信息交互设计

信息交互设计（精选12篇）

信息交互设计 篇1

1 交互信息设计的提出

交互信息设计是交互设计中一个重要的分支, 也是交互设计未来发展的重要趋势。交互信息不同于信息交互, 它是相对传统单向信息设计传播而言的, 将数字、文字、声音、图形等多种媒体有机结合起来, 利用人机交互等多种技术, 通过网络、电视、计算机等媒介形式传播, 意指以人机交互为主要特征的信息传播。信息交互包含数据自交互和人机交互。本文重在研究长沙城市交通交互信息设计, 即以长沙城市交通人机交互为主要特征的信息设计。

随着网络与数字化技术的发展, 信息内容以数字的形式出现, 使交互信息设计成为现实, 改变了传统单向信息传播的模式, 用户即是信息接收者, 也是信息发送者。同时交互信息设计打破了传统的时空观念, 目的在于创造新的用户信息传送体验, 提供更为舒适的使用感受, 带来人性化信息传播产业发展需求。

2 课题研究概况

在新媒体技术发展过程中, 以数字网络化为基础的城市综合管理概念逐渐演变成智慧城市的新概念。社会网络化服务 (SNS) 已成为现代社会人际交往的主体媒介。长沙又名星城, 以其独特的历史沉淀和人文风情正在孕育一座崭新的智慧星城。社会网络化基础为智慧星城的启动提供了解锁密钥。

城市的不断扩展, 功能区规划不合理, 人口逐年增长, 以机动车为主体的交通发展导致了一系列城市生活问题, 包括交通堵塞、水土流失、雾霾等, 人们的交通出行效率极具下降。加之我省十二五规划推行“四化两型”建设, 加快推进信息化, 建设数字湖南的进程不断深入。建设智慧星城, 充分利用信息技术, 高效开发信息资源, 推动信息化和新型城镇化深度融合、共同发展, 公共交通交互信息设计将是建设绿色湖南、创新型湖南和法治湖南的重要基石。在互联网技术和新媒介引发的信息多维传播方式正在改变城市生活模式, 建设智能型的城市公共交通环境将是未来城市交通发展的趋势。

3 交互信息特征分析及设计应用

3.1 空间维度性的视听延展

空间维度指交互信息可以在同一种媒介中, 不同的信息可以采用相同的呈现方式;在不同的媒介语境下, 同一信息可以有多种多样的呈现方式。如通讯媒介, 不同的信息可以采用声音呈现;同一信息可以采用声音、文字、图形等多种呈现方式。网络媒介利用各种技术将不同的信息内容通过一个界面集合展示, 这些集合采用平面、立体、交叉的组合形式, 形成一个信息接受者、界面、信息元共同组合的多维空间。

多维空间的信息传送扩展了以机动车交通为主体的驾驶者的信息接收渠道。从单一视觉信息接收延展到听觉, 极大的提高了驾乘者的信息接收效率和人对交通信息的记忆识别度。

3.2 时间更替性的信息互动

信息的传播是以时间为依据, 不可逆转。传统的信息传播媒介以报纸为例, 单项传播, 报纸印刷后即完成了信息传播使命, 无法得到及时信息反馈及信息更新, 在学术界称为第一媒介时代。网络的出现, 促使第二媒介时代的到来, 交互信息改变了传播的中心, 每个人都能与信息互动。信息随着时间变化, 被更新、修改、扩充, 不再静止, 交互信息随着时间延展开来, 不断变化、丰富。

作为新媒介的代表APP终端在移动通讯设备中的运用成为时下热门的IT产业。信息的不断更新、扩充, 动态的数据更替, 激发了信息的实效及互动性。加之城市广域网络的发展, 信息交互成为智能交通系统的基础。城市各道路分布的汽车作为交通信息计算的节点, 以公共交通信息为载体的APP将会是智慧城市的数据化体现。

3.3 内容指向性的包容设计

交通信息作为城市交通运行的重要信息具有内容指向性, 不同于普通的信息载体, 交通信息具有普及性和标准性。这就要求交互信息必须具备较高的标准度及识别度, 能容纳不同文化国度行人的认知力, 必须具备醒目、迅速、通用、便捷的基本要求。

包容设计在英国被广泛使用, 意指“环境促进人的身体机能”的一种设计方法, 也可理解为“公众有能力参与并能控制环境”。以人为本的城市交通导视系统正是包容设计的应用。

3.4 信息显隐性的容量读效设计

以认知心理学和符号学为基础, 信息传播分显性和隐性两类。显性元素有色彩、文字、符号、声音、图像, 其中图像又分静止与动态两种。隐性元素多为界面构图、视觉流程、用户体验等。隐性和显性元素共同组成用户与界面信息交互体。其中, 显性元素通过影响用户的感官传达信息, 隐性元素多体现在用户操作过程中的舒适性及情感体验。

相较于传统的城市公共交通信息如交通导视系统主要体现在信息显性设计上, 智能化的城市交通信息则更重视信息的交互即信息的隐性设计。交通信息的显隐性元素无疑是多元化的共存, 在交通运行中的载体驾乘者急需时效性的阅读量。信息的整合与传达的容量读效性设计将是智能化城市公共交通交互信息设计的重点。

4 结语

后现代化即信息时代的到来, 信息的获取、分享及交互改变了城市中人使用产品的行为习惯及人际交流的行为方式。信息服务从单体产品到城市系统的逐渐辐射, 促发城市公共交通信息服务的智能化发展, 即“智能交通信息交互终端”的产生。长沙作为一座以广电传媒为品牌传播媒介的魅力星城, 随着城市旅游的发展, 更需从城市交通信息服务层面上进行思索, 设计独具人文特色的智慧星城, 开拓城市公共交通服务体系的智能化发展。

摘要：交互信息设计改变了传统单向信息传播的模式, 促使人性化信息传播产业发展需求。城市的不断扩展, 功能区规划不合理, 人口逐年增长, 以机动车为主体的交通发展导致了一系列城市生活问题, 人们的交通出行效率极具下降。本文从信息交互特征入手解析信息设计的应用, 探索长沙城市公共交通信息服务的智能化发展, 即“智能交通信息交互终端”的产生。

关键词：智能化,公共交通,交互信息设计

参考文献

[1]孙元.基于包容性的城市慢行交通综合导视交互设计研究[J].城市建筑, 2014.

[2]张茫茫.基于汽车的城市智能化公共信息服务设计[J].装饰, 2014.

[3]马克波斯特 (美) 第二媒介时代[M].南京:南京大学出版社, 2005.

信息交互设计 篇2

设计鼠标交互

用Flash制作网络动画课件开展多媒体网络教学，已逐渐成为当前国内外计算机辅助教学的新趋势，国内许多教育网站均发布大量的Flash网络交互动画课件。交互式动画就是允许观众对影片进行控制的动画。交互式动画在动画与观众之间形成一种互动，使观众可以参与到动画中来。例如对按钮元件，通过鼠标的移入或移出制作出不同的响应效果。此外，还可以通过为按钮编写脚本语言，使按钮具有控制影片的播放或者链接到指定的网页中去的功能。这是传统动画所不具备的，在Flash中却能轻松实现。

本课通过制作古诗二首《题西林壁》、《游山西村》的多媒体课件，使学生掌握使用Flash制作鼠标交互动画的方法。

本课建议课时1课时。1．关于场景设计

制作多媒体课件要以课件脚本为依据，编写课件脚本是制作多媒体课件的前提。教材的“任务分析”中设计了本课件的三个场景，并分别涉及了场景的内容、按钮的功能和使用的媒体等。课件制作时，按照三个场景的设计，做出相应得内容，实现相应功能即可。

2．视频导入Flash 制作《题西林壁》课件，是将题西林壁的视频文件直接导入到Flash库中。在这应注意在Flash中导入视频文件不能是大文件，因为Flash处理视频的功能不是很好，导入视频后反而会变大，只有损失画面质量才能变成小文件。导入时，品质一般设75，数值越低画面越差，当然文件生成后也越小；关键帧间隔设24，数值越低画面越好，但文件生成后很大。

3．交互式动画

交互式动画是由触发动作的事件、事件的目标和触发事件的动作3个因素组成的，例如单击按钮后，影片开始播放这一事件。其中，单击是触发动作的事件，按钮是事件的目标，影片开始播放是触发事件的动作。换句话说，事件、目标和动作构成了一个交互式动画。

在Flash中，事件包括鼠标事件、键盘事件和帧事件三种。信息岛“鼠标事件”介绍了各种鼠标事件。目标包括时间轴、按钮元件和影片剪辑元件三种。而动作就是指控制影片的一系列脚本语言，所以说脚本语言的编写也就是各种动作的编写。

4．关于动作面板

所有脚本语言的编写均在动作面板中完成。选择“窗口——开发面板——动作”或直接按F9快捷键打开动作面板。

动作面板共有三个窗口组成，左上角为动作工具栏，以树状结构显示Flash支持的所有脚本语言。左下角为信息工具栏，显示当前的选择，也就是要附加脚本语言的对象和已经附加脚本语言的对象的信息。右边为脚本编辑区，编辑与显示脚本语言的窗口。

5．脚本语言的编写方式

在编写脚本语言时，既可以通过直接在脚本编辑区中输入字符编写，也可以通过在动作工具栏中选择项目进行编写。单击动作工具栏中的项目文件夹，可展开或收缩文件夹。在展开的项目文件夹中包含多个脚本项目，通过双击进行选择。此外，还可以通过添加动作按钮，将新项目添加到脚本中。

6．关于脚本语言

本课信息岛“Flash中的脚本语言”介绍了Flash的三类动作脚本语言。本课活动中涉及到了帧动作和按钮动作脚本语言。活动中的动作脚本很简单，只要用来控制动画、按钮的播放、停止、重放等。教师指导学生结合信息岛“鼠标事件”和“常用播放控制函数”内容来理解、掌握活动中使用到的脚本。

7．关于知识链接

本课知识链接介绍了制作Loading的方法。有兴趣的学生可以根据介绍，为自己制作的动画添加Loading，并理解脚本语言。

【文本资源】 浅谈Flash课件制作

一、学校对课件制作的困惑

多媒体教学在我们的日常教学活动中，已经越来越被广大教师，学生所接受。由于多媒体教学的本身具有的特点，使教师改变了凭借一张嘴，一支粉笔的教学方法。使学生改变了被动式的的学习习惯。总之，多媒体在教学上的应用，对传统教学方式方法是一个很大的冲击。这种教学方式方法已经在全国普遍开展。但是，在大部分地区存在着一个很有争议的问题。这个问题就是：多媒体课件由谁来做？一种观点认为，应该由讲课教师来作。这种做法的优点很多，因为讲课教师非常了解本课的知识结构，知识点，重难点等。利用课件可以充分的把这些主要的知识体现在学生面前。另一种观点认为，制作课件应该由专任教师来完成。这种做法的优点在于，专任教师可以充分利用自己所掌握的多媒体知识，在学生面前展现丰富多彩的感官刺激。并且可以把讲课教师从繁重的制作课件的劳动中解放出来。每一位教师不一定都掌握基本的制作课件的知识，学习其知识，定然会增加精力的付出；不学其知识，定然无法展现自己的教学目标。

这两种观点在学校领导层中不断的展开讨论。那么现在，也无法明确的判断那一种方法最有利于教师和学生的发展。至此，出现了有的学校规定谁讲课谁做课件，有的学校设有专门的多媒体教师，来负责课件的制作。

二、课件制作的工具

网络上有许多使用Flash制作的教学课件。由于Flash具有的强大的编辑动画的能力，已经在学校中广为使用。现在，绝大部分课件都是用Flash完成的。Flash能够迅速的进入校园，有以下几个优势：首先是本身的优势，也就是制作动画和交互性的优势。其次是Flash语言编辑的能力。再次就是可以分开打包拿走，最后就是Flash代表的已经不仅仅是绝对意义上的一个软件了，而是深入到千家万户的动画艺术

