云技术赋能无障碍投票

原创于 2025-10-25 07:49:10 发布 · 793 阅读

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#可访问性 #云技术 #投票系统 #NGVP #GPII

个性化投票：云与移动性的交汇

摘要

国际全球公共包容性基础设施联盟（GPII）当前正在开展的研究与开发旨在创建基于云的可访问性技术。通过这一新技术，计算机系统用户可以创建个人配置文件，指定计算机应用程序应如何配置以满足其个人需求。美国国家标准与技术研究院的研究人员基于GPII的基于云的可访问性工作，开发了一种具有增强的可访问性功能的原型投票支持系统，以评估该新技术在投票领域的适用性。通过使用该原型——下一代投票平台（NGVP），选民可以使用移动设备（例如平板电脑）与基于云的系统交换数据，下载设置，从而配置复杂的选票界面以标记空白选票。

针对下一代投票平台（NGVP）所进行的研究表明，当基于云的可访问性集成到移动选票标记系统中时，有望对选民产生积极作用。

关键词 ：可访问性 Cloud-based accessibility Help America vote act 帮助美国投票法案 Human因素 Voting系统 GPII

1 引言

为残疾人设计的计算系统正通过辅助技术的研发（R&D）和改进的设计实践不断发展。在这些研发工作的前沿，是由国际全球公共信息基础设施联盟（GPII）[1]主导的基于云的可访问性技术的创建。借助基于云的可访问性，人们能够自动根据个人需求定制应用程序。这种“自动个性化”可在任何计算机上运行，包括移动计算设备。因此，人们可以在任何公共计算机（包括移动设备）上获得个性化的可访问性体验，就像使用自己的设备一样。随着基于云的可访问性技术的发展，研究人员正在开展评估其在各个领域适用性的工作[2–5]。

认识到降低残障人士投票障碍的重要性，本研究旨在对投票领域的云 accessibility 进行评估。全球公共信息基础设施在公民领域尚未得到充分评估；将其应用于投票领域有助于广泛评估公众使用情况

具有各种能力的人口。这项下一代投票研究的基础是一个移动选票标记应用程序原型，称为下一代投票平台（NGVP）。该应用程序的设计旨在允许选民使用基于云的可访问性来标记空白选票，并个性化其呈现方式。尽管本文对此进行了讨论，因为该项目的目标是演示投票中基于云的可访问性，但本文并未深入探讨GPII云的所有权或运营问题，也未深入探讨选民在投票站投票时可能出现的安全问题。

2 背景

2.1 投票、帮助美国投票法案和VVSG

投票系统技术以及投票过程本身都在持续发展。在过去十年中，特别是由于《帮助美国投票法案》(HAVA) 的通过，技术发生了巨大变化，从而在全国范围内改革了投票过程[6]。根据HAVA，成立了美国选举援助委员会 (EAC)，部分职责是制定投票系统设计和认证的技术指南[7]。自2005年发布《自愿性投票系统指南》(VVSG) 以来，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 和EAC已发布额外材料以支持这些指南[8]。VVSG及相关补充报告针对各类投票系统（即电子和纸质系统）提出了建议（例如关于人因因素、可访问性、隐私、安全性和软件方面的建议）。随着投票系统、理念和流程不断演进并融合各种技术（例如商用现成 (COTS) 硬件），更新原有标准已成为必要之举。

目前使用的VVSG并未涉及移动计算设备、商用现成硬件（COTS）或基于云的服务的可用性与可访问性。因此，这项工作可能对未来标准产生重大影响。

移动COTS设备用户界面的某些方面与当前指南所依据的固定系统存在显著差异，尤其是在尺寸方面。同样，依赖于计算设备本地可访问性功能的交互方式，也不同于基于云的可访问性所提供的交互方式。尽管本文并未提出新指南的建议，但它为下一代标准的讨论奠定了基础。

2.2 全球公共信息基础设施 (GPII)

全球公共包容性基础设施（GPII）是一个始于2010年的项目，旨在简化无障碍技术的开发、交付和支持。GPII基础设施支持“安全的个性化配置文件系统，通过该系统用户的访问功能可被自动调用并为其设置”，从而实现这一目标。

