●詹麗華，李育嫦，潘瑞冰（肇慶學(xué)院圖書館，廣東肇慶526061）

基于情景感知的移動搜索的演變和實現(xiàn)

●詹麗華，李育嫦，潘瑞冰（肇慶學(xué)院圖書館，廣東肇慶526061）

情景感知；情景感知計算；信息檢索；移動搜索

從情景信息檢索的演化發(fā)展入手，總結(jié)出基于情景感知的信息檢索演變的三個階段：基于語境、情景的信息檢索，情景信息檢索與查詢的集成，基于情景感知的移動搜索。討論了基于情景感知的移動搜索實現(xiàn)的技術(shù)與方法，認為基于情景感知的移動搜索已基本實現(xiàn)垂直搜索和本地搜索，滿足用戶的個性化需求和本地化需求是當(dāng)前及以后的發(fā)展方向。

1 問題的提出

近幾年，隨著移動互聯(lián)、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，以PDA、智能手機、平板電腦等手持設(shè)備為代表的移動終端得到了廣泛應(yīng)用。2014年5月24日，全球領(lǐng)先的移動互聯(lián)網(wǎng)第三方數(shù)據(jù)挖掘和整合營銷機構(gòu)艾媒咨詢（iiMedia Research）發(fā)布了《2013-2014年中國移動搜索市場研究報告》，報告數(shù)據(jù)顯示，2013年中國移動搜索市場規(guī)模達到50.6億元，同比增長82.7%；移動搜索用戶總量達到4.3億，同比增長30.3%。［1］

移動搜索的快速發(fā)展，情景感知及情景感知計算功不可沒，如利用情景的多層屬性可以改進檢索結(jié)構(gòu)從而改善移動信息檢索，將情景感知中間件應(yīng)用于移動多媒體，有助于異步消息傳遞及情景信息的存儲與管理等?；谇榫案兄囊苿铀阉鞒蔀樾畔z索領(lǐng)域和計算機領(lǐng)域新的研究熱點，具有改進移動檢索效果、促進移動通信發(fā)展等現(xiàn)實意義。

2 基于情景感知的移動搜索的演變

情景這一概念最先出現(xiàn)在認知科學(xué)領(lǐng)域和語言學(xué)領(lǐng)域，后來在人工智能領(lǐng)域成為廣受討論的對象。A.Dey對情景的定義廣被接受：情景即任何可以被用來描述實體情況的信息，實體可以是人、位置或物體，以及它們與用戶和應(yīng)用之間的交互，并包括用戶和應(yīng)用本身。［2］情景感知源于普適計算的研究，最早由Schilit和Themer提出，認為情景感知能將情景告知應(yīng)用，而應(yīng)用能適應(yīng)情景。［3］Dey認為，無論是桌面計算機還是移動設(shè)備，普適環(huán)境中使用情景的應(yīng)用，都叫情景感知，情景感知獲取的信息即情景，指任何可以描述實體情況的信息。［2］從信息檢索的角度來追溯，基于情景感知的移動搜索經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。

2.1 基于語境、情景的信息檢索

在傳統(tǒng)信息檢索領(lǐng)域（基于計算機的信息檢索），情景指環(huán)境狀態(tài)和設(shè)置的集合，該集合能確定應(yīng)用程序的行為，或者將發(fā)生地應(yīng)用程序事件反饋給用戶。［4］上下文信息檢索，基于語境、情景的信息檢索，被視作基于情景感知的信息檢索的開端，主要強調(diào)把情景信息整合到檢索過程中，利用情景信息幫助分析語義（包括查詢?nèi)蝿?wù)的語義和信息內(nèi)容的語義），以獲得更符合語義實際的檢索效果，相關(guān)研究集中在查詢擴展、命中文檔的排序、推薦過濾等方面。［5］

2.2 情景信息檢索與查詢的集成

2005年，Ingwersen和Jarvelin在《轉(zhuǎn)折——在情境中集成信息查尋與檢索》一書中提供了一個與情境相關(guān)的整體主義認知觀，提出了情景信息查詢與檢索的集成框架。與基于語境、情景、上下文的信息檢索相比，該框架突破了情景幫助分析語義這一單向功能，更強調(diào)在任務(wù)、領(lǐng)域和信息系統(tǒng)情景下用戶行為的分析以及檢索的交互。該著作引發(fā)了新一輪情景信息檢索的研究熱潮。①情景信息的收集、融合、建模與管理。如Ejigu提出一種基于本體的通用內(nèi)容管理模型（GCOM），它有助于情景推理及規(guī)范情景的語義結(jié)構(gòu)；［6］Stefano構(gòu)建了一個支持情景感知的Web應(yīng)用程序概念框架，用于加強情景知識的管理。［7］②情景信息檢索與新技術(shù)的結(jié)合。如Kwon，Kim提出利用泛在計算方法、［8］Mizzaro，Vassena提出社會化方法改進基于情景的信息檢索。［9］③基于情景感知的信息檢索。如構(gòu)建多功能的普適服務(wù)平臺、將信念修正理論應(yīng)用于模型化自適應(yīng)信息檢索等。④情景信息檢索的評估，如以實驗室為基礎(chǔ)從擴展評價、情境模擬、用戶研究三個方面對情景信息檢索的有效性進行評估。