三、教学课件的特点

教学课件不同于其他的演示材料或动画。因为其主要是为教育教学服务，所以具备本身的一些独特的特点。

1． 严肃正式

教育教学是百年大事，丝毫马虎不得。课件中绝对不可以出现搞笑等情节。

2．条理性强

教育教学本身就要求符合逻辑性，课件作为教学的附属，也应遵循这一点。

3．技术性低

课件中如没有必要使用特殊效果的化，应尽量不使用。一面吸引学生的注意力，使学生的精力分散。4．学科渗透

每一个单一学科的课件，应注意学科渗透。把相关的知识利用课件这一形式，快速，灵活的展现在同学们面前，从侧面提高学生的学习兴趣及对各方面知识的积累。

四、制作课件必须注意的几点

制作课件的技术要求相对来说不高。但是由于其特殊的用途，我们在制作课件的时候也应该注意以下几点：

1． 文字

课件制作中文字的使用应尽量用宋体，黑体，等常见的，正规的字体。特别是小学课件中，应该与课本上的文字字体相统一。这是十分重要的。避免实用系统以外的字体。

2．音乐

课件中的音乐，应理解为纯背景音乐（讲解的声音除外）。听觉上的刺激只是起到辅助作用，（音乐课件除外）用于调节学习过程中的空白。所以，在选择音乐的时候，要与主体有密切的关联。还有在没有必要的情况下，不要使用流行的，广为流传的音乐或歌曲。原因是，当学生听到这种音乐或歌曲的时候，因为十分熟悉，潜意识中会随着音乐或歌曲的节奏欣赏或默唱，分散学生的注意力，课件的作用就发挥不出来了。

3．色彩

制作课件中要注意画面色彩的问题。计算机上呈现的色彩与通过投影仪投射的色彩有很大的差距，在投射的过程中各种色彩的明度纯度等特性值不断下降。这就造成了投射后的画面色彩模糊。我们在制作中应在不破坏统一色调的基础上，尽量增加各种颜色的纯度，明度等因素，这样播放的时候，可以避免出现模糊不清的效果。

4．效果

繁多眩目的特殊效果在课堂教学中无关紧要，甚至会起到相反的作用。课件效果要求只要流畅，平实就可以。

5．“妥协”

我们在制作课件的时候，也要学会妥协。对于一篇课文的理解，每个人都会有不同的解释。课件制作教师与讲课教师必然会存在很大的分歧。如何解决这种矛盾，那就需要妥协。还有，有的讲课教师由于没有动画制作的基本知识，所以有时候要求的标准很高，常常听到要求课件制作老师作的象《猫和老鼠》一样，当要求超出课件制作教师所掌握的知识或超出制作软件达到的效果的时候，课件制作教师要耐心解释，以达到共识。

6．技术

制作课件不需要太多的高级技术。因为课件的操作主要由讲课教师来完成。它的情况与互动性动画有直接区别。

信息交互设计 篇3

关键词 交互式电子白板；信息技术；课堂设计

中图分类号：G633.67 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）13-0009-02

1 前言

在新课改的不断推进下，中小学信息技术课程的地位在逐步提升，该课程的课堂教学模式的转变也已经成为教育领域研究的一个热点。信息技术教师要想提高课堂教学效率，必须借助于先进的教学媒体，尤其是对交互式电子白板的有效利用，由于它具有其他教学手段不具备的强大功能，将成为信息技术教师激活课堂教学的最好帮手。

2 中小学信息技术教师的电子白板使用误区

教学观念陈旧，对多媒体教学认识不够 现在各学校的机房虽然配备有计算机、投影仪和交互式电子白板等多媒体教学设备，教师也意识到使用这些多媒体教学设备进行授课的必要性，但是授课的风格依然延续了传统的“满堂灌”的教学方式，教师只是用这些多媒体设备来展示教学内容，至于这些多媒体教学设备的其他功效却没有得到重视，忽视了多媒体教学真正的意义。

对电子白板缺乏娴熟的操作技能 从本质上说，教师在教学中应该针对不同的教学内容选择不同的教学设备，没有万能的技术，也并不是所有的内容都适合用信息技术设备来讲解。教师大多数情况下愿意使用计算机，因为他们对计算机是最熟悉的，对于其他的设备并不熟悉，觉得操作起来很复杂，很难控制现场，所以对这些设备内含的强大功能也就不愿意去深究了。

先进的电子白板设备使用率低，缺乏人机互动环节 信息技术课堂重在培养学生的操作技能，教师应该多给学生自己动手操作的机会。很多学生对电脑并不陌生，他们也对其他比较先进的媒体设备感兴趣，而教师往往会把这样的设备束之高阁，不让学生接触。这样是不正确的，教师应该多让学生参与操作，感受亲密接触高科技产品的机会，这样才能调动起他们的学习兴趣。

3 交互式电子白板的概述

交互式电子白板（Interactive Whiteboard）是一款采用多项先进技术以及全新材料的高科技产品，它由电子感应白板（Whiteboard）及感应笔等附件（硬件）与白板操作系统（软件）集成，具有正常黑板的尺寸，融合了计算机技术、微电子技术与电子通信技术的一种信息输入输出设备，又是人机多重交互功能的电子感应屏幕。它的主要教学功能包括以下几个方面。

屏幕演示功能 交互式电子白板最基本的功能就是用来展示教学内容，包括各种PPT或Word文档及师生在课堂上随时改动或编辑的内容，这些信息只有通过白板的屏幕演示功能才能被学生所接收。

自由编辑功能 交互式电子白板延续了黑板的功能，师生可在白板上使用手指或电子感应笔进行内容的编辑，编辑的内容和方式多样化，如对文字或图片可以执行复制、粘贴、撤销、反撤销、拖拽、放大、旋转、擦除、遮罩等，还可以利用白板自带的绘图工具进行制图[1]。

凸显重点功能 交互式电子白板可以借助放大镜和聚光灯帮助教师强调重难点问题。放大镜可以把选中的内容有计划地放大或缩小，使重点内容更加清晰可见。聚光灯可以把重要的内容进行加亮显示，而其他内容以暗光显示，可使重点内容一目了然。

资源再生功能 交互式电子白板内设有丰富的资源库，分为公共资源库和个人资源库，师生可以在教学过程中进行现场制作和加工各种学习资源，然后储存在相应的资源库中，以备后期使用。在此平台上还可以实现多种教育资源的信息整合。

交流互动功能 交互式电子白板可以实现人与机、人与人和人与教学内容之间的友好交互。当设备连接好后，师生可以使用电子笔对教学内容进行各种相关的操作（如随时在任何计算机界面、网页上进行标注、画图和讨论等），有利于增强课堂的互动性。

实时记录功能 交互式电子白板可以实时记录白板上的所有操作轨迹，即师生在此对教学内容做的一切修改和补充都可以被立刻记录下来，并保存到相应的文件夹中。这样便于教师的课后反思和学生的课下复习，也节省了学生课上记笔记的时间。

4 基于交互式电子白板的信息技术课堂教学的有效设计

对学习对象的分析 中小学生的共性是好奇心和求知欲很强，对一个问题有打破砂锅问到底的倾向，在面对一些高科技产品时，他们的思想会更加活跃。学生进入机房后所有的注意力都会放在多媒体教学设备上，尤其是不常接触的交互式电子白板。教师一定要抓住学生的这些心理特征，充分利用好这些教学设备，多给学生认识新事物的机会，只有这样，学生才会有兴趣配合你。

教学目标设计

知识与技能：通过了解信息的特征和来源，掌握计算机的工作原理，能够利用计算机自带的应用软件对信息进行相应的处理；并且通过网络的搜索引擎，学会巧妙地借助于网络收集信息，学会应用多媒体工具支持其他课程的学习，以响应信息化时代的要求。

过程与方法：借助交互式电子白板，采用交互式合作学习方法，使学生在课堂上能活跃起来，增加学生与教师、多媒体和教学内容进行交互的机会，进而培养学生自主探索和合作学习的能力[2]。

情感态度与价值观：培养学生良好的信息素养及其独立思考和协作交流的习惯，提高学生对信息技术的学习兴趣和利用信息技术解决实际问题的能力。

教学资源设计 教师在上信息技术课前可以将用到的文本、图像、动画、音频和视频学习资料存储于交互式电子白板的公共资源库，这些资料可在上课时随时调出使用。如果上课过程中要用到其他的资源，教师或学生可以直接上网下载。在教学过程中，师生在白板上的所有操作也都将成为可再利用的宝贵资源[3]。

教学互动设计 交互式电子白板用于课堂教学最重要的优势在于它的互动性，学生在课堂上可以充分发挥自己的想象力，借助于白板表达自己的想法。教师要针对教学内容做详细的互动计划，利用交互式电子白板特有的互动功能，让学生进行操作演示，便于调动他们的学习热情，加深他们对知识的理解和应用[4]。

教学评价设计 利用交互式电子白板进行教学评价是教师最佳的选择，不仅有利于教师进行总结性评价，更有利于对过程性的评价。教师借助于交互式电子白板的自由编辑和实时记录功能，就能很好地做到及时评价[5]。学生在白板上对问题进行解答后，师生可以进行现场标注评价，白板会显示所有学生上交的作品，师生可以共同对一部作品进行评价，所有的评语也都将被记录保存，以便于课后自我反思。

5 总结

利用交互式电子白板开展信息技术课堂教学已成为一种必然的趋势，但成功与否的关键还是要取决于教师。信息技术教师应该全面认识这个设备所起的教学功效，熟练掌握它特有的教学功能，灵活地运用于课堂教学。当然，教师在课堂上还要概括教学需要，有选择地应用其他教育技术设备进行辅助教学，使之成为真正的互动式课堂。

参考文献

[1]李山.交互式电子白板的应用及其前景[J].中国教育技术装备，2004（3）：14-15.

[2]胡国华.交互式电子白板激活信息技术课堂[J].中国信息技术教育，2008（8）：78-79.

[3]李瑞萍，王小梅，李名.交互式电子白板在课堂教学中的应用[J].软件导刊，2008（12）：84-85.

[4]徐斌.应用交互式电子白板促进课堂师生互动行为的实践研究[D].上海：华东师范大学，2010.

信息交互设计 篇4

轿车仪表系统为驾驶员指示车辆在各种状态下各部件的运行状况, 从而使汽车可靠、安全地行驶。它兼有技术和艺术的功能, 反映出车辆设计风格和制作工艺上的特点, 是整车的代表作和亮点之一。轿车仪表是人与轿车之间进行信息传递和交换的人机交互界面。

当代的轿车追求“人车合一”, 设计中要体现以人为本的设计思想。汽车设计师们逐渐将更多的精力投入到了新车型内饰方面的考虑上, 尤其是汽车仪表系统的改造和完善。在这一过程中探索了在轿车仪表设计中实现人性化设计的基本思路。

1 轿车仪表显示信息人机交互

人机交互主要包括7个方面的内容:“人的特性研究、机器的特性研究、环境的特性研究、人-机关系的研究、人-环境关系的研究、机-环境关系的研究、人-机-环境系统总体性能的研究。”[2]轿车仪表板是驾驶员与车辆间信息、作业交互的人机界面, 它集中了全车的仪表, 显示车辆的工作状况。随着现代电子技术的进步和汽车性能的发展, 相应的多功能、高精度、读数直观的汽车仪表随之出现, 电子数字显示及图像显示的仪表得到了进一步推广。

不同轿车的仪表不尽相同, 但一般轿车的常规仪表为:车速里程表、发动机转速表、燃油表、机油压力表、水温表、充电表等, 这就是通常所说的“六大表”。在这六大表中, 燃油表、机油压力表和水温表都直接与发动机的工作有关。其中燃油表和水温表也可以用指示灯来代替, 用以提示燃油不足以及水温偏高或偏低。现在很多车型的电器设备日趋完善, 车上都装有计时器件, 以石英钟占多数, 包括指针式和数字式两种。有的车型还配备了油耗表, 用来指示汽车行驶中燃油的消耗情况。油耗表所反映的是一个瞬时的、动态的燃油消耗量, 以此来控制汽车行驶中发动机与汽车行驶工况的匹配关系, 从而反映行车的经济性。

在轿车仪表板上通常同时装有多达几十种信号指示灯, 其中最常用的有ABS指示灯、EPC指示灯、O/D档指示灯等。

轿车仪表中绝大多数的信息是通过图形符号的形式来表现和传递的。按照符号学的观点, 符号都必须具有符号的内容和语义学的规则, 也就是说, 它必须是能指与所指紧密结合的双面体, 要想顺利传递信息, 二者缺一不可。符号的代表形式就是人们日常所使用的语言, 它所构成的是一个高度概括、抽象的虚拟世界。符号作为一种媒介, 想要传达抽象的内容, 不但要表现为能被对方所感知的某种形式, 还必须包含能被对方理解的抽象内容。

