模型教学及应用

关键词： 教具 外科 模型 教学

模型教学及应用（精选十篇）

模型教学及应用 篇1

1 教学重点和难点

胸部外科疾病中, 气胸是较为常见的类型。气胸的概念、形成原因、病变机制都较抽象, 尤其是这些病变的基础———呼吸运动中的胸膜腔负压变化很难理解。肺的扩张 (吸气) 和回缩 (呼气) 运动是在胸廓的运动下伴随进行的, 吸气时肋间肌和膈肌收缩, 胸廓扩张, 胸膜腔负压增大, 肺被动扩张而吸入气体;呼气时肋间肌和膈肌舒张, 胸廓缩小, 胸膜腔负压减小, 肺依靠自身弹性回缩而呼出气体[2]。在呼吸过程中, 胸膜腔负压起着重要作用, 胸膜腔是脏胸膜和壁胸膜之间一个潜在的完全密闭的腔隙, 气胸时, 由于胸廓或肺破裂, 气体进入胸膜腔, 胸膜腔负压消失, 使得肺的扩张和回缩不能正常进行, 导致人体出现气体交换障碍[3]。在教学过程中, 如果仅依靠讲解和静态图例很难使学生理解, 学生往往不清楚什么是胸膜腔负压, 为什么胸膜腔中进入气体后肺不能正常扩张、回缩, 以及治疗时胸膜腔穿刺或闭式引流是什么原理等问题。于是我们制作了一个生动形象的气胸模型来模拟肺的呼吸运动和气胸的发生机制, 以利于学生对重点和难点知识的把握。

2 自制教具过程

准备材料:50 ml注射器, 普通气球, 青霉素瓶, 注射器针头, 输液器, 钢锯条, 小刀。

制作过程:将50 ml注射器自0 ml刻度处锯掉, 使针筒前端开放, 放入气球, 并将气球口处翻折套于针筒外。然后拉开针塞, 可以看到气球膨胀, 推入针塞, 气球相应回缩, 此简易模型可在一定程度上演示人体正常呼吸运动 (见图1) 。在针筒合适位置用一次性输液器针头钻一小孔, 使针筒内部和外界大气相通, 此时再推拉针筒, 气球不再膨胀、回缩, 即为开放性气胸模型 (见图2) 。青霉素瓶中装入水至2/3处, 盖紧瓶塞。自瓶塞分别插入两根50 ml注射器针头, 其中一根针头的针孔端没入水中, 并在尾端连接一次性输液器, 另一个针孔勿侵入水中, 并在尾端与外界直接相通, 即为自制胸腔闭式引流瓶模型 (见图3) 。将一次性输液器针端刺入开放性气胸模型管壁的小孔, 即为自制胸腔闭式引流治疗开放性气胸的模型。

3 模型演示和教学

教学时, 将气球模拟为肺, 针筒模拟为胸廓 (需讲明正常情况下胸廓能够扩张收缩) , 针塞模拟膈肌, 气球和针筒内壁、活塞之间即为胸膜腔。拉开针塞时, 即吸气时膈肌下移, 胸膜腔负压增大, 气球膨胀, 气体进入;推入针塞时, 即呼气时膈肌上抬, 胸膜腔负压减小, 气球回缩, 呼出气体。此过程模拟正常呼吸运动 (本模型讲解时可预先设定针塞的活动度) 。

当在针筒或气球上钻一小洞时, 胸膜腔与外界大气相通, 此时推拉针塞气球不再膨胀、回缩, 可模拟开放性气胸。手指按压封闭小洞, 再次推拉针塞, 气球恢复膨胀、回缩, 但幅度较正常减小, 可模拟闭合性气胸。张力性气胸时可另外制作单向活瓣, 使空气只能进入针筒而不能排出, 发现气球与针筒内壁之间气体逐渐增加, 使得气球扩张幅度愈来愈小, 可模拟张力性气胸。

以上是本模型对正常呼吸运动和3种病理性气胸的模拟。临床上经典的治疗模式是胸腔闭式引流[3], 我们可将自制胸腔闭式引流瓶的输液器针端刺入开放性气胸模型管壁的小孔内, 即可模拟。若此时推入针塞, 针管内壁与气球间的气体通过引流瓶排出, 再拉开针塞气球便会较前膨胀。

4 教学效果

用注射器和气球制作的气胸模拟教具营造出了一种近似真实呼吸的环境, 对基本理论和基本操作进行了形象直观的演示, 使学生能看到、摸到、感受到, 从而轻松突破教学重点和难点。对教师来说, 此简易教具操作也极为方便, 将难点问题简单化、抽象概念具体化、理论讲解直观化, 同时培养了教师的敬业精神和严谨的科学态度。

摘要：教具是教学过程中的演示器具, 具有直观、形象、生动的特点, 能将抽象的理论变为实际操作, 有利于教师教学和学生理解。在外科气胸教学中, 利用自制简易气胸模型, 生动演示疾病的病理过程, 可轻松突破教学重点和难点, 帮助学生理解和记忆。

关键词：模型教具,呼吸运动,气胸

参考文献

[1]徐志鹏.谈自制教具在新课程改革中的作用[J].教育实践与研究, 2009 (5) :63.

[2]姚泰.生理学[M].6版.北京:人民卫生出版社, 2004.

审计风险模型的演进及应用 篇2

摘要：审计风险模型先后经历了初级审计风险模型、基本审计风险模型和现代审计风险模型三个阶段。本文通过分析现代审计风险模型在我国的应用，揭示其在应用过程中存在的四个方面的问题，并从审计程序、审计资料、审计人员、法律法规等多个角度提出解决措施。

关键词：审计风险 演进过程 风险模型

一、审计风险模型的演进

(1)初级审计风险模型

17，英国爆发了审计史上著名的南海公司事件，该事件标志着现代审计的产生。自那时起至20世纪初较长的一段时间内，审计师普遍采用的是账项基础审计模式，此时的审计风险主要来自两个方面：一方面是经济业务本身具有发生重要错误或舞弊的可能性，这种可能性就是固有风险;另一方面是审计师检查了存在错误或舞弊的凭证和报表却没有发现错误与舞弊的风险，也就是检查风险。审计风险控制模型表述为：

审计风险(AR)=固有风险(IR)×检查风险(DR)

该模型是审计风险模型的最初发展阶段，体现了账项基础审计模式的基本思想，该思想至今仍被不同程度地采用，应用于一些重要科目的审查，以后阶段的模型皆是在这一初级模型的基础上发展起来的。

(2)基本审计风险模型

1938年，美国爆发了审计史上最大的案件――麦克森・罗宾斯公司倒闭事件，美国证券交易委员会在其后颁布的增加的审计程序方面明确要求对内部控制进行检查与评价，这使得制度基础审计方法开始在审计实务中应用，并在20世纪40年代以后成为主流。由于该方法以控制测试为基础，因此产生了内部控制没能及时防止发生错弊的可能性，即控制风险。同时，由于审计师在该方法下大量采用样本测试，于是存在着部分不能反映总体性质的可能，即抽样风险，从而提高了检查风险的水平，此时的审计风险控制模型在原有基础上逐渐演变为：

审计风险A(R)=固有风险(lR)×控制风险(CR)×检查风险(DR)

相对于初级审计风险模型来说，基本审计风险模型已经初具规模，审计风险因素也基本齐全。由于审计师强调通过评价内部控制来发现和降低经济业务发生错弊的可能性，审计的重点由固有风险转移到了控制风险上来。该模型在当时并未成形，但它已成为审计师决定实质性测试性质、时间和范围的主观依据，为审计风险模型下一阶段的发展奠定了理论基础。

