商品订购系统 (COS) 为用户提供商品订购功能, 顶层目标“订购商品”被And-分解为“选择商品”、“订单支付”以及“配送商品”三个子目标。商品订购系统本身并不具备配送能力, 因此“配送商品”子目标被委托给另外两个提供配送服务的区域配送中心 (RDC1和RDC2) 。支持Agent概念的需求模型能够自然地描述网构软件的需求实现方式:COS具有自己的业务目标 (实现“订购商品”) , 自身具有一部分实现目标的能力 (如“选择商品”) , 同时通过交互和协作达成一部分无法独立完成的子目标 (如“配送商品”) 。Agent之间的协作体现出社会化特性:RDC1或RDC2与COS之间存在约定和承诺, 如收到请求后24小时内完成商品配送;当COS获悉目标失效或与目标委托相关的承诺被违反时, 可以通过Agent替换的方式选择其他RDC完成配送, 例如将RDC1替换为RDC2。
2 系统概览
2.1 场景简介
在普适计算环境下, 无线终端设备可担任用户“助手”的角色, “助手”通过传感器等感知周围环境的数据, 为用户提供服务。譬如, 某用户小王告诉“助手”, 每天早晨, 他需要在起床后1个小时之内吃上早餐, 并且指出早餐首选在家中吃, 若“助手”通过家中的传感器等检测到家中没有食材, 便通过网络检索相关的订餐服务, 以满足小王的用餐要求。在起床后到用餐前的期间内, 小王可以读报、慢跑等, 而不必为准备早餐的事情费心。
同时, 当某个餐厅接收到“助手”的请求。餐厅首先返回一个预计的送餐时间, 接到确认信息后, 开始为小王准备餐饮。餐厅内部利用传感器、摄像头、电子屏幕、手机终端和服务器等在餐厅内部创建了一个普适计算环境下自动化的订餐流程, 使得整个订餐流程更加智能和简单。当餐饮做好后, 快递员将餐饮送到小王的家中。
2.2 场景分析
在上述场景中, 系统可能出现一些偏离用户和系统目标的行为。譬如小王的“助手”未能正常获取传感器数据或者获取的数据出现异常, 快递员在送餐时偏离预订路线不能按预计时间送达等。其中, 前者属于硬件或软件异常, 后者属于人类行为异常。如何通过自修复策略满足社会技术系统预期目标将是本文研究的重点。对于上面的场景, 让“小王”在起床一个小时内用上早餐就是一个系统的目标。因此, 本文主要研究普适计算环境中社会技术系统自修复技术。
首先, 在传感器方面, 由于普适计算环境中存在大量的传感器, 如何对环境中随时变化的传感器进行描述、归纳和整理建模是件很复杂的事情;同时, 由于环境中传感器接入的数量、时间和类型的不确定性, 如何利用上下文感知状态的变化和用户需求、资源使用情况的变化, 自主决策推理, 将用户目标中不足的条件进行补齐, 得至最优的“自适应动作执行序列”也不同于传统的软件系统。譬如上文中小王制定好目标后, 环境中关于温湿度检查的传感器对其并无作用, 如何选择出合适的传感器并进行接入, 是数字助手需要考虑的问题;当传感器将数据收集并获取后, 如何将监控的环境数据转换成软件可识别的事件, 即如何建立事件映射表, 并根据时间进行推理转移都是需要谨慎的进行抉择的。
其次, 在用户和终端方面, 数字助手如何帮助用户在ad hoc环境下检索所需的服务, 并且根据用户的需求制定计划。譬如当小王需要吃早餐的时候, 数字助手需要检索相关订餐服务, 当小王需要去机场的时候, 数字助手帮助小王检索相关订车服务以使小王可以按时到达机场;同时, 人与人之间的关系, 都可能导致传统的自适应策略发生变化。譬如当外卖送达小王家中时, 小王正在外面慢跑, 那么小王可以委托邻居拿取外卖。
综上所示, 在2.1节描述的场景中存在一些在传统软件系统中未考虑到的自修复情况。因此, 在2.4节中, 本文提出相关的系统设计和自修复策略设计方案, 并在2.5节给出相关算法的具体描述, 以提供普适计算环境下自修复策略的考虑。
2.3 系统假设
本系统存在下列假设:
(1) 系统中的每个人和环境中的物品都带有自己的标签, 以供RFID识别。
(2) 传感器遍布环境中, 正常情况下提供的数据95%以上是正确的。
2.4 系统架构
本文的社会技术系统的用户助手和订餐系统是由硬件和软件共同构成的。硬件组件包括RFID和部署在环境中的各类基于Arduino的传感器, 包括压力传感器、温湿度传感器、红外释热传感器等。
软件组件包括服务器端的数据分析和推理、事件映射等和终端的Android手机用户助手软件。如图1所示。
下面首先介绍系统的硬件设计和实现, 接着介绍软件方面的系统架构和设计细节, 最后, 根据场景和系统设计引出该方案下存在的自修复问题和解决方案。
2.4.1 硬件设计和实现
当前系统的硬件部分主要使用Arduino, 一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板。通过将各类传感器等连接到Arduino上, 对周围的环境数据进行收集, 使用蓝牙模块和无线数传模块与手机和服务器进行通信。图2显示了用户、服务器、硬件之间的通信方式。
具体来讲, 在用户家里, 我们在床下安装有FSR超薄压力传感器来检测用户是否已经起床, 并在用户的冰箱中安装有摄像头和传感器来检测家中是否有食材。在餐厅里, 当餐厅接到用户订单后, 首先通过RFID读写器将用户信息和订单信息写入标签中, 并且全程将制作餐饮人员的信息写入标签中。管理员根据厨师空闲程度分配订单给指定厨师, 接着带有标签的空盘将通过传送带传至指定厨师的面前, 当空盘到达指定位置后, RFID读取出标签中订单的信息, 并在厨师面前的屏幕上显示需要制作的菜品名称、方法以及用户的其他要求等。当厨师将制作完成的菜倒入空盘时, 柜台下方的压力传感器感受到压力变化后, 自动将菜品完成信息传送到服务器, 根据要求将制作完成的菜品传送到指定配餐员的工位前, 并通过系统通知休息室中的配餐员有菜品需要打包。同时, 红外释热传感器全程监控厨师是否在厨房前, 若长时间不在, 则通知管理员。配餐员打包完成后, 系统将订单地址打印出来, 贴到餐盒外面, 并通知指定快递员将其送至用户家中。餐品全程通过温度传感器监控, 当餐饮温度过低时, 提示快递员加热后再送出。快递员在路上通过手机进行导航, 手机并在快递员偏离送餐路线时给出建议, 譬如更改路线或者委托餐厅重新配送。
流程如图3所示。
2.4.2 软件设计和实现
系统软件部分利用服务器端分析和处理传感器收集到的数据, 利用手机协助用户选择性的分析所需的环境数据, 下面首先介绍服务器端的设计, 接着介绍客户手机端。
1) 服务器端设计
软件系统架构基于自底向上的事件驱动的方法, 如图所示。高层的行为, 譬如起床、慢跑等, 可以通过Event Interpreter模块解释传感器和RFID的数据, 进而推理出相关行为和场景。相关软件模块描述如下:
Event Interpreter按照事件映射表来解释即时的事件。事件解释器利用Sensor Event中的事件来创建内部状态, 并根据事件映射规则将此解释为相关事件。详细的事件映射规则和算法参考2.5.1节。
Goal Model是第2小节中的系统目标模型扩展后, 使用Java实现的。扩展后的目标模型如图4所示, 该场景涉及2类参与的实体, 分别是用户 (包括客户、厨师、配餐员、快递员等) 和订餐系统。
每类实体在运行时相对独立并且可交互。订餐系统是在线Web系统, 用户可以通过终端交互完成订餐、支付等操作。当用户选择支付完成后, 系统开始依次激活目标并委托给相应的实体, 即厨师的“制作餐饮”、配餐员的“打包餐饮”和送餐员的“配送餐饮”。
运行时系统维护一个内部的状态机, 通过手机宿主系统运行事件和状态, 推理系统运行时的需求满足情况, 在系统行为与需求发生偏差时针对发生需求违反的理由选择出相应修复策略, 再通过效应器作用到具体的实体上。状态化的运行时目标模型在文献[8]中有详细描述。本文中涉及到的修复策略如表1所示。
2) 手机终端的设计
本文系统将手机看作用户的“助手”, 因此, 手机端的主要的功能是跟传感器进行通信, 并将收集到的数据进行管理和分析, 通过Sensor Event整合后传给服务器端。主要涉及到的模块如下:
Sensor Data Fusion模块主要用户获取、处理普适计算环境中的原始数据, 用来支持服务的合作的自适应。
Sensor Event:通过处理过的原始数据, 对其进行一系列推理, 再对照相应的事件映射表, 得出最终这些数据所代表的的事件, 并将这些事件传递到服务器端进而触发状态机的改变。详细的上下文建模和事件推理规则详见2.5.1节。
2.5 相关算法
2.5.1 上下文感知建模与推理
上下文感知建模[9,10]是普适计算一个核心的研究领域。基于上下文感知的应用利用传感器的数据、上下文信息和智能的决策制定自主的适应不同的终端用户。然而, 很多上下文感知都是假定信息是准确无冲突的, 并且使用复杂的逻辑推理来完成[11,12,13]。针对上述问题, 本文提出利用本体建模上下文信息, 并且在本体建模的基础上, 增加上下文分类和上下文依赖, 更加合理地描述普适环境下社会技术系统的上下文信息, 验证不一致性信息, 同时为推理和服务检索提供一定的支持。
(1) 本体建模与基于规则的推理
本文首先利用OWL语言定义一个只包含核心定义的本体。该本体描述了本文系统所需的3个类:Sensor Entity (传感器数据实体) 、Location (位置信息) 、Motion (用户行为) 。其中, Sensor Entity用来描述传感器从环境中监测到的数据, 譬如SensorEvent (“Temperature”, “28.9”) 。Location用来描述用户当前的位置, 该位置通过用户手机中的GPS和Wi Fi进行计算, 并结合预定义好的事件映射得到, 譬如Location (“31, 121.5”, “Century Avenue”) 。Motion依赖于Sensor Entity和Location, 利用Jena2语法定义规则, 再实现基于规则的推理方法。譬如判断小王是否已经起床, 在上下文建模中, 已经定义人起床这一行为依赖于此人当前的位置、姿势和压力传感器的状态。
根据该上下文依赖信息即可定义推理规则如式 (1) 所示:
由式 (1) 可知, 基于规则的推理方法可以灵活地定义所需规则。基于规则的推理将高层与底层推理逻辑分开, 利用预定义的规则进行推理。当需求发生变化时只需修改规则文件, 而无需改变代码中推理实现, 从而易于维护, 具有很好的通用性。
(2) 智能推理设计
利用上下文本体信息和推理规则, 本文通过智能工具Toolkit[14]的支持使得用户可以知道系统得到的信息和如何制定决策的:
数据 当前上下文的值是什么?
原因 通过该值为何能推断出当前上下文为X?为何推断出当前上下文不为Y?
方式 推理过程是如何进行的?
输入 哪些因素影响当前上下文?
条件 当规则条件发生变化时上下文会发生怎样的变化?如有前置条件确实时如何进行补足?
