整合性訊息系統
多元化媒介資訊網站





洪國恩、吳東光

明新技術學院資訊管理技術系
新竹縣新豐鄉新興路1號
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孟瑛如

國立新竹師範學院特殊教育學系
新竹市南大路 521 號
TEL:(03)521-3132 EXT.120
EMAIL:myr321@cc.nhctc.edu.tw

摘要

  網際網路的應用越來越普及,所提供的資訊也越來越豐富,但由於上網所需跨越的門檻(設備以及學習成本),使得較上層階級的人們較容易接觸到充足的資訊,因而掌握較多的資源,使得貧富之間的差距越來越大,本文介紹我們所發展的整合性訊息系統,結合電信網路的普及性以及網際網路充足的資源,建構一個包括電腦、電話及傳真的多元化網站瀏覽媒介,不僅降低上網的門檻,類似的介面也可提供部分弱勢族群 (如視障者)獲取資訊的管道。





一、簡介

  隨著 WWW 的盛行,帶動了 Internet 上各式各樣資訊及服務的發展,但是要取得這些豐富的資訊以及服務卻有個前提,那就是必須要「上網」才能夠獲得,也因此使得部份不能上網的族群無法使用 Internet 上豐富的資源。

  根據路透社的報導指出,全美擁有電腦的家庭比例在過去三年內從 24.1% 爬升至 36.6%,遠高於市區、貧窮或少數族裔家庭擁有電腦的的成長率;在美國財政部的調查中發現,美國年收入 35000 美元以下的家庭中,只有 23% 擁有電腦,而年收入在 75000 美元以上的家庭卻有 75.6% 擁有電腦,這份調查也發現,年收入在 35000 美元以下的家庭 19.3% 有上網,年收入 75000 美元以上的家庭 49.2% 有上網;除了貧富差距之外,在種族上也有些差距,白人擁有電腦的比例為 40.8% ,黑人為 19.3% ,拉丁美洲裔為 19.4% ,而白人有上網的比例為 21.2% ,黑人為 7.7% ,拉丁美洲裔為 8.7% [1];從以上的調查報告中可以看出,電腦以及 Internet 似乎有逐漸成為貴族專利的趨勢,雖然電腦價格不斷下降, Internet 的應用越來越普及,但是要使用它們還是要花費相當的設備以及學習成本;另一方面,以國內而言,當初國家資訊通信基本建設(National Information Infrastructure:NII)目標是要推廣 Internet 的普及應用,希望在三年內達到三百萬用戶上網 [2],然而即使此目標達成,短期內,國內絕大部分的人仍無法享受到 Internet 所帶來的好處以及便利。

  在這一片 Internet 熱潮中,其實我們都忽略了長久以來一直扮演著人們通訊主流的電話網路 (Public Switched Telephone Network:PSTN),其基礎建設最完整,普及性也最高 [3],PSTN的存取裝置 (主要是電話,其次是傳真機),不僅便宜且幾乎隨處可見 (例如公共電話),因此若能提供 PSTN 的介面以存取 Internet 的資源 [4],則 NII 所揭櫫的理想當更能落實,在此背景下,建構一個包括電腦、電話及傳真的多元化網站瀏覽媒介,實有其必要性 [5],此外,除了普及性外,類似的介面也可幫助部分弱勢族群 (如視障者),獲取 Internet 上的資源。

  本文將介紹我們根據上述理念所發展的整合性訊息系統 (Integrated Messaging System:IMS),IMS 結合最新的電腦電話 (Computer Telephony Integration:CTI) 技術,並應用於由新竹師院特教系及明新技術學院資管系合力建置的 "有愛無礙"-學障情障互動資訊網- (即將於短期內開放) [6],提供學習障礙、情緒障礙及其他相關身心障礙教育的關心者 (包括學生、家長以及老師) 一個相互溝通及討論的環境。此外,由於其模組化的設計,IMS 也能很輕易地與現有任何 Web 站台結合,讓該站台也能提供整合式的訊息服務,發展一個無障礙的網站是我們最主要目的,不僅協助對電腦不熟悉的家長或教師能夠順利上網,更協助一向在高科技應用領域中居於弱勢的特殊教育族群能便捷上網,以達網路之前,人人平等的理想。

  本文以下內容架構如下:第二節及第三節分別介紹 IMS 系統的架構及系統操作模式,第四節說明互動式語音回覆的設計,第五節則作一總結並列出 IMS 的未來發展方向。





二、IMS 系統架構

  IMS 系統實作包含三個模組:(1) Web 伺服器、(2) 電話介面伺服器 (Telephony Server) 及 (3) 多管道訊息資料庫 (Multi Channel Message Database:MCMD),分別敘述於下 (參見圖一):