(3)现代审计风险模型

在传统审计风险模型的控制下，管理舞弊和欺诈并没有得到有效的控制。更是爆发了以美国安然公司会计造假丑闻为代表的系列财务造假案件，从而引发了职业界对现行审计风险模型与审计方法的思考和探索。10月，国际审计与鉴证准则委员会(IAASB)发布了一系列新的审计准则，将原有的模型重新描述为：

审计风险(AR)=重大错报风险×检查风险(DR)

这一新模型被称之为现代审计风险模型，使用这一模型的审计模式则被称为现代风险导向审计。较传统模型，新模型在形式上有所简化，但审计风险的内涵和外延却扩大了。其中，重大错报风险包含两个层次：会计报表总体层次和认定层次，认定层次风险包括传统模型下的固有风险和控制风险，而总体层次风险则是指企业的战略经营风险，这种风险源自于企业客观的经营风险或企业高层通过舞弊、虚构交易或事项的可能，也就是战略和宏观层面的风险。新模型将由于企业的整体经营所带来的重大错报风险作为审计风险的一个重要构成要素进行评估，是评估审计风险理念、范围的扩大和延伸，是传统模型的继承与发展。

二、审计风险模型在我国的应用

(1)设定期望审计风险

期望审计风险，即可接受的审计风险，是指审计人员所愿意承担的一种主观确定的风险水平。该风险的大小没有专门的理论框架或指南为其提供科学的依据。一般来说，高期望审计风险表明审计人员对被审计事项比较乐观，愿意用比较简单的审计程序和较少的审计成本进行审计;低期望审计风险则相反;中期望审计风险介于两者之间。不同的会计师事务由于执行的审计风险政策不同，不同的审计人员由于审计经验、对审计风险的偏好、能力水平以及审计对象不同，故所设定的期望审计风险水平也不同。

审计人员设定期望审计风险水平时，一般应考虑以下因素：外部报表使用者对财务报表的信赖程度、被审计单位陷入财务困境的可能性、会计师事务所的竞争、审计人员对审计风险的偏好。

(2)评估重大错报风险

审计人员在识别和评估重大错报风险时，应当实施下列审计程序：1)了解被审计单位及其环境，包括宏观经济因素、行业因素、微观因素。2)重大错报风险的定量分析，根据重大错报风险的三类影响因素，可以用模糊数学评价法对重大错报风险进行定量分析，具体步骤包括建立指标集、建立权重集、建立评价集、模糊综合评价。

(3)确定检查风险

设定好期望审计风险概率，评估完重大错报风险水平后，即可倒算出检查风险的水平为：

可接受的检查风险水平=期望审计风险/重大错报风险

上式是审计过程中更为常用的审计风险模型。我们认为，该模型应用的关键在于期望审计风险水平应该严格控制在最大可容许水平下，即实际审计风险水平应当小于期望审计风险水平。可以看出，在既定的审计风险水平下，可接受的检查风险水平与重大错报风险成反比。评估的重大错报风险越高，可接受的检查风险越低，反之，可接受的检查风险越高。

三、审计风险模型在应用过程中存在的问题

(1)审计风险难以定量分析

在我国审计实务中，注册会计师很难确定各种风险要素的具体数值，而只能用高、中、低等水平代替。审计毕竟是一种依靠经验和知识进行判断的职业，多数情况下，各审计风险要素的评估、审计证据的.收集数量和审计证据的收集方法还需要依靠注册会计师的职业判断来确定，具有很强的主观性，很难依靠数学模型进行审计规划。

(2)两个层次重大错报风险之间的关系没有得到澄清

在现行准则体系下，报表层次的重大错报风险和认定层次重大错报风险之间的关联在理论上并没有得到清楚阐述。报表层次的重大错报风险源于控制环境薄弱而导致的对会计报表整体(包括各种交易、账户余额、列报与披露)产生的广泛影响，认定层次的重大错报风险同各种交易、账户余额、列报与披露直接相关，评估重大错报风险包括固有风险和控制风险的联合评估。

(3)审计人员职业素质有待提高

审计风险模型的运用需要大量的专业判断，这对审计人员的素质提出了更高的要求。但目前来看，审计人员在具体工作实践中，往往不能从整体上掌握和执行审计准则，使相当部分的审计项目仅停留在做表面文章上，存在为节省工作时间和成本而省略或减少必要风险评估程序的现象，这从审计计划阶段起就带来潜在的危害，无法充分了解被审计单位的行业特点，从而低估重大错报风险，使审计风险模型衡量的准确性大大降低。

(4)法律因素在风险模型中的考虑不够充分

法律因素是审计主体承担最终责任的原因，这里的法律因素是指一个国家或社会的法律环境，如公民的法律意识、执法的严格程度等。审计风险的最终表现是承担法律责任，这取决于根据法律和法规而进行的法院判决、庭外调解、双方协商以及管理机关的处罚决定等情况。在审计质量等同的情况下，公民法律意识高低不同、执法环境不同，审计主体承担责任的频率就不相同。因此，分析审计风险不能不考虑法律因素，这也是现行审计风险模型所欠缺的。

四、应用问题的具体解决措施

(1)选取合适的审计方法程序

新的审计风险模型更注重于财务报表的真实性、关联交易账户的准确性以及披露信息的可靠性，这就对审计工作提出了新的要求。审计人员在实施审计程序的过程中，要更留意了解被审计对象所处的内外部环境，内部控制制度是否完善，其行业状况、治理效果、产权归属、经营业绩、筹资情况、目标战略以及可能导致重大错报风险的任何环节都应列入审计取证的范畴。针对上述这些事项合理设计审计程序，将审计资源集中在关键部位、关键事件，将其与审计风险的评估、控制紧密结合在一起，利用模型中函数之间的相互关系，对各种风险因子的权重、系数进行科学设定，实现统一量化评估，从方法程序上进一步提高模型的科学准确性，使审计操作更具备实际意义。

(2)建立相关审计资料库

实施现代风险导向审计，应从被审计对象战略经营的高度去审视风险审计模型，这就要求审计人员全面了解和掌握被审计对象所处的行业环境、竞争状况、经营方式以及预期收益等多方面的信息，这些信息往往种类繁多、数量庞大，仅仅依靠人脑或手工收集整理，容易出现疏忽或纰漏，必须借助强大的数据库，对相关信息予以完善和留存，以便在制作模型随时需要时，进行调用和运算，以期得到最好的实际效果，用以指导审计工作。

(3)加强对审计人员相关知识技能的培训

新的审计风险模型，不仅是对审计理论与实务的一次全面创新，更涉及到企业经营、金融数据等诸多方面的知识技能，对审计人员的专业性、综合性都提出了更高的要求，审计部门应下大力气培养复合型的审计人员。要进一步充实审计人员的审计理论知识，培养审计人员发现问题、分析问题、解决问题的能力。还要注意提高审计人员的实务操作技能与职业道德。

(4)完善相关的制度法规体系

风险导向审计已逐步成为审计实务的主流，这为需要完善的法规制度体系作保障。一是加快相关法律的制定出台，填补诸多审计实务的真空地带。二是对现有法规进行梳理整理，充实相关新的内容。三是搞好相关法规制度之间的配套衔接，避免出现互相矛盾的地方。使得整个法律环境更有利于审计人员开展工作、提高审计工作的质量，维护审计工作的严肃性与权威性。

参考文献：

[1] 王春华.浅析新准则下的审计风险模型[J].财经界(半月刊)，(09).

[2] 崔慧静.审计风险模型改进分析[J].财会通讯(学术版)，(04).

[3] 王瑞，冯庆.浅析审计风险模型的演进[J].经营管理者，2008(09).

[4] 辛旭，刘佳.现代审计风险模型的演进与应用[J].中国注册会计师，(12).