确定性 当前上下文的值可信度有多高?
描述 上下文定义和取值的含义是什么?
通过智能工具产生解释包含上述7个问题的答案。但是由于这些解释易读性较差, 因此需要解读后呈现给用户, 以方便用户理解, 并针对系统未定义或无法修复的场景对用户进行提醒。
(3) 不一致性验证和自修复
普适计算环境由于本质原因具有不确定性等特点, 因此验证和修复上下文信息的一致性十分必要。
上下文不一致性问题主要体现在环境的变化 (包括人和设备的移动) 以及环境中设备的不稳定性 (失效或数据异常) [15]。因此, 根据2.4节中的修复策略表, 本文不一致性抽象修复行为定义如式 (2) 所示:
其中, Cinit为初始上下文, Cexp为期望上下文, θ为初始上下文和期望上下文的差距阈值, a为操作, e为上下文元素。式 (2) 定义了三种原子抽象修复行为。prev (Cinit, Cexp, θ, a) 表示系统阻止在上下文Cinit中进行操作a, 即当系统对操作a加入上下文本体中进行计算后, 发现|Cexp-Cinit|≥θ时则拒绝操作a。comp (Cinit, Cexp, e) 表示系统对上下文缺少的元素e进行补偿, 即当系统在进行一致性验证时发现上下文Cexp缺少元素e, 则系统对此元素进行弥补, 若无法通过系统自动完成, 可请求人的操作完成此元素的弥补。retry (Cinit, Cexp, a) 表示操作a进行后, 若上下文Cinit未达到预期变化, 那么系统自动的重新执行操作a, 直到达到预期效果或者预定义次数N后反馈系统管理员无法完成操作。
2.5.2 服务检索
在普适计算环境中, 服务是一个更为宽泛的概念, 环境中的资源、设备以及设备提供的各种应用都可以称为服务。服务检索是在普适计算环境下为服务请求动态地、自动地寻找提供所需的设备或资源。因此, 本节针对社会技术系统在环境本体上下文建模的基础上, 提出相关的算法设计。
本文定义系统的本体库为Osys, 系统服务过程库为Psys, 服务集合为Ssys。假设用户的请求为R, 针对每个req∈R, 系统首先找出与用户请求相关的本体Oreq, 如式 (3) 所示:
然后, 找到相关服务流程Preq, 如式 (4) 所示:
最后, 根据找出的Preq匹配满足要求的服务, 根据OWL-S的性质, 可以利用用户请求的输入I、输出O、前置条件Pre Cond和结果Effect匹配满足要求的服务Sreq, 如式 (5) 所示:
经过如此, 系统可以根据当前环境动态地为用户提供所需的服务, 满足用户的要求。
3 实验评估
本文通过场景驱动的方法进行评估。我们邀请了7名同学进行角色扮演, 其中2名同学参与系统设计, 其余5名均在使用前未接触过系统内部流程。角色分配如表2所示。
模拟的场景主要依托2.1节中的场景设计, 参与者根据需要扮演相关角色, 并执行自身任务。在此场景中用到的感应装置如表3所示。
本文通过场景实例进行模拟, 分别针对正常流程、软件异常流程和硬件异常流程进行多次验证, 以检验系统的可行性和算法的准确性, 同时屏蔽一定的偶然性。在正常流程的基础上, 角色根据需要进行偏离预期目标的行为, 譬如快递员故意偏离送餐路线送餐或厨师离开厨房一段时间等, 或者故意破坏相关传感器, 譬如使温湿度传感器失效等, 观察系统能否根据本文提供的方法框架和自修复策略与算法恢复运行以满足用户需要。场景运行时的软件系统界面的截图如图5所示。
场景运行时的传感器等硬件截图如图6所示。
场景简要描述和场景运行结果如表4所示。
通过实验结果与相关工作[15,16,17]的对比可知本文的方法具有可行性, 并且修复准确率相对较高, 修复时间在系统可接受范围内。同时, 本文针对普适计算环境下的人类基本行为异常、软件异常和硬件异常均有考虑, 修复元素较为全面。
4 结语
本文利用传感器、射频设备、无线终端和服务器实现了普适计算环境下的社会技术系统, 包括智能用户助手和自动化订餐流程。该系统将前期工作[8]的框架应用到现实场景中, 并且依据环境和用户需求的变化提供不同于传统软件系统的自修复策略。首先, 本文定义了系统硬件和软件的体系结构设计, 并且通过实例场景进行模拟和分析。在普适计算环境下的系统中, 每个实体都具备自主的特性, 本文的设计为这些实体运行时的自治管理提供了支持。利用状态化的目标模型, 实体运行时行为对系统目标需求的影响被现实环境中的传感器监控、分析等, 从而使得系统变得智能, 并且当系统需求不被满足时自动地触发相应的修复策略。其次, 在传感器的管理和接入上, 本文将本体建模和推理规则相结合, 以增加上下文特性建模的本体为基础, 进行推理和不一致性的验证与修复。并通过实验数据表明该方法的可用性。最后, 在服务的智能检索和选取上, 本文利用环境本体模型信息, 对已存在的服务和设备, 快速检索或组合新的应用, 降低系统设计的复杂性, 达到服务发布者和请求者可以实现语义层次的匹配, 为以后服务进行自动组合提供了基础, 使得用户能够动态地利用环境中的资源。
本文主要解决软件和硬件的变化对社会技术系统造成影响后的自修复策略研究, 并未深入地对人类行为的复杂性进行分析。在未来的工作中, 我们将加入人类行为对社会技术系统的影响。由于人与人之间关系的不同可能会导致自修复策略发生变化, 因此, 如何通过组织行为学上的社会人关系指定委托的规则, 譬如同级之间的委托可以拒绝或者转委托他人, 上下级之间的委托不可拒绝等, 都将是我们研究的重点。同时, 我们将利用社交网络, 挖掘出在委托过程中存在的潜在委托人。
摘要：传统自适应系统考虑的主要是软件系统内部的协调, 譬如参数的重新配置, 软件体系结构的重组等。而普适计算环境下的社会技术系统不仅包含软件, 而且还包含硬件 (如传感器、RFID等) 和人类行为等其他系统元素。这种社会技术系统具有开放性和动态性的特点, 其整体的行为具有很强的不确定性, 因此需要通过持续的运行时自适应调整减少系统的失效。针对此问题, 在前期工作基础上提出一种普适计算环境下社会技术系统的自修复技术方案, 并基于Java和Arduino平台进行开发和实现。该方案根据用户需求和环境的变化, 结合需求目标模型和运行时上下文管理, 接入和事件映射方案以及ad hoc环境下服务检索的选取方案, 使系统按照预期的目标运行。实验结果表明, 社会技术系统在环境和人的行为变化的情况下, 当系统运行偏离预期目标时, 可以依据传感器等监控到的环境数据和服务器中的策略自主修复系统以使系统达到目标, 满足用户和系统需求。
关键词：自修复,普适计算,目标模型,上下文管理,服务检索
普适社会 篇2
??在请求-应答模式中，用户要得到所需信息必须先向服务系统提出请求，系统响应后给出回复，按照要求的格式提供信息。我们称这种模式为被动模式。采用被动模式的系统无法满足用户动态信息的需求，无法积极智能地主动提供服务，而且同一时间服务的对象一般只能有一个。
??定位感知系统必须采用主动模式系统，它能够同时为多个用户提供服务。系统能够根据自己取得的信息主动向用户进行广播，说明自己能够提供的服务;用户按照自己的所需，获取自己的信息。主动模式系统其最小规模必须拥有两个功能系统：定位系统(LocatingSystem)和位置系统(LocationSystem)，我们称之为L2系统。
1.1L2系统
??首先必须正确区分定位系统与位置系统。它们之间的核心区别在于，定位系统的重点在于获取对象所在的位置信息，而位置系统则侧重于获取特定位置上的对象集。为了更好地说明问题，我们应用数学上映射的概念加以描述。
假设有位置集L={l1，l2，l3}，有对象集O={o1，o2，o3，o4，o5，o6}，对象o1、o2、o3在位置l1，对象o4、o5在位置l2，对象o6在位置l3。我们用映射λ：O→L来表示定位系统实现的功能，用映射：L→P(O)表示位置系统实现的功能，则有图1所示的映射图。
由映射图可知有如下等式成立：
λ(o1)=λ(o2)λ(o3)=l1
λ(o4)=λ(o5)=l2
λ(o6)=l3
ω(l1)=P1={o1，o2，o3}
ω(l2)=P2={o4，o5}
ω(l3)=P3={o6}
??目前应用比较成熟的相关系统主要有：3GPP(the3rdGenerationPartnershipProject)工作组实施的GMLC(GatewayMobileLocationCenter)系统，由AT&T实验室开发的Bat系统，由康斯坦斯大学开发的MobileShadow系统。
??GMLC系统属于被动模式的定位系统，通过GSM系统，利用三角算法来定位对象。每一用户都配备一个蜂窝电话，并向GSM网络注册申请一个唯一的网络数据服务(NDS)号码，系统通过这一号码进行定位服务。此技术用映射关系表示为λ(NDS)=l。
??AT&T实验室开发的Bat系统是一种主动模式的定位系统。其核心思想是利用一种无线设备Bat发射超声波脉冲来实时测量室内对象的三维位置。其功能用映射关系表示为λ(Bat)=l。这一系统的定位技术可用来为普适计算中的室内定位感知系统服务，但其缺陷是使用了有线网络而并非适用于普适计算的无线网络。
??康斯坦斯大学开发的MobileShadow系统是一种主动模式的位置系统。它的基本思想是为每一个用户设置一个唯一的用户代理，用户代理利用WLAN单元来实现获取本地对象集P的功能，用映射关系表示为(WLAN单元)=P。但是，实现这一系统的协议所使用的是专门为移动用户设计的移动代码技术。
??普适计算中的定位感知系统必须是定位系统与位置系统两者的紧密结合。正如下面将要提出的简单模型一样，室内的用户每移动到一个新的位置，系统必须能够实时进行精确定位，然后确定这一特定位置的对象集信息。利用这些信息，定位感知系统能够积极主动地向用户广播所能提供的各种信息，从而使用户能够有效地选择自己所需要的信息。
1.2几种可行的定位技术
??①低频射频。低频传感器一般工作在一些特定的频率，如418MHz、433MHz、900MHz等。采用低频射频技术的系统中必须存在射频发射器和射频接收器，系统利用信号的到达时差(TDOA)或者信号的长度来测量对象的三角位置。但是这种技术的定位误差太大，一般为1~3m，因此不能为普适计算所用。
??②红外线。采用红外线定位技术的系统，一般通过移动设备在一个预定的时间间隔内发射红外波来实现。系统通过接收这些红外波并计算到达时间(TOA)来测量对象的位置，但其缺点是容易受到太阳光的干扰，而且精确度不高，不能满足室内定位感知系统的要求。
??③全球定位系统(GPS)。GPS是近几年来得到广泛应用的定位系统，它利用卫星系统来实现定位功能。但是一旦在室内，卫星信号便会丢失，GPS系统就失去了功能，无法进行定位服务;而且其定位的误差一般达到10m，因此无法被应用到模型中去。
从普适计算、云计算到透明计算 篇3
当前, 云计算已经成为ICT领域最热门的话题, 但它并非是一种全新的技术, 更多的是创新的理念。在云计算概念出现之前, 学术界里也曾经有其他类似的技术思想, 如普适计算。在2011年国际云计算研讨会上, 中国工程院院士张尧学认为, 普适计算和云计算的目标都是服务的无处不在和不知不觉, 但是前者道路不具体, 后者是基于服务器的思路, 而我国提出的透明计算思想, 是从用户需求的角度出发, 有具体的发展道路, “先于云计算、包含云计算”。
普适计算是由后PC之父马克·维瑟提出的, 其核心是“无所不在”、“不知不觉”地把计算机深入到生活中。张尧学说, 普适计算的应用主要包括智能家居、电子看护、智能服务等, 在这种计算体系下, 一个小的钥匙扣能做很多计算机做的事情, 大家可以将其视为一种云计算终端。普适计算对产业界产生了很大影响, 许多系统是基于这一思维来形成的, 但是最后都很难形成大的产业, 关键问题在于普适计算始终没有找到与传统PC计算的区别, 换句话说, 提出了很好的理念, 但未找到实现的道路。
张尧学认为, 云计算的定义很多, 但综合起来看, 其目标是“通过对资源的集中使用和共享, 为用户提供不知不觉、无处不在的个性化服务”。终极目标就是说, 不管用户使用PC机也好, iPhone也好, 都能跨平台地获得“不知不觉”、“无所不在”个性化的服务。实现这一目标的方式, 就是通过网络、通过服务器把计算能力集中起来使用和共享。因此, 整个云计算产业的出发点是资源的共享和使用。张尧学说, 由此看来, 云计算的技术核心和出发点是从服务器和网管出发, 主要基于大规模海量数据存储, 以及大规模海量数据的搜索。后来, 技术人员根据发展需要实现大规模海量数据的分层或者跨平台服务, 所以它很少考虑用户怎样很好地获得服务, 因为其出发点还是服务器。
由此, 我们在发展云计算的过程中会遇到一系列问题, 张尧学提出, 例如:未从用户需求出发, 如何解决用户的跨平台需求?App Store、Ovi、MM等能运行在一部手机上吗?IBM的云和谷歌的云能共享吗?如能在一个硬件平台上共享, 该平台还能保持低功耗、低成本、高安全性和易操作性吗?如果用户不愿意把数据提供给云中心, 还能得到云中心提供的个性化服务吗?云计算让数据都放在一起, 莫洛佐夫曾说过:“互联网不是一股向善的力量。”云计算存储的海量数据会成为罪恶之源吗?
