租房可拓策略生成系統(tǒng)

李承曉，李衛(wèi)華

(廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東廣州 510006)

租房可拓策略生成系統(tǒng)

李承曉，李衛(wèi)華

(廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東廣州 510006)

面對(duì)海量的房子出租信息，租房者所考慮的因素多而復(fù)雜，常常難以決策出最優(yōu)策略.而且租房者的目標(biāo)需求與現(xiàn)有出租房的條件常常存在差距，這便構(gòu)成了租房矛盾問(wèn)題.為此，引入專門解決不相容問(wèn)題的可拓策略生成方法和借助計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建租房策略生成系統(tǒng)，最終輔助租房者作出租房決策.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能智能化地生成滿足或者接近租房者需求的租房策略.

可拓學(xué);可拓變換;策略生成;租房

人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中會(huì)遇到許多矛盾問(wèn)題.例如，想花較少的錢租到合適的房子，常常是一個(gè)矛盾問(wèn)題.矛盾問(wèn)題的求解依賴于策略的生成，但在決策科學(xué)中，決策理論很少研究矛盾問(wèn)題的策略生成，所以矛盾問(wèn)題的策略生成一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者感到棘手的一個(gè)問(wèn)題［1］.

國(guó)際決策科學(xué)界趨向于用純數(shù)學(xué)的思想來(lái)解決最優(yōu)方法的選擇和決策，方法是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，依據(jù)是運(yùn)籌學(xué).其不足在于難以為現(xiàn)實(shí)問(wèn)題(特別是矛盾問(wèn)題)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，得到的決策的準(zhǔn)確度無(wú)法預(yù)知，可信度較低.而在國(guó)內(nèi)，蔡文教授原創(chuàng)了用形式化方法處理矛盾問(wèn)題的可拓學(xué)［2］，提出應(yīng)用發(fā)散和收斂的菱形思維方法來(lái)支持策略生成.結(jié)合可拓工程［3］的理論方法、決策科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以設(shè)計(jì)可拓策略生成系統(tǒng)(extension strategy generation system，ESGS)［4－9］，生成解決矛盾問(wèn)題的策略.

依據(jù)ESGS思想，本文以租房矛盾問(wèn)題為應(yīng)用實(shí)例，建立由條件到目標(biāo)的求解模型，通過(guò)一定的變換或者拓展方法，尋求平衡各影響因子(約束條件)的最佳點(diǎn)，作出較好的決策，采用較優(yōu)的策略來(lái)解決租房矛盾問(wèn)題，進(jìn)而探討提高決策者的決策水平和提升機(jī)器智能水平的方法.

1 租房可拓策略生成方法的步驟

依據(jù)文獻(xiàn)［3］中可拓策略生成方法的一般步驟，以下闡述租房可拓策略生成方法的步驟.

1.1 建立問(wèn)題的可拓模型及其核問(wèn)題的可拓模型

假設(shè)某人打算花700元在廣州市天河區(qū)租一間15～25 m2且交通便利性等級(jí)為良好的房子(目標(biāo))，數(shù)據(jù)庫(kù)里面有最接近于這位用戶要求的出租房A的信息是:天河區(qū)、28 m2、850元、交通便利等級(jí)為良好(條件).這是一個(gè)目標(biāo)和條件不相容問(wèn)題，它的可拓模型可表示為

本文取出租房的所屬區(qū)域d、租金r、面積a和交通便利性t作為租房結(jié)果的評(píng)價(jià)特征，則可以建立該不相容問(wèn)題核問(wèn)題的可拓模型:

1.2 建立矛盾問(wèn)題的判定函數(shù)——相容度函數(shù)

在可拓學(xué)中，用關(guān)聯(lián)函數(shù)來(lái)刻畫(huà)論域中的元素具有某種性質(zhì)的程度.根據(jù)可拓學(xué)中關(guān)聯(lián)函數(shù)的建立方法，可以為出租房的所屬區(qū)域d、租金r、面積a和交通便利性t建立合適的關(guān)聯(lián)函數(shù)，并根據(jù)其關(guān)聯(lián)函數(shù)值來(lái)建立相容度函數(shù)，進(jìn)而界定矛盾問(wèn)題和非矛盾問(wèn)題.

1.2.1 構(gòu)建區(qū)域關(guān)聯(lián)函數(shù)

廣州市出租房分布于10個(gè)區(qū)2個(gè)縣級(jí)市.為“數(shù)量化”出租房所屬區(qū)域這一特征因素，可以取理想租房區(qū)域的中心與出租房所在區(qū)域的中心之間的距離(dAB)作為區(qū)域特征的量值.一般地，dAB越小越好(最好為0)，因此需要為區(qū)域構(gòu)造最優(yōu)點(diǎn)在區(qū)間左端點(diǎn)取得的初等關(guān)聯(lián)函數(shù).