仪表显示符号要实现信息的传达, 在符号体系完善以及传送通道通畅的前提下, 顺利传递的关键就在于在仪表信息显示系统设计者与驾驶者之间约定两者共知共识的符号表示规则。仪表信息符号的形式特征主要通过形状、色彩、材质等要素来表现, 有二维和三维两种空间存在方式, 并且依靠视觉来感知。轿车仪表显示中的文字绝大部分为英文和阿拉伯数字, 人眼对这些信息的识别特性与对图形符号的识别有很大的相似之处。而轿车仪表与驾驶者在色彩方面的交互主要体现在常用仪表指示灯的配色上。

2 轿车仪表显示信息交互设计

轿车仪表板是各种仪表、信号灯的集合处, 更是操纵控制与显示的集中部位, 而且在整车造型方面极其重要, 所以必须在设计阶段权衡利弊, 精心布局。首先应符合人机工程学原理, 安全舒适;其次应充分考虑到驾驶者的各种使用习惯;最后还需造型美观, 特色鲜明, 但要与整车的造型风格协调一致。车辆仪表设计得好, 会使驾驶员感到得心应手, 反之, 甚至会影响到其生命安全。纵观各类汽车的仪表板, 尽管因车型、功能不同而风格迥异, 但都有一个共同的特点, 即“除了具有必备的功能性外还具有实用性和人机关系的协调性”[3]。

轿车仪表的设计应以“人性化”为最主要的指导原则。轿车目前在国内市场上还属于消费品而非生活必需品, 因此其设计不仅要偏重于生理学的层面, 而且必须兼顾消费者心理层面的需求, 在设计上要尽可能符合产品审美要求与潮流的发展。任何产品的人性化设计都应该是功能主义的, 必须在保障产品的主要功能不受影响的前提下改进其外形、结构设计以符合人机工程的一般要求。轿车仪表信息的传递要以信息交互的基本原则来指导交互设计。

对使用者生理与心理的研究是设计“以人为本”的具体化。这种设计思想最早把心理学引入到计算机人机界面的设计评价中来。轿车仪表的最终使用者是驾驶者, 要使仪表适应驾驶者, 而不是让驾驶者去适应仪表。应该以驾驶者的生理、心理特性为核心, 以当前计算机显示技术以及各相关行业标准为辅助, 使仪表信息显示设计具备用户特性、任务特性、系统特性、界面设计特性。随着计算机和电子技术的发展及广泛应用, 信息显示领域的人机交互将会以多种方式来实现, 用户界面将会从之前使用较多的“认知型”逐步转向更为高效和人性化的“直觉型”。

3 总结

综上所述, 提出仪表信息交互界面设计的6点原则:1) 信息显示符号由具体到抽象;2) 由可见的内容显示不可见的内容;3) 激发驾驶者的交互兴趣以及学习和交流的欲望;4) 减少驾驶者的短期记忆负担;5) 交互过程中使用用户语言;6) 适当考虑特殊驾驶者的个别差异。

参考文献

[1]孙庆华.针对视障用户的网络信息无障碍研究[D].北京:首都师范大学, 2008.

[2]刘伟, 袁修干.人机交互设计与评价[M].北京:科学出版社, 2008.

[3]吴琼.工业设计技巧与禁忌[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[4]谭浩, 赵江洪, 王巍.汽车人机交互界面设计研究[J].汽车工程学报, 2012.

信息交互设计 篇5

导航

传统的导航和分类是自上而下的模式。有层级。少，固定。

tag是自下而上的模式。无层级，

多，杂乱。

元数据

元数据是最小的数据单位：

下厨房的元数据是“单个菜”。

豆瓣的元数据是“单个subject”。

okaybuy的元数据是“一双鞋子”。

信息结构是为了元数据的组织，分类，找寻，服务。

交互式信息迫在眉睫 篇6

2010年8月14日开始，长达10天的中国京藏高速大堵车被美国媒体CNN称为“史诗般的拥堵”，如果上千名司机能够及时被告知道路交通的拥堵状态，也许可以更换其他公路进行分流，或者干脆晚几天再出发。

“堵车的很大一部分原因在于信息不对称，如果开车的人不知道前方的道路交通是什么状态，等到他开进去之后想要退出来，已经不可能了，所以交通信息服务不仅要做到数据的精准，也要做好交通预测系统。”北京九州联宇信息技术有限公司(以下简称为九州联宇)总经理王久川如是说。智能交通产业不是因堵车才形成，但很大程度上因堵车而成为热门。

数据处理是智能交通产业的关键

作为一个系统工程，智能交通系统的整个产业链条自然而然地分为输入、处理以及输出三个部分。数据的采集，通常是由交通局和管理道路的交警来完成的，他们可以通过物流车辆和出租车内置的GPS来采集相应数据，其余的车辆信息以及交通事件等都可以通过固定监测器来获取。

常用的交通信息采集方式包括线圈检测器、超声波检测器、红外检测器、视频检测器等，但这些设备安装和维护成本高，受到人力和资金等因素的制约，中国交管部门只在关键路段和主要交叉口才会安装线圈检测器，因此很多较小的道路上是无法测出路况信息，导致城市道路网上存在着大量的信息“真空”地带。而且，通常线圈检测器会埋在交通信号灯前后50米的范围内，车辆经过时通常处于加速或者减速的过程中，因此测量到的速度是不准确的。

另外一种道路交通信息采集技术是浮动车，通常是在大量的出租车以及公交车中已经安装了GPS车载装置和无线通信设备，因此车辆的相关信息(例如时间、速度、坐标、方向等参数)会通过这些设备实时传送回来。王久川认为浮动车是通过实时的速度进行监控，反而会比静态的交通信息采集更好。而且随着车联网的兴起，各大车厂正在大力推动车载信息服务(Telematics)在汽车上的应用，因此当有了足够的车辆提供更多的实时数据之后，浮动车的精度能够比固定监测器更高。

比起数据的采集，数据的处理在智能交通产业链中要处于最重要的部分，这是大量动态交通信息服务商各自不同的法宝与利器。作为产业链的中下游，九州联宇、世纪高通(北京世纪高通科技有限公司)和上海优途(上海优途信息科技有限公司)为代表的动态交通信息服务商，通过自主研发的动态交通信息平台，将上游数据进行计算处理整合，然后以交通信息图的方式发布，让司机可以及时知道哪一条路才最为畅通。以九州联宇为例，不仅为车载导航、便携式导航、个人智能终端、互联网位置服务用户提供实时交通信息，也提供基于动态交通信息服务、行人出行信息服务、交通仿真项目、城市交通流诱导系统的咨询业务，其信息发布的方式多种多样，从广播到互联网，从短信到彩信，从呼叫中心到手机终端直接查询。

不同技术，不同的信息准确度

以九州联宇为例，核心的技术是一套拥有自主知识产权的浮动车数据采集与处理系统。通过该系统能够进行实时交通信息服务运营，为用户提供北京市六环路以内四级以上道路25000多个物理路段的实时交通信息，路网覆盖率可达到80％以上，更新频率为2.5分钟／次，信息精度可达到85％以上。

对比世纪高通、上海优途以及九州联宇三家公司所发布的数据，却有三个不同的结果。既然浮动车上传的数据是一样的，那么为什么处理后会有三种不同的数据呢?这完全是因为三家公司所采用的算法不同，而数据的精准度也恰恰是取决于算法的支持。数据是否精准除了取决于算法之外，也还和与地图匹配以及数据发布的误差两个方面有关。由此可见，算法、与地图匹配的精准以及发布数据的误差这三个环节对于最终所发布的信息是否精准是缺一不可的。

“假如我们将一条1000米的路段分成三段，第一段300米，第二段500米，第三段200米。如果因为有一个岔路而导致最后200米总是堵车，而前两段很畅通，那么地图上应该显示两段绿色和一段红色，但是如果地图在发布时做了合并路段，那么整条1000米的路段就都是黄色了，这就造成了信息发布错误。”王久川这样解释不同的数据处理方案所带来的不同效果。

九州联宇主要依靠被称为“多源异构交通数据融合”的技术，利用了多源数据的冗余性和互补性，将不确定、离散，甚至相互矛盾的复杂交通信息转化为一致的解释和描述。“其实不论是神经网络、自组织学习算法还是卡尔曼滤波，这些都只是纯数学的方法，事实上我们采用的是物理算法。”王久川将九州联宇的核心算法称之为“阿基米德算法”，这是来自他一次醉酒后泡浴缸得来的灵感，这个算法更多考虑到了驾驶员的行为和特点，故而精准度很高。

除了信息的准确度之外，对于交通信息的预测也是非常重要的。“我们做出来的信息不是只让用户看到这个信息而已，而是要让用户知道未来的道路上会有什么样的情况，应该要如何规避拥堵的路段。”王久川说分段由于人的出行是一种非常复杂的行为，很难用标准的算法计算出来。

如何将机器处理信息与人的灵活、直观结合起来，对交通进行疏导和管理，成为了欧美国家在交通科学研究上的新热点。最近欧洲的交通警察们正在测试他们的新武器——ASSET(Advanced Safety andDriver Support for Essential Road Transport，全称是道路交通高级安全驾驶)项目，目前在德国、法国、奥地利装配了4台测试版。这套基于视频监控与无线联网技术的新设备，由VTT芬兰技术研究中心牵头研发。与其他智能交通设备不一样的是，它直接采集路面交通的信息，监控车辆之间的距离、路况，还可以计算尾气排放，更有强大的防火墙避免被人侵入篡改数据。总之，它让交警非常方便地执法，通过大大提升他们对路面的管控能力，来疏导交通，而非将所有责任都扔给电脑。明年这个项目就要接近尾声，但VTT表示全套设备的正式商用要等到2013年。

迈过智能交通的绊脚石

“十二五”规划已明确了信息化的五大方向，中国移动研究院院长黄晓庆则表示在“十二五”期间最可能取得突破的就是车联网，但交通信息产业仍然处于发展的初级阶段，王久川将其归纳为三点：首先是产业链不成熟，第二是市场不成熟，第三则是政府对于整个行业的重视程度不够。

“接人数据需要花费很大的成本，对于九州联宇这样的企业，我们每年在数据源的购买上都要花费几百万甚至上千万，然而那些和我们相比很难拿到订单的公司同样需要接人数据，他们的处境就更艰难了。”王久川表示。由于行业的发展不成熟，业内并没有形成成熟的利益分配机制，汽车厂商、个人用户或者运营商只希望支付很少的钱甚至是得到免费服务，而企业又需要花大量的钱去购买产业链上游的数据并进行研发，这种倒挂的状态对于任何一家交通信息服务商而言都是难以长期承受的。

由于动态交通信息服务并没有得到广大用户的认可，对于企业而言寻找客户是一件非常困难的事情。王久川说：“目前与九州联宇合作的汽车厂商要求我们能够提供20个城市的动态交通信息，这些城市都是中国目前需要做动态交通信息服务的城市。”交通信息服务毕竟还是一个新兴的市场，就像当初导航仪上市时一样，都需要用户有一个从熟悉到信任再到形成习惯的过程。因此首先从高档汽车的用户开始着手，为其车载导航仪设备提供交通信息服务，让这些用户感受到动态交通信息服务所带来的便利，进而培育市场，最终将影响到更多的用户群。

信息交互设计 篇7

随着教育信息化建设的逐步推进,各高校拥有的信息系统数量日渐增多,并且各个系统建设时间不一、使用技术不一、管理部门不一,系统与系统之间相对独立,需要数据交互时往往以底层数据库的数据推送来完成,没有顶层设计架构,导致系统与系统之间关系越来越错综复杂,无法高效地协同运行,也为高校后续的信息化发展增加了难度。

现状与解决方法

1.现状

现阶段多数高校在信息化系统建设方面缺乏研发能力,基本通过建设项目,或直接购买相对成熟的信息系统,或以社会公司的技术力量开发个性化信息系统。这直接导致高校的信息化系统与社会公司捆绑,一个系统或多个系统背后代表一家公司的利益,建设后期的升级、维护往往被公司牵制。而其中系统数据对接要求是大数据时代下不可避免的,也往往会与两家甚至多家公司进行牵扯,是大数据时代下高校教育信息化建设中的难点。

2.解决方法

现今多信息系统间的数据交互主要有4种设计架构,分别为面向数据的交互模式、面向接口的交互模式、面向业务流程的交换模式与面向Web服务的交换模式。[1]其技术实现方法主要有:设计中间件、建立数据中心库、建立数据接口[2]等。其中中间件最为人熟知的是阿里巴巴的Cobar,将阿里的前端与后端分离,但是中间件开发成本较高,不利于高校后期维护。