张尧学说, 透明计算是清华大学1998年开始研究、2004年提出的, 被日本玉大学程京德教授认为“先于云计算、包含云计算”。透明计算不是基于服务器, 而是“从用户服务选择透明的角度出发, 通过存储、运算、管理的物理和逻辑分离, 软硬件平台的跨平台选择, 用户端系统流式执行等方式, 实现计算机服务的无处不在和不知不觉”。
透明计算主要包括以下几方面:一是存储、管理、运算的分离;二是软硬件跨平台选择;三是用户端的流式执行。其关键技术有内核分布的OS;简单化的终端;一体化的网络存储、管理、运算方法与技术;软硬件平台选择的标准与虚拟技术;流式执行与调度。
稻盛和夫：普适哲学成就No.1 篇4
中国民营企业在路上，上述内容最匮乏，这是产业升级、竞争提升之根本，在没有公开透明的政策环境之下，难以推行。大道至简，无以为悟。这也必将从根本上影响代际传承，例如80后之管理之弊。
日前，在“稻盛和夫经营哲学报告会”上，日航新任董事长兼CEO、被誉为“经营之圣”的稻盛和夫抱病出席了会议，并就企业经营中的哲学智慧进行了精辟阐释。78岁高龄的稻盛和夫指出，企业家要将自己的哲学感悟植入经营之中，并将此作为企业基因加以贯彻与传承，使员工以此为企业理念，在共同遵守的基础上统一行动并互相配合，在推动企业的不断发展中，享受企业给回馈给个人的幸福。
以下为稻盛和夫观点摘录：
我在27岁的时候，在几位朋友的援助下，创立了京瓷公司。京瓷创业时的产品是电视机显象管所使用的绝缘零部件，这是用我在此前工作过的松峰工业一家制造电子绝缘产品的企业所开发的陶瓷材料制造的产品。但是就公司经营而言，我没有任何经验和知识。到底应该怎样经营企业，从一开始我就对此烦恼不已。从想法到方法，我每天都在认真加以思考。在这个过程当中，孕育出我的经营哲学的雏形。
其实这种思考的习惯从松峰时期已经具备了。为了做好工作，每当我有所感悟时，就把自己的想法记笔记本上。当我开始经营京瓷公司的时候，我常常把记录了我工作要诀的笔记本拿出来，在添加上经营中新的体悟，将这些要点重新加以整理。这就形成了所谓的哲学。
企业为了员工的幸福，需要确立一个远大的目标，需要不断发展成长，这就要求有正确的哲学，正确的思维方式，作为共同的标准。在此基础上，来统一全体员工的方向，特别是领导众多员工的公司干部，必须充分理解公司的思维方式，从内心与公司的哲学产生共鸣。
企业是一个集体，为了实现远大的目标，大家在工作中，必须配合协调。不管个人的好恶，全体人员都需要拥有共同的思维方式，需要理解，并赞同这样的思维方式。这是做好工作，实现企业目标的前提。
那么，经营为什么需要哲学呢?我认为有以下三个理由，可以说明在企业经营时，经营哲学是不可或缺的。
第一个理由，所谓哲学首先应该是经营公司的规范、规则，或者说是必须遵守的事项。经营公司无论如何都必须有全体员工共同遵守的规范、规则或事项。这些作为哲学必须在企业里明确确立起来。但事实上，公司的这种规范规则或者说必须遵守的事项并不明确的企业比比皆是。就是这个原因，无论古今东西，各式各样的企业丑闻不断发生。历史上一些有名的大企业甚至因为这类丑闻而遭到无情的淘汰。
在多数企业里，没有经营者向员工们提出“何为正确”这个问题。而我思考的所谓哲学，却正是针对这个问题的解答。同时这也是孩童时代父母、老师所教导的做人的最朴实原则，要正直，不能骗人、撒谎等等。这么起码的东西，还需要在企业里讲吗?或许有人感到惊奇，但是正因为不遵守上述理所当然的做人的原则，缺乏这种朴实的哲学，才产生了各种各样的企业丑闻，最后导致企业崩溃。
所幸的是，因为我缺乏经营的经验，企业经营的规范规则仅仅从“何为正确”这句话衍生出来，并用它来说服员工。作为人应该做的正确事情，必须以正确的方式贯彻到底。京瓷从创建以来，长达半个世纪，经营之道从未偏离正确的方向。之后京瓷进军海外，这样的判断标准更成为了全世界普遍适用的哲学。
第二个理由，这种哲学还要表明企业有什么样的思维方式。京瓷公司刚诞生的时候，我反复强调，要把京瓷这个公司办成西京原町第一的企业，成为西京原町第一企业之后，就要成为中京区的第一。接着就是要成为京都第一。实现了京都第一之后，就是要成为日本第一。成为日本第一之后，当然就要成为全球第一的企业。这在当时宛如一个梦想，但这既是给员工的一个梦想，也是为了鼓励作为经营者的我自己。
为了成为世界第一的公司，员工应该如何思考，如何行动，从思维方式到工作方法都要加以指明。也就是说，必须在企业内确立指明方向的哲学，
要攀登什么样的山峰，这用来比喻企业经营非常贴切。如果想要征服世界最高峰――珠穆朗玛峰，就需要具备高度的攀登技术和丰富经验的人才，需要长期露营必备的充足的食品和装备，需要做好周密的准备。
一旦确立了远大的目标，那么就需要与之相适应的思维方式以及方法论。正因为如此，在我的哲学里，就罗列了许多克己的严肃的条目。但是认真想一想，从京瓷还是一家中小零散型企业的时候，我就不断对自己说，要成为世界第一，并付出了努力，到了今天京瓷果然成长成为世界第一的陶瓷企业。这样的结果证明了我的哲学，也就是我所强调的思维方式和方法论是正确的。如果说我的哲学与我们想要攀登的世界第一的高山不相适应，京瓷就不可能发展成为今天这样的公司。从这个意义上讲，希望中国的经营者们能够坚定信念，认真学习这种哲学。
第三个理由，由于哲学可以赋予企业一种优秀的品格，就像人具备人格一样，企业也有企业的品格。自古以来，治人有两种方法，一种是欧美常见的方法，也就是用强大的权力来压制人、统治人。这种方法在东方被称之为霸权主义或者被称为霸道。另一种方法就是亚洲，特别是以中国为主所提倡的德治方法，也就是用仁义来统治的方法，这种德治的方法被称为王道。以权力来压制人，还是以德治人，这种霸道和王道的统治方法，自古以来就争执不休。
我意识到，员工如果既不受到信任，又不受到尊敬，同时缺乏对企业领导人的信任和尊敬，对企业也就无忠诚可言，要做到不管领导人是否在场，都能一如既往拼命工作，当然也就不可能了。
那么怎样做才能做到让对方信任和尊敬呢?要想赢得尊敬，必须具备特别优秀的人格，就是具备做人的德性。这个“德”字超越国界，不能以德治人，企业就无法成功。要求跨国经营的21世纪，这一点决定了成败。能够赋予企业优秀品格，赋予员工优秀人格的高层次的哲学非常必要。这是经营为什么需要哲学的第三个理由。
无论你读过听过多么好的道理，如果不亲身实践，就毫无疑义。哲学也是一样，认真实践的人是不多的。尽管人有只说不做的习性，为什么还要反复强调必须在企业里提倡这种哲学，必须与员工共同拥有这种哲学呢?这是因为将哲学融入自己的血肉，付诸实践，虽然极为困难，但力求接近这种理想，并为此而拼命努力的人，与漫不经心生活的人，人生结果会迥然不同。也就是说，对于哲学不是领会或者不能领会的问题，而是随时反思反省，不断努力去领悟、去体验，这才是最重要的。
高尚哲学让员工学习理解时，要采取谦虚的态度。讲些豪言壮语，好像自己全都理解了，全都实践了，这种态度不过是留下了笑柄。能够全部实行哲学的人，并不多见。但努力让哲学变成自己的东西，这种姿态很重要。希望企业经营者们理解这一点，与员工们共同钻研哲学，共同实践哲学。
沿着这个思路，最后我想谈一谈有关经营者、有关领导人资质的话题。
好的领袖可以使集团发展壮大，坏的领袖把集团带向深渊。中国明代思想家提出，“深沉厚重”是第一等资质，就是说具有厚重性格，并经常对事物进行深入思考，是作为领 重要的资质。聪明才辩是第三等才智，也就是说聪明能干、巧言辞令，不过是第三等资质。当今世界具备第三等才智的人被选拔为企业领导，这种现象相当普遍，这种人作为员工能够发挥很大的作用，他们是否具备充当集团领导的优秀人格呢?那是另外一个问题。
但是人的人格既不是与生俱来的，又不是永远不变的。人格会随时间变迁而变化，先天的人格或许因人而异，选拔领导不能以这一时点上他的人格作为判断。最重要的是努力提升自己的人格，努力维持自己高尚的人格，这是避免领导人堕落变质、企业由盛转衰的根本方法。
教育知识普适性的利与弊 篇5
普适性, 它是指某一事物 (特别是观念、制度和规律等) 比较普遍地适用于同类对象或事物的性质。
事物普适性源于事物的共性和规律。普适性与针对性相对应。知识的普适性也是公共知识的基本性质。教育知识中具有普适性的知识主要指那些被选进教育知识教材的那些教育知识, 这样的教育知识在一个时期内是相对正确和可被接受的。
2 问题提出的背景
公共教育知识具有普适的性质, 这种性质使得个人的痕迹得到了过滤, 一些不适用于某些特定场景中的理论被删除, 剩下的知识就是在一定时期内被人们公认为正确的知识。这些知识就可以被学生们学习和掌握。在这一层面上我们说教育知识的普适性是有好处的, 至少学习者可以学习到固定且有用的知识。但是在另一个层面上, 教育知识的普适化也带来了负面效应。
3 教育知识普适性的优势
3.1 教育知识普适性使教育知识具有公理性质
教育知识的普适性和普适化使得教科书、百科全书、专著、指导手册、说明书、论文、图表、语录等广义的教育知识蒙上了一层公理性的色彩。公理, 就是人们普遍接受的理论。像数学中的公理一样, 人们虽然没有办法证明出来, 但它在实践中被人们检验出来并作为人们生活、学习中普遍赞同的观点一代代流传和使用。公理是不需要证明的, “三角形最具稳定性”就是这样一个例子。
3.2 教育知识普适性使教育知识成为陈述性知识
陈述性教育知识就是我们通常所说的教育理论, 教育知识普适化使得人类宝贵的教育经验得以用人们所普遍理解和适用的方式永久的保留下来, 并一代代地改进和完善, 而其中改进的方式就是依照知识的普适性来进行的。这样的教育知识必然超过个人的教育知识适用于任何人。
3.3 教育知识普适性使普适性的知识有普遍通用性
公共教育知识是普适性知识的典范。公共教育知识是公共的, 只要掌握了认识领域的通用概念、术语和规则, 那这样的知识就适用于任何个人。在普适性的知识中, 我们看不到个人创作的痕迹, 得到的只是知识本身。“越是教育学的知识, 就越是人类一般的知识”, 这是对教育学性质的极好概括。教育知识越来越普适化, 也使教育知识普遍通用性日趋明显。人类一般的知识作为教育学的知识是不起眼的, 但就是这些不起眼的知识才最符合大众眼光, 才最能体现人类共同的创造智慧。
教育知识普适性是各民族人民共同努力的结果, 这一努力就是为了让普适性的知识在不同国界广泛流通。普遍性为普适性知识成为人类一般的知识奠定基础。