物流成本分析模型及应用研究 篇3

[关键词] 物流成本 作业成本法 作业管理

一、问题提出

随着企业竞争战略的变化和物流管理运作方式的发展，物流成本已经成为企业应对市场竞争和维护客户关系的重要战略性资源。但是，目前我国企业物流成本的构成模式尚未建立，物流成本的各个项目分散在企业成本核算的不同会计账户中。在现行的企业会计制度下，难以按照物流成本的内涵完整地计算出物流成本，而且按照当前成本法分摊出来的物流成本，也不能反映物流成本的全貌。所以，探讨能够全面反映物流成本构成的方法就十分必要。

二、物流成本的构成

由于物流是一个系统的概念，企业所有的物流活动都有紧密的联系，许多作业很难确定应该归属于哪项物流活动。但是如果使用会计的方法对物流成本进行核算，就必须确定成本项目，设置物流成本科目。那么，具体哪些费用支出应该纳入物流成本进行核算，目前不同的学术观点在这个问题上还是存在一些差异。本文认为应该严格按照物流的定义来确定物流成本项目，不可过滥。比如有观点认为在接受订单时发生的和单据凭证的输入、发送、发布相关的支出应记入物流成本，而本文认为这些只是企业必须的管理活动，和其他的管理活动并没有本质的区别，因此不主张将其记入物流成本。

通过总结分析现今物流成本核算领域的研究，设计出如下物流成本核算会计成本科目表（表1）。该表涵盖了大部分物流成本项目。

对表1需要做以下说明：

1.处的辅助费用主要指采购人员的差旅费、补助费以及其他相关支出。

2.处利息费主要指为构建仓储固定资产而贷款所应承担的利息。

3.处的修理费包括了修理工料费、修理旧件费用、大修费用和车辆改装费用。

4.处的相关税费指养路费、运输业务税、车辆保险费、运营费用和发生运输事故的损失。

5.处的事故损失主要指发生事故所造成的货物毁坏损失、设备修理费用、赔偿支出等。

6.处的包装设计技术费主要指设计人员工资、设计用材料或产品以及其他相关支出。

7.处包装机械费包括包装设备折旧和修理费用。

8.处技术费主要指自主开发物流管理软件或外购软件的支出。

三、使用作业成本法核算物流成本的方法和步骤

作业成本法较传统的会计核算的创新之处在于:对间接费用的处理一改以往以单一工时或机时作为分配标准的方法，转而将着眼点放在产品对作业的消耗上。使间接费用的分配更为科学合理，在产品生产过程越来越复杂，间接费用所占比重越来越大的经济实质下，采用作业成本法能提供更为准确科学的成本信息，更有利于企业管理者做出正确决策。

对物流成本采用作业成本法进行核算，总体的思路如图1所示。下面具体介绍采用作业成本法核算物流成本的方法和步骤:

1.确认和计量各类资源的耗费，将资源耗费价值归集到各资源库。

2.划分物流作业。在作业成本法下，作业的划分应该粗细得当，本文的观点是，按表1所列示的六个一级科目将物流活动划分为六个物流作业是比较恰当的。

3.确定资源动因，将第一步归集好的资源库向各个作业分配。

4.确定作业动因，以作业分配依据将第三步归集的作业成本库向各类产品的成本分配。作业动因的确定对成本信息的确定性非常重要，要综合各方面的意见合理选择作业动因，若发现所选作业动因不合适或情况发生变化，要及时做出修正。

下面以某生产企业为例，说明采用作业成本法进行物流成本核算的方法和过程。

甲公司是一家食品生产企业，其主要产品是P和Q，主要原材料是A、B、C三种粮食。甲公司原材料委托乙公司进行仓储管理。甲公司所购原材料需自行运至仓库，由乙公司负责卸车、入库保存以及按甲公司的需求向其场区配送。甲公司在生产过程中需大量的装卸搬运作业、由叉车进行，公司没有专门的叉车队。本会计期间甲公司发生的物流方面的指出主要如下:

(1)分别采购A、B、C100吨，150吨、300吨。支付采购人员工资3000元，支付运费12000元，支付采购合同违约罚款2000元。

(2)生产P的车间领用A50吨、B60吨、C40吨;生产Q的车间领用A40吨、B90吨、C100吨。所领用的原材料全部用于产品生产，且期末没有在产品。

(3)共支付乙公司35000元。

(4)叉车队共发生工资支出18000元，燃油支出6000元，车辆折旧5000元，事故赔偿支出10000元。

(5)包装车间发生工资支出23000元，机器折旧7000元，包装材料费10000元。

(6)本期摊销以前所购物流管理软件费用12000元。

采用作业成本法对以上物流支出进行核算。计算的方法和步骤如下：

①归集各项物流作业的总成本，如表2所示:

②将各项物流作业成本分配记入P、Q两种产品的成本。此处选用P、Q两种产品所领用的原材料数量作为作业动因。首先应该计算作业动因分配率，如表3所示：

③再计算P、Q两种产品消耗的作业成本，如表4所示，可得，生产P、Q两种产品所消耗的物流成本分别为:52161元和80020.8元。

四、结束语

我国引入作业成本法不过十几年的时间，以作业为基础的物流成本控制研究更是处于起步阶段，物流作業成本在物流作业成本控制体系在理论上和方法上都尚不成熟。希望本文的工作对于我国企业在运用作业成本法进行物流成本核算时能提供一些有益的帮助和启示。

参考文献:

[1]（日）诊断师物流研究会.宋华,曹莉译.物流成本的分析与控制[M].北京:电子工业出版社.2005

[2]杜敏:以作业为基础的物流成本控制体系研究[D].武汉:武汉理工大学.2004.10

[3]王立彦刘志远:成本管理会计[M].北京:经济科学出版社.2000.10

[4]于富生王俊生黎文珠:成本会计学[M].北京:中国人民大学出版社.2002.6

[5]连桂兰:如何进行物流成本管理[M].北京:北京大学出版社.2004.4

模型教学及应用 篇4

1 静态实物图, 多方位呈现物质组成与结构

静态图片不随时间变化, 用来展现实际物质在某一特定时刻的状态。虽然不能展现物质变化过程, 但是它仍然是一种表示物质曾经存在形式的重要手段, 使用静态图能够直观的表示物质组成和结构等信息。下面以几个简单的事例来说明, 原子作为组成物质的基本粒子在中学化学的教学课程, 作为回顾知识, 原子作为化学变化中的最小粒子, 是由原子核和环绕在核外部的电子组成, 电子带负电绕原子核高速旋转, 原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成。在讲授这个知识点的时候, 就可以采用图片加上如下的简洁文字说明“原子=电子 (负电) +原子核 (质子+中子 (正电) ) ”。图片中采用两种颜色半径接近的小球体分别作为质子和和中子, 两种球体混合紧凑的靠在一起形成原子核, 外围的电子用另一种颜色直径大的多的球体来表示。这样一个简单的原子就显示出来, 为了展现更细节的信息, 赋予这些球体质感, 在质子球体上添加“+”符号, 在外球内添加标有“-”符号的环绕的电子轨道。分子作为保持物质化学性质的最小粒子, 它由原子组成。分子结构可以用实心球体表示原子, 原子之间的结合方位用适当长度和粗细的棒表示。用这种方法可以将自然界中所有分子表示出来。同样在讲授化学反应的时候依然可以运用这些分子图片来表示化学反应过程。具有量子效应的粒子不同于经典粒子, 它没有确定轨道, 我们只能给出它处于某一位置的几率, 这就为教学带来困难, 我们无法向学生展示电子到底是怎样运动的。电子云能形象表示出电子处于某一位置的几率, 这为波函数和轨道图像表示电子行为带来便利, 丰富的s轨道, 2px轨道, 3dx轨道电子云分布图像, 使抽象的量子为题变得简单易懂。晶体的结合方式, 晶体结构, 群理论等都可以运用静态图像表示。诸如此类, 图像将特定的知识点突出放大, 而忽略了其他不必要的细节, 能够强化对事物的认知。

2 动态物理图模拟物理化学过程

动态图像是随时间变化的图像, 用动态图像表示物理化学能够展现物质随时间变化的情况。化学反应过程中化学键断裂与原子重新结合, 电子在原子能级的之间的跃迁过程, 分子振动, 多离子系统热运动, 分子亲水性和疏水性等问题都可以用生动的动态图像展示。

在《结构与物性》教学中应注重培养学生运用事物模型和图像理解知识点的能力, 切忌在教学PPT中仅使用大量文字说明来讲解知识点。多方位呈现静态实物图作为横向, 动态物理图像作为纵向, 结合简单精炼的文字说明为学生展现一个放大的, 动静态结合的微观界观物质世界。

参考文献

[1]周公度.结构与物性-化学原理的应用[M].高等教育出版社, 2009.