  1. Web Server

      處理來自 Internet 的要求及接收 Internet 的資訊,透過 HTTP 傳送及接收 WWW 的資訊,作業平台為 Windows NT Server 4.0 ,而後端的訊息利用 ASP (Active Server Pages) 來處理,並透過 ADO (ActiveX Data Object) 存取 MCMD (參見 3) 中的資料庫。

  2. Telephony Server

      透過 Dialogic 公司的智慧型語音傳真卡連結 PSTN,並以電話應用程式介面(Telephone API:TAPI)接收並處理電話語音及傳真的資料,Telephony Server 作業平台也是 Windows NT Server 4.0。

  3. MCMD

      為了要達到訊息整合的要求,我們設計一個所謂 "多管道訊息資料庫" 的架構,這種架構包含 SQL Server 資料庫及一個實體磁碟機負責存放異質的多媒體資料。由於來自 Web 與 Telephony Server 模組的資料格式不盡相同 (可能是 HTML、語音或傳真資料),故在 MCMD 中資料庫只紀錄這些資料的路徑以及相關訊息,並不存放實際的資料,而將這些多媒體資料以檔案的方式存放在實體磁碟機中;這種架構在資料庫所記載的檔案位置可以是一個磁碟機的路徑或是 URL,因此可以降低資料庫的負擔,另一方面,不同的模組可以管理各自的資料,亦可透過資料庫控管所有模組的資料。由於在 MCMD 中的多媒體資料只存放檔案的路徑,並不存放實際的資料,所以透過控制 Server 端檔案的複製、搬移、刪除等動作,讓管理者可以直接透過網頁來管理資料庫,保持資料庫與實體磁碟機資料的一致性,避免資料庫記錄的檔案在實體磁碟機中已經被刪除,或是相反的情形。

    所有從不同管道(Internet、PSTN) 所接收的訊息,除了多媒體資料外,都會以相同的格式存放至 MCMD 的資料庫中,而想要從不同管道來獲取資訊時,也可以從 MCMD 中取得相關的資訊;利用這種架構的好處是在於每個模組間相當的獨立,均透過 MCMD 交換資料,所以各個模組間的溝通不需要任何額外的介面,可以減低系統及各個模組的複雜度,也增加了系統的可擴充性,以及易維護性。如此一來,如果要增加任何新的服務,或是擴充新的訊息管道,只要讓新的模組擁有與 MCMD 溝通的介面,則新的模組就可以使用 MCMD 的資料,也可以透過 MCMD 把訊息分享給其他模組。


圖一、整合訊息系統架構





三、IMS 系統操作模式

  IMS 系統主要在提供一個多元化的存取媒介,讓使用者在取得資訊的方式具有多樣性。目前 IMS 所提供的存取媒介包括 PSTN 及 Internet ,在 PSTN 方面可使用電話語音或是傳真來存取公佈欄、留言板以及討論區的資料,而透過 Internet 可以使用瀏覽器來觀看從 PSTN 所留下的訊息(包括語音及傳真)。

  使用者透過 PSTN 存取資料時, IMS 透過 IVR (Interactive Voice Response) 以提示選單的方式引導使用者操作系統,使用者可以聽取或是錄製語音到 IMS 系統中,或是以傳真方式提供或接收訊息,來自Internet 的使用者可以透過瀏覽器以超連結的方式聽取語音訊息或開啟傳真訊息,由於傳真的檔案格式為 TIFF,而一般的瀏覽器並不支援 TIFF 格式的影像檔,於是在使用者點選傳真影像檔時,上述 Web Server 模組的 Server Side ActiveX 物件會將傳真的 TIFF 檔案自動轉換為廣泛應用的 GIF 格式,使用者不需安裝額外的應用程式或加掛 Plug-in。

  IMS 系統具有兩種不同操作模式,一種是一般使用者模式,另一種為系統管理模式,以下將分別介紹兩種不同模式。


圖二、使用者模式

使用者模式

  如圖二,當使用者 (USER) 想要獲得 Web 上的資訊或是提供資訊時,因為具有 PSTN 的存取環境,所以不再侷限於瀏覽器,可以直接透過 PSTN 以語音的方式(Voice On Demand)或是傳真的方式(Fax On Demand)要求訊息,在透過 PSTN 要求訊息時,IVR 會負責服務使用者,使用者可以經由 IVR 控制 Telephony Server 取得 MCMD 中資訊,如果要提供資訊與其他人分享時,可以撥入電話錄製語音或傳真的方式,將訊息存放至 MCMD 中;當使用者透過瀏覽器要求資訊的時候(如圖三), Web Server 會主動到 MCMD 中擷取資訊,並將資訊回應給使用者;而使用者也可以透過瀏覽器將想要與他人分享的資訊透過 Web Server 存放至 MCMD。