部分大型高校拥有一定的研发能力,会分别成立数据中心部门,建立大型的数据中心库[3],即用面向数据的交互模式解决高校信息系统交互。具体来讲就是为将本校所有信息系统数据抽取到数据中心库中,进行数据解构重组,建立对象、关系、索引,再由数据中心库传递给需要数据的各个信息系统。这样每个系统只需建立一次数据推送、接受的操作,可以做到交互统一规划,数据统一维护,同时利于大数据时代下的大数据挖掘分析。研发维护能力更强的高校已经将全校信息系统虚拟化后,统一置于数据中心部门管理。[4]但是这样的数据中心部门建设成本较高,维护任务较重,部分高校不具备这样的人力物力,若全部利用社会公司力量建立数据中心库,一旦公司发生意外,出现问题可能导致全校所有相关信息系统瘫痪,责任重大。同时数据中心与各个系统使用部门脱离,只能对数据形式进行维护,无法对数据内容的正确性进行有效辨认,如果数据内容有错误,则需要部门间逐层检查,较为麻烦。而基于SOA的多信息系统数据交互架构,其本质为面向Web服务信息系统的交互模式,为没有能力或还未筹划建立数据中心的高校提供了另一种多信息系统数据交互解决方式,同时也为大数据分析建立了基础。

基于SOA的高校信息系统数据交互架构

1.交互架构概述

此架构将数据中心部门从原有的数据管采用SOA框架整合为现有教学的各个系统,主要依据面向服务的架构思想,在系统间搭建了一层统一的Web Service数据接口[5],将每个系统自身所产生的数据抽象为一个个服务,负责何种功能提供何种服务,如教务系统主要负责学生成绩、学生选课、教师排课等功能就提供成绩查询、选课查询、课表查询服务。而数据需求系统会进入Web Service菜单调用菜单中对应的服务,进行数据获取。整体架构如图1所示,各个信息系统及其服务由相应部门建设并维护,数据中心部门不管理其具体内容,只架设一台Web Service服务器,其上主要实现两项功能:一是录入全校所有信息系统所提供的服务,并分类收藏,建立Web Service菜单;二是记录全校各个信息系统获取的服务权限,并进行身份认证管理。Web Service菜单中的服务内容主要包括:服务简介、服务ID、服务调用参数、服务返回XML格式、服务调用权限等信息。Web Service服务器在完成信息系统身份认证后也只是将其请求依据菜单所录发送到对应服务的服务器中,而非本地运算,大大分担了数据中心部门的服务器压力,节省了高校建设资源。

实现服务管理及信息系统身份管理,只需将Web Service菜单作为全校信息系统数据获取的统一出口,对所有系统开放,适当对已有或预建信息系统服务进行协调,即可达到全校信息系统数据交互的统一管理。在大大减轻了数据中心部门工作量的同时可以将更多的人力物力投入到数据分析系统中,为高校在大数据时代下的信息化建设提供基础。

2.Web Service服务

为方便介绍,下面以本校课堂教学反馈系统等相关系统交互为例。

服务的提供方提供按照统一标准尽量将自身系统所产生的所有数据抽象为服务,非自身数据则忽略,以免造成服务重叠,如课堂教学反馈系统中的班级、学生、教师数据。在设计服务时建立详尽的子服务,但无须考虑具体使用系统的数据内容要求,只需在每一项子服务中将相关所有数据打包,由使用系统获取数据后自行筛选。Web Service服务数据以XML的形式存在,可以跨越任何平台,也无须考虑使用系统的数据结构要求。建立Web Service服务后将相应的IP地址、权限、服务详细说明提交至Web Service服务器,形成Web Service菜单,即可使后续系统自行调用服务。

3.Web Service服务调用

现有的信息系统一般需要获取多个其他系统数据才能良好运行,如我校课堂教学反馈系统需要的选课信息、班级信息、学生与教师信息,分别来自教务系统、学工系统、人事系统。当然,教务系统也可以从课堂教学反馈系统中获取学生的课间成绩以完善学生成绩综合评定。按传统的底层数据库推送则所有相关系统至少需要建立五个中间库进行数据对接,如所有系统如前文所述建立统一的Web Service服务,并将服务录入到Web Service菜单中,这些系统间的数据交互将变得简单、便捷。无须分别找教务处、学工部、人事处及其系统所属公司商谈数据对接事宜,只需将课堂教学反馈系统向数据中心部门报备并授予系统ID及相应调取服务权限,然后查阅Web Service菜单,找到相应服务,即排课信息查询、选课信息查询、班级信息查询、学生信息查询和教师信息查询,甚至无须关心这些服务是由何系统提供的。调用最接近自己需要的子服务得到系统运行所需数据,然后进行数据过滤,检选需要属性,至于本地是否存储一份获取数据及同步机制,则由系统建设方自行决定。出于对各个系统的完整性、安全性考虑,目前本校服务以信息查询为主,承担数据交互的工作,如特殊情况可以进一步考虑系统间整合,加入系统数据同步机制。

具体调用流程如下页图2所示,服务调用系统向Web Service服务器发送系统ID、密码,查阅相关服务,再依据具体子服务要求传送参数调用子服务,Web Service服务在检查权限无误后将调用子服务请求传递到提供服务的服务器中,该服务器依据参数查询数据并以XML形式返回服务调用系统,服务调用系统在收到XML后,解析并筛选自己所需的数据,进行利用。以课堂教学反馈系统查询班级信息为例,首先教学反馈系统向Web Service服务器发送查询请求,查阅Web Service菜单后选择以班级号查询班级信息服务及以班级号查询学生信息服务两项,将班级号及服务调用请求发送至Web Service服务器,服务器检查课堂教学反馈系统权限后,依据菜单所记录的服务对应IP地址,将服务调用请求转发至教务系统及学工系统。教务系统依据班级号将班级名、专业、入学时间、毕业时间、类型、所属二级学院ID、班主任教工号等信息回传,学工系统依据班级号将该班所有学生的学号、姓名、班级、专业、年龄、性别、籍贯、名族、入学时间、类型等信息返回。课堂教学反馈系统将数据的属性依据需要保存在系统数据库中,方便后期程序直接调用,增强系统运行效率。

全过程课堂教学反馈系统无须了解班级信息查询服务,学生信息查询服务是由何系统提供,学工系统与教务系统也无须了解何系统调用了服务,这大大节省了系统间建立数据交互的步骤与过程。建立Web Service菜单及系统身份管理达到类似建立大型数据中心库的功能,统一规划及管理全校所有信息系统数据交互。

总结

基于SOA的高校信息系统数据交互架构以各个系统提供服务、使用服务代替传统的系统间数据对接,从原有点对点定向连接到单点定权限开放式对接,使每一个信息系统只需要建立一套自身所能提供的服务,就无须再为以后的系统对接事宜不断修正,而受系统背后的社会公司牵制。同时WebS ervice的跨平台性不仅适用于原有老系统改建,也不限制后续新系统的选择,而XML数据形式可以被大部分开发技术解析。

相比建立大数据库统一存储推送的解决方法,其具有减轻数据中心本身工作量的优势,只需统筹所有服务及管理各个系统的权限,为人力物力较紧张的高校提供了另外一种管理全校信息系统交互的方式。并且因为Web Service服务器上并无数据存储,数据源只在服务提供部门的掌握中,保证了数据源的唯一性。相比建立大型数据中心库推送所获取的数据是经过数据中心加工过的,通过服务调用获取数据具有更高的安全性与可靠性,即使一部分服务出现问题,也只是影响这部分服务相关的系统,各个系统所属部门责任亦更加明晰。

摘要：本文运用SOA面向服务的架构理念,采用WebService技术实现了高校信息系统数据交互。将各个系统数据抽象为服务对象,每个系统只需建设一次Web Service服务即可满足后续数据对接。对接系统也无需了解所需数据来源与结构,只需阅读WebService菜单调用相关服务即可。通过此架构可完成高校多信息系统数据交互统一规划管理要求,无需建立大型数据中心库,无形中减省了高校资源。

信息交互设计 篇8

信息时代的特征之一是各种各样的信息化产品充斥于我们的工作和生活中,影响人们的工作生活质量。发挥不同功能的管理信息系统得到广泛的应用,对于提高企业效率起着重要的作用。网络技术的发展,网上银行,购物网站等B/S结构的信息系统成为发展趋势[1]。这种状况导致很多没有接受过专门培训的人也要面对Web管理信息系统。在网络环境下,面对功能相似的各种信息系统,用户可以自由选择其偏好的产品。影响用户偏好的一个重要因素是系统是否“以用户为中心”设计,使用户愉快高效的与系统交互完成任务。

20世纪80年代提出“以用户为中心”的设计理念,颠覆了工业化时代“以机器为中心”的设计理念,并迅速得到软件产品设计领域的认同。认为产品设计应当从用户需求和目标出发,符合用户的生理和心理需要,使产品成为辅助用户愉快高效完成任务的工具,而不是让用户成为产品的“奴隶”。[2]在“以用户中心”理念发展过程中,人类工效学、认知心理学、动机心理学、社会学等学科先后填充进来。以用户为中心的设计理念实际就是讲求以人为本,作为唯一一门将以人为本作为核心价值理念的工程学科—工业工程却未被系统的引入软件产品设计中去。在信息化时代,软件产品,特别是信息系统的已经成为提高工作效率和质量的必备工具。工作研究作为工业工程主要组成部分,致力于使人们舒适、高效、低耗费地完成工作。因此,将工作研究引入信息系统设计领域,符合以“用户为中心”的设计理念,使人们可以更高效的完成任务。

1 信息系统“流设计”理念

Mihaly Cscikszetmihalyi在其著作《流:最佳体验的心理学》中提出流的概念:人们全身心地关注于某活动时,他们不会意识到外界的干扰。在这种状态下,人们非常高效地完成工作,并得到极大的满足感。美国著名计算机专家、VB之父Alan Cooper将流概念引入计算机领域,指出如果程序不断地打断用户的流状态,那么对于用户来说,回到原来生产率状态非常困难[3]。从中可以推断出“流设计”理念遵从“以用户为中心”的设计思想。界面存在得价值在于加强和促进用户的生产率。只有界面每时每刻服务于用户,在恰当的时候和恰当的地方向用户提供恰当的响应,用户才能愉悦高效的完成任务,信息系统才能受到用户偏爱,为开发商带来利润。然而,现代的信息系统设计往往违背这样的理念,过多的“视觉噪音”干扰用户的注意力,突如其来的系统提示中断用户的工作,菜单和工具设计布置不合理,人机交互过程违背用户心智模型。有的设计者将人与系统的交互作为用户的审美体验、更有甚者将系统作为展现自己编程才能的试验田,使系统设计偏离“以用户为中心”的设计理念,系统越来越笨拙,把用户拒之为门外,用户无法借助系统完成自己的目标。同时也掐断企业的盈利之路。

从信息系统的“流设计”理念,想到丰田生产方式中的“一个流”概念。指零件在投入和产出的过程中,工序之间的在制品数量为零。零件处于不停顿、不堆积、按顺序、按节拍一件一件同步生产的状态。借助于这样的生产模式,丰田公司的利润稳居世界汽车行业第一。“一个流”的生产模式的基础正是工业工程,丰田创始人大野耐一曾指出,丰田生产方式就是美国的工业工程在日本的应用。作为工业工程的核心内容,工作研究是基础中的基础。

将工作研究引入信息系统人机交互设计中,实现人机交互的流模式,达到信息系统“丰田生产方式“的效果,使用户可以无障碍、顺畅、高效、愉悦地与信息系统交互,高质量高效率地完成任务。

2 工作研究与信息系统人机交互设计

2.1 工作研究

工作研究是IE理论体系中最重要得基础技术。其重要意义是在很少投资或不投资的情况下都可以使系统的未来超越现实得状态,提高生产率。[4]工作研究善于利用图的语言和工具解决问题,包括工作程序图、流程程序图、流程图和线图、人机程序图、操作人员程序图等。

工作研究有两个基本工具:5W1H和ECRS。5W1H包括:Who,why,What,Where,When,How。ECRS包括取消(Eliminate),合并(Combine),重排(Rearrange)和简化(Simplify)。

2.2 工作研究在信息系统人机交互设计应用

Jesse James Garrett从用户体验的要素出发,信息系统设计的5个层次[5],如图1所示:

信息系统五层次设计的优劣直接影响人机交互质量和效率,系统在满足用户需求的条件下做到精简,降低用户劳动强度,无疑会赢得用户得偏爱。飞行员兼诗人Antoine de Sain Exupery曾说过:“完美不是没有任何东西可加,而是没有东西可减。”[6]这也正使工作研究思想的体现,将工作研究的思想和工具应用到信息系统设计中,可以使系统在满足用户需求的条件下,尽可能精简人机交互过程和元素,达到人机交互的“流状态”。