模型教学及应用 篇5

滑坡灾害破坏损失综合评价模型及应用

滑坡灾害破坏损失评估是滑坡灾害风险评价的`重要研究内容,但目前滑坡灾害破坏损失评价指标体系与模型还不够完善,为此提出了滑坡灾害破坏损失综合评价方法.该方法通过系统分析,建立了滑坡灾害破坏损失综合评价指标体系,在此基础上,运用模糊数学理论,建立了滑坡灾害破坏损失综合评价模型,并通过实例详细分析了滑坡灾害破坏损失综合评价方法的应用.

作 者：谢全敏 李道明 陈立文 丁保艳 XIE Quan-min LI Dao-ming CHEN Li-wen DING Bao-yan 作者单位：武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉,430070刊 名：武汉理工大学学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY年，卷(期)：28(11)分类号：P208关键词：滑坡灾害 损失评估 综合评价模型

模型教学及应用 篇6

关键词：土地调查历史数据；时空数据模型；面向对象；土地时空信息

中图分类号： S127文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0387-04

收稿日期：2013-11-28

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2012BAJ23B04）。

作者简介：胡彦波（1987—），男，河南濮阳人，硕士研究生，主要从事时态数据模型方面研究。

通信作者：朱华吉，山东潍坊人，博士，副研究员，主要从事时态GIS理论方面研究。E-mail：zhuhuaji@126.com。自全国土地第1次调查以来，我国进行了全面的土地调查工作。到目前為止，共获得了第1次全国土地调查、过渡期、第2次全国土地调查3个时期的土地调查资料，得到了海量的土地调查历史数据，特别是农村土地调查数据。如何有效地管理这些数据，需找到一种合适的时空数据模型，关键问题是时空数据模型的构建方法。一种合理时空数据模型要能有效地组织、管理和完善时态地理数据的空间、属性和时间语义，提高时空数据的输入、检索、查询和更新及操作效率，以便重建历史状态、跟踪变化、预测未来[1]。

农村土地调查数据具有显著的时态特征，信息变更频繁、复杂，但相对缓慢。包含有明显的土地对象，即地类图斑、线状地物和零星地物。本研究结合面向对象的思想，在基态修正模型的基础上，提出了一种适合农村土地调查数据面向对象的建模方法，对农村土地调查数据进行组织管理，自然、充分地表示了农村土地的的真实面貌。

1时空数据建模理论

时空数据建模是针对如何合理有效地表达、记录和管理现实世界时空变化实体及其关系与行为的研究，是建立时态地理信息系统的重要基础。而时态地理信息系统是面向时空数据进行组织、管理和分析，任何信息系统的表达能力在很大程度上取决于底层数据模型的设计。因此，一个合理的数据模型必须考虑：节省存储空间、加快存取速度、表现时空语义[2]。

1.1时空建模层次

数据模型设计目的是将客观事物抽象成计算机可以表示的形式。通过对地理实体从现实世界到计算机内部表示的不断抽象，GIS数据模型由概念模型、逻辑模型、物理模型3个有机联系的层次组成[3]。对现实世界的抽象和概括综合，逻辑模型通过一系列表格和数据记录实现概念模型与用计算机语言描述实体之间的转换，而物理模型则涉及存储设备、文件格式、访问方法、数据位置等，从物理上来实现这些描述的方法（图1）。

1.2地理实体建模成分分析

地理空间是由具有各种关系的地理实体组成的，地理实体不断发生着各种变化，具有空间特征、时间特征、属性特征。时空数据模型就应该是对地理实体的空间特征、时间特征、属性特征及其关系的完整描述。分析地理实体的3种成分的基本语义，以便形成正确、语义丰富的数据模型。（1）空间特征。地理实体存在于地理空间中，其位置、形状、大小等由空间特征表达，是GIS系统描述的主要内容。（2）时间特征。通过对时间描述来表达地理实体随时间变化的特性。（3）属性特征。表达了地理实体具体的领域语义，如果没有属性特征，则地理实体在GIS中的表达是没有意义的几何图形，无法描述地理空间中纷繁复杂的地理现象。

2面向对象时空数据模型

2.1基态修正模型

农村土地调查数据现实性比较强，变更频繁，但变化相对缓慢，因此存储时，为了减少数据冗余，选择基态修正模型。设立使用最为频繁的现在的状态作为基态，每次变化后将前一状态相对于最新状态的变化部分存入历史库。它经存储或入库后，其数据内容会被变更数据不断修正。而差文件主要描述局部地区的变更数据，包括土地空间变化信息、土地属性变化信息、创建时间、土地对象操作和与其他差文件的关联信息。基态修正模型对变更数据的有效组织显得尤为重要，它关系到时空信息的快速更新和历史数据的高效查询。

2.2基于面向对象的基态修正模型

在基态修正模型的基础上，引入面向对象技术，对时空数据模型进行进一步扩展，设计基于基态修正的面向对象时空数据模型，是构建土地信息时空数据模型的关键。面向对象技术数据组织方式更符合客观世界的本质特征，为时空数据组织提供了有效方法，从而解决了时空数据的存储问题。

每个时空数据对象由空间信息、属性信息、时间信息3部分构成，在时空数据库中它作为一条记录被存储，方便了时空对象的查找。该模型为地理对象赋予时态属性，建立一个有效的时间类，来描述该对象在现实世界中的实际变化历史。从地理信息更新或历史时空信息查询的角度来看，操作都是针对具体的时空数据对象，这些操作的实现一般都借助于对象的 ID 和时间信息。不同数据对象被标志以不同的 ID，整个生命周期其 ID 也将保持不变[1]。基于基态修正的面向对象时空数据模型理论在时空数据建模中具有指导性的作用，时空数据模型组成见图2。

3农村土地调查时空数据建模过程

3.1农村土地对象

本研究中以农村土地信息管理为例，建立农村土地调查时空数据模型。农村土地信息作为土地对象，将空间信息、属性信息、时间信息封装起来，构成一个不可分割的独立单元，与其他对象发生联系。土地对象可以分为面状土地对象（地类图斑）、线状土地对象（线状地物）和点状土地对象（零星地物），土地对象构成见图3。

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3.2农村土地对象变更

农村土地对象空间特征通过空间类定义，时态特征通过有效时间标记，属性通过面积、权属单位、权属性质等描述。每个对象具有唯一的ID，时空对象的操作有创建、消亡等[4]。土地对象随时间的变化主要分为3种：空间变化、属性变化、属性和空间信息同时变化（图4）[5]。（1）空间变化。包括地类图斑分割、合并、地类界线调整、复杂变更，线状地物调整，增加线状地物、减少线状地物，增加零星地物、减少零星地物等。（2）属性变化。包括地类图斑属性变更，线状地物属性变更，零星地物属性变更等。