云计算技术。通过使用GPII云，用户将能够自动配置任何计算机或信息和通信技术（ICT），以符合所需的辅助技术和辅助手段[1]。

全球公共信息基础设施（GPII）仍处于开发阶段。GPII的目标是确保所有人，无论其能力或经济资源如何，都能访问互联网及其信息和服务。然而，由于该概念面向全球范围的开发与部署，因此需要协调各国的基础设施、资金和运营。2011年，欧盟委员会为Cloud4All项目提供资金，旨在开发GPII的关键技术组件[1, 9]。由于GPII和Cloud4All项目仍处于开发初期，关于其在全球和国家层面的应用仍存在诸多未知因素。在此阶段探索GPII在投票领域的应用，有助于评估其在公民事务中的潜在用途；然而，为了支持当前在投票领域的探索，已对NIST NGVP原型开发所必需的总体GPII概念进行了模拟。

全球公共信息基础设施（GPII）提出的“个性化配置文件系统”概念允许用户登录基于云的系统以访问其个人配置文件。该配置文件，即“需求与偏好集”（N&P set），存储在云端，包含用户界面（UI）的各项特性，这些特性是用户无障碍地与任何系统进行交互所必需的。通过使用基于云的无障碍计算系统，用户可登录其云配置文件，并与一个根据其个人需求（如该用户的N&P设置中所指定）自动调整的界面进行交互。N&P设置的选项分为显示、控制或内容类别，包括视觉、听觉和物理交互功能[10]。这种自动个性化——即根据用户的需求与偏好集对用户界面进行定制——已在NIST下一代投票项目（NGVP）中进行了模拟。

3 设计与实现

3.1 无障碍投票使用案例

在制定移动设备用于无障碍投票的用例时，需要考虑许多变量。首先是选民提交选票的方式（独立于选票选择过程）。由于互联网投票中普遍存在的安全问题尚未解决[11],，本文提出的用例并不建议选民通过网络提交选票。相反，本移动无障碍投票用例中提交选票的两种主要方式是通过邮寄投票或在选民的投票站进行现场投票。对于居住在不支持邮寄投票的司法管辖区的选民，他们可以在投票站扫描其已完成的选票（或选票表示形式，例如条形码）。

第二个考虑因素是标记选票的地点。鉴于投票设备的移动性，选民理论上可以在任何地方标记选票。就本项目而言，我们将“任何地方”定义为选民的家中、辅助生活设施、公共场所（例如图书馆）或传统的投票站。

需要考虑的最后一个变量是移动设备的所有权。该设备是由选民、官方选举机构还是其他公共或私人实体拥有？这直接影响设备可访问性的性质。如果设备为私人拥有，则可访问性功能可以本地存在于设备上，并根据用户的具体需求进行配置（可能无需基于云的可访问性）。然而，对于私人拥有的设备，需要下载空白选票（因为这些设备不会预先加载）。如果设备由选举管辖区拥有，则基于云的可访问性将使选民受益；由于设备在多个选民之间共享，因此更需要自动个性化。在这种情况下，空白选票可以本地存储在设备上（无需下载空白选票），但需要下载选民的需求与偏好集以配置用户界面。

鉴于上述变量以及背景部分中描述的人物角色，可以构建出多种多样的用例。以下因素构成了基于云的无障碍投票用例。

选民可以在任何地点标记选票。（a）选民必须拥有互联网接入，以便从云下载选票以及下载其可访问性需求。
移动设备可以是公共或私人拥有。（a）无论设备为公共或私人拥有，应用程序都将从云中获取选民的可访问性需求。出于隐私考虑，尽管目前这是一个可用选项，但不应要求选民将已完成的选票电子保存至外部设备，也不应要求其将已完成的选票电子发送以供后续打印。（b）如果设备为公共拥有，则必须能够访问打印机，用于打印已完成的选票或已完成选票的表示形式。（c）如果设备为私人拥有，选民可以选择在投票站扫描已打印的已完成选票或已完成选票的表示形式，或者扫描已完成选票的电子形式。
投递选票可通过邮寄投票或在投票站现场投票完成。

（a）在投票站通过扫描纸质选票或电子表格提交选票的选民，必须在提交前通过验证系统确认或验证其已完成选票的准确性。因此，投票站验证系统必须具备可访问性，并通过以下两种方式之一实现基于云的可访问性。（1）投票站的验证系统能够连接到云以下载选民的可访问性需求，这需要网络连接。（2）在投票站扫描的选票（或选票表示形式）包含用户界面规范，这些规范基于选民最初标记选票时所使用的GPII N&P设置，从而规避验证系统对网络连接的需求。