4 教育知识日益普适化带来的问题
4.1 教育知识普适化使教育知识千篇一律, 缺乏个性特征
即使各种优点的存在, 依然不能掩盖普适化带来的问题。教育知识千篇一律, 相同的格式、目的、意义使它变成了人们最广泛流传却又最缺乏创新的知识。共通必然导致个性的缺失。在知识科技迅猛发展的今天, 如果教育知识一直遵循普适性原则, 那么人类最一般的知识恐怕也只是“八股文”式的照搬照抄。虽然在几千年的历史中, 我们的祖先创造了优秀的教育思想, 但我们本民族的教育知识由于种种原因很难成为人类教育知识中的一份子。不得不使我们照搬国外的知识。这样, 缺乏个性、单调乏味的知识成为了主流。
4.2 教育知识普适化使人们对教育的认识出现偏差
在普适性的影响下, 人们对教育和教育学的理解出现了偏差。个人教育知识的缺乏使教育生活简单划一, 不同个体和思想之间的对话缺失, 与此同时, 共同的东西使人们觉得教育学知识是这样的缺乏生机和活力, 这样的单调划一。对不同情境下出现的教育问题可以用同一个理论来支持, 这或许是非常省力的办法, 但却不是最好的解决途径。人们需要多样化的教育知识来构建教育理论, 而不是普遍适用的知识来解决问题。
4.3 教育知识普适化使教育理论缺乏人文关怀理念
人文关怀就是对人的生存状况的关怀、对人的尊严与符合人性的生活条件的肯定, 对人类的解放与自由的追求。人文主义是以人为本的世界观, 集中体现为对人本身的关注、尊重和重视, 它着眼于生命关怀, 着眼于人性, 注重人的存在、人的价值、人的意义尤其是人的心灵、精神和情感。人既是社会的主体、历史的主体, 又是自身存在的价值主体, 人不同于一般的“物”, 它的根本是“内在”而非“外在”, 而普适性的教育知识忽略了个体的存在, 一味强调一个声音, 这不免会缺乏人文关怀。因此, 教育在进步的同时不能忽视的首要问题就是对人的关怀。
5 针对普适化的教育知识我们应该做什么
5.1 在倡导普适知识的同时遵从个性知识发展优先
在公共知识高速发展的现在, 是时候好好想想个性知识发展的必要性了。纵然普适性的知识在知识的传播中发挥着不可或缺的作用, 个性知识在这其中被磨灭也是一笔不小的损失。个性知识体现了每个个体心理系统的独特性, 这一特殊性所产生的知识使一个人理解和判断教育现实的特殊视域。个人教育知识的这一属性可以启示人们要理解教育认识的多元化和异质性, 可以启示我们对各种不同的教育认识要有宽容和广纳百川的态度。除此之外, 个性知识存在于个人知识中, 个人知识的时态性在不同程度上使我们意识到要重视个人经验过程的重要性。
5.2 要从教育的本质出发理解教育知识
教育的本质是促进人类生命个体健康成长, 实现生命个体由自然人向社会人的高度转化。教育应该踏踏实实做对人有益的实事, 是丰富自我、完善和提升自我的载体、工具。教育知识正是实现这一目标的有利武器。通过学习教育知识人类可以达到社会人的要求。但是即便是同样的教育知识可以使人达到同样的目标, 个体的差异性, 很难使每个人都有同样的特征和水平。如果硬要把每个人都变成一个人, 都有相同的品味和兴趣, 那么这个世界就不是多姿多彩的了。普适的教育知识占主流的今天, 多提倡从教育的本质出发来改进知识是必要的。
5.3 教育理论者应发扬教育知识的人文气息
人性是教育学与其他学科最本质的区别。即使是人文社会学科也没有教育学的人文性浓厚。主要就是因为教育学是研究人的一门学问。不注重人文性, 就像科学家不注重伦理性一样, 是 (下转第141页) (上接第112页) 违背人类规律的。人性就是差异性, 人与人的差别使世界上有无数种思想和面孔。所以, 差异性需要我们更多的关注人文气息的存在。
教育知识普适性具有极大的优点, 正是由于普适性知识, 人类的教育知识才会有学习和发展的必要性。但是, 事物的两面性、中国传统的中庸理论告诉我们, 任何事情都要遵循中庸的道理, 随着教育知识的发展, 教育知识的普适化越来越带来了消极的影响, 这使我们不得不正视普适性的弊端, 只有注意到弊端, 才能真正避免它带来的负面影响。S
参考文献
普适计算中的隐私管理技术 篇6
大多数PCE的核心设计都对用户的匿名性 (包括用户本身, 系统所提供的服务, 智能设备) 提供保护。但是一个现实的矛盾是, 由于用户不提供真实身份而导致服务提供者缺少对用户的信任。服务提供者由于缺少信任不能确定用户是否有足够的权限接入到所请求的资源或服务。这造成了隐私保护和增强PCE感知、存储用户相关信息的特性之间的冲突。个人隐私包括用户身份、用户过去及当前活动、用户方位等信息。这些隐私收集并存储于PCE的传感器和服务的数据中, 导致隐私很容易受到威胁[4]。包含着个人信息及身份信息的数据, 可能诱使PCE服务提供商或者第三方入侵者对信息滥用。又由于PCE的内在分布式特性以及PCE持续地收集数据, 使得保护这些信息变得更为困难。
本文将介绍现有的隐私管理技术。
1 背景
PCE中隐私的定义是多种多样的, 例如“控制信息外泄”[5], “由用户决定是否与他人交流信息的权利”[6], “当个人信息正在被获取使用时, 由用户个人来控制的能力”[7]。
如今, 越来越多的研究关注于普适计算的安全管理工具和技术的设计与应用, 但其实用性依然面临着挑战。在PCE中, 为了向用户提供无所不在地、接入透明的个性化服务, 系统需要通过情境感知, 在用户无察觉的情况下, 使用用户的个人信息 (如身份、偏好、当前活动、当前位置、日程安排等) 。当PCE变得更加小型化, 与周围环境更加紧密相连时, 用户可能无法察觉出PCE的存在, 或无法察觉出他们的行动正在被PCE监控及记录。持续性地收集用户数据不可避免地暴露用户个人特征信息, 包括行为方式、行动路线、当前位置、购物偏好、喜好、社会关系等等。大量研究显示一些用户希望暴露一定的行为信息, 以便于能激发PCE的自适应性, 又希望能对隐私信息进行保护。用户希望能通过使用工具来限制被收集的信息的数量和粒度, 或者能根据他们的需求, 终止PCE的监视。虽然根据普适计算的定义, 普适计算技术应该是不可见并与环境捆绑的, 但是一些用户依然希望能知道这些技术的存在。
在普适计算环境中, 个人信息的使用过程包括数据的采集、存储、传输和处理, 隐私问题主要发生在这4个过程的采集和处理中。首先, 数据采集属于系统行为, 具有覆盖范围广、采集方式不可见等特点。由于个人数据的私密性, 用户对于采集过程具有隐私保护的需求;其次, 以服务为目的的数据处理, 其实质是个人数据被系统以及与系统交互的其它实体共享, 对用户来说, 其数据不可控导致用户对此过程也产生隐私保护的需求。在这两种情况下, 如果系统缺乏隐私保护机制, 个人隐私都会受到威胁, 这就引发了普适计算的隐私保护问题。
2 PCE中的隐私管理技术
2.1 访问权限管理
用户与多个智能设备、服务提供者进行交互, 以便获得他们所希望得到的服务。但是这些设备和服务可能是恶意的或者无恶意的, 这可能威胁到用户的隐私安全。用户在获取接入服务时, 不需要关心他们所需要的访问权限。访问权限管理能根据情景自动调整接入权限, 并提供接入权限管理。
2.2 资源分类
PCE中用户携带的手机设备存储着大量的信息, 但用户并不希望分享所有的这些信息。这些信息包括个人的姓名、手机号码、地址、会议议程、工作计划、银行账户、客户的公务或商业信息、账户等等。这些信息中, 一部分是机密敏感信息, 一部分是公开可访问的。在支持信息共享的环境中可能造成机密信息的泄露, 威胁到个人隐私。防止分享资源的用户信息泄露的方法, 是提供相应的机制来对所有信息资源进行分类。建立这样的机制可以依据用户对信息共享级别对信息资源进行划分。
2.3 数据持久性控制
在普适环境中, 信息需要自动收集并长期存储。个人信息都有其内在价值的, 必须被永久的保护并避免个人信息滥用或未经授权泄漏。由于数据是分发储存到多个系统及其组件中, 要达成这一目标十分复杂。
数据的永久性控制可以通过对数据设置时间约束。在基于性能的隐私保护策略中使用的生存时间属性, 以及在层次型基于身份标识加密 (Hierarchical Identity-Based Encryption) 中对接入权限设置受限生存期, 都可以保证数据仅存在于建立时间以内。通过限制数据存储时间, 大大降低数据泄露的风险。
2.4 粒度感知
PCE中诸如时间、位置等信息都可以细化成不同级别的隐私保护需求。同时, 在用户愿意提供的信息和PCE服务中所需要的信息量之间建立平衡状态。例如, 一些基于位置的系统, 相对于接收几米或几秒的更新信息, 在接收几千米或几个小时的更新消息时就可能导致不能正常工作。与此相似的是, 在SPARCLE中使用的隐私粒度限制, 可以为数据库单个字段 (field) 提供控制数据库接入控制, 这样可以显著地阻碍在大范围中使用的应用程序的功能。
在层次型基于身份标识加密中, 通过降低粒度级别的方式, 对从发送者到接受者路径中的情境信息进行转化, 从而清除细节信息防止接受者拥有足够访问权限的。除此之外, 可以根据请求信息的粒度, 评估并拒绝该信息访问请求。这些都取决于信息拥有者对他们拥有的信息进行粒度定义和隐私级别定义。
2.5 约束和权限
基于角色的访问控制 (Role Based Access Control, RBAC) 是使用最广泛的对资源和服务进行访问控制的方法。在传统的RBAC中用户权限和角色有直接联系, 而每个用户都属于一个角色的成员。RBAC的模型包括四个基本元素:用户、角色、会话和权限。用户实质上是代表人们的行为活动。角色就是根据用户的行为活动分配给用户的授权, 其实质是权限的集合。权限就是在整个系统中用户可以操作或者控制的资源。在模型当中, 用户和角色、角色和权限之间都是多对多的关系, 它们分别是通过用户角色分配 (UA) 和角色权限分配 (PA) 实现的。在改进的RBAC中, 在传统的RBAC基础上, 增加了情境角色和操作对象表 (OPEROBJTABLE) 。增加情境角色, 是为了适应普适计算情境感知的特点, 模型才能够根据具体情境准确地为用户分配相应的角色;而在传统的RBAC基础上增加了操作对象表, 是为了将粒度细化, 提供更具体的访问控制策略, 增加其灵活性和可操作性。操作对象表首先会对使用者进行基础身份认证, 确定其合法性, 然后由UA和情境角色共同为用户完成基本角色分配, 然后分配具体权限。