(1)信息系统设计的战略层需要分析用户需求和系统目标。用户需求即用户要从这个系统得到什么?系统目标即企业要从这个系统得到什么?在系统设计前期,利用工作研究的5W1H分析用户需求,可以使企业对用户有更深入的了解,构建人物角色,从而使系统更能满足用户需求,进而实现企业目标。具体实施步骤为:

Who:谁是系统的目标用户。只有认清目标用户,系统设计才能有的放矢。

Why:用户为什么要使用系统。人们的行为是动机驱动的,了解人们的动机,使系统迎合动机,才能赢得用户的青睐。

What:用户希望从系统得到什么。

Where:用户使用的背景是什么。系统使用背景可能在公共场所、办公场所或是家中。环境不同用户对系统使用的要求不同,比如公共场所要求系统的保密性和安全性要高,办公场所要求系统有较高的效率,家中环境要求系统有较高的友好性和易用性。

When:用户什么时候使用系统。有些信息系统是在突发事件下使用的,这就要求系统能为用户清楚传达故障,并辅助用户做出快速正确的决策。

How:用户习惯的操作方式是什么。人们总是带着知识和经验去使用系统,只有了解用户的习惯,才能迎合用户的习惯,使系统更好用。而不是设计师滥用隐喻,弄得用户晕头转向。

以上信息构成了用户的心智模型,设计师在了解用户心智模型的基础上,设计系统的实现模型并与其一致。

(2)范围层解释系统应该提供给用户什么样的内容和功能。技术在发展,用户需求也在不断的变化,信息系统在不断地更新升级。然而程序设计人员在进行系统升级时,用到地往往是加法思维,即向系统不断注入新的功能,造成系统越来越复杂,用户使用更加困难,适得其反。适当应用减法思维,使系统在迎合用户新需求的同时去掉用户不需要的功能。工作研究中的ECRS成为程序设计人员有用的工具。经过对用户的调查分析,取消用户不用或者已经过时的功能;合并可以合二为一的功能;重排功能和控件顺序,使之更加适合用户操作习惯;对于不能取消或合并的功能,尽量简化,使用户可以更容易地操作使用。

(3)结构层包括交互设计和信息架构。交互设计关注与描述“可能的用户行为”,同时定义“系统如何配合与响应”这些用户行为。

用户与系统交互过程中,系统往往会给用户反馈过多的确认信息或警告信息,这些信息不仅会分散用户注意力,甚至会导致一些初级用户手足无措。用户需要中断工作,进行思考以对系统做出反应。这类似于生产过程中工作操作极其的“检查”,因此可以通过程序分析图分析不合理或不必要的“检查”操作,使用户可以更加顺畅地操作系统。

对于图形界面系统,用户与系统交互是由一系列的鼠标和键盘行为构成的,进行数据输入,有些系统设计需要用户频繁在鼠标和键盘行为间切换。由于单纯的鼠标和键盘行为的动作等级都是手指动作,耗时为1MOD(约为0.129S),鼠标和键盘行为地切换动作等级是手腕动作,耗时为2MOD,在鼠标与键盘摆放不合理时,甚至为小臂动作,耗时为3MOD。而且频繁地切换鼠标与键盘行为,无形中也分散用户的注意力,使用户不能全心关注于工作。通过操作人员程序图分析用户行为,精简或重排用户行为,使用户可以更加轻松地操作系统。

(4)框架层包括界面设计、导航设计和信息设计。界面设计主要确定按钮、输入框和其他界面控件得位置;导航设计主要为用户提供清晰的方向感;信息设计主要为用户提供清晰有效的信息。

用户的阅读习惯为先上后下,先左后右,在界面设计中控件的摆放要符合用户的阅读习惯。根据Fitts定律,用户操作流线的距离越短,目标控件面积越大,能节省用户的时间。利用流程图和线图,并结合界面的面积,可以设计符合用户习惯的清晰的界面。例如,形如图2的界面,在以上三层分析和流程图和线图分析后,可以改进成如图3的界面。

(5)表现层包括视觉设计,主要为用户呈现一致、清晰、美观的界面。比如颜色的设计,在吸引用户注意的同时,要保证不同界面的一致性。同时不要滥用颜色,造成不必要的“视觉噪音”。文字设计要在清楚传达系统信息的基础上尽量简洁,用户不会逐字的阅读,随意地堆砌文字反而会造成用户的烦躁。

3 结论

信息系统成为人们提高工作效率,降低工作压力的重要工具,因此设计符合用户需求的信息系统对于改善人们生活质量,推动社会生产力发展起着重要的作用。人机交互的“流状态”是人机交互效率的重要保证。已在生产领域发挥已有作用的工作研究,可以应用到信息系统的设计中,保证人机交互的“流状态”。工业工程师在企业中被称为“企业大夫”,掌握工业工程知识的信息系统设计人员也应成为“软件大夫”。将工作研究的思想和工具引入信息系统设计领域具有理论和实践的双重意义。

摘要：基于“以用户为中心”的设计理念,提出信息系统的“流设计”理念。从用户体验要素出发,将信息系统设计分为五层,分别为战略层、范围层、结构层、框架层和表现层。将工作研究中的思想和工具,包括5W1H,ECRS和程序分析、操作分析、动作分析等应用于信息系统设计逐层,实现人机交互的“流状态”。

关键词：人机交互,工作研究,信息系统

参考文献

[1]第20次中国互联网络发展状况统计报告.中国互联网络信息中心.2007.

[2]Ben Shneiderman,张国印等译.用户界面设计——有效的人机交互策略[M].北京:电子工业出版社,2006.

[3]Alan Cooper,Robert Reimann,詹剑锋等译.软件观念革命——交互设计精髓[M].北京:电子工业出版社,2005.

[4]王东华.工业工程基础教程[M].北京:中国科学文化出版社,2000.

[5]Jesse James Garrett,范晓燕译.用户体验的要素_以用户为中心的Web设计[M].北京:机械工业出版社,2007.

信息交互设计 篇9

一、绪论

服装设计作为一门独立的设计行业及学科已经有很长的历史了, 在其发展过程中, 不仅关注时尚、美学、版型、色彩等问题, 而且也涉及到文化学、心理学、材料学、工程学、市场学等要素。特别在当今社会, 单纯服装款式和色彩的变化已经很难再引起消费者的关注了, 服装在取暖以及装饰方面以外的功能性延伸将会成为未来服装设计的重要发展趋势。

二、功能性服装的应用拓展趋势

(一) 功能性服装的概念

通常来讲, 功能性服装是针对功能要求而设计的衣服, 对服装的质量和采用的技术要求相对比较高, 该类服装包括具有科学技术功能的在特殊环境下具有防护作用的作业服装。

(二) 功能性服装的应用范围及限制性

功能性服装的应用范围大致包括以下三个方面

1. 特殊环境下防护作业服装, 例如防火服、医务人员的服装、抗菌整理的服装、防弹服、防紫外线的宇航服、户外服、登山服、防辐射服、防电服、防尘服、潜水服、救生衣等。

2. 具有社会规范功能的各种行业制服, 例如校服、警服、军服等。

3. 日常防护服, 例如:孕妇穿着的防电脑辐射服。

长期以来, 功能性服装的使用具有很强的限制性, 如消防员穿着的消防服, 其设计旨在保护活跃在消防第一线的消防队员的人身安全, 因此其设计的所有要素都尽可能地考虑到消防人员在抢险过程中的安全及工作效率问题。因为消防员职业专业性较强, 消防服的设计通常不被人们关注。

具体来讲, 功能性服装的限制性通常体现在以下几个方面。

1.使用人群。功能性服装的使用人群通常较为固定, 并且因行业差别而形成明显的分类, 所以, 功能性服装在不同的行业人群之间很少具有通用性。例如不同的体育竞技服装之间通常是不能相互替换的。

2.款式。功能性服装的功能较为固定, 其款式通常也较为固定, 并且具有一定的规范性, 会在很长一段时间内保持一个基本的特征。另外, 由于以功能性为第一要素, 功能性服装的款式通常将审美性放在次要地位。例如军装的款式很少进行频繁的改变, 原因是它是服务于其军种作战需要的。

3.面料。服装设计中面料的选择是从整个设计的款式、风格、功能和成本等诸多因素出发的, 这一点在功能性服装中尤为突出, 并起到非常重要的作用, 甚至在某些类型的服装中会起到决定性作用, 因此, 功能性服装面料的选择范围通常比较小。例如现在国际上通用的防刮迷彩服采用的是带有一定比例金属纤维的防刮布, 而在泳坛风靡一时的鲨鱼皮泳衣则采用了专门的仿生材料。

4. 色彩。功能性服装通常根据其所从属的行业对色彩进行选择, 同时根据穿着的具体功能要求进行色彩搭配, 并且某些色彩的选定还必须遵从国家或地区性法规。例如工程抢险人员的工作服通常为橙色与荧光色搭配, 目的是起到良好的警示、识别作用, 而目前我国99式警服根据规定选用的是国际上警察通用的藏青色或藏蓝色。

(三) 功能性服装应用范围的拓展趋势

从以上的论述中可以发现, 目前功能性服装的应用主要是在一些特殊的工作领域内, 并且常被限制具有一些较为基本的防护及标识作用。然而, 事实上使用者在具体的穿着过程中遇到的问题是非常多的, 功能性服装的设计及应用范围也应该根据这些问题进行相应的调整。由于时代的不同, 各个行业的职业需求都有不同程度的变化, 其中特别值得注意的就是由于人口增加、信息量呈几何倍数增长以及人们需求日益多样化而带来的变化, 许多工作需要具备更为有效的信息传导方式。例如, 大型酒店里, 领座员在引导客人入座就餐的过程中非常需要与大堂经理进行实时的信息交换, 而使用传统的报话装置会使工作过程变得繁琐, 如果穿着的工作制服能够帮助完成信息传导, 那么就能大大简化其工作流程。又例如警察在执行任务时, 通常需要与警务中心保持联系, 而使用传统的报话或手机联系会影响效率。但通过对警服功能的再设计, 则可以有效地解决这一问题。诸如此类问题, 实际上都可以通过信息交互技术与服装设计相结合而得到有效的解决。

三、信息交互技术的发展

(一) 信息交互技术目前的应用领域及手段

所谓信息交互就是发出和接收信息的过程。信息交流过程通常由六个部分组成:信息源、信息、信息传递的通道或网络、接收者、反馈、噪音。其中反馈是检验信息交流质量的手段。

信息交互实际上并不是一个全新的概念, 自从人类开始使用语言进行信息传递, 信息交互就在一直不断地进行。工业化时代的信息交互革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用;而当今时代信息交互技术的应用领域主要是在计算机和互联网方面, 具体来说就是与我们日常生活最为密切相关的通信行业。另外, 各种各样的媒体的发展也在不断拓宽着信息技术的应用领域。

信息交互的技术手段一直在不断地革新, 从最早开始使用的光信号到无线电传导, 直到现在的无线网络传导, 信息交换变得越来越便利, 特别是蓝牙、wifi等技术的广泛应用, 使得人们获得了前所未有的信息交互能力。

(二) 信息交互技术的发展趋势

随着信息技术的不断发展, 其呈现出了多元化、网络化、多媒体化、智能化和虚拟化的特点。

1. 多元化。

目前信息交互技术的开发目的与方法多种多样。从目的上来讲, 有的追求信息传输速度, 有的偏重信息传输质量, 有的注重信息安全;从传输方法上来讲, 既有依赖于传统无线电信号的传输, 又有依赖于无线网络的传输, 同时在一些领域有线传输作为有效的信息传导方式仍然会长期存在。

2. 网络化。

信息交互的关键之一就是建立尽可能多的信息节点并将其有效地连接在一起。因此, 完善的网络系统对信息的传输效率至关重要。未来的信息交互技术必将建立在网络化的信息框架之下, 所有用户都将成为信息网络的节点之一, 自身既是信息源, 同时又是传输媒介, 特别是随着云技术的不断完善, 未来的信息网络会更加高效。

3. 多媒体化。

未来的媒体将不会限于目前的传统纸质媒体、电视媒体、广播媒体、网络媒体等传播渠道, 也不会限于固态媒体或流媒体等技术材料, 而是会随着科学技术的不断发展、新材料的不断推出呈现出高度的多样化。