2.3 基于情景感知的移動搜索

移動搜索是指以移動設(shè)備為終端對普遍互聯(lián)網(wǎng)的搜索，以高速、準確地獲取信息資源。PDA、智能手機等移動終端的廣泛應(yīng)用，促使基于情景感知的檢索從傳統(tǒng)信息檢索領(lǐng)域向移動搜索領(lǐng)域迅速拓展?；谇榫案兄囊苿铀阉髋c基于情景的傳統(tǒng)信息檢索在檢索發(fā)生的地點、檢索目的、用戶對檢索結(jié)果的要求、檢索結(jié)果的輸出等方面存在很大不同。例如，移動檢索發(fā)生在移動終端，傳統(tǒng)信息檢索發(fā)生在桌面計算機；移動檢索以搜索背后的應(yīng)用為主，傳統(tǒng)信息檢索以獲取相關(guān)文檔或網(wǎng)頁為檢索目的；移動檢索既分析文本、圖表、音頻、多媒體等內(nèi)容，又分析情景，以加強有用信息及其相互間的關(guān)系，而傳統(tǒng)信息檢索致力于處理內(nèi)容；移動檢索強調(diào)檢準率和結(jié)果的簡潔性，傳統(tǒng)信息檢索強調(diào)人機交互等。因此，不能簡單地將后者的相關(guān)方法技術(shù)移植到前者中去，需要針對移動搜索的隨時隨地隨身性、精確性、個性化等特點研發(fā)新的情景感知算法與感知技術(shù)。與基于情景的傳統(tǒng)信息檢索相比，基于情景感知的移動搜索需要集中解決以下問題：①移動搜索特別是手機搜索中，用戶大多利用碎片時間，而桌面搜索大多是利用用戶的整塊時間，怎樣才能把握用戶、盡可能地占用用戶的碎片時間；②如何根據(jù)移動用戶的搜索記錄、習(xí)慣等分析其個人偏好，推薦符合個人需求的搜索結(jié)果；③如何挖掘用戶的查詢、記錄、點擊等數(shù)據(jù)，并在挖掘數(shù)據(jù)中實現(xiàn)隱私保護。

3 基于情景感知的移動搜索的實現(xiàn)

3.1 理論構(gòu)建

對于情景感知應(yīng)用于移動環(huán)境，Anagnostopoulos等從理論層面進行了詳細全面的論述。首先，一個情景感知系統(tǒng)（CAS）由情景建模、普遍性和系統(tǒng)行為三個邏輯軸構(gòu)成，該模型既能描述非結(jié)構(gòu)化的原始數(shù)據(jù)，也能描述與人的行為相關(guān)的關(guān)系模型、原生實物模型等邏輯模型；第二，將移動環(huán)境中的情景如資源與設(shè)備、鄰近空間、用戶交互的計算對象作為概念圖、語義圖進行建模；第三，通過獲取、集成、匹配、發(fā)現(xiàn)、查詢、自適應(yīng)、推理、情景質(zhì)量指標與情景集成等行為來實現(xiàn)情景感知；最后，通過上下文生成摘要、從原始數(shù)據(jù)中選擇摘要數(shù)據(jù)兩種方法構(gòu)建情景感知的應(yīng)用框架。［10］在上述研究基礎(chǔ)上，作者進一步研究了支持情景感知移動設(shè)備的情景監(jiān)測、適應(yīng)、分布和推理的基礎(chǔ)設(shè)施和架構(gòu)。

3.2 支撐技術(shù)

便攜式移動設(shè)備和無線通信是實現(xiàn)移動搜索的最基礎(chǔ)的技術(shù)支撐。傳感器技術(shù)是基于情景感知的移動搜索實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。在室外最常用的是全球定位系統(tǒng)（GPS），此外，移動通信運行商的基站也常用來為移動通信設(shè)備定位。室內(nèi)位置跟蹤系統(tǒng)有基于紅外信息（IR）、RFID、WIFI等，或基于室內(nèi)GPS信號發(fā)生器。［4］