2.6 服务接入保护
用户接入服务时自动与PCE提供者进行交互, 用户可能会关心隐私信息的泄露, 所以他们希望能获知谁能够访问他们的这些隐私数据, 他们的哪些数据正在被收集, 以及被收集的数据都用来做了什么。大多数PCE提供者都为接入服务的用户通过提供不同的服务接入保护机制, 来防止信息泄露。常见的保护机制是公钥加密、安全通信协议, 例如隐私保护中间件通过使用密钥机制来防止泄露出现的服务接入, 除此之外, 中间件还会对用户的会话通讯, 协商调整粒度和加密参数。
2.7 信息的公开保护
为了能避免用户信息暴露, 服务提供者必须仅收集功能所需的必要数据, 用户也只提供完成该功能所需的有限信息。决定公开哪些数据元素, 数据元素的格式、为完成什么目的, 通过制定协议提前决定。现存的多种技术能通过管理个人或情境数据, 为信息公开提供保护。例如, 对请求信息使用稍微不同的信息替代, 即用包含请求信息一组数据, 或另一组包含较少特定信息的数据替代。
2.8 信息的使用保护
控制信息散播是隐私的一项基本特性。在PCE中, 出于多种原因信息需要进行收集和存储。服务提供者可以收集个人信息, 为用户提供定制服务, 通过收集情境数据增强用户体验或提供额外服务。收集数据还可以用于发现更多新的事实, 用户预先未知的联系, 这些收集的数据同样需要保护免遭滥用。如果收集这些数据是为了以后的处理, 那么必须对这些数据进行保护, 防止第三方访问, 同时防止服务提供者的无意识使用。当数据散播后, 还必须确保这些数据只能被预定听众接收。如果用户不能控制信息的散播, 将无法保障他们的隐私安全, 所以PCE必须对信息使用提供限制。
3 总结
在本文中, 考查了现有的隐私管理技术。表1总结了现有的普适计算系统、普适计算体系结构及其隐私管理技术应用情况。可以看到一些技术, 例如接入权限管理, 普遍存在于多数系统中。一些有争议的特性, 如数据持久性控制, 粒度感知等, 仅仅应用在少部分系统中。
PCE是基于随时随地的可用服务。这意味着系统总是处于激活开启状态, 无论用户在何处, 都能够自动收集用户的情境数据。对大多数用户而言, 完全断开信息服务可能是不可取的。然而, 用户都需要以一种灵活的方式对他们的隐私进行管理, 增加从用户活动中收集的信息的粒度级别, 在特定区域或时间, 设置策略使得他们对系统不可见。
当普适技术逐渐成熟并广泛应用, 用户的隐私保护也随之需要加强。这预示着如果普适计算系统要想走出研究实验室的雏形阶段并取得成功, 必须要对隐私管理特性进行深入的探讨。
参考文献
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[3]M.Satyanarayanan.Privacy:The Achilles Heel of Pervasive Computing[J].IEEE Pervasive Computing, 2003, 2 (1) :2-3.
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普适社会 篇7
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
高校普适性阳光体育长跑活动方案。
1.2 研究方法
1.2.1 文献资料法
查阅从2007至2012年CNKI期刊网、维普数据库中有关阳光体育, 阳光长跑论文30余篇为本文撰写提供理论依据和文献参考。
1.2.2 问卷调查法
随机抽取实验学校100名参与活动的学生进行问卷调查。
1.2.3 实验法
为了解高校普适性阳光体育长跑活动方案的可行性和有效性, 2011年至2012年利用该方案在广东培正学院举行两届阳光体育冬季长跑活动。
2 高校普适性阳光体育长跑活动方案的构建
2.1 目前高校迫切需要普适性阳光体育长跑活动方案
2.1.1 高校长期开展长跑活动的迫切性
2012年11月发生三起大学生参加长跑猝死的消息深深刺痛人们的神经[3], 出于安全考虑, 近日, 武汉、西安、南京等多所高校运动会中取消了女子3000米和男子5000米项目, 引发社会关注[4], 激发了体育业内同行的广泛讨论, 在纷纷感慨于学生体质严重下滑的同时, 也为如何促进学生体质健康献言献策。相关专家一致认为, 片面地取消长跑项目是因噎废食的行为, 相反, 1500米以上长跑属于有氧运动, 其作用是其他运动无法替代的, 大学生长期坚持长跑锻炼, 是提高体质健康水平最直接, 最有效的方法[5]。学校作为管理方, 通过开展各种长跑活动督促学生跑起来、动起来、健康起来, 既是培养合格人才不可缺少的手段, 又是义不容辞的责任。
2.1.2 目前高校缺少简单易行的普适性长跑活动方案
调查显示, 目前全国真正落实开展阳光体育长跑活动的高校寥寥无几, 而在有开展活动的高校中, 其活动方案归结为三种:一为号召式活动方案;这种长跑活动方案往往仅下发一个通知或组织一个起跑仪式, 号召学生自觉参加长跑活动。二为集体行动式方案, 即以班级为单位, 出早晚操统一跑步, 相关教师与班干部每天登记跑步情况。三为运用“校园智能阳光长跑自助管理系统”活动方案。即通过“校园智能阳光长跑自助管理系统”的运用, 长跑活动的数据采集、统计及发布均由“校园智能阳光长跑自助管理系统”自动处理与发布[6]。
分析认为, 以上三种活动方案由于有一定的局限性, 难以大面积推广普及。第一种方案由于对活动无硬性具体要求, 好逸恶劳是人的本性, 全靠学生自觉坚持像长跑这种较为辛苦枯燥的运动, 效果可想而知。第二种方案强制性要求学生出早晚操, 学生的自主性受到限制, 容易引起学生的反感, 而且教师与班干部需要进行长周期管理, 往往疲于奔命, 难以长期坚持。第三种方案运用“校园智能阳光长跑自助管理系统”组织活动, 可以使长跑活动做到“四自主”和“五主动”, 即自主选择长跑时间;自主选择长跑距离;自主选择运动量与运动负荷;自主选择长跑起点和终点。自动累计每个学生的长跑里程;自动与学生体育课成绩相结合;自动建立大学生长跑运动档案;自动汇总学校、各个院校、各个系和班级大学生长跑情况与排名;自动预防作弊[6]。这种活动方案本应是目前在高校中最具科技含量、最理想、最值得推广的阳光体育长跑活动方案。但后来因指纹采集引起社会争议, 教育部终止推广并全部回收安装在各高校的“校园智能阳光长跑自助管理系统”, 一下让各高校回到原点, 积极性受到极大的挫伤。调查显示, 购买一套“校园智能阳光长跑自助管理系统”目前市场价格为20万, 这对大部分高校来说成本过于昂贵, 这套方案如没有政策强制性要求难以大面积普及。分析显示, 提出一个有效的、低成本的、且易于开展的普适性活动方案是让更多高校参与开展阳光体育长跑活动的关键。
2.2 高校普适性阳光体育长跑活动方案的内涵
高校普适性阳光体育长跑活动方案是指能适合绝大部分高校的、有效的、低成本的、易于开展的阳光体育长跑活动方案。高校普适性阳光体育长跑活动方案的基本思路为: (1) 举办阳光体育长跑活动, 学生以个人为单位, 在规定时段完成每周至少两圈; (2) 学生参与的活动的形式为:在校园设三个打卡点, 这三个点相连的路线周长最理想为2000米左右;学生凭跑步卡以任何一个点为起点盖章, 接着依次经过其他两点盖章, 最后回到起点盖章算完成一圈, 这一圈须在规定时间内完成。 (3) 利用长跑成绩与体育成绩挂钩的方法制约学生必须参加长跑活动。
高校普适性阳光体育长跑活动方案具备如下优点: (1) 普适性, 该方案设点打卡的思路与“校园智能阳光长跑自助管理系统”活动方案相同, 当年能运用“校园智能阳光长跑自助管理系统”活动方案的高校同样适用该方案, 且能满足低至几百, 高至上万, 不同规模学生参与的要求。 (2) 有效性, 即能有效制约学生必须参加长跑活动, 能有效提高学生体质健康水平。 (3) 人本性, 即尊重学生在长跑活动中的主体作用, 在保证最低要求前提下, 学生有权利自主选择长跑时间、长跑距离、长跑起点、终点以及运动负荷。 (4) 低成本性, 即人力物力投入低, 投入产出性价比高。 (5) 易于开展性, 即开展形式简单, 无需以班级为单位, 不要求集体出早晚操, 基本上不增加教师、学生额外工作量, 不干扰正常教学秩序。
2.3 高校普适性阳光体育长跑活动方案的实施
高校普适性阳光体育长跑活动方案实施过程中涉及的物质和规则细节如下两表 (以实验学校为例, 其他高校可以根据情况灵活运用) :
3 实验结果与分析
3.1 高校普适性阳光体育长跑活动方案的可行性
实验学校在每年长跑经费只有活动规模人均1元的情况下, 利用高校普适性阳光体育长跑活动方案举办了2011年、2012年两届阳光体育冬季长跑活动。2011年一二年级共5975人参与活动, 参与率约为95.3%, 人均跑了11.4圈;三四年级79人自愿参与活动, 参与率约为1.4%, 人均跑了9.2圈。2012年一二年级6013人参与活动, 参与率约为96.7%, 人均跑了12.7圈;三四年级43人自愿参与活动, 参与率约为0.7%, 人均跑了10.5圈。在活动过程中, 经过合理分配人力, 解决了学生有时打卡点排长队的现象。
分析显示, 高校普适性阳光体育长跑活动方案成本投入低, 用勤工俭学学生作为工作人员, 减轻了各系部师生的负担, 作为一个全校性的大活动, 经费投入产出性价比高。每年必须参加学生的参与率达95%以上, 显示用跑步成绩与体育课成绩挂钩的方式制约学生必须参加长跑的方式有效。该方案设计比较为人性化, 让学生每周至少跑两圈, 且有自主选择时间、距离、强度、起止点的自由, 尊重了学生在长跑活动中的主体性, 兼顾不同学生的锻炼需求, 比较容易被学生接受。该方案实施操作简单, 对校园面积达到一定要求的高校都适用。
3.2 高校学生对高校普适性阳光体育长跑活动方案的认可度
表3显示, 78%高校学生愿意参加长跑活动;84%高校学生认为活动对提高体质健康水平有帮助;71%的学生认为学校应该定期举行长跑活动;可见, 高校普适性阳光体育长跑活动方案在高校中实施, 学生对此没有明显抵触情绪, 总体上持认可态度, 这为高校长期举办长跑活动提供了必要条件, 有利于高校形成每年定期开展阳光体育长跑活动的传统。
3.3 高校普适性阳光体育长跑活动方案的缺陷