4. 智能化。

计算机技术的发展使得未来信息交互技术具有了更加智能化的特征, 在许多情况下, 信息的传输效率、安全等问题将能够脱离人的操控而仍然可以得到完美解决。

5. 虚拟化。

信息交互将会给用户带来更多的虚拟体验, 用户可以在任何条件下得到身临其境的使用体验和更真实的感受。

总之, 信息交互技术的发展是围绕着解决用户不断出现的新问题和满足用户不断期待的新体验而进行的。

四、信息交互技术在功能性服装中的应用

由于人们在生活和工作中会越来越多地遇到信息传递的问题, 并产生信息交互的需求, 因此信息交互技术应用于功能性服装是一个可以预见的发展趋势。例如德国研发了具有多种信息交互功能的空乘人员制服, 并已经开始在一些航线上试用。

(一) 应用范围

信息交互技术在功能性服装上的应用范围较为广泛, 凡是在需要进行信息交换的工作和场景中, 使用者的服装都可以具有信息交互功能。

(二) 应用原则

尽管信息交互技术的应用范围很广泛, 但是在具体实施时仍然有一定的原则。

1. 符合职业特征。

许多功能性服装具有很强的职业特性, 例如陆军作战风衣除了要保证良好的保暖功能外, 还需要具有优良的织物耐磨特性及隐蔽作用;而酒店服务人员穿着的秋冬季风衣在注重保暖之外更多的是体现企业形象。因此, 在应用信息交互技术时, 我们需要充分考虑其职业特征, 并以此为根据而进行设计。

2. 符合工作场合。

不同职业的工作场合有所不同, 对服装的具体功能的要求也不同。例如地震救援人员的救生服除了能够提供基本的保温、携带随身工具及食品等功能外, 还应该能够帮助使用者随时与指挥中心取得联系, 并将自己的位置传送给中心, 同时获得指挥中心的信息反馈, 另外还应当考虑到救援人员生理状态的监控及反馈。

3. 使用便利。

功能性服装在使用过程中需要充分考虑便利性, 决不能因信息交互功能的应用而使操作过程变得复杂。例如在为执勤用警服增加网络定位及通信功能时, 应当使其操作过程比使用常规通讯设备时更为便捷, 从而避免因通信而造成使用者执勤时发生误操作。

4. 易于保养。

功能性服装的使用通常是在工作场合, 因此会不可避免地增加消耗和损坏的几率, 同时这类服装的使用频率通常也较高, 如果难以保养或保养成本过高就会影响其使用, 因此需要在设计时尽量考虑使用耐磨损的材料、稳固的结构和相对低成本的技术内核。例如酒店管理人员的工作制服设计就要尽量考虑到其工作较易导致服装沾染污渍, 进而可能影响、损坏衣服内的通信芯片, 因此其服装材料应当防水、耐磨, 并易于清洁。

5. 避免过度设计。

通常, 信息交互技术在服装设计应用中的功能性大于装饰性, 且过度的设计会增加服装制作上的结构成本、保养成本, 造成一定的浪费。因此在设计此类服装时, 应当对使用场景做出充分的预设, 并要区分必要功能和非必要功能。

(三) 材料支持

新技术、新设计通常离不开材料的创新应用, 因此在信息交互技术应用于功能性服装设计时, 要充分考虑使用材料问题。一般来说, 能够进行信息传导的服装通常内部需要装有芯片及印刷电路薄膜, 因此对防水功能的要求特别高, 同时还要保证使用者穿着舒适, 具有一定的透气性。传统的针织或化纤布料自然无法胜任, 设计师需要使用纳米材料以获得不同功能间的良好平衡性。

五、结语

综上所述, 根据对功能性服装的发展状况以及信息交互技术发展趋势的分析与展望, 我们不难看出二者之间具有极大的交叉应用空间, 而这些对未来功能性服装设计的展望都根植于对使用者需求的预测以及信息技术的发展。我们有理由相信, 信息交互技术必将广泛地应用于功能性服装的各个层面, 为我们的生活、工作带来空前未有的变革。

摘要：当今社会, 单纯服装款式和色彩的变化已经很难再引起消费者的关注。服装在取暖以及装饰方面以外的功能性延伸, 将会成为未来服装设计的重要发展趋势。我们有理由相信, 信息交互技术必将广泛应用于功能性服装的各个层面, 为我们的生活、工作带来空前未有的变革。

参考文献

[1]王受之.世界时装史[M].北京:中国青年出版社, 2003

[2]边菲.制服设计[M].上海:东华大学出版社, 2011

[3]张有为等.人机交互技术:原理与应用[M].北京:国防工业出版社, 2004

[4][美]库帕 (Coper, A.) 著, [美]丁 (Ding, C.) 等译.交互设计之路:让高科技产品回归人性.北京:电子工业出版社

[5][美]库伯、瑞宁、克洛林著, 刘松涛等译.About Face3交互设计精髓.北京:电子工业出版社

信息交互设计 篇10

随着网络化、信息化时代的到来,医院信息管理也必然随之发生改变,医疗模式转变和数字化管理理念渐渐形成并成为主导。

20世纪60年代初,美国便开始了医院信息系统(Hospital Information System,HIS)的研究。日本及欧洲各国相继从70年代开始开展研究。我国的HIS是从80年代末期逐步发展起来的,虽然也有了长足的发展,但是大部分医院并没有让病人品尝到数字化医院所带来的好处[1,2],虽有些改变,但是长时间的排队、信息不透明等现象还是让诸多患者和家属不满。衡量一个医院的综合水平高低,不再仅局限于医院设施上,更要比“服务”,越来越多的患者,需要迅捷、方便地得到医院的医疗信息和自己的医疗诊断结果,并且能及时地反馈个人信息给医院。

医院信息交互平台[3],集Internet网站、计算机通信集成、计算机网络、数据库等技术于一体,为各医疗服务机构开辟了一种新的服务平台,实现全院信息的彻底数字化。

我国医院信息交互平台建设的瓶颈在于医院信息化程度的不足,以病人为中心的医院信息建设的思想未形成[4]。

本研究将为医院信息系统的进一步完善提供参考。

1 系统框架

对于医院信息系统交互平台,信息操作一般包括:数据的采集、数据传输、数据录入、存储、打印和浏览、数据备份和管理等。对应这些操作,硬件上则需要各种检测仪器(如心电图机、B超)、采集卡(用于非标准化接口设备)、网络设备、数据库服务器、数据存储器材(包括磁盘阵列和其他存储介质)等[5]。

图1是本交互平台的系统架构,针对现在各医院的基本设施主要添加了无线以太网和GPRS网络服务器,使各种检测设备直接网络化或者通过PC实现网络化,用户能够使用任何一种网络终端连接到Web服务器,从而使各种检测信息、诊断信息能够实时得到存储和获取。数据传输主要通过以太网和GPRS实现,其中GPRS因其移动性作为无线终端(如PDA手机等)的传输渠道;而以太网(包括802.3/802.11)都是用于医院内部各设备以及与其他主干网络的数据传输,保证数据传输的可靠。

平台中传输的信息按其性质可以分为五类:二维或三维的影像、视频信息(如B超、MRI、CT等);一维波形信息(如心电、脉搏波等);文本检查数据(如体温、血压等)及诊断信息;医生、护士、病人、药物及设备等基本信息;标准化HL7消息文件。医院检测设备信息直接或间接通过采集设备由医生有选择的上传到Web服务器,Web服务器再将数据按照特定结构存储到数据库中。诊断、文本信息、医嘱信息由医生直接通过Web上添加到数据库中;医生、护士、病人、药物及设备等基本信息由管理员通过Web或者直接添加到数据库中。HL7消息文件是遵循HL7数据传输规范封装的结构完好的XML文件,用于不同系统或者系统与远程设备之间的数据传输。

2 信息管理与数据交互

随着医院信息系统的发展,各大型医院的硬件基础设施已基本完善,因而数据的存储和交互的实现才是重点[6]。为实现医院信息系统交互,本设计使用Web服务实现交互平台的搭建,使用数据库服务技术实现数据的管理,参照DICOM数据模型实现数据的组织。

2.1 信息管理

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。使用数据库可以带来许多好处,如:减少了数据的冗余度,节省数据的存储空间;实现数据资源的充分共享等等。美国放射学会(ACR)和全美电子厂商联合会(NEMA)建立了规范医学影像及其相关信息交换的DICOM标准。DICOM之所以能促进图像信息有效地存档是因为它建立了规范性的数据结构和完整的数据模型,使得信息得到完整有效地表达。

DICOM标准中定义了四层信息模型:患者、研究、序列、图像,依据信息生成阶段和不同来源,在内容上紧密联系又相互独立,在过程中环环相连又层次清晰。对比DICOM的四层信息模型和医院诊断模式:患者信息对应挂号基本信息;研究信息对应诊断的病历信息;序列对应进行的各项检查;图像则对应检查的结果。以医疗信息部分的数据库表设计为例,设计时参照DICOM数据模型[7],采用中国人传统的习惯,按病人、研究、序列、影像四个层次进行构建数据库模型,表名采用英文,主键、外键采用英文(或简写),其他列标识采用中文列名的拼音首字母命名。表1为按照以上规则设计的研究信息表。

2.2 Web交互的实现

Web系统基于B/S模式,服务器提供数据浏览、查询、导入、导出等功能。Web服务器为三种用户提供服务:病人(普通用户)、医护人员和管理人员,每个用户具有不同的访问级别。在任何可以浏览WWW的网络终端上用户通过自己的用户编号和密码登录即可获得服务[8]。

2.2.1 病人与系统信息交互的实现

病人与系统的交互信息涵盖了诊断的所有信息以及医师、设备、药物等相关信息,是交互平台的重要组成部分。病人可以通过服务器访问自己所有病历信息以及各科室的医生简要信息,一方面便于病人察看病情、了解诊断、实行医嘱;另一方面通过了解医生信息选择合适的医生进行诊治。病人在进行信息浏览时信息的可获取性是严格控制的,每一级信息的浏览都需要在上一级获得可获取信息的编号,然后Web通过HTTP协议连接数据库获取相应的信息[9]。病人信息中有一项特殊的交互——病人信息XML封装输出。XML文档以标准化的格式存储了病人的基本信息,用户可以携带包含此文件的智能卡去医院进行诊断,方便病人参与诊断过程的同时减少了医师对数据的重复操作[10]。

图2(a)为用户登录后查看到的个人信息和研究信息列表;(b)为生成的用户XML文档。

2.2.2 医护人员与系统信息交互的实现

医生除了可以查看自己的信息以外,还可以查阅参与诊治的病人诊断信息,添加新病人的诊断信息和医嘱信息;护士主要是执行住院用户和在院病人的医嘱以及实时进行医嘱反馈。

医生与医院信息系统的信息交互的主要操作是在病人的诊断过程中将各种就诊信息以及医嘱信息添加到数据库中。本设计提供XML格式病人信息直接导入方式,信息存储在个人持有的智能卡中,通过读卡器直接读取病人的基本信息或者仅仅读取病人的patient No(用户编号),由系统从数据库服务器中读取其他相关信息。

加载完用户信息之后添加诊断检测信息、检测信息的录入界面在导入XML后就将自动显示病人的基本信息,方便信息的录入和核对过程。

医生通过登录后可以查看到病人的检查信息,图3分别为B超与心电检查的数据浏览示例。

其他用户(如护士和管理员)信息交互的方式同上,只是各自职责不同。护士主要的职责除了对病人进行日常护理之外主要是对病人医嘱的执行和反馈,帮助医生实施对病人的治疗;管理员则可以进行添加删除更新用户、添加删除更新药物仪器、数据备份等操作,同时负责对Web服务器日常维护、更新网页信息。

3 总结

本文为医院信息系统交互平台提供了完整的设计方案,实现了数据的管理和Web平台搭建的工作,解决了医院信息不透明和医院信息全数字化问题,为医院信息系统的发展提供了参考。

摘要：本文在设计基于Web的医院信息系统总体架构的基础上,着重对其数据交互进行设计。参考DICOM信息模型对数据进行规范化的分类,使用SQLServer2005数据库服务对数据进行统一管理。使用Web服务为用户提供网络交互平台,使病人、医生、管理人员通过统一的平台对医疗信息进行实时而不同级别权限的操作。

关键词：HIS,DICOM,数据库,Web

参考文献

[1]田子睿,刘旭宏,曹宇.医疗信息系统技术结构的现状与发展[J].北京生物医学工程,2002,21(3):234-237.