據(jù)文獻(xiàn)［3］的2.7.4 節(jié)，設(shè)X0=〈a，b〉，X=〈c，d〉，x0∈X0，X0?X，且有公共端點(diǎn)xz，對(duì)于一切x≠xz，則最優(yōu)點(diǎn)在x0處取得的初等關(guān)聯(lián)函數(shù)為

式中:D(x，X0，X)為點(diǎn)x關(guān)于區(qū)間X0和X組成的區(qū)間套的位值，用于描述區(qū)間與區(qū)間以及一個(gè)點(diǎn)與兩個(gè)區(qū)間的位置關(guān)系;ρ(x，x0，X0)為側(cè)距，側(cè)距用于描述某指標(biāo)滿足某種要求的程度.根據(jù)最滿足某種要求的點(diǎn)在區(qū)間X0的中點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)，側(cè)距又分為左側(cè)距和右側(cè)距，本系統(tǒng)適用左側(cè)距.

據(jù)文獻(xiàn)［3］的定義2.27，位值的計(jì)算公式:

本系統(tǒng)中，假定15 km為理想距離ds，彈性因子為df=1.2，那么取x=dAB，a=0，b=ds=15，c=0，d=ds·df=18，則區(qū)間套組成為X0=〈0，15〉，X=〈0，18〉，代入式(1)～(3)即可計(jì)算相應(yīng)的區(qū)域關(guān)聯(lián)函數(shù)值kd.在1.1節(jié)的租房實(shí)例中，理想?yún)^(qū)域及出租房所在區(qū)域均是天河區(qū)，即x=0，從而計(jì)算得kd=1.0.

1.2.2 構(gòu)建租金關(guān)聯(lián)函數(shù)

一般地，在其他租房因素都符合要求的情況下，用戶付的房子租金越小越好(最好為0，最多不超過(guò)用戶的輸入租金rin).因此，需要為租金構(gòu)造正域?yàn)橛邢迏^(qū)域的簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)函數(shù).據(jù)文獻(xiàn)［3］的2.7.6節(jié)，正域?yàn)橛邢迏^(qū)間X=〈a，b〉，M∈X時(shí)，簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算公式為:

本系統(tǒng)中，取x=ra(出租房子的實(shí)際租金)，正域區(qū)間為X=〈0，rin〉，M=0，且kr最大值在M點(diǎn)取得.在 1.1 節(jié)的租房實(shí)例中，x=850，a=0，b=750，M=0，計(jì)算得kr=0.21.

1.2.3 構(gòu)建面積關(guān)聯(lián)函數(shù)

一般地，在其他租房因素都符合用戶需求情況下，出租房面積越大越好.因此，為面積構(gòu)造正域?yàn)闊o(wú)限區(qū)域的簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)函數(shù).據(jù)文獻(xiàn)［3］的2.7.6節(jié)，正域?yàn)闊o(wú)限區(qū)間X=〈a，+∞〉，M∈X時(shí)，簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算公式為:

本系統(tǒng)中，假如用戶輸入的面積區(qū)間是［ainL，ainR］，那么ainL為可接受的最小房子面積，ainR為理想房子面積，故可取a=ainL，M=ainR，x=aa(出租房子的實(shí)際面積)，即可計(jì)算出相應(yīng)的面積關(guān)聯(lián)函數(shù)值ka，其中，ka最大值在M點(diǎn)取得.在1.1節(jié)的租房實(shí)例中，x=28，a=15，M=25，計(jì)算得ka=0.81.

1.2.4 構(gòu)建交通便利性關(guān)聯(lián)函數(shù)

本系統(tǒng)中，交通便利性特征用優(yōu)秀、良好、一般和較差來(lái)描述，量值分別取2、1、0和－1，則可建立如下離散關(guān)聯(lián)函數(shù):

式中:(優(yōu)秀，良好)表示用戶輸入交通便利等級(jí)為良好，實(shí)際房子交通便利等級(jí)為優(yōu)秀，其他類推.當(dāng)k(x)=－1時(shí)，將構(gòu)成租房矛盾.在1.1節(jié)的租房實(shí)例中，輸入交通便利性為良好，出租房交通便利性也為良好，所以可計(jì)算得kt=1.