高校普适性阳光体育长跑活动方案虽然为高校如何开展阳光体育长跑活动提供了新思路, 但在实施过程中显示存在如下两方面的缺陷:其一, 容易受到天气的影响, 在南方, 如遇到下雨天, 将不得不暂定活动。在北方, 如冬季举行活动, 大风或极寒天气都会影响活动的顺利进行。其二、该方案利用跑步成绩与体育课成绩挂钩的方式制约学生必须参与活动, 在实践中发现, 由于对没有体育课的高年级学生缺乏约束力, 很难动员他们参与活动。
4 结论
高校普适性阳光体育长跑活动方案以其普适、有效的、低成本的、易于开展的特点适合在高校中推广普及。
实施高校普适性阳光体育长跑活动方案, 学生总体上持认可的态度, 有利于形成每年开展冬季阳光长跑的传统;能丰富高校师生课外锻炼的方式, 有利于提高学生体质健康水平。
高校阳光体育长跑普适性活动方案的缺陷是容易受到下雨、大风、极寒天气的影响以及难以动员没有体育课的高年级学生参加。
5 建议
实施高校阳光体育长跑普适性活动方案, 为了减少天气因素对活动的影响, 南方高校可以避免在雨季举行活动, 北方高校可以将活动放在温暖的春季举行。
为了让没有体育课的高年级学生参与活动, 可以每年为他们设一个长跑学分, 每年取得该学分是其顺利毕业的前提。
实施高校阳光体育长跑普适性活动方案, 遇雨暂停后继续活动的一两天, 以及活动快结束的一个星期, 参与活动的人会突然增多, 需要根据情况增加工作人员, 以免造成打卡点排长队的现象。
活动一开始就安排工作人员在跑步路线上劝阻和处罚以车代步的作弊学生, 有利于杜绝作弊现象的发生。
摘要：采用文献资料法、问卷调查法、实验法对高校普适性阳光体育长跑活动方案进行研究。研究表明:高校普适性阳光体育长跑活动方案以其普适、人本、有效、低成本和易于开展的特点适合在高校中推广与普及;实施高校普适性阳光体育长跑活动方案, 有利于高校形成每年定期开展阳光体育长跑活动的传统;有利于提高学生体质健康水平;高校普适性阳光体育长跑活动方案的缺陷是开展活动时容易受到天气的影响, 以及难以动员没有体育课的高年级学生参与。
关键词：高校,阳光体育,长跑活动
参考文献
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普适性高职教育强校战略研究 篇8
关键词：普适性,高职教育强校,战略目标与任务
20世纪80年代中期, 企业战略管理理论被介绍到我国, 研究方法论随之拓展到经济社会各个层面。我国高职教育研究者和工作者借用这一理论, 对我国高职教育发展战略问题进行探讨, 前期主要围绕高职教育整体发展问题展开, 后期大多集中在示范性院校建设、人才培养模式改革研究上。虽然这一时期的研究成果颇丰, 并引领促进了高职教育的实践探索, 但却忽视了对绝大多数高职院校在没有国家、地方财政特殊政策支持下, 如何提高办学质量和管理水平的研究;忽视了对高职院校协调发展、整体推进的研究。
目前, 我国高职教育强校建设以国家示范性院校建设引领带动为主要模式。由于绝大多数高职院校很难获得与示范性高职院校相同的财政投入和重点项目支持, 移植示范性高职院校发展模式, 对于大多数特别是经济欠发达区域的高职院校来说几乎是难以企及的。目前人力资源市场高素质的技术、技能型人才仍然十分缺乏;企业用人单位对大多数高职院校毕业生并不认可;学生和家长仍然普遍不愿意报考高职院校。实践证明, 示范性高职院校建设带动引领模式, 并不能从整体上解决我国高职教育大而不强的问题。在大多数高职院校无法获得与国家示范性院校同等财政支持背景下, 按照大众化高等教育均衡发展和公平发展的原则, 加强普适性高职教育强校战略研究与改革实践, 既是高职教育均衡发展、公平发展的需要, 也是经济社会发展的需要和广大人民群众的期盼, 同时也是高职教育健康持续发展的需要。
一、普适性高职教育强校战略目标的逻辑起点
从发达国家高职教育强校建设的历史起点看, 经济社会发展的技术技能需求, 以及教育与社会经济发展的互动是高职教育强校建设的历史契机。当社会经济发展进入迫切需要大量高素质技术技能人才阶段时, 也迫切需要提高国民整体素质及高等教育毛入学率, 高职院校数量和办学规模扩张成为高职教育发展主线;当社会经济发展进入产业升级和结构优化调整, 高新技术在各生产领域普及应用阶段时, 社会对技术技能人才的知识与能力结构需求就会向新的层次发展, 提升高职教育内涵, 建设高职教育强校成为高职院校发展的主要宗旨。
从发达国家高职教育强校建设理论起点看, 将科学发展观与高职院校强校建设实践相结合是建立高职教育强校战略理论的基本途径。基于以人为本的发展理念, 高职院校强校建设应确立服务型办学理念, 把服务区域经济社会发展和人的发展作为办学的宗旨;基于统筹协调发展理念, 高职教育强校建设应按照产学研结合、校企合作办学规律, 强化政府办学责任和统筹服务机制, 强化行业企业参与支持高职教育责任和政策鼓励, 强化高职院校办学基础能力, 提高教育教学质量和教育管理水平;基于可持续发展理念, 高职教育强校建设应当超越单纯学历教育、专业教育和技能教育, 把人的发展同经济社会发展协调起来, 强调个人发展与经济社会需求相一致, 致力于人的潜能和创新能力开发, 满足人的高层次需求、素质能力全面发展和个性自我实现。
从发达国家高职教育强校建设的策略起点看, 区域发展战略和策略是高职教育强校建设战略定位的具体依据。高职教育是面向区域社会经济、面向行业企业的教育类型, 必须瞄准社会经济的生长点, 找到适切的结合点, 才能与之相伴生而发展。建设创新型国家和小康社会, 需要高职教育提高服务区域产业升级能力, 建设终身教育体系与文化辐射的能力。从区域经济社会发展的不平衡性角度看, 高职教育强校建设可结合区域经济发展速度、特色在区域突破, 形成区域优势特色。我国西部开发战略, 中部崛起战略, 东北振兴战略, 东部腾飞战略, 以及在东部腾飞战略中的珠三角发展战略、长三角发展战略、海西区发展战略、环渤海发展战略, 构成了高职院校强校建设区域多元发展、特色发展态势。从高职教育自身发展推进角度看, 可以通过区域高职教育集团化办学模式、县域高职办学模式、产业园区制办学模式、国际化办学模式改革与实践, 校企合作办学项目建设, 国家高职教育资源共享平台以及省市高职教育资源共享平台建设做强高职教育, 促进高职教育整体水平提升。
二、普适性高职教育强校战略目标的现实基础
1. 高职教育强校战略目标的经济社会发展基础。
改革开放30多年来, 我国经济快速稳定增长, 预计2030年经济总量可能超过美国, 人均GDP将达到1万美元, 将实现从全面小康向中等发达国家转变。届时, 我国经济社会将发生显著变化。一是城市化水平提高。根据国家统计局研究报告, 城市化率2030年将提高到68%;根据国家计生委预测, 到2030年我国总人口约为15亿, 城市将新增3亿人口。二是产业结构调整将奠定3∶2∶1格局。2030年我国人均GDP将达到1万美元, 居民消费将成为拉动经济增长的第一主力, 第三产业占GDP的比重和服务业吸纳就业人口均达到60%左右。三是将建成创新型国家。我国将在2020年左右成为创新型国家, 产业结构将逐步从低技术含量与低附加值的资源消耗型和劳动密集型产业, 向高附加值的技术密集型与资金密集型产业转变, 需要大量训练有素、专业技术熟练的高素质技术技能型人才。同时, 大量农村人口向城市转移, 服务业发展将吸纳足够数量的劳动力支撑, 而产业结构调整则需要将大批一般技能劳动力培养成高素质技术技能型人才, 与之配套的高职教育事业发展必然要跨上一个新台阶。目前, 我国高等职业教育办学规模已经超过本科教育, 高职教育“做大”的历史使命已经完成, 如何遵循科学发展观, “做强”高职教育已成为当前亟需研究的重要课题。
2. 高职教育强校战略目标的高等教育发展基础。
高职教育是在高等教育阶段完成的职业教育, 以就业与职业发展为导向, 培养学生的职业能力、创新精神和可持续发展的职业素质, 兼具高等性和职业性两个特征。我国高等教育的毛入学率连年攀升, 至2008年已经达到23.3%, 超过了高等教育大众化的指标, 但离普及率50%的指标还有很大差距, 因此, 切实将高职教育做大做强, 提升高职教育的发展内涵应成为当前高等教育研究的重点。目前, 高职教育在我国教育结构中已成为不可或缺的关键点和连接点, 对基础教育、中职教育与高等教育沟通衔接起着启下承上和分流就业的作用。当区域发展战略日益凸显其在国家整体发展中的作用时, 高职教育的区域布局意义也凸显出来, 我国高职教育在“十二五”期间将从面向中心城市, 走向县域和农村, 中西部高职教育结构布局调整正在加快, 区域促进民办高校发展的政策不断优化。高职教育成为区域高等教育发展的中坚力量, 建设高职教育强校成为区域教育发展的战略选择。
三、普适性高职教育强校战略目标的理论模型
高职教育强校的“强”是相对于区域经济社会发展意义上的数量与规模、质量与特色、效率与效益的权重比例, 由在校生规模, 统筹支持能力, 规划决策能力, 资源吸引能力, 办学基础能力, 服务供给能力, 毕业生就业质量, 国际化水平, 区域发展贡献率, 管理优化与高效运行能力, 影响推动能力11个一级评价指标体系构成。由此可见, 高职教育强校建设本身不是终极目的, 是通过强校建设使区域高职教育与区域经济社会联动发展, 满足区域经济社会发展对高素质技术技能人才的需求。从狭义角度看, 高职教育强校战略目标是通过构建服务型校本教育体系, 吸纳社会办学资源, 调整优化自身办学结构, 提升教育教学质量和管理水平。高职教育强校战略目标应以政府宏观控制、协调和引导为外部推动, 以学校自身内涵建设、特色发展和可持续发展为内部目标, 以培养符合 (适当超前) 我国经济社会发展需要的应用型人才为原动力。
1. 在非均衡发展中寻找高职教育强校建设的战略突破口。
高职教育是基于区域经济社会发展的教育, 需要通过融入区域经济发展实施高职教育强校建设, 形成与经济社会双向适应拉动的态势。高职教育强校战略的目标设定, 应通过非均衡发展途径, 达到相对均衡发展目的;需要注重非均衡发展中的增长极, 寻找高职教育强校建设的战略突破口。鉴于与区域经济的关联度, 区域高职教育对于区域其他教育而言, 可以成为高教强省、强市的首选点和增长点;对于全国或区域高职院校而言, 可以成为教育教学的改革样板和辐射点。
2. 形成并不断优化创新发展的动力机制。