[2]刘挺.基于web的医院信息系统交互平台设计与实现[D].天津:天津大学,2008.

[3]于建国,毛玉明.基于因特网的电子病历系统的设计与安全技术[J].中国医疗设备,2009,24(2):48-50.

[4]李刚,孙智军,史淑红,等.医院计算机网络系统设计及管理探讨[J].中国医疗设备,2009,24(12):63-65.

[5]Angel Petrovski.John Grundy Web-enabling an IntegratedHealth Informatics System[C].Proceedings of the7th conference on object-oriented information system,spring lecture notes in computer science,2001.

[6]江捍平.美国卫生信息工作标准HL7-跨医疗卫生体系信息交换理论入门[M].北京:科学出版社,2005.

[7]ACR-NEMA,Digital Imaging and Communication in Medicine(DICOM),Part4,Service Class Specifications,2003:35-81.

[8]董建成,申飞驹,周董.基于Web的电子病历安全体系分析与设计[J].中华医院管理杂志,2007,22(8):560-563.

[9]向璐,向祚铁.Microsoft.NET XML Web服务程序设计[M].北京:清华大学出版社,2003.

信息交互设计 篇11

2001年至今先后主持完成了国家“十五”863/CIMS重点招标课题“实时数据库及监控系统”及其滚动课题“实时数据库智能监控平台”，以及国家“十一五”863计划先进制造领域目标导向课题“面向全流程多尺度的流程企业综合自动化集成应用平台”，成功研发了国内第一套完全自主知识产权的大型分布式实时数据库系统Agilor。

2007年8月起兼任中国石化生产执行系统研发的总设计师，带领联合研发团队成功地设计开发了中石化生产执行系统SMESv3.0。

近年来荣获国家科技进步二等奖1项，中国科学院科技进步一等奖1项以及中国石化科技进步一等奖1项；拥有国家技术发明专利2项，在相关主流国际会议上发表高水平学术论文70余篇。

2008年，在美国纽约召开的外国关系理事会上，信息技术领域巨头IBM以《智慧地球：下一代领导人议程》为题，正式提出“智慧地球”的概念。应该说，IBM描绘的以“物联网”和“互联网”为主要运行载体的“智慧地球”，从某种程度上看，是对当前世界所面临的许多重大问题的一种积极的解决方案。

业内人士指出，“智慧地球”理念的提出，能为IT产业带来新的希望，能够使信息技术渗透到社会的各个角落。信息技术的广泛应用，也可带动人们生活和生产方式的改变。智慧城市、智慧企业、智慧电网、智慧医疗等，正在成为描绘未来世界的蓝本。

其实，我国科学家和世界各国的信息技术精英一样，早在“智慧地球”的概念提出之前，就已经在打造这一智慧未来。“智慧地球”理念所涵盖的传感器技术、网络技术、智能信息处理等技术，我国均已具备一定研发基础和产业化能力。

王宏安，中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室主任，与他的团队一直致力于实时智能与人机交互的研究，通俗意义上来说，即如何智能化生产，如何智慧化生活。

实时智能：打造智能工厂

“智慧地球”通过新一代信息技术改变人们交互的方式，提高实时信息处理能力及感应或响应速度，增强业务弹性和连续性，促进社会各项事业的全面和谐发展。同时，随着智能技术快速发展和应用，智慧的概念逐渐延伸至各个领域，如智能电网、现代物流、智能交通、智慧安防、环境监测等。

智能技术是用机器来模拟人的外在认识及思想行为的技术总称，核心是用计算机来模拟人在各个过程中的智力活动（如分析、推理、判断、构思和决策），从而扩大、延伸和部分替代人类的脑力劳动，实现知识密集型生产和决策自动化。

实时要求与智能技术的结合导致了实时智能技术的出现，扩展了传统实时技术领域。其内涵包括：

以功能自动化和决策支持为目标；

更多关注实时信息的分析、知识或规律的发现以及快速的决策反应等；

实质是用实时智能技术取代传统的某些需要人工判别和决断的实时任务，达到最优化。

王宏安对此形象地描述：“在这一瞬间下雨了，你现在拿到伞，和你一个小时之后拿到伞的效果肯定截然不同。”“过去人们解决问题不考虑时间限制，但是有的事情和时间约束是密切相关的。实时智能，我们关注的是怎样把时间约束放到智能算法里面去。实时智能的核心问题是怎样在具有时间约束的情况下用人工智能方法解决复杂问题。”

从“九五”开始，王宏安及其团队就开始在实时信息处理上倾注心血。他们成功研发了国内第一套完全自主知识产权的大型分布式实时数据库系统Agilor。该系统不仅能够实时采集来自不同控制系统或传感器网络的实时数据，而且支持远程实时数据压缩与传输服务，具有海量实时、历史数据的压缩、存储与解压、查询等功能，同时具备实时事件报警、过程事故跟踪等功能，每秒能够处理20000个数据更新事务和完成5000条主动规则推理。在石化、电力、冶金、航天、电信等行业200多家大中型企业得到成功应用，受到了用户的一致好评，实现了与国外主流实时数据库系统产品同台竞争，打破了国外实时数据库系统产品在国内的垄断格局。

在这之后，他们开始了与中国石化等单位合力打造“石化智能工厂”的征程。

石化智能工厂是为满足我国石化企业从总部至下属企业及工厂智能化的发展需求，面向石化产品的全产业链环节，综合采用先进制造技术、智能信息技术和高效辅助决策机制为企业服务的新型生产运营模式，以实现复杂环境下石化生产运营的高效、节能和可持续发展，其主要特征包括泛在感知、高度集成、模型驱动、自治能力和人机协同。在中国石化的鼎力配合与支持下，他们将研发团队与业务部门进行捆绑，从企业生产的实际需求出发，针对应用进行技术架构设计，于“十五”和“十一五”期间，在科技部重点支持下，成功研发了面向大型流程企业并具有自主知识产权的工业软件SMES。

SMES研发团队汇集了中国石化、中科院软件所、浙江大学等单位，打破了国外技术垄断，取得了基于工厂模型的可配置体系结构、多层递阶物料平衡算法、事件驱动的操作过程管理与智能报警等多项创新成果。SMES现已成功应用于中国石化燕山、天津、茂名等多家特大型炼化一体化企业，并获中国石化科技进步一等奖（部级），列为中国石化“十一五”重点推广项目。

据实验室成员刘伟博士介绍，目前这一软件已经成功应用于中国石化近七成炼油厂，并在“十二五”期间获得进一步推广。

人机交互：如何智慧生活

Iphone是当下备受推崇的数码新宠，在谈到人机交互时，中国科学院软件研究所研究员田丰，首先就提到了它。

在田丰看来，iphone的热销，除了硬件系统过硬之外，更在于它人机交互方面的成功：“iphone等设备中的多指触控不单单是交互中运用手指数量的增加，更多的是将交互行为从离散的点击交互提升为连续的手势交互，而这些手势，如利用手指的滑动和轻弹来移动和浏览对象，或利用两指的捏紧或撑开来进行对象缩放等，都是来自于我们日常生活经验中的操作方式。”

如果你认为人机交互只限于手机或者电脑显示屏，那你就大错特错了。

王宏安说，人机交互不光体现在移动终端方面，也应用在虚拟现实、增强现实这一领域，有着面向国内重大需求的应用。

在这一点上，北京、河南等多所全日制小学和打工子弟小学的孩子们似乎比我们的理解更为深刻和直观。

作为“面向发展中国家的移动和渲染式识字研究”的国内合作者，人机交互技术与智能信息处理实验室与美国的卡耐基梅隆大学、加州大学伯克利分校合作，利用手机等交互设备，对上百名儿童进行用户研究和可用性分析。发现相关研究成果不仅可以增强儿童的创造性、学习和协作能力，还可以帮助孩子们获得同课堂学习一样的效果。

田丰团队采用沉浸式自然交互的思路，利用中国的传统文化—皮影戏的形式，将手机和其他计算设备融入其中。使孩子们可以根据提供的模板发挥想象，创造皮影形象。他们把像护腕一样的传感器戴到手腕上，就可以和同伴一起创造和享受在屏幕上用数字技术表演的皮影剧情。

这种方法利用儿童在日常活动中已经形成的经验和知识，大大提高了交互的自然性，减轻了认知负担，并且通过传统文化的形式可以提高孩子们的学习和活动兴趣。更为重要的是，将信息技术引入到传统的学习和文化活动中，带来了传统教学方式和活动方式在角色、活动规则、协作方式等方面的深刻变化。孩子们由被动学习变为主动学习，通过争论、判断和自我纠正的迭代过程来学习知识，这是很难通过传统的课堂教学方式实现的。

除此之外，王宏安还为我们介绍了实验室与协和医院合作研究的最新成果Early Warning。而这一成果，则应该属于智慧医疗范畴。

对于心脑血管疾病患者和高风险人群来讲，治疗时间窗口很重要。如何实现这类潜在患者的极早发现、极早治疗，是医务工作者十分关注的问题。通过人机交互传感器，医院可以实时监护患者的行为，如发现异常，便有意识地引导他做一些辅助治疗，并根据症状区别告诉潜在患者如何对症治疗。人机交互和实时监测技术，成功实现了心脑血管疾病的早期监测。

目前世界各国都将人机交互作为研究重点，我国中长期科技发展规划已将人机交互列为前沿技术和基础研究的重要内容。然而，我们目前人机交互在国内还处于起步阶段，所产生的国际水平的研究成果很少。人机交互技术与智能信息处理实验室在这一领域做出了开拓性的学术贡献：通过近几年来的努力，整个团队在ACM SIGCHI年会、ACM IUI、ACM Trans.、IEEE CVPR、RTSS、RTAS等重要期刊或学术会议上发表论文200余篇；其中，大陆研究机构发表在人机交互顶级会议ACM SIGCHI年会的11篇文章中，有5篇出自该实验室，在海内外产生重要影响；发表在实时领域顶级会议IEEE RTSS’06的一篇论文，实现了20多年来零的突破；他们还首次提出“以人为中心的信息物理融合系统”。

王宏安曾经非常醉心于数学研究，却走进了计算机的这道门。现在，他已深深喜欢上了计算机。他说，“未来人们将总是利用一些信息系统跟环境打交道，我们希望能够通过我们的努力，使人机交互的信息系统更符合人的认知特点，使人们能够利用它改造自然、研究自然、享受自然，实现更好的生活，这是一个愿景。”

这样的愿景不仅是王宏安和他的团队钟情的梦想，在IBM的“智慧地球”的梦想中，也为中国量身打造了六大领域的智慧解决方案。

如果IBM的计划得以实施，“智慧地球”对我国国家安全和信息安全可能带来负面影响。目前，在互联网领域，我国能够掌控的核心技术还十分有限，如果再加上传感器和射频标签的普遍应用，由此带来的安全风险也就更加难以估量。

只有我们自己真正掌握了与“智慧地球”相关的核心技术，我们才能从容地应对“智慧地球”可能给我国带来的各种影响，才能真正实现我们心中“智慧世界”的蓝图。

信息交互设计 篇12

SF6气体绝缘组合电器GIS(Gas Insulated Switchgear)具有结构紧凑、占地面积小、噪声低、检修周期长、可靠性高等特点,近年来广泛应用于电力系统中。

由于GIS是全封闭组合电力设备,一旦出现事故,造成的后果比分离式敞开设备严重得多,故障修复极为复杂。因此对GIS实施在线监测并降低设备故障率十分重要,否则会对电力系统和用户造成重大危害[1]。目前GIS主要在线监测项目包括局部放电(以下简称局放)、SF6气体微水和密度、断路器机械特性等[2]。

IEC61850系列标准是最为权威的关于变电站自动化系统通信的国际标准[3]。它采用分层思想将变电站分为站控层、间隔层和过程层,制定了变电站实时信息和其他信息传输要求的服务模型,为变电站自动化系统提供了建模和结构方面的标准,以实现不同厂家的智能电子设备(IED)之间的互操作性,提高变电站的自动化水平。

GIS等电力设备的状态监测功能不仅包括电量状态信息的采集,还包括一些非电量状态、环境状态信息的采集和状态评估、故障诊断等,和常规变电站综合自动化系统中的监测功能区别较大。随着越来越多的状态监测设备投入运行,将GIS等电力设备在线监测作为一个子系统纳入变电站综合自动化系统是必然的趋势,实现监测预警以及评估诊断等智能监测功能也是GIS等设备实现智能化的必然要求。