1.2.5 構(gòu)建相容度函數(shù)

在租房問(wèn)題中，出租房的所屬區(qū)域d、租金r、面積a和交通便利性t等4個(gè)衡量指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度都大于0時(shí)，該出租房才符合用戶需求.因此可建立租房問(wèn)題P的相容度函數(shù)為:KP=kd∧kr∧ka∧kt.

根據(jù)以上的分析結(jié)果:KP=kd∧kr∧ka∧kt=1.0×(－0.21)×0.81×1＜0，說(shuō)明上述問(wèn)題為不相容問(wèn)題，因而需對(duì)其進(jìn)行可拓變換.

1.3 拓展分析與可拓變換運(yùn)算

顯然，造成相容度函數(shù)小于0的原因是租金關(guān)聯(lián)函數(shù)值kr=－0.21＜0，如果對(duì)租金進(jìn)行擴(kuò)大變換，比如引入租金擴(kuò)大因子re=1.3，則針對(duì)這位租房者的輸入g=［房子，租金，［400，700］］，變換后的目標(biāo)房子信息為

此時(shí)，條件房子L=［出租房A，租金，850］包含于目標(biāo)房子g'，代入數(shù)據(jù)可計(jì)算得k'r=0.07＞0，即有K'P=kd∧k'r∧ka∧kr＞0，條件房子L便成為滿足該租房者需求的房源.

另一種做法是，假設(shè)基礎(chǔ)庫(kù)里面具有另一房源:

對(duì)區(qū)域進(jìn)行置換變換(即使kd=1＞0)，因?yàn)樵叫銋^(qū)與天河區(qū)相鄰(許多人可以接受在越秀區(qū)居住而在天河區(qū)上班)，根據(jù)1.2節(jié)構(gòu)造的關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到k'd=0.47，kr=0.23，ka=0.5，kt=2，有K″P=k'd∧kr∧ka∧kr＞0，所以房源L1也是這位租房者需要的房源.

類似地，當(dāng)區(qū)域不相容時(shí)，可以對(duì)區(qū)域進(jìn)行置換變換;當(dāng)面積不相容時(shí)，可以進(jìn)行擴(kuò)縮變換;當(dāng)交通便利性不相容時(shí)，可以進(jìn)行交通便利性置換變換;當(dāng)區(qū)域、租金、面積和交通便利性中的兩者、三者或四者都不相容時(shí)，分別對(duì)這兩者、三者、四者同時(shí)進(jìn)行可拓變換.

當(dāng)然，這是對(duì)不相容問(wèn)題的目標(biāo)進(jìn)行變換，也可以對(duì)條件進(jìn)行可拓變換(一般地，僅能變換租金和交通，出租房子所處區(qū)域、面積不可變).由于篇幅有限，在此不作贅述，具體方法請(qǐng)參考文獻(xiàn)［3］.

1.4 評(píng)價(jià)策略的優(yōu)秀程度

本租房系統(tǒng)的評(píng)價(jià)條件取地區(qū)、租金、面積和交通便利性共4個(gè)，據(jù)用戶輸入對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)，據(jù)文獻(xiàn)［3］的3.5節(jié)的優(yōu)度評(píng)價(jià)方法，便可計(jì)算出租房策略的優(yōu)度，以便用戶選擇和采用租房策略，具體做法見(jiàn)本文第3.2節(jié).

2 租房可拓策略生成系統(tǒng)

根據(jù)以上對(duì)可拓策略生成方法的分析，參考文獻(xiàn)［10］，可以設(shè)計(jì)出如圖1的租房策略生成系統(tǒng).從圖中容易看到，該系統(tǒng)采用了B/S體系結(jié)構(gòu)，主要包括用戶界面、問(wèn)題分析和建模、可拓變換、評(píng)價(jià)選優(yōu)和后臺(tái)本體知識(shí)管理5個(gè)模塊.大致功能分別為:用戶界面以供用戶輸入租房目標(biāo)以及變換得到的租房策略;問(wèn)題分析用于界定是否為不相容問(wèn)題;問(wèn)題建模為不相容問(wèn)題建立可拓模型;可拓變換為解決矛盾問(wèn)題提供方法;評(píng)價(jià)選優(yōu)用于對(duì)可拓變換所得策略進(jìn)行優(yōu)度評(píng)價(jià)，以便用戶采納何種租房策略;后臺(tái)本體知識(shí)管理用于維護(hù)房子信息、會(huì)員信息等本體知識(shí).

圖1 租房策略生成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.1 General architecture of tenement-ESGS

3 核心算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)有以下3種核心算法:可拓變換算法、評(píng)價(jià)算法、爬蟲(chóng)算法，下面分別給予簡(jiǎn)述.