圖三、公佈欄

管理者模式

  如圖四,為了讓管理者 (Administrator) 能夠快速且方便的發佈及管理訊息,IMS 提供管理者多種維護資料的管道,管理者可以透過 PSTN 以 IVR 藉由 Telephony Server 管理 MCMD ,做新增、刪除、修改、查詢等動作,但由於電話介面的限制,所以只提供管理語音資料的功能,對於其他如傳真等影像資料的維護較為困難;若是管理者透過 Browser 管理 MCMD,由於 Browser 支援多媒體的介面,所以可以很方便的管理異質的資料。

  由於資料的來源具有多種管道及不確定性,所以 IVR 會先要求使用者在錄製訊息時先留下聯絡電話(來源位置)以示負責並供事後確認,同時 IMS 也提供一個友善的環境(參見圖五)讓管理者可以快速地過濾掉一些惡意或錯誤的訊息資料。


圖四、管理者模式

  下圖五為 Web 化的管理介面,圖六為在 Telephony Server 上的管理程式,因為同樣是管理 MCMD ,所以操作方式相當類似,管理者在學習上會更加容易。在 Web 的管理介面中,可以管理所有的 Telephony Server 所接收的資訊,每台 Telephony Server 上的管理程式則僅負責管理本地端所接收的電話語音及傳真的訊息。


圖五、Web化的管理介面


圖六、Telephony Server 管理程式





四、IVR 的設計

  由於電話的存取介面只包含一個收發語音的話筒以及十二個按鍵,所以在訊息呈現的方式不似電腦介面友善,無法同時瀏覽全部資料,因為訊息可能非常多,但使用者卻不見得希望照單全收,而只想選擇他所要的訊息,為了能夠讓使用者可以很快速的得到資訊,所以 IVR 引導使用者查詢的設計非常重要,我們設計以下三種方式,分別應用於三種不同的情況:

  1. 先將資料分類(包括總類),讓使用者自行選擇所需要的類別,而在播放訊息時,先把訊息依時間排序,利用類似分頁的方式,先播放最新的三筆資料給使用者,然後再提示使用者選擇聽取前三筆、後三筆或是重新聽取訊息;這種方式可以讓使用者快速的聽取新的訊息,操作方式也較簡單,但如果管理者分類有錯,或是分類太細造成模稜兩可的情形時容易讓使用者發生混淆,反而會找不到想要的資訊。
  2. 將訊息依時間排序,全部播放給使用者;此種方式為最簡單,最快速的方式,使用者可以立刻獲得最新的資訊,但必須注意資料的類型是否合適,以免使用者在聽取大量訊息時容易產生厭煩,而排斥此種方式。
  3. 先引導使用者選擇較粗略的分類,然後告訴使用者目前共有幾筆訊息,以及最後更新時間,再提示使用者以按鍵方式直接選擇訊息聽取;這種方式讓使用者具有相當的自主權,但是操作過於複雜,可能會花費比較長的時間教育使用者,提高系統的進入門檻。

  在 IVR 的應用上要視資料量以及資料型態來選擇 IVR 的呈現方式,以下則介紹 IVR 應用在各種服務所採用的方式:

  • 在公佈欄的訊息公佈上採取第一種方式,此種方式能夠讓使用者可以快速的查詢到資訊,且不易造成使用者困擾,而目前是以區隔較明顯的項目分類,共分成演講、活動、新書資訊以及其他等四類,如此不易造成使用者混淆,讓使用者可以在很短的時間內查詢到所需的資訊。在實際的測試上,透過 IVR 聽到公佈欄訊息的最長等待時間為 21 ~ 31 秒,最短的等待時間為 8 秒,其中的大多數的時間在於聽取提示的語音,而等待時間長短差距的原因在於聽完提示後按下選擇鍵的間隔時間以及對系統的熟悉度。

  • 留言板部份則採取第二種方式,因為留言板的訊息為其它使用者所留下,所以只要忠實的呈現即可,聽取留言時使用者若不想繼續聽取留言可按任意鍵結束留言。而透過 IVR 聽取留言最慢的為 14 ~ 19 秒,最快只需花 5 秒即可取得第一筆訊息。