高职院校强校建设动力机制是一个具有综合作用的系统, 由几组对应关系相互作用拉动或推动。高职教育强校建设外部驱动力的直接动因, 是经济社会发展与行业企业能级提升, 主导动因是政府宏观调控与政策导向。行业企业需求催生高职教育的发展, 政府则根据经济和高新技术发展水平、区域特点以及产业结构调整方向、人才需求结构变化趋势, 通过行政调控, 制定相关政策法规和财政投入标准, 规范院校办学方向、专业设置, 引导高职院校在服务经济社会过程中健康持续发展。高职教育强校建设内部驱动力是自发性动因, 高职院校所担当的社会责任是其自觉性动因。建设高职教育强校是高职院校的职责, 也是高职院校的价值追求。
3. 形成并不断优化服务型发展方式。
目前, 我国高职教育已经从规模发展转向内涵建设, 发展方式正由补偿性增长向适应性增长转变。高职教育强校建设应通过适应性增长方式培育优质特色。一是处理好高职教育强校建设与区域经济增长的匹配关系, 充分考虑区域对于发展程度的经济承受能力, 建立人才需求监测预警系统, 避免出现投入过度不足、人才结构失衡和人才过剩等现象。二是处理好办学规模与质量的互促关系, 加强教学资源的统筹和师资队伍及教学条件的配置, 降低稀释效应, 最大程度化解质量代价。另一方面, 要充分发展我国高职教育后发优势, 融合社会力量, 优化资源配置, 吸引国内外先进技术, 充分强调建设主体作用, 力求通过学习模仿创新实现追赶目标。
4. 形成并不断优化校本教育结构体系。
首先是形成并不断优化外部结构, 与区域内其他高职院校、中职院校、应用本科院校、职业培训机构、成人教育机构建立合理组合搭配, 沟通衔接, 建立职业教育立交桥, 形成学程、学历、学力衔接和互认体系。其次是形成并不断优化人才培养层次结构。高职院校人才培养层次结构应根据区域经济社会发展水平和人才需求状况确定。第三是形成并不断优化形式结构, 积极推进多元筹资、多元形式办学, 形成政府公办、与行业企业合办、与国外合办多元办学格局。同时, 建立适应职业学习的多种学习形式, 为各类学生提供可供选择的课程菜单, 促进学历教育和非学历教育之间的互动发展。第四是形成并不断优化培养结构。高职专业结构必须匹配区域产业结构, 适应产业结构调整的前瞻性需求;人才培养结构定位首先是贴近区域经济发展需求, 其次是贴近应用型人才规格, 再次是贴近职业岗位群的技术提升和技能升级。
5. 形成并不断优化资源配置体系。
首先是外部资源优化配置。必须建立完善的政府、行业企业、社会力量多元经费资源筹措体系和政策支持体系, 为高职教育强校建设提供保障。目前, 需要建立高职院校办学投入标准, 按照办学实际成本, 强化国家财政投入主渠道, 确保年度财政性教育经费严格按照法定增长;尤其要鼓励吸引社会教育资源, 健全税收等鼓励政策;同时支持社会力量举办高职教育, 倡导校企共建院校系所。必须改革高职教育资源配置方式, 基于科学的教育评价建立均衡、公正、科学的财政投入机制, 完善经费绩效评价制, 提高经费使用效益。必须通过政策导向加强高职教育吸引力, 不断提高生源质量和师资质量。其次是内部资源优化配置。必须制订科学的专业办学标准, 依据专业办学实际成本安排办学基本经费与人力资源;同时突出优质特色项目, 基于办学绩效配置教育资源。必须基于向教学第一线倾斜的原则配置人力资源, 鼓励广大教职员工和行业企业技术与技能骨干, 积极竞聘教师尤其是实践教学教师岗位, 确保专兼职双师素质教师满足教学需要;同时加大专业带头人培养力度, 营造实践教学、应用研究与社会服务复合型教师成长成才环境, 为他们成为相关行业企业有影响力的人物创造条件。
6. 形成并不断优化制度创新体系。
管理体制创新要在目前中央政府指导、地方政府为主、学校依法自主办学体制基础上, 探索部委办及行业协会支持和参与办学制度, 建立校企政合作、校际合作的行业或区域集团化办学体制, 创新政府、社会多元筹资, 行业企业和社会广泛参与的办学机制;人才培养体制创新要强化理论与实践相结合, 学习与工作相结合, 职前职后贯通、教育培训一体化。
7. 形成并不断优化全面服务型教育体系。
高职院校首先要建立经济发展服务体系, 强化为社会经济发展培养、培训高素质技术技能人才的办学职能;强化凭借技术、人才、信息等集聚优势, 成为高新技术辐射源、技术技能开发创新源、新经济增长点培育等职能。其次是建立文化服务体系, 以学校为区域文化基地, 以文化传递、融合、创新功能为基础, 把传统的当代的物质文化、制度文化、精神文化和行为文化内化为受教育者的学识、技能和品德, 培育有文化品位的高素质技能型人才;同时, 要通过校园文化与企业文化、社区文化、地方文化双向互动, 承载先进文化传播和精神文明辐射的重要任务。第三要建立人的发展服务体系, 把人作为发展的第一主角和终极目标, 通过实施就业、创业和创新教育, 使高职院校成为开发学生、学员和每一个社区成员发展潜能和创造潜力的基地。
四、普适性高职教育强校战略目标与任务体系
1. 坚持大职业教育强校理念。
大职业教育是院校与行业企业、社会培训机构建立互惠互利长期稳定合作的体制机制, 建立与市场需求和劳动就业紧密结合, 校企合作、工学结合、形式多样, 灵活开放的现代职业教育;是秉承职业教育面向全民, 贯穿终身的理念, 使更多的人有机会接受职业教育, 让更多公民有机会学习新兴技术, 提高职业能力和综合素质。为此, 高职教育首先要满足人民群众终身学习的需要, 改单一学历教育为学历教育与非学历教育并存, 走职业教育多元化发展之路, 让所有需要职业培训的人成为职业教育的学生;其次, 要强调校企社互惠互利, 整合优质教育资源, 从单一学历教育向职业培训和技术咨询服务领域拓展, 从单一院校办学向校企社合作办学拓展, 形成校企长期稳定的合作办学体制, 从而增强自身办学基础能力。
2. 进一步加强立法与完善政策制度, 为高职教育强校建设提供政策与基础能力保障。
因此, 首先政府要制定相关政策, 确定行业企业投入支持和参与职业教育的责任、义务和方式, 鼓励行业企业参与高职教育强校建设。第二, 政府要在规范和协调高职教育强校建设中发挥主导作用。要制定政策鼓励发达地区先进高职院校联合欠发达地区较弱院校, 实现共同发展;要协调区域内高职院校的整体布局和专业设置, 推动改革成果相互共享;要督促高职院校在遵循市场规律、自主发展的同时, 保证其公益、公平、公正、非营利等教育属性。第三, 立法机关要立法规范各行业制定并执行职业资格准入制度, 强调高职教育培训功能提升全社会就业人口职业素质, 提升全社会经济运行效率。
3. 进一步强化高职教育服务功能, 为高职教育强校建设提供正确的策略保障。
最新研究表明, 我国人力资本对经济增长的贡献率平均为35%, 而发达国家这一比例是75%左右。这种态势为高职教育强校建设提供了大好机遇。高职院校要不断强化服务功能, 提升服务能力和水平, 为区域经济发展提供保障和推动力。高职教育强校建设可以通过聚集和培养高素质应用型人才, 聚集和创新新技术和新工艺, 为区域产业调整升级提供人才和技术保障, 有效解决当前人才过剩与人才短缺共存的结构性矛盾, 促进区域经济协调有序发展。
4. 进一步提高办学水平和整体质量, 坚持内涵发展特色强校道路。
第一, 全面推进高职院校素质教育, 强化学生职业素质教育, 以职业素质教育为核心重构人才培养模式, 构建完整有效的职业素质教育体系, 营造良好的职业素质教育学习情境。第二, 深化校企合作办学, 加快推进校内外生产性实践教学沟通衔接, 促进就业创业平台形成。第三, 注重教学改革与课程改革, 促进特色品牌优势专业 (群) 形成。第四, 多元化开拓师资来源, 优化专兼职结合的双师型教学团队。教育的主体是教师和学生, 培养一支训练有素、理论知识和操作技能并重的师资队伍是高职教育强校建设的先决条件。
参考文献
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普适社会 篇9
目前烤烟生产中最常用的是三段式烘烤工艺,它以烘烤过程中烟叶的外观质量和物理特状为标准,通过监测和控制烤房的温湿度,将整个烘烤过程分为变黄、定色和干筋3个阶段。对烤房温湿度的判断存在着人工观察的经验判断、干湿球温度计读数和烤房温湿度智能监测系统等3种方式,如表1所示。他们有一个共同特点:烤房内现场获取烟叶的外观特征和温湿度信息,既无法远程传送,也无法历史回放;而离体烟叶在烘烤过程中的水分变化,仍只能通过肉眼观察烟叶的颜色和形态变化来加以判断。在烟叶烘烤过程中,环境温湿度与烟叶水分的协同变化是初烤烟叶质量形成的关键。而测定水分含量动态变化的传统方法,是在烘烤过程中每隔一段时间取样,然后采用烘干法测定,烟叶的失水率以鲜烟叶全部质量为100%计算。这种方法测定速度慢、操作复杂、采集数据滞后,只适用于实验室获取实验数据。
针对以上情况,本文提出了一种新的烟叶水分测定方法:采用单片机为控制核心,在烘烤前先用电子秤获得烟叶鲜质量,然后在烘烤过程中不断采样,用实时质量与烟叶鲜重比较,所获得的比率即为烟叶水分含量动态变化率。这种方法简单实用、工作可靠,采集的水分含量数据真实反映了烘烤过程中烟叶水分含量的动态变化率,解决了一直以来烟叶烘烤的水分含量测定难题。
普适计算是计算机发展的未来方向,它的特征是人们可随时随地获得现场的数据,目前在设施农业系统中已有所应用[1]。该系统由于采用了新的烟叶水分含量测定方法,可以实时获取水分含量数据,通过短信模块定时通知或查询自动回复的方法,使操作人员在任何地点和时间都可获得烟叶烘烤现场的温湿度值和烟叶水分含量动态变化率,这样就提高了工作效率,减少了操作人员的劳动强度。
1 系统结构设计
该系统由微控制器、温湿度检测模块、烟叶水分检测模块、存储模块、短信模块和显示模块等6部分组成,系统结构如图1所示。微控制器采用PIC16F877A,它是系统的控制核心;温湿度传感器采用瑞士产SHT10温湿度一体传感器,具有很广的测量范围和极高的测量精度,用于测量烘烤环境的温湿度值;存储模块采用FM31256铁电存储芯片,实现了真正意义上的掉电数据保护和无限次数据擦除,用以存储烘烤环境的温湿度值和烟叶水分含量动态变化率;短信模块采用西门子的TC35i模块,实现数据按时发送和查询自动回复等功能;烟叶水分含量模块是该系统最大的亮点,其工作原理是用电子称实时采集质量数据,在微控制器中进行软件处理,从而获得烟叶水分含量的动态变化率。