3.3农村土地调查时空数据模型创建

农村土地调查数据包含有明显的时空对象：地类图斑、线状地物和零星地物。在进行数据组织时，选择面向对象的数据模型，可以更自然直观地以丰富的语义来描述复杂的农村土地对象[6]。

3.3.1地理实体抽象农村土地是一个不断变化的地理空间，按照面向对象的观点，从建模的角度，每个地理实体可被看作一个对象，是独立封装的具有唯一标志的概念实体。每个对象中封装了对象的时态性、空间特性、属性特性和相关的行为操作及与其他对象的关系（图5）

。

每个对象有3个基本特征，时间、空间、属性，可被抽象表达为3个基本类：空间类（Spatial Class）、时间类（Temporal Class）、属性类（Attribute Class）。面向对象的时空数据模型可以更加完整、正确地表达地理实体的各种语义，可以表示为对象Object（ID，Spatial，Temporal，Attribute，Operation，Relationship）。其中，ID为该模型的唯一对象标志，在整个生存周期中不发生变化；Spatial、Temporal、Attribute分别对应对象的空间、时间、属性特征；Operation表示该对象的各种时空操作，主要包括时间操作、空间操作、属性操作及时空属性联合操作；Relationship表示该对象与其他对象的关系，包括父子关系等。

3.3.2概念模型面向对象的分析和设计就是建立系统的模型，将所有对象组织为一个分层结构来表达客观实体及其之间的关系，真实模拟现实世界。面向对象的方法为系统模型的建立提供了分类、概括、联合、聚集4种语义抽象技术和继承、传播2种语义抽象工具[7]。本研究采用为统一建模语言UML（unified modeling language），对数据模型进行描述。图6为UML的部分图例：

根据对农村土地调查数据的分析与抽象，按照基态修正的面向对象模型观点，将土地对象归纳为时空属性点对象、时空属性线对象和时空属性面对象，并建立农村土地调查数据时空概念模型[8]，时空概念模型见图7。

3.3.3逻辑模型基于基态修正的面向对象时空逻辑模型需要建立基态库和差文件库[9]。基态库和差文件库构成见图8。根据面向对象的观点，基态库存储基态对象信息和土地对象信息。基态对象信息包括基态对象的时间信息和所包含的土地对象等：土地对象信息包括空间信息、属性信息、时间信息、关联信息、操作信息等。差文件库是存储每次土地对象发生变化产生的差文件信息。差文件库是一个时间序列数据库，存储土地对象时间序列差文件数据。对于任意给定时刻或时段，都可以在差文件库中查询相对于基态的变化量，对基态进行时空运算，得出给定时刻或时段的土地对象信息。

3.3.3.1土地对象逻辑结构土地对象分为地类图斑、线状地物、零星地物，内容包括空间信息、属性信息、时间信息、关联信息、操作信息。結构表示为：

（1）

地类图斑对象（ID，Geometry，要素代码，地类代码，地类名称，权属性质，……，Create Time，End Time，父差文件ID，操作）。

（2）

线状地物对象（ID，Geometry，要素代码，地类代码，地类名称，长度，宽度，……，Create Time，End Time，父差文件ID，操作）。

（3）

零星地物对象（ID，Geometry，要素代码，地类代码，地类名称，权属单位代码，权属单位名称，……，Create Time，End Time，父差文件ID，操作）。

其中，ID为土地对象的唯一标志符；Geometry表示土地对象的空间几何信息；Create Time表示土地对象的创建时间；End Time表示土地对象的消亡时间；父差文件ID是将土地对象与父差文件进行关联；操作是对土地对象的创建和消亡操作。

3.3.3.2差文件逻辑结构差文件包括土地空间变化信息、土地属性变化信息、时间信息、土地对象操作和与其他差文件的关系信息。结构表示如下：差文件（CID，Geometry，要素代码，属性字段代码，属性字段值，Create Time，End Time，父差文件ID，操作）。

3.3.3.3基态逻辑结构当差文件数达到基态距时，则设立基态，在整个过程中，有N个基态，每个基态需要记录基态设立时刻和该时刻的土地对象信息。基态的结构表示为基态（JID，ID，Record Time）。

3.3.4物理模型物理数据模型是概念模型在计算机内部具体的存储形式和操作机制，是系统抽象的最低层，它必须转化为计算机能够处理的方式才能实现。主要包括空间数据的物理组织、空间存取及索引方法、数据库总体存储结构等。按照面向对象分析和设计思想，物理数据模型的设计和实现的主要内容如下：（1）存储方式选择。选择较为灵活动态多级索引的基态修正方法。（2）定义字段。主要是将逻辑数据模型中的各属性映射为字段（Fields），包括数据类型定义和数据完整性控制。（3）物理表设计。目的是主存和二级存储的高效利用以及数据的高速处理。基于面向对象的农村土地调查时空数据模型的时空对象类的划分从空间、时间、属性、操作和关系5个方面来设计，分别为空间类表（零星地物表、线状地物表、地类图斑表）、时间类表、属性类表、操作类表和关系类表5种表结构[10]。5种表结构的表头统一由字段名称、字段类型和说明3部分组成，以地类图斑为例，5种关系表见图9。（4）文件组织。进行时空索引的设计，实现数据的快速存取。

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4结束语

通过研究在基态修正模型的基础上，结合面向对象的思想，提出一种适用于农村土地调查数据的时空数据模型，有效组织、存储、管理农村土地对象的时间、空间和属性3方面的完整描述信息，表达实体随时间的变化。从概念模型、逻辑模型、物理模型3个层次对地理信息进行抽象和建模。就模型中时空对象类、时空关系表达、存储方式以及模型应用等方面进行了系统的研究。至于后期数据库的创建还有数据的组织和查询，需要进行下一步研究。

参考文献：

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等时弦模型及应用 篇7

一、等时弦模型的类型

1.“公共最低点”型

【例1】如图1所示, 试证明, 质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面滑到最低点D所用的时间都相等, 都等于从最高点A自由下落到最低点D所用的时间, 假设斜面与质点间无摩擦。

解析:设圆环的半径为R, 取一与水平方向成θ的弦所在的斜面, 如图2所示, 质点在该斜面运动时的加速度a=gsinθ, 根据几何知识可知位移为x=2Rsinθ, 由位移公式即可解得, 这个结果表明:时间t是一个与倾角无关的常数, 说明质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦方向安装的斜面无摩擦地滑到最低点D所用的时间都相等。

若质点从最高点A自由下落到D点, 根据自由落体运动位移公式有:得到下落时间为

结论:质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面无初速且无摩擦地滑到最低点D所用的时间都相等, 都等于从最高点A自由下落到最低点D所用的时间。

2.“公共最高点”型

【例2】如图3所示, 有许多根交于A点的光滑硬细杆具有不同的倾角和方向, 每根杆上均套有一个小环, 他们的质量不相等, 设在t=0时, 各小环都由A点从静止开始分别沿这些光滑细硬杆下滑, 那么在t=t1 (t1>0) 时, 这些小环所在处的各点连接起来是一个 () 。

A.球面B.抛物面C.水平面D.不规则曲面

解析:考查其中任意一小环的运动, 如图4所示, 令其所在杆与水平方向成θ角, 则小环加速度a=gsinθ, 经过时间t, 小环位移。假设有一小环自由下落, 对于时间t内的位移, 可见h=x/sinθ。这说明两小环在t时刻的位置与A点构成一直角三角形, 也即此三点共圆!同一竖直面内的所有小环, 在任一时刻的位置必构成公共最高点的圆, 考虑其他方向, 那么所有小环在同一时刻所在处的各点连接起来是一个球面。