（b）对于邮寄投票，选民打印已完成的选票，然后将其邮寄至选举办公室。如果所使用的移动设备由选举管辖区拥有，则应为选民提供一种无障碍方法，以便在邮寄前核对打印的选票（采用上一条中提到的两种方法之一）。然而，如果选民使用的是私人拥有的设备，或由其他公共实体拥有的设备，则不存在此类验证系统。

3.2 下一代投票平台 (NGVP)

投票过程 。在投票过程中引入移动设备为选民提供了多种投票和提交选票的方式。对于有残疾的选民而言，这为原本固定的投票过程增加了灵活性。美国大多数投票管辖区要求选民在集中投票站内依次完成整个投票过程——从选民签到到投递选票。这种固定流程由于需要选民在投票站现场出席较长时间，给一些残疾选民带来了挑战。此外，许多投票站配备的无障碍投票机数量有限，且无法充分定制以满足各类选民的多样化需求。

在投票过程中使用移动设备和基于云的可访问性将因多种原因使选民获得更加灵活的体验。最明显的好处是，使用移动设备允许选民在任何地点标记选票，减少在投票站现场停留的时间。另一个主要区别是，残疾选民将能够在任何设备上进行投票，并且该设备会自动配置以满足其个人需求。

下一代投票项目在传统投票过程的基础上，引入了移动设备和基于云的可访问性。完整的下一代投票项目投票过程可概括如下：第一至第四步可在任何地点进行，第五至第八步在投票站进行：

选民根据存储在云中的功能设置所需的可访问性配置。
选民下载空白选票。
选民填写选票。
选民生成已完成的选票（或选票表示形式）以提交。
选民在投票站向投票站工作人员报到。
选民扫描其选票（或选票表示形式）。
选民核对选票。
选民提交选票。

设计。下一代投票项目（NGVP）基于无障碍投票用例部分中提出的用例进行设计。NGVP 设计为使用商用移动设备（COTS mobile）设备作为电子选票标记的基于网络的界面，选民可在任何地方下载并标记（完成）空白选票。已标记选票的验证和提交在投票站单独进行（除非允许邮寄投票）。图1 展示了下一代投票系统设计。从任何具备互联网接入的位置，移动设备访问GPII云以获取用户界面配置，并访问选票云以下载空白选票。完成选票后，选民携带设备或可选的打印的选票表示前往投票站。在投票站，扫描仪或读码器捕获选票选择，并将其传输至选票验证系统。选票验证系统可从 GPII云或扫描仪/二维码读取器（可选；如图1中虚线箭头所示）获取选民的用户界面配置。经选民确认无误后，选票将由验证系统或独立的计票系统进行提交。接下来两节将描述与GPII云的交互。

示意图0

选票标记与基于云的可访问性 。投票的性质——其发生的频率较低以及选民能力的广泛差异——要求技术必须易于使用且具有可访问性。因此，一些投票系统采用通用设计——尽可能让所有人能够使用所有产品、建筑和外部空间[12] —— 从而提升许多选民对投票系统的可用性和可访问性。然而，通用设计可能不足以让所有能力的公民都能参与投票。下一代投票项目通过将基于云的可访问性融入基于平板电脑的选票标记应用的开发中，超越了通用设计。

在典型的投票系统中，可通过允许选民手动更改选票界面的特性（如文字大小和语音音量）来实现通用设计。通过基于云的可访问性——全球公共信息基础设施技术——下一代投票项目为选民提供了自动修改必要选票界面特性的选项，使其更便于使用。

迄今为止，已为下一代投票项目（NGVP）基于平板电脑的原型实现了三种可配置的选票界面特性：文字大小、音频音量和语速。文字大小功能适用于视觉选票界面，而音频音量和语速则适用于音频选票界面。在选民加载选票之前，系统会显示一个屏幕，供其手动调整这些选票界面设置（见图2）。在此屏幕的左侧边距中，说明下方设有文本框，选民可在其中使用现有的GPII用户名和密码登录GPII云，以检索其需求与偏好集（N&P set）。一旦获取了GPII选民的信息，NGVP界面设置将自动调整，选民将立即看到（或听到）选票界面根据其N&P集中的配置所作的更改（见图3）。随后，选民可根据需要修改这些新设置，或直接使用GPII调整后的设置进入选票页面。在整个后续标记选票的过程中，选民可随时返回选票设置页面以调整界面。