3.3 移動情景的感知計算

在總結(jié)前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，顧君忠認為情景感知計算是：①近似選擇；②自動情景重構(gòu)；③情景化信息與命令；④情景觸發(fā)動作。［11］一般使用簡單的IF-THEN規(guī)則說明情景感知系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)如何適應(yīng)情景。情景感知計算的實現(xiàn)離不開結(jié)構(gòu)完整的情景感知系統(tǒng)。一個完整的情景感知系統(tǒng)能夠收集環(huán)境或用戶態(tài)勢的信息，將這些信息翻譯成適當(dāng)格式；組合情景信息，生成更高級的情景信息，或是將其他情景信息歸并后導(dǎo)出；基于檢索到的信息自動采取動作；使信息能讓用戶隨時存取和易于存取，幫助用戶更好地完成任務(wù)。［12］

3.3.1 移動情景的獲取、表示與使用

移動情景的獲取，即如何感知情景并交付給應(yīng)用程序。Chen和Kotz認為，為了在應(yīng)用中使用情景，必須有一個機制來感知當(dāng)前情景，并將之交付給應(yīng)用程序，并將感知分為以下幾類：［4］①位置感知，實現(xiàn)位置感知的前提是用戶愿意將位置情景提供給系統(tǒng)；②感知位置之外的其他初級情景，如感知時間、鄰近對象、網(wǎng)絡(luò)寬帶；③感知高級情景，如感知用戶的當(dāng)前活動；④感知情景變化，如使用信息監(jiān)測器來獲取新的副本信息。Coppola等［13］構(gòu)建了一個在移動設(shè)備上使用的情景感知瀏覽器（Context Aware Browser，CAB）以基于現(xiàn)實世界的真實情景來搜索數(shù)字世界的信息。

移動情景的表示，即情景的建模、解釋、存儲、檢索等。對于情景建模，Chen和Kotz認為情景信息類型多樣，它們的不同屬性導(dǎo)致使用不同的方式來表達和建模，并專門討論了位置建模問題。［4］顧君忠總結(jié)了六種情景模型：關(guān)鍵值模型、模式標識模型、圖形模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、邏輯模型、本體模型。［11］情景的解釋是指對處理過的情景進行語義解釋，以獲取隱藏在相關(guān)情景特征后面的語義。例如位置情景中，直接告知用戶的經(jīng)緯度即是解釋過的情景，告知用戶的所在街區(qū)即是未解釋的情景。Jones和Brown［14］應(yīng)用布爾過濾器來實現(xiàn)情景感知的文件匹配，信息檢索與信息過濾中，采用查詢文檔匹配分數(shù)來提高移動搜索的效率，并設(shè)計了情景感知采集器來采集存儲情景信息，幫助建立用戶模型，提高移動搜索的個性化水平。

移動情景的使用，即以適當(dāng)方式使用情景信息。情景的使用一般有四種類型。①情景作為輸入。情景輸入和用戶輸入同時輸入給系統(tǒng)，系統(tǒng)對他們處理后給出輸出。②情景修改輸入。系統(tǒng)的輸入還只是用戶輸入，情景是作為系統(tǒng)運行的一種調(diào)節(jié)因素起作用。針對用戶輸入，系統(tǒng)運行期間會按情景輸入調(diào)整，給出相應(yīng)的輸出。③用戶－系統(tǒng)反饋環(huán)中的情景。系統(tǒng)根據(jù)輸出收集情景，交給用戶，用戶識別哪些情景可以或應(yīng)該作為新的輸入給系統(tǒng)，系統(tǒng)將對新輸出再加工處理，形成新的輸出。④情景作為觸發(fā)器。情景信息作為輸入，系統(tǒng)根據(jù)輸入和觸發(fā)信息的比對，滿足預(yù)設(shè)匹配條件就給出相應(yīng)輸出。

3.3.2 移動情景的推薦算法

移動情景的推薦算法關(guān)系到移動搜索個性化的實現(xiàn)問題?？紤]到移動環(huán)境中用戶的個性化、動態(tài)性、情景信息的變化與豐富性，研究者提出了多種推薦算法，以在某些特定情況下向用戶推薦項目。如Norma等提出了一種基于位置的情景感知推薦算法，它通過挖掘用戶社交網(wǎng)絡(luò)資料來自動推斷用戶喜好；［15］Xiang等考慮到其他的情景信息，如時間、地點、公司的其他人等，介紹了上下文預(yù)過濾、過濾后建模等算法。［16］Carsten等介紹了一種基于語義的地理信息檢索的算法，將傳感器獲取的地理信息與WEB本體之間形成映射，用基于用戶位置和喜好的個性化沖浪點作為案例來評估地理信息檢索的語義規(guī)則的能力。［17］