结论:质点从球面的最高点沿所有方向的弦无初速、无摩擦地滑到该球面所用的时间都相等, 都等于从球面最高点A自由下落到球面最低点D所用的时间。这是立体的等时弦模型。

3.“公共竖直直径两端点”型

【例3】如图5所示, ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆, a、b、c、d位于同一圆周上, 圆周半径为R, b点为圆周的最低点, c点为圆周的最高点。现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放, 滑环A经时间t1从a点到达b点, 滑环B经时间t2从c点到达d点;另有一小球C从b点以初速度沿bc连线竖直上抛, 到达最高点时间为t3, 不计一切阻力与摩擦, 且A、B、C都可视作质点, 则t1、t2、t3的大小关系为 () 。

D.A、B、C三个物体的质量未知, 因此无法比较

解析:根据前文的公共最低点、最高点等时弦模型的特征可知竖直上抛至最高点的时间, 又因为, 故, 。同时还可求得小球上升的最大高度为, 这说明小球C刚好上升至圆环的最高点c, 相当于逆向的自由落体运动。

结论:小环从竖直平面内的大圆环上的各个点沿弦的方向的细杆无初速且无摩擦地滑到最低点b、从大圆环的最高点c沿弦的方向的细杆无初速且无摩擦地滑到圆环上所用的时间都相等, 都等于从最高点c自由下落到最低点b所用的时间。

4.“8”字型

【例4】如图6所示, 半径分别为r和R的圆环竖直叠放 (相切) 于水平面上, 一条公共斜弦过两圆切点且分别于两圆相交于a、b两点。在此弦上铺一条光滑轨道, 则令一小球从b点运动到a点所用时间为多少?

解析:先考查小球从a到b的全过程, 令ab与水平方向成θ角, 则小球的加速度a=gsinθ, 位移x= (2R+2r) sinθ, 由, 可得小球运动的总时间为, 这说明时间t与公共弦的倾角无关。

再考虑小球从最高点自由下落到最低点时, 由自由落体运动位移公式有, 于是解得。

结论:小球从两竖直叠放 (相切) 于水平面上的“8”字型圆环的任意一公共弦的顶端无初速、无摩擦地滑至底端所需的时间都相等, 与公共弦的倾角无关, 且都等于小球从“8”字型圆环的最高点自由下落至最低点所需的时间。

二、等时弦模型的应用

【例5】如图7所示, 倾角为α的传送带, 以一定的速度将送料机送来的料———货物, 传送到仓库里。送料漏斗出口P距传送带的竖直高度为H。送料管PQ的内壁光滑且有一定的伸缩性 (即在PQ管与竖直方向夹角θ取不同值时, 通过伸缩其长度总能保持其出口Q很贴近传送带) 。为使被送料能尽快地从漏斗出口P点通过送料直管运送到管的出口Q点, 送料直管与竖直方向夹角应取何值, 料从P到Q所用时间最短, 最短时间是多少?

多视角主动形状模型及应用 篇8

Michel Jones和Paul Viola在他们的论文《Fast Multiview Face Detection》中提出了一种快速人脸检测算法,他们针对不同的视角设计不同的分类器,并设计了判别树算法来进行姿势预测。Rong Xiao,Ming Jing Li和Hong Jiang Zhang在他们的论文《Robust Multiview Face Detection In Image》采用Adaboost和SVM等算法进行由粗到精的三步检测,也取得了很好得效果。

目前对于多姿态问题,大致有以下三种处理方法:①采用一个完整的三维模型。②将非线性引入二维模型。③采用一组不同视角的二维模型。在这篇文章中我们采用最后一种方法。

我们将用不同视角下采集的经过手工标定的一组图像来训练样本。A Latinis等在他们的论文《Automatic Interpretion And Face Image Coding using flexsible models》中证明了在一个视点下一个线性模型能够适应相当程度的变化,只要经过标定的特征点未被遮挡。

主动形状模型是Cootes等人提出的方法,但我们在本论文中引入了多视角以适应不同的姿态,并且利用模型进行了姿态的预测。

1多视角主动形状模型

主动形状模型简介

主动形状模型中,通过对训练集中大量的物体训练样本形状实例进行统计,建立起反映目标物体形状变化规律的形状统计模型—点分布模型(Point Distribution Model),同时利用标定点所在轮廓法线方向上的灰度信息建立起局部灰度模型。搜索过程中,首先利用训练得到的局部灰度模型进行搜索,之后利用形状模型对搜索到的形状进行近似表示,同时对其合理性进行判断,通过迭代循环,得到匹配结果。

多视角主动形状模型

不同角度人脸特征点的标定

特征点手工标定的目的是实现目标图像的形状建模。特征点的取有如下规则:

(1)关键点的选取。如眼角,鼻尖等。

(2)关键点之间要尽量均匀分布着一些特征点。

(3)特征点分布密度要适当。密度太小无法达到效果,密度太大将增加工作量。

我们认为从-90°到+90°的旋转范围内我们只需要用到5个单独的模型,即:-90°,-45°,0°,+45°,+90°。其中±45°,±90°可以通过映射直接得到。因此我们只需要三个不同的模型。图1是从训练集从选取的一组模型:

建立模型

我们训练了三个不同的模型,其中侧面模型用了从14个不同人中选取的200幅图像。半侧面图像用了98幅图像,正面人脸用了168幅图像。我们用下面两个向量表示我们的模型:

s=s’+Msc

g=g’+Mgc

其中向量s表示人脸的形状信息(shape),向量g表示人脸的灰度信息(gray),c为主动形状模型的参数向量,s’和g’为平均形状向量和平均灰度向量。Ms,Mg为训练集得出的模型变化向量。

2人脸姿势预测

我们假定模型的参数c和视角θ之间的关系可以用下式描述:

c=c0+cccos(θ)+cssin(θ)

其中c0,cc,cs都是通过训练集得到的向量。

为了得到该公式,我们必须能够知道我们的训练集中每一幅人脸的旋转角度。我们并没有可以精确测量出旋转角度的系统如()。因此我们在选定的角度自己动手拍摄出训练集,这样每一幅图像都有一个标定的角度θi。对于每一个角度θi,我们都可以找到一个最为适合的模型参数ci。根据{ci}和向量{(1,cos(θi),sin(θi))},我们就可以得到c0,cc,cs。

对于一个给定参数c的图像,我们可以这样预测它的旋转角度。令

Rc-1(cc|cs)=I2

(x,y)’=Rc-1(c-c0)

则角度的最佳预测值为tan-1(y/x)。图2反映的训练集中模型的实际角度和预测角度。其中纵坐标为实际角度,横坐标为预测角度。从实验结果来看,我们建立的人脸旋转角度预测模型是可接受的。

3结束语

在本论文中,我们对原有的主动形状模型进行了拓展,引入了多视角以适应多姿态的人脸。根据模型我们设计了估计人脸角度的算法,经过实验证实了我们算法的有效性。但是我们的实验样本集较小有趋同性,我们还将获取更多的训练样本集进一步完善我们的算法。下一步的工作将是将多视角主动形状模型应用到多姿态人脸的检测。

摘要：本文拟解决多姿态人脸监测中的姿态预测问题,在原有主动形状模型的基础上加入了多姿态,应用了数学模型,并用大量的样本进行训练,得到模型参数,最后应用于多姿态人脸的姿态预测,取得了不错的效果。

关键词：多视角,主动形状模型,姿态预测

参考文献

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[3]梁路宏,艾海舟,徐光祜,张镇.人脸检测研究综述.计算机学报,2002,25(5):449~458

信任管理模型的研究及应用 篇9

传统的安全机制集中在验证对象的某些特征的吻合, 但是在目前分布式网络的应用环境下, 这样的安全机制并不能解决所有问题。原因在于, 传统安全机制只能通过其“身份标识”来确定节点的真假, 而不能通过对其行为变化的分析确定节点是善意还是恶意, 因此不能及时地识别恶意实体。信任管理模型的引入, 可以弥补这些传统安全机制的不足, 同时, 信任管理模型自身也已经可以作为一种独立的安全机制而存在。在安全领域, 传统的安全机制被称为“硬安全”, 而信任管理模型则被称为“软安全”。目前信任管理模型的应用集中在电子商务、文件共享系统、P2P网络、MANET (移动自组网) 等应用环境中。