本文针对GIS智能监测的要求,提出符合IEC61850内涵实质的GIS状态信息流建模方法、通信体系和数据交换接口,讨论了实现GIS智能监测的信息共享与交互策略,给出了基于MMS的客户端/服务器开发流程。

1 GIS智能监测的主要功能要求

绝缘问题和机械故障是影响GIS安全、稳定运行的主要因素,当前GIS状态监测的主要内容也同样是围绕绝缘状态和机械、电气性能2个方面展开的。

GIS绝缘状态监测主要通过对GIS绝缘性能下降时所激发的声、光、电等物理现象和绝缘性能下降后引起绝缘气体中的变化判断和评估GIS绝缘性能下降的程度,主要监测局放[4]、SF6气体微水、密度及SF6气体组成成分[5]。机械、电气性能状态监测主要针对断路器开关操作机构的动力特性、振动特性、绝缘特性和导电特性等方面展开,主要监测操动机构触头行程-时间、合分闸线圈电流、断路器振动信号、电机储能、液压等[6,7]。

为实现GIS智能监测和信息交互,智能监测IED采集电量、非电量等实时数据和报警信息,包括局放峰值、相位、频率,SF6气体微水、密度及SF6气体组成成分,断路器合分闸线圈电流、断路器振动信号、泄漏电流、开断电流及对应的报警信息等,以日志的形式储存并以MMS报文的方式上传给主IED,主IED依据相关标准设定的阈值,实现初步的故障预警、状态评估和故障诊断。

故障预警和评估诊断结果以MMS报告的形式发给后台评估诊断系统,进行综合状态评估和故障诊断、状态预测和风险评估。

实现运行状态的智能评估诊断时需要用到各类图谱文件,如局放监测的放电信号波形文件和放电信号图谱文件,以及断路器监测中的录波文件,如开断电流波形曲线文件、合闸线圈电流波形文件、分闸线圈电流波形文件等。这些图谱文件由高速信号采集传感器采集,通过嵌套在智能监测IED内的计算模型自动生成。应通过ftp或IEC61850文件服务的方式经主IED传送相关数据文件给后台评估诊断系统,并与指纹数据比对,基于智能算法实现对GIS的状态评估和故障诊断,给出评估诊断结果。

系统运行过程中,应可以灵活设置系统参数和运行参数,如智能监测IED的采样间隔以及报警阈值等,可以通过IEC61850协议的定值组操作,以MMS报文的方式实现。

2 实现GIS智能监测的IEC61850信息建模方法

IEC61850采用面向对象建模技术,面向物理设备建模。一个监测功能物理设备(指按功能分类,具有某种监测功能的物理设备),应建模为一个IED对象。一个监测功能物理设备是指该对象是一个容器,包含服务器(server)对象,服务器描述了一个设备外部可见(可访问)的行为,每个服务器至少应有一个访问点(Access Point),每个服务器包含一个或多个逻辑设备LD(Logical Device)。逻辑设备具有公用特性的逻辑节点LN(Logical Node),逻辑设备包含逻辑节点。逻辑节点是需要通信的每个最小功能单元,包含数据(DATA)对象,数据对象包含逻辑节点的所有信息。数据对象包含数据属性DA(Data Attribute),是对象模型中信息的最终承载者。

此外,IEC61850中对象信息模型还定义了数据集、报告控制块、日志控制块等十几个模型,以提供数据、数据属性及数据集等的操作服务。信息模型不仅是数据的集合,而且是数据与功能服务的有机统一体,模型中的数据和功能服务相互对应,数据的交换通过访问对应的功能服务逻辑节点来实现。数据与功能服务的紧密结合使模型具备了良好的稳定性、可重构性和易维护性。信息模型层次化结构见图1。

根据上文分析的GIS在线监测主要监测量,本次建模要用到的逻辑节点见表1。其中,逻辑节点LLN0、LPHD在IEC61850模型中不可或缺。

该模型中,需要对相应的逻辑节点和数据进行必要的扩展以满足实际监测要求[8,9]。

a.逻辑节点SPDC。Op Cnt(动作计数)是强制的,扩展了数据Max Pa Dsch(最大放电量)、Aver Pa Dsch(平均放电量)、Max Pa Ds Ang(最大放电量相位)、Frq Pa Dsch(放电频率),及其对应的告警数据Max PaDsch Alm、Max Pa Ds Ang Alm、Aver Pa Dsch Alm、Frq PaDsch Alm,增加了可选数据Pa Dsch Alm(局放告警)。

注:M表示必选,O表示可根据设备功能选择。

b.逻辑节点SIMG。选择了可选数据Den(SF6气体密度)和Pres(SF6气体压力)及其对应的告警数据Den Alm(SF6气体密度告警)和Pres Alm(SF6气体压力告警);增加了已有数据H2O(微水)及其告警信息(H2OAlm)

c.逻辑节点XCBR。扩展了数据Rct Tm Opn(分反应时间)、Rct Tm Cls(合反应时间)、Op Tm Opn(分操作时间)、Op Tm Cls(合操作时间)、Stk Opn(分闸行程)、Stk Cls(合闸行程)、Vib Amp(振动幅值),增加了数据Col Opn(分闸线圈电流)、Col Cls(合闸线圈电流)、Op Tm Alm(开关操作超时)、Op Cnt(操作次数),及它们对应的告警信息Rct Tm Opn Alm、Rct Tm Cls Alm、Op Tm Opn Alm、Op Tm Cls Alm、Stk Opn Alm、Stk Cls Alm、Vib Amp Alm、Col Opn Alm、Col Cls Alm、Op Tm Alm Alm、Op Cnt Alm。

d.逻辑节点SOPM。增加了可选数据En(储能)、Hy Pres(液压),及它们对应的告警信息En Alm、Hy Alm。

3 基于MMS和客户端/服务器模式的GIS智能监测信息交互策略及系统设计

3.1 基于MMS和客户端/服务器模式的信息交互策略

IEC61850有服务器/客户端和发布/订阅式2种通信模式,前者是ACSI核心服务(包含大部分ACSI服务)的映射方式,故本系统采用这种通信模式。

每个IED包含客户端和(或)服务器功能。GIS智能监测IED作为服务器,与传感器配合,负责采集和上传各种电量、非电量等实时数据和报警信息。GIS状态监测主IED是GIS智能组件监测功能组的中枢单元,其主要任务是根据各智能监测IED的监测数据和结果对GIS进行综合的故障诊断和状态评估,此时主IED充当客户端;同时负责后台诊断系统与各智能监测IED之间控制指令与数据的转发,此时主IED充当服务器。后台诊断系统从主IED获得GIS实时监测数据,然后结合现有的标准规范导则、缺陷指纹库、专家系统、历史监测数据、实时监测数据等对GIS当前工作状态做出评估及故障诊断,给出状态评估及故障诊断结果,此时它充当客户端角色。

GIS智能组件监测功能的系统架构见图2,它由GIS局放监测IED、GIS气体状态监测IED、断路器监测IED及GIS智能监测主IED等构成,主IED接入过程层网络和站控层网络,其他各IED接入过程层网络。各IED之间以及IED与其他系统之间基于IEC61850标准实现信息共享与通信。

在客户/服务器服务协议集中,规定了TCP/IP和OSI 2种传输协议集,由于各种软件平台和开发环境对TCP/IP通信都有良好的支持,所以本文的研究开发都建立在MMS+TCP/IP+ISO/IEC8802-3架构的基础上。该架构的通信模型见图3[10]。

MMS的通信底层采用ASN.1标准来表示网络上传输的信息。ASN.1采用二进制形式表示数据,是一种位于表示层的、对分布计算机系统之间交换的数据进行抽象描述的规范化语言。ASN.1标准采用二进制的形式表示数据信息,适用于实时性要求较高的场合。经ASN.1描述的信息独立于任何应用环境,从而实现不同系统之间的通信。ASN.1分为2个部分,即语法规则和编码规则。语法规则从数据类型、内容顺序或结构等方面来描述消息的内容;编码规则规定如何表示实际消息中的数据。IEC61850在MMS编码/解码中使用的是BER基本编码规则[11]。

3.2 GIS智能监测信息交互系统设计

在IEC61850标准规定的通信规范下,数据的交换是通过访问对应的功能服务逻辑节点来实现的。报告和日志是信息交换的主要手段。报告提供从逻辑节点到客户端传输数据值的功能,日志模型将数据按时间顺序存储到日志中以备查询。

本系统中,智能监测IED可以预先配置激活报告控制,在上次报告以后,仅报告变化数据,或在特定情况如数据变化、循环时,发送特定数据集的全部数据值。智能监测IED可以在主IED干预的情况下,重复报告数据。主IED可远方停止智能监测IED向自身发送报告。此外,主IED可以在任何时候启动总召唤去接受应用特定数据集的全部数据值。

IEC61850-7-2定义了2类报告控制类,分别为缓存报告与非缓存报告。缓存报告具有通信中断时续缓存事件数据、保证事件顺序、减少服务器报告次数等优点,有利于保证数据传输更加可靠,适用于智能监测IED中的各种告警信息;而非缓存报告则具有快速传输数据等优点,适用于智能监测IED中的各种测量信息[12]。

本文GIS智能监测IED的模型中定义使用了2个数据集GISAlmdata和GISMea Data。其中,GISAlmdata数据集引用已定义基本信息模型中的告警数据,采用缓存报告控制块(BRCB);GISMea Data数据集引用测量数据,采用非缓存报告控制块(URCB)。

GIS智能监测系统中,智能监测IED除了要保存和上传在线监测设备产生的测量、状态、控制等信号量以外,还要保存和上传各种图谱文件,主要有局放监测与诊断中的放电信号波形文件和放电信号图谱文件、断路器监测中的录波文件等。这些图谱/录波文件通过嵌套在智能监测IED内的计算模型自动生成,同时向上级系统发送录波文件完成信号,主IED和后台诊断系统通过ftp或IEC61850召文件方式读取文件。对于局放特征图谱而言,每个局放传感器对应1个数据文件;断路器录波文件应三相合并传输,不同类型的录波文件分开传输。

当状态评估异常时,图谱/录波数据文件传输时间间隔不低于5 min、且不超过1 h,文件传输完成后,可储存6个月。在线监测信号正常时,也定期发送特征图谱/录波文件(1)。

智能监测IED通过MMS报告方式上传实时测量、报警信息、初步评估诊断结果或通过文件方式上传图谱、录波文件,主IED接收、保存、实时显示数据,并就地进行初步的监测预警、状态评价、故障诊断和状态预测,同时,主IED还要将所有的数据、报警信息、文件发送给后台诊断系统。后台诊断系统在专家知识库和指纹数据库的支持下,利用在线监测数据和已有的离线数据对GIS的运行状态进行状态评价、故障诊断、状态预测和风险评估,给出并实时显示评估和诊断结果。信息交互模式如图4所示。

3.3 IEC61850 MMS服务器和客户端开发设计

基于以上分析,本文建立了一个基于MMS的GIS智能监测服务器,其主要的功能包括数据上传、文件操作、定值组操作等。

数据上传主要是将各种实时监测值和报警信息通过报告发往客户端,这是GIS智能组件状态监测IED中最重要的功能之一。首先将模拟量和开关量放到各个数据区中(可以同时放多个),然后进行触发,填入IEC61850服务器函数库内部,进行逻辑判断,产生数据变化报告发往客户端。函数流程见图5。

文件操作主要包括从服务器读文件到客户端、获取服务器文件服务目录、删除服务器上的某个文件、上载文件到服务器服务目录。通过文件操作,可以实现图谱和录波数据文件在智能监测IED、主IED和后台之间的传输,这是局放和断路器智能监测必需的功能。

定值组操作可以用来实现客户端对服务器采样间隔以及报警阈值的设定。客户端可根据服务器上传的状态监测值的变化,采用一定的策略与算法,合理地设定服务器当前采样间隔以及报警阈值,并使服务器按照新的采样间隔以及报警阈值运行,这对GIS状态监测IED的科学、合理、高效运行十分重要。

函数流程如图6所示。定值组分为多组,每次读写操作都是针对当前组,当前组的组号可以通过客户端程序进行读/写。每次操作时,先读定值组的总组数,再读当前激活的定值组号,再修改当前激活的定值组号,最后编辑修改某组定值。

服务器程序的流程如图7所示。

IEC61850 MMS客户端程序开发流程如图8所示。客户端根据服务器的IP地址,动态连接服务器,不仅可解析服务器主动上传的所有报告,也可主动召唤服务器上的信息,并支持IEC61850规定的客户端对服务器的多项操作服务。

4 结语