2 烟叶水分含量检测模块
烟叶在烘烤过程中的质量变化主要是由于烟叶水分的蒸发所引起,因此检测烟叶烘烤过程中的质量变化即可计算烘烤过程的烟叶水分变化。基于此原理设计的“烟叶含水量变化检测模块”是系统的独特之处。该系统设计了一高精度电子秤来全程监测烤房内具有代表性的烟叶层次和位置的烟叶质量在整个烘烤过程中的变化,并以此来自动计算烟叶含水量变化的两个重要指标:烘烤进程中不同实时烟叶相对失水率和烟叶失水速率,为烤烟的科学烘烤提供极为重要的水分数据。具体操作:装炕后,立即将监测点鲜烟叶与电子秤正确连接,按下“开始”键,系统称得此时烟叶的鲜重,并默认此质量为“原始质量”;在烘烤过程中,烟叶水分不断蒸发,电子秤所称得的“实时质量”不断减少,系统模块会自动采集烟叶的“实时质量”,并根据下列公式自动计算、储存、显示和发送“烟叶实时相对失水速率(%)”和“烟叶实时失水速率(mg/min)”。
烟叶实时相对失水率
3 环境温湿度检测模块
该模块采用数字式温湿度一体传感器SHT10,该传感器是瑞士Sensirion公司生产的一款含有已校准数字信号输出的高度集成数字式温湿度传感器,体积微小、功耗极低,由于采用了CMOSens○R技术,从而可确保器件具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性,其结构原理框图如图2所示。
传感器包括1个电容性聚合体湿敏感元件和一个用能隙材料制成的测温元件,并在同一芯片上,与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。生产中,每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定,以镜面冷凝式湿度计为参照,校准系数以程序形式储存在OTP内存中,在标定过程中使用。SHT10传感器的湿度测量范围为0～100%RH,湿度测量精度为±4.5%RH,湿度测量分辨率为0.03%RH;温度测量范围为-40～+123.8℃,温度测量精度为±0.5℃(25℃时),温度测量分辨率为0.01℃,可实现宽范围的温湿度测量。SHT10默认的测量分辨率分别是温度14位、湿度12位,也可以通过修改传感器的8位状态寄存器的最低位为“1”将分辨率分别降至12位和8位,通常在高速或超低功耗的应用中采用低分辨率。
4 数据存储模块
FM31256是新一代多功能系统监控和非易失性铁电存储芯片,与其他非易失性存储器比较,具有读写速度快,没有写等待时间;低功耗(静态电流小于1mA,写入电流小于150mA);擦写使用寿命长等优点,芯片的擦写次数达100亿次,比一般EEPROM存储器高10万倍,即使每秒写30次,也能用10年。
铁电存储器(FRAM)的核心技术是铁电晶体材料。这一特殊材料使铁电存储器同时拥有随机存取存储器(RAM)和非易失性存储的特性。
FM31256由256kB存储器和处理器配套电路(processor companion)两部分组成。与一般采用备份电池保存数据不同,FM31256是真正意义上的非易失(truly nonvolatile)存储器,并且用户可以选择对不同的存储区域以软件的方式进行写保护。
FM31256器件将非易失FRAM与实时时钟(RTC)、处理器监控器、非易失性事件计数器、可编程可锁定的64位ID号和通用比较器相结合。其中,通用比较器可提前在电源故障中断(NMI)时发挥作用或实现其他用途。采用先进的0.35μm制造工艺,这些功能通过一个通用接口,嵌入14个引脚的SOIC封装中,从而取代系统板上的多个元件。存储器的读写及其他控制功能都通过工业标准的I2C总线来实现。
FM31256的原理图如图3所示。其中,SDA和SCL引脚用于与CPU进行数据交换和命令写入,数据输出部分均具有施密特触发器,用于提高抗干扰性能。同时,SDA作为二线接口中的双向信号线,集电极开路输出。
A1-A0为器件地址选择信号,即总线上可同时使用4个同类器件。正常模式下,PFI引脚分别为比较器的输入(不可悬空),CAL/PFO引脚输出PFI引脚的输入信号与1.2V参考电压之间的比较结果;在校准模式下,CAL/PFO引脚将输出512Hz的方波用于时钟校准。CNT1,CNT2是通过备份电池支持的事件计数器两路输入端,通过边沿触发启动计数器,触发沿由用户自由选择。
按“三段式”烘烤工艺完成单炕烟叶烘烤所需的时间为140h,因此系统存储的时间按照140h设计,每10min采样1次,这样总共有840条数据。按下“开始”键系统开始存储数据,按下“删除”键系统将删除掉以往的历史数据。
5 短信模块
TC35i是Siemens公司生产的GSM无线调制解调器,支持中文短信息的工业级GSM模块,包括短信的接收与发送。它工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为3.3～5.5V,可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W。通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300～115kbps,自动波特率为1.2～115kbps。它支持Text和PDU格式的短消息SMS(Short Message Service),可通过AT命令或关断信号实现重启核故障恢复。TC35i由供电模块(ASIC)、Flash、ZIF连接器、天线接口、发射模块和基带处理器6部分组成,如图4所示。基带处理器是TC35i的核心,主要处理GSM终端内的语音和数字信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR,HR和EFR语音信道编码。
TC35i的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合ITU-T RS-232接口标准。它有固定的参数格式:8位数据位和1位停止位、无校验位、波特率范围为300～115kbps,硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/XOFF,CMOS电平,支持标准的AT命令集。TC35i与外界的通信就是依靠16～23的数据输入/输出,可以完全应用也可部分应用,本设计只是涉及里面的18-RSD0、19TXD0作为输入和输出,其他作为语音通信输出。要使TC35i正常工作必须先启动TC35i,即给控制线15的点火线IGT一个大于100ms的低电平。
烤烟周期一般长达四五天,操作人员不可能一直守在烤房旁。当操作人员不在烤烟现场时,可通过发短信/自动回复的方式,随时随地查询烤房中的温湿度信息和烟叶含水量变化率,也可设置为系统定时发送短信的形式。系统根据烟叶烘烤过程中黄期、定色期和干筋期3个阶段的不同温湿度和烟叶水分含量要求,设定相应的极限值,当现场的数值超过极限值时,系统将自动报警,将相关提示信息发短信到指定手机(或群发)。
6 显示模块
CM160128-3是一个中英文文字与绘图模式的点矩阵液晶显示模块,内建512Kbyte的ROM字形码,控制IC分带繁体字库IC和带简体字库IC。最多可显示8行10列的汉字,可也显示数字符号和英日欧文等字符。在文字模式中,可接收标准中文文字内码直接显示中文,而不需要进入绘图模式以绘图方式描绘中文,节省了很多微处理器时间,提高了液晶显示中文的处理效率。CM160128-3除了支持8080/6800系列的微处理器之外,也提供4-Bit或8-Bit的数据总线接口,连接方式如图5所示。
该系统液晶显示屏幕主要有两种:实时数据查询界面和历史数据查询界面,如图6和图7所示。图6中显示的是烤房中的实时数据,包括温度、湿度,烟叶水分含量和烟叶失水速率。按下“复位”键液晶屏将显示实时数据。
图7中显示的是烤房中的历史数据,每10min采样1次,每一屏刚好显示一小时的6条数据数据。连续按下“浏览”键,液晶屏将会依照时间顺序依次倒退显示相关数据。
7 结论
1)目前的烤烟生产工艺主要是依靠人工观察烟叶的外观质量和物理特性来判断烟叶的烘烤质量,监测和控制的指标只有烤房的温湿度,而对离体烟叶在烘烤过程中的水分变化却没有切实可行的检测方案。该系统创造性地提出了一种新的烟叶水分测定方法,能够真实反映烘烤过程中烟叶水分含量的动态变化率,从而解决了烟叶烘烤的水分含量测定难题。
2)普适计算是计算机发展的未来方向,它的特征是人们可随时随地获得现场的数据。目前,普适计算已经在设施农业系统中有所应用[1]。该系统将普适计算的思想运用于烤烟生产工艺:操作人员可以在任何地点和时间,通过手机收发短信的形式获得烟叶烘烤现场的温湿度值和烟叶水分含量动态变化率,从而提高了工作效率,解放了操作人员。
摘要：针对目前烤烟生产中的三段式烘烤工艺,设计了一种具有远程监测功能的烟叶烘烤智能监测系统,创造性地提出了烘烤过程中烟叶水分含量动态变化率的测量方法。该系统由GSM模块、存储模块、温湿度检测模块、烟叶含水量变化检测模块和显示模块等组成。经过实验证明,该系统价格适中、工作可靠,提高了烟叶烘烤效率,减轻了烟叶烘烤工人劳动强度,在广大烤烟行业具有广阔的应用前景。
关键词：普适计算,三段式烘烤工艺,GSM模块,SHT10
参考文献
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[2]宫长荣,王晓剑,马京民,等.烘烤过程中烟叶的水分动态与生理变化关系的研究[J].河南农业大学学报,2000(9):229-231.
[3]方平,张晓力.烟叶烤房温湿度自动控制仪的设计[J].自动化与仪器仪表,2004(7):32-34.
[4]方平,张晓力.烟叶三段式烘烤工艺中温湿度自动控制的实现[J].北京工商大学学报,2004(7):51-53.
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[6]宫长荣,袁红涛.烘烤过程中环境湿度和烟叶水分与淀粉代谢动态[J].中国农业科学,2003(2):155-158.
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