2 信任管理模型的相关概念

2.1 信任的定义

信任是人类社会的一种自然属性, 通常作为一种直觉上的概念加以理解[1]。虽然“信任”这一概念已经长期存在于人类日常生活中, 但是计算机科学研究领域对信任的研究才刚刚兴起。由于研究的出发点不同, 导致信任在学术界也有不同定义, 大多集中抽象反映了信任的几个重要特性。

(1) 信任反映的是一个实体对其他实体未来行为的主观期望;

(2) 信任与周围环境密切相关;

(3) 信任具有随时间衰减的特性。

信任基于特定环境而存在, 信任要根据具体内容来推导。譬如, 你信任一个商人, 内容是:他会诚实交易;你若信任一个医生, 内容是:可以医治病痛。在一定环境中, 存在着多个影响信任的因素, 这些因素可被称为信任属性。譬如, 交易过程中的交易金额、交易对象的诚实度、交易时间的长短, 都是影响信任的因素。

2.2 信任关系

信任关系按其获得方式, 分为直接信任和推荐信任。

(1) 直接信任

直接信任是指通过实体之间的直接交互信息得到的信任关系。直接信任建立在源实体对目标实体经验的基础上, 随着双方事务的不断深入, 源实体对目标实体的信任关系更加明晰。

(2) 推荐信任

推荐信任是指通过其他中间推荐实体间接获得的对目标实体的信任关系[2]。推荐信任建立在中间推荐实体的推荐信息基础上, 根据源实体对这些推荐实体信任程度的不同, 会对推荐信任有不同程度的取舍。

在推荐信任中, 根据推荐路径的长度不同, 又可以分为直接推荐信任 (推荐路径长度等于1) 和间接推荐信任 (推荐路径长度大于1) 。由于在间接推荐信任的计算复杂度和有效性上仍然存在疑问, 如何采纳间接推荐信任是目前信任管理模型研究的热点问题 (目前的可信计算中一般只采用直接推荐信任) 。

当实体A对实体B进行信任评估时, 则A与B之间可能存在三类信任关系, 如图1所示。

1) 直接信任关系, A具有对B能够完成某项协作活动的信任;

2) 直接推荐信任关系, A具有对B提供的关于目标实体C的推荐的信任;

3) 间接推荐信任关系, A具有对C经过其他节点B等的信任路径所传递的信任。

(3) 综合信任

综合信任指的是源实体根据直接事务得到对目标实体的直接信任关系, 以及根据推荐得到目标实体的推荐信任关系。两种信任关系的合成, 即得到了对目标实体的综合信任评价。

2.3 信任管理模型

随着分布式应用的发展, 许多研究人员都认识到了信任机制的安全保障作用, 利用信任来保证分布的实体间的可靠交互, 并引入信任管理模型, 该技术以人际信任关系的观点来处理开放分布式环境的问题, 为实体提供决策保障。

3 信任管理模型的工作过程

在开放网络环境中, 一个实际的信任管理模型一般由信任信息收集、信任信息综合处理和行为评价与决策三部分组成, 如图2所示。这个过程中存在3种角色:评估主体、推荐者、评估客体。评估主体是信任评估的发起者;评估客体是被评估的对象;推荐者是向评估主体提供关于评估客体的相关信息的节点。评估过程中, 评估主体A将综合利用自己的直接经验和从推荐者C处获得的间接经验, 来评估客体B的信任值。

(1) 信任信息收集

信息收集步骤主要完成参与网络事务实体的身份识别并收集信任信息。A只拥有自己对B的直接信任经验 (如果他们没有先前交互记录, 则使用系统给出的默认信任值) , 由于A认为自己个人的经验是有限的, 要获得对B的正确评价需要向其他更多人获得对B的了解。A将在网络中广播一条查询信息, 信息内容为:“你与B有过交易吗?他在你们的交互中表现如何, 请反馈给我。”那些推荐者C接到该信息后, 如果自己跟B有过交互将会给A发回反馈。最终, 节点A拥有了自己的直接信任资料和推荐者C推荐的间接信任资料。

(2) 信任信息综合处理

信任管理模型的信任计算引擎[3] (Trust Computer Engine TCE) 将对信任信息收集过程中收集的信任原始信息进行综合处理, 最后给出备选实体的信任信息计算结果, 这一过程又称为可信计算。原始信息即信任信息收集阶段所获得的直接和间接信任资料。可信计算是信任模型系统的核心, 它直接决定了该信任管理模型的正确有效性, 其考虑的重点问题是:如何处理收集到的间接经验, 以及如何综合直接经验和间接经验得到一个最终的评价信任值。最终的评价信任值将为决策提供依据, 一般来说, 用户会选择信任值最大的服务提供者。但是考虑到负载均衡问题, 系统可能会将信任值作为选择概率 (信任值大小一般在0和1之间) , 这样, 信任值越高的节点提供服务的机会越大, 低信任值的节点也有被选择为服务者的可能。

(3) 行为评价与决策

在信任信息综合处理阶段以后, 节点将进入事务之中;事务完成后, 对该次事务的结果是否符合双方的预期, 双方将进行评价。正面或则负面的评价将起到激励或惩罚的作用, 从而可以抑制网络中的不良或恶意行为。

评价可以是单维, 也可以是多维的。“单维评价”只对整个交易的整个过程给出评价;而在“多维评价”中, 用户对交互的满意程度被分为多个方面 (如买卖过程中:对方的态度, 发货的速度, 物品的质量等) , 用户对每个方面都给出一个评价。评价结果的表述方式可以只表示为满意、不满意, 也可以细化为-1、0、1, 分别表示差评、一般、好评。目前行为评价方面所面临的主要困难, 是行为评价能否自动化、智能化, 减少用户的参与 (现在很多用户嫌麻烦, 而不愿在事务结束后提交对事务的行为评价) 。

4 信任管理模型的应用[4]

目前, 在电子商务网络和文件共享式P2P网络等方面, 已经有一些采用信任管理模型技术与具体应用场景结合的信任管理模型系统。

4.1 电子商务领域的应用

在电子商务领域, 目前已存在许多商用的信任管理模型系统, 并取得了相当大的成功, 其中最具代表性的是eBay。在使用信任模型系统后, e Bay取得了显著的效益。到1999年第三季度, eBay已有六百万注册用户, 每个月有15亿浏览页, 完成了六千万项拍卖。

eBay的信任管理模型系统叫“Feedback Forum”, 是一个基于反馈的集中式声誉系统, 交易双方在交易结束后根据交易结果给对方一个评分。每笔交易完成后, 买方和卖方可以根据对对方的满意程度相互打分。评分由数值 (如{1, 0, -1}) 和一段文字描述组成。在对数值部分进行简单的累加后, 给出一定周期内 (一周、一月、六个月) 的总的评估值。

4.2 文件共享系统的应用

Kazaa是一个文件共享系统, 登录Kazaa的用户可以和其它用户共享文件。用户通过搜索可以知道哪个用户共享了他所需要的文件, 然后可以从共享这些文件的用户那里下载文件。Kazaa的信任管理模型系统对用户节点给出了两种评估值来实现信任模型的目的。这两个值分别是“诚信值” (Integrity Rating) 和“参与程度” (Participation level) 。

(1) Kazaa信任管理模型系统的诚信值

在Kazaa系统中, 诚信值是用户节点peer对自己所共享文件给出的评价分值, 其分值的高低是由文件的一些技术参数决定的。系统希望加入的每个用户能够为他们所共享的文件打出分值, 并且删除不应该被共享的文件 (例如, 被病毒感染的文件或损坏的文件) , 这样, 其它用户就能较容易地找到并下载高质量的文件。