示意图1

示意图2

选票验证和基于云的可访问性 。下一代投票项目（NGVP）投票过程主要有两个阶段—— 在任何地点“标记选票”，以及在投票站（或通过邮寄投票）验证并提交已完成的选票。选民完成NGVP选票后，选票必须在投票站提交。移动选票转换为可在投票站接受的形式有三种方式：打印选票选择项和可选的二维码（代表选票选择）、打印已标记选择项的完整选票，或保存二维码的电子副本。在投票站，选民可通过将这些选票表示形式之一扫描到验证系统中来验证其选择。

4 讨论

4.1 全球公共信息基础设施技术考虑

随着美国全球公共信息基础设施研究和开发计划的推进，全球公共信息基础设施对新旧应用程序设计产生影响的潜力也将随之增加。

基础设施和应用设计 。为了使全球公共信息基础设施技术从理论走向实践，需要解决尚未回答的开发问题。

云在哪里？ 最终将成为国家公共包容性基础设施（NPII）协作倡议的全球公共信息基础设施（GPII），必须在[1]上构建。若要在联邦层面实施NPII，云将位于何处？它是否仅用于政府服务，还是向公共和私人机构、组织和企业开放？谁来资助、建设、运营和维护NPII？
可配置哪些类型的设置？ 开发者是否能够在应用层面、系统层面或两者上调整设置[10]？在在线标记选票工具中，应用程序可以控制其用户界面（UI），但可能无法控制浏览器或系统设置。
权限方面是否存在潜在冲突？ 在所运行的应用程序与系统之间，存在设置访问和使用的权限层级。如果用户在云上有多个配置文件，每个层级一个，优先级如何分配？

这些问题的回答可能不会直接影响最终用户，但将关系到开发者是否会使用以及如何使用国家公共包容性基础设施。总体而言，尽管这一举措前景可观，但在这些未知问题得到解决之前，基于云的可访问性基础设施的实际使用还无法完全实现。

用户账户 。为了使用美国国家标准与技术研究院（NIST）原型中的自动个性化功能，选民可以使用其全球公共信息基础设施（GPII）用户名和密码登录无障碍云，但这可能会导致以下问题：（1）选民无法记住其GPII凭证，或（2）选民希望创建新的GPII账户或配置文件。此外，下一代投票项目（NGVP）标记选票应用程序并非旨在作为无障碍云的门户，而是为了利用其中存储的信息。因此，NGVP应用程序中不提供典型的账户登录功能，例如重置用户密码或提供安全挑战问题。GPII配置文件的初始化和管理应是一个完全独立的应用程序和流程，以避免对投票过程造成重大干扰。

硬件和软件更新对云的影响 。随着越来越多的组织和个人使用云服务，云访问的可用性、可靠性和可操作性等普遍问题日益凸显。这些问题包括设备独立性、可用性和一致性。设备独立性使用户能够从任何设备访问云服务在任何位置使用设备。可用性确保用户能够在任何时间、任何情况下访问云。一致性则涉及用户在所有支持的设备上都能访问全部功能。如果云管理员根据需要更新了云软件，但未进行适当的保障测试，这三个原则可能会引发严重问题。此外，如果用户更新其设备硬件，也可能出现此类访问问题。那么，这将如何影响存储在用户配置文件中的设置？鉴于选民使用的移动设备种类繁多，以及辅助技术的广泛性和多样性，解决此类问题对于全球公共信息基础设施（GPII）的成功至关重要，无论是在投票领域内还是其他领域。

4.2 隐私和信任

自动个性化带来的便利也伴随着代价——将个人信息存储在无障碍云上。在这种情况下，个人信息不包括典型的个人身份识别信息（PII），如姓名、出生日期和社会安全号码，而是指针对个人的偏好和设置。在投票系统的设计中，个人隐私是一项主要的设计属性[15]。借助基于云的可访问性，选民可能会担心他们本人或其残疾状况可能因其配置文件中的信息而被识别。

由于投票系统需要访问以获取选民的设置，因此选民可能不愿意将其辅助需求的相关信息存储起来。为了说明这一点，考虑一位在公共场合中残疾状况不明显的残障选民。其配置文件中存储的任何用户界面调整信息都将暴露给任何能够访问该信息的人（参见前一节关于云的所有权和管理）。例如，一位有视觉障碍或轻度操作障碍的选民，如果选举官员知晓其残疾情况（或如果此信息被透露给他人），可能会感到隐私受到侵犯（或感到处于危险之中），而这种知晓仅基于其全球公共信息基础设施账户配置文件中的界面设置。尽管相关机构一直在努力解决与互联网相关的隐私和身份管理问题，但目前尚未有任何一种解决方案获得广泛认可。