3.3.3 移動搜索中的隱私保護

隱私保護是移動搜索服務(wù)的一個既重要又相對較難的目標。Teerakanok等認為，在基于位置的服務(wù)中，通過K-匿名，定時模糊邏輯和一個單向散列函數(shù)三個重要技術(shù)的組合為用戶提供認證過程和查詢過程以保護用戶的隱私和防止被跟蹤。［18］Riboni D等提出SpaceTwist和AnonTwist算法來保護用戶訪問移動服務(wù)的POI檢索的隱私。［19］

3.4 實踐應(yīng)用

基于情景感知的移動搜索的實踐應(yīng)用十分廣泛，主要體現(xiàn)在以下幾方面。①與社交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。例如，騰訊于2011年推出的微信具備移動即時通信功能，它支持發(fā)送語音短信、視頻、圖片（包括表情）和文字、支持查看所在位置附近使用微信的人（LBS功能）、微行情：支持及時查詢股票行情等，迅速成長為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)社交模式。②緊急情況救助。例如，在緊急情況中，移動終端感知用戶位置并將之告之應(yīng)用，以及時提供緊急救助。③個性化的生活服務(wù)。例如，根據(jù)用戶消費習(xí)慣及所處位置提供用戶周圍的餐飲信息、購物信息；根據(jù)用戶的興趣愛好提供旅游信息。④電子商務(wù)。例如，根據(jù)用戶的工作性質(zhì)和工作要求提供會議助理；應(yīng)用于移動商務(wù)內(nèi)容服務(wù)。

4 結(jié)語

4.1 現(xiàn)有研究的主要特征

從基于情景感知的移動搜索的發(fā)展演化及實現(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：①研究內(nèi)容上，涉及信息檢索、計算機技術(shù)、人工智能等多領(lǐng)域，不僅充實了上述領(lǐng)域的相關(guān)理論研究，更解決了一系列實踐應(yīng)用問題；②研究方法上，研究者們采用的方法形式多樣，既有理論分析，又有實驗跟蹤、模型檢測等實踐方法；③研究人員上，既有從事信息檢索的情報人員，也有從事計算機及人工智能研究的技術(shù)人員。

4.2 研究中的不足

綜觀現(xiàn)有研究成果，基于情景感知的移動搜索還存在以下一些問題。①情景范圍的界定。已有研究中的情景概念大多比較寬泛，有些研究甚至模糊該概念的要素和屬性。情景的要素、類型和屬性等需要更精確的界定與描述。②研究內(nèi)容方面?，F(xiàn)有研究大多從信息檢索、多媒體、人機接口等角度入手，從信息組織的角度對移動情景進行數(shù)據(jù)挖掘和關(guān)系分析尚比較少見。③研究領(lǐng)域方面?；谇榫案兄囊苿铀阉鞯膶崿F(xiàn)及應(yīng)用，一方面要以信息檢索的相關(guān)知識作為理論基礎(chǔ)，另一方面也需要計算機及人工智能的先進技術(shù)將信息檢索的理念付諸實踐，只有二者相互融合，才能合力推進移動情景搜索的發(fā)展。但在實際中，不同研究領(lǐng)域的研究者們?nèi)怨淌馗髯缘念I(lǐng)域，研究成果的交流與互動沒有得到良性展開。

4.3 研究展望

現(xiàn)階段，移動搜索向移動垂直搜索、本地搜索等方向發(fā)展，滿足用戶的個性化需求和本地化需求成為移動搜索當(dāng)前及以后要解決的主要問題?；谇榫案兄囊苿铀阉餮芯靠梢栽谝韵聨追矫孢M行突破：①解決基于位置的搜索中地理域與本地搜索的矛盾、Web內(nèi)容與地圖信息處理弱關(guān)聯(lián)的矛盾等；②如何更好地提取移動情景中的有用語義，應(yīng)用元數(shù)據(jù)來識別移動情景之間的關(guān)聯(lián)性；③通過查詢記錄、點擊、移動設(shè)備上的Web流量等進行用戶分析、移動對等標記等數(shù)據(jù)挖掘，并加強對用戶的隱私保護。

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G254.9

B

1005－8214（2015）11－0102－04

詹麗華（1976－），女，碩士，館員，研究方向：網(wǎng)絡(luò)信息組織、信息服務(wù)；李育嫦（1968－），女，研究館員，研究方向：情報檢索語言；潘瑞冰（1974－），女，碩士，副研究館員，研究方向：信息資源建設(shè)。

2015－02－12［責(zé)任編輯］劉丹

本文系2014年度廣東省圖書館科研課題“基于情景感知的移動搜索中用戶行為模式研究”（項目編號：GDTK1432)成果之一。