(2) Kazaa信任模型系统的参与度值

在Kazaa的信任管理模型系统中, 根据节点所共享文件的质量和数量的不同, 每个节点有一个参与度值。一个节点的参与度是一个自然数, 它反映出这个节点在Kazaa系统中下载和上传的行为。参与度的取值范围被划分为六个区间, 每个区间代表一定的参与度级别, 一个节点共享的给过诚信度分值的文件的数量越多, 这个节点在从别的节点下载文件时就会享有越多的带宽。一个节点的参与度采用节点上传数据的数量 (单位MB) 和从别的节点上下载数据的数量的比值来表示。

4.3 P2P网络中的服务选择

P2P网络是一个协作系统, 其中的节点可以自主地选择交互对象来交换服务或资源。交互对象的选择一定程度上决定了交互的质量, 如在P2P文件共享网络中, 若文件提供节点仅有较小的上载带宽, 从该处下载文件将消耗较长的时间甚至可能会中断;若从恶意节点处下载了含有恶意内容的文件, 则可能会危害本地计算机的安全。信任管理模型系统可以在使用服务之前, 评估和分析目标节点的服务性能, 并建立对目标节点所提供服务的信任。节点在服务查询结束时, 根据查询反馈获得多个候选节点, 从中选择可信的节点作为交互对象, 可以有效提高节点所接受的服务质量, 并抑制恶意节点的活动以及恶意内容的传播。

4.4 Ad Hoc网络中的路由选择

在Ad Hoc网络中, 每一个节点都充当了转发流量的路由器, 然而, 网络中可能有自私的节点为节省自己的能量而不按协议规定的操作进行消息转发, 恶意节点可能利用消息转发的机会实施安全攻击以破坏网络运行。在路由协议中, 集成信任模型技术可以通过信任机制减少自私的或恶意的节点的消息转发机会, 并将其排除于消息路由路径之外。信任管理模型系统通过监控邻居节点, 评估对其的直接信任值, 并向网络中其他节点询问其声望, 从而建立对其总的信任值, 并用于路由选择决策, 保证了消息从源节点到目的节点的可靠路由。因此, 在路由协议中集成信任管理模型技术可以减少对不良节点的依赖, 改善网络吞吐量, 减少消息的丢失, 增强网络的健壮性。

5 结束语

结合社会科学已有的理论知识, 在现有网络技术的基础上建立信任管理模型, 是网络安全的一个重要研究方向。如今, 信任管理模型在P2P网络、电子商务等方面的研究开展得如火如荼, 如果能增进沟通、取长补短, 那么对于推动信任管理模型的更深入研究将大有裨益。

参考文献

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风险计价VAR模型及应用 篇10

1. VAR模型

对一个初始价值为W0的投资组合来说,经过一期投资之后其市场价值变为W=W0(1+r)

其中r为投资组合的收益率,它与W都是随机变量,都服从正态分布,数学期望为E(W)=W0(1+μ)

其中μ=E(r)为收益率的数学期望。,

VAR又叫风险价值,VAR是在一定的置信水平和一定的置信区间,持有一种证券或资产组合可能遭受的最大损失;VAR给定以后,我们可以说,未来的损失以该置信水平的概率不会超出这个VAR。

从统计角度看,VAR描述了在一定的目标期间内收益和损失的预期分布的分位数,如果1-α代表置信水平,VAR对应的是较低的尾部水平α(显著性水平)。比如我们说某个敞口在99%的置信水平下的日值VAR为1000美元,这意味着平均看来,在100个交易日内该敞口的实际损失超过1000美元的只有1天(即每年只有2-3天)。

VAR值为特定时间内市场因子变动引起的潜在损失提供了一种可能性估测,即VAR测度的并不是该实际值将超过VAR值多少,它只是说明实际损失超过VAR值的可能性有多大。

VAR方法是用来测量给定投资工具或资产组合在未来资产价格波动下可能或潜在的损失,在数学上,VAR可表示为投资工具或组合的回报率分布的分位数α的相反数,表达式如下:Pt(ΔpΔt≤Var)=α

ΔpΔt表示组合P在Δt持有期内市场价值的变化,该表达式说明了损失值等于或大于VAR的概率是α,或者可以说,在概率α下,损失值是大于VAR的。例如,持有期为1天,置信水平为97.5%的VAR是100万美元,则意味着在未来的时段内组合价值的最大损失超过100万美元的概率应该小于2.5%;在VAR的定义中,有三个重要的参数—持有期、置信水平和收益率r的概率分布。对于这三个参数的不同选择会导致不同的VAR;由于参数选择具有一定的主观性,因此如何确定这三个参数十分重要。

2. 持有期的选择

持有期是计算VAR的时间范围,由于波动性与时间长度成正比,所以VAR会随着持有期的增加而增加;通常的持有期是一天或者一个月,但是某些金融机构也选取更长的持有期;在1997年底生效的巴塞尔委员会的资本充足性条款中,持有期为两个星期,也就是10个交易日;流动性是影响持有期选择的第一个因素;在不考虑其他因素的情况下,理想的持有期选择是由市场流动性来决定的。如果交易头寸可以快速流动,这可以选择较短的持有期,如果流动性较差,由于在交易时能寻找到合适的交易对手的时间较长,则选择较长的持有期更加合适。另外,在实际金融交易中,投资管理者会根据市场状况不断调整期头寸和组合;因此,持有期越短就越容易满足组合保持不变的假定。VAR的计算往往需要大规模的历史样本数据,持有期越长所需要的历史时间跨度越长,而对于VAR计算的所需要的数据样本而言,持有期越短得到大量样本数据的可能性越大。

3. 置信水平的选择

置信水平的选择依赖于对VAR验证的需要、内部风险资本的需求、监管的要求以及不同机构之间进行比较的需要;如果非常关心实际计算结果的有效性,那么置信水平不应该选的过高;置信水平越高,实际中损失超过VAR的可能性就越小;这样额外损失的数量越少,为了验证VAR预测结果所需要的数据就越多;因此如果无法得到大量的数据就不应该选择过高的置信水平。

4. 收益率r的概率分布

目前测算概率分布的方法主要有三种,分别是方差—协方差法、历史是模拟法和蒙特卡罗模拟法。Morgan提出的Risk Metrics方法假设所有的价格服从联合正态分布,要求每天更新的方差—协方差矩阵,因此这种方法又叫方差—协方差法。历史模拟法并不需要做出正态分布假设,而是对资本组合的价格变化的历史记录进行排序,这样一来99%或95%置信水平的损失就可以直接找出来;第三种蒙特卡洛模拟能够结合历史数据和具体情景产生一个利润和损失的组合,从这一组合来确定在给定的置信水平下的VAR值。

5. VAR例证分析

作为风险计量VAR模型的一个应用,选择不同基金公司的四只不同类型的开放式基金历史数据进行实证研究分析,在这里采用日收益率序列来描述价格波动性,主要是收益率序列具有平稳性和遍历性,更容易建模和预测,计算结果如下表:

由表可看出,两只股票型基金的2006年日均VAR是最大的,其次是混合型基金的日均VAR值,最小的是债券型的日均VAR值,这也符合实际,因为在现实生活中,股票型基金的风险最大,故其每天的最大损失值也应该是最大的,债券型基金的风险最小,其每天的最大损失值应该是最小的,而混合型基金则居中,在这里失败率指实际损失超过VAR值的比例,在5%的显著性水平之下,若该比例小于5%,表明风险计量VAR模型预测能力符合实际。

参考文献

[1]周爱民.《金融工程学》.中国统计出版社,2003.