  • 而討論區由於資料量大,使用者必須有相當的自主權,且只要使用者經常參與討論就能夠很快的熟悉系統操作,所以採取第三種方式,讓使用者可以自主的參與討論,而目前討論區的分類方式有學習障礙、情緒障礙、自閉症以及其它類別,管理者也可透過 Web 來新增類別。在不熟悉系統情況下使用 IVR 聽取資料時,要聽取第一筆資料所花的時間大約為 32 ~ 52 秒,而經常參與討論的只需花 15 秒就能夠快速的選擇到訊息。
  •   IMS 所提供的功能可以讓使用者透過 PSTN 快速地取得資訊,但由於 PSTN 的費率隨著通訊的距離而增加,所以勢必要在不同的地區建置一套 IMS 來提供服務,否則長途電話的成本將會使這項服務乏人問津; IMS 的模組化的設計理念,允許類似的分散式系統得以輕易地建置;系統管理者可以不需要在每個地區都建置 MCMD 及 Web Server ,只要在電信費率不同的區域建置 Telephony Server(s) 提供電話服務即可,在此情況下由於 Telephony Server 與 MCMD 不在鄰近區域,為了避免兩模組間 Internet 連線因擁塞產生過長的延遲,我們在 Telephony Server 上預留 Cache 的功能,當使用者在選定聽取某一類別的訊息後,第二筆資料(含)之後的相關訊息會在使用者聽取第一筆訊息的同時先傳輸並儲存到 Telephony Server 的 Cache 上,這樣可以保證使用者在聽取後續訊息時可以有較短的等待時間。如果 Telephony Server 與 MCMD 間網路速度過慢,無法應付需求,則亦可建置一個 Mirror 的 MCMD,此時只要保持 MCMDs 間資料的一致性,就可以在任何地方利用 Internet 或 PSTN 快速的擷取資料。





    五、結論與未來發展方向

      儘管 NII 三年三百萬用戶上網的目標即將達成,但我們仍然無法忽略 (至少在目前不能) 絕大部分的民眾的主要通訊媒介依舊是電話及傳真,因此,提供一個包括電話及傳真的多元化的網站瀏覽媒介是絕對必須的,為此我們將整合電腦電話的相關技術,讓網友可以打電話聽取網站的最新消息、留言板及討論區的內容,當然網友也可以透過電話留言、參加討論。網友亦可經由傳真的方式,將訊息貼上網頁、留言板、討論區等。目前我們的 IMS 系統建置於「有愛無礙」的網站上,但 IMS 的模組化設計使得它可以很輕易的與其他網站結合,也可以很容易的增加許多新的服務。我們深信一個這樣的多元化存取媒介的網站環境,可以兼顧各種階層的使用者的需求,讓所有人都可以不需要跨越很高的設備及學習門檻,即可享受到 Internet 上豐富的資源,消除 Internet 上的貧富差距。

      除了上述的服務之外,我們目前正著手進行的是文字轉語音(Text To Speech)及網頁傳真模組的開發,讓網頁的文字內容可以透過電話以及傳真來傳送,而未來將增加的服務包括 (1) 開設一個郵遞論壇(Mailing List),讓各種訊息均可透過 E-Mail 傳遞;(2) 個人化的資訊站,未來將與我們同時在發展的遠距輔助學習環境 (DALE) 結合,讓使用者可以透過 IMS 與 DALE 的使用者傳送訊息以及互相參與學習及討論,減少學習與溝通的障礙。





    參考文獻

    [1] "Survey shows widening rich-poor gap on Internet", http://dailynews.yahoo.com

    [2] "中華民國國家資訊通信基本建設", http://www.nii.gov.tw/status/outline.htm

    [3] Edwin Margulies, "Understanding Voice-Enabled Internet", Flatiron Publishing, Inc.

    [4] 吳東光, "網際網路訊息服務", TANET'97 特邀演講

    [5] 吳東光,孟瑛如, "特殊教育互動網站之建置", 國教世紀 180 期 PP.17-22 (民國87年4月)

    [6] "有愛無礙 - 學障情障互動資訊網", http://www.dale.nhctc.edu.tw

    [7] 吳東光、孟瑛如、吳勝虎、洪國恩、林旻璋、邱伶怡, "學習障礙互動式 Web 網站之建置 - 一個遠距合作的實例", 第十三屆 (1998) 技術及職業研討會論文集, pp. 181-187