3.1 可拓變換算法

可拓策略生成系統(tǒng)的核心是可拓變換，算法的主要思想在第1.3節(jié)已提及.可拓變換算法效率的高低直接影響了整個(gè)系統(tǒng)效率，所以構(gòu)建高效的可拓變換算法尤為重要，而減少數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)次數(shù)是提高系統(tǒng)效率的最有效方法.

本系統(tǒng)的操作主對(duì)象“房子信息”屬于本體知識(shí)，它以數(shù)據(jù)記錄的形式存于數(shù)據(jù)庫(kù)表中.在可拓變換過(guò)程中，需要訪問(wèn)這些房子數(shù)據(jù)記錄，為提高效率，需借助緩存技術(shù)，在一次邏輯操作(可拓變換)中僅訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)表一次.因此，為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下流程圖(圖2)所示的可拓變換算法.

圖2 租房可拓變換流程Fig.2 Flow chat of tenement extension transformation

3.2 評(píng)價(jià)算法

3.3 爬蟲(chóng)程序

圖3 爬蟲(chóng)程序工作流程Fig.3 Working flow chart of reptile program

本系統(tǒng)采用HttpClient技術(shù)［6］來(lái)實(shí)現(xiàn)爬蟲(chóng)程序.HttpClient是Apache Jakarta Common下的子項(xiàng)目，提供支持HTTP協(xié)議的客戶端編程工具包.比JDK的java.net包中提供的訪問(wèn)HTTP協(xié)議的基本功能要強(qiáng)大，使用起來(lái)更加靈活.使用HttpClient獲取網(wǎng)絡(luò)頁(yè)面信息并存于數(shù)據(jù)庫(kù)的算法流程如圖3.

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

經(jīng)編碼實(shí)現(xiàn)，得到如圖4所示的租房可拓策略生成系統(tǒng)主頁(yè)面，用戶可以選擇心儀的區(qū)域、預(yù)算租金、期望面積及交通便利性.例如，預(yù)算700元在天河區(qū)租20 m2、交通便利性優(yōu)秀的套房，提交給系統(tǒng)后，系統(tǒng)分析判定是否為矛盾問(wèn)題，如表1所示.可見(jiàn)策略庫(kù)里面沒(méi)有符合用戶要求的的房子.

用戶通過(guò)點(diǎn)擊可拓變換按鈕，以獲取其他更多的合適房子，變換結(jié)果如圖5所示.可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)可拓變換后，符合或者接近用戶需求的出租房有23套，這就是系統(tǒng)經(jīng)可拓變換生成的策略房子.

用戶在短時(shí)間內(nèi)很可能比較難在這23條房子策略中選出最適合自己的房子，此時(shí)用戶可以輸入?yún)^(qū)域、租金、面積和交通便利性的比重因子，進(jìn)行優(yōu)度評(píng)價(jià)，以找出最適合自己的房子，如圖6所示.

用戶在圖5、圖6均可點(diǎn)擊圖片或者策略列表鏈接到該房子的詳細(xì)信息頁(yè)面，如圖7所示.

由此可見(jiàn)，如果直接按照用戶的租房需求去檢索租房信息庫(kù)，很可能找不到用戶需要的房子，即產(chǎn)生了租房矛盾問(wèn)題.但是，借助租房可拓策略生成系統(tǒng)，利用形式化方法描述租房矛盾問(wèn)題的目標(biāo)和條件，建立其核問(wèn)題的模型，再用菱形思維方法對(duì)租房矛盾問(wèn)題進(jìn)行拓展分析，以及執(zhí)行必要的可拓變換運(yùn)算，能智能化地生成滿足或者接近用戶需求的租房策略.

圖4 租房可拓策略生成系統(tǒng)主頁(yè)面Fig.4 Home page of tenement-ESGS

表1 租房矛盾問(wèn)題分析結(jié)果Tabel 1 Analysis results of rental housing contradiction

圖5 租房策略列表Fig.5 Strategies list after extension transformation

圖6 評(píng)優(yōu)后的租房策略列表Fig.6 Strategies list after calculating their fitness

圖7 出租房的詳細(xì)信息Fig.7 Detailed information of a rental house

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，租房可拓策略生成系統(tǒng)成功地解決了租房矛盾問(wèn)題，可以輔助租房者便捷地租到符合自己需求的出租房.這是繼“自助游可拓策略生成系統(tǒng)”之后，可拓策略生成方法在其他領(lǐng)域(租房應(yīng)用領(lǐng)域)的又一次成功的應(yīng)用，再一次驗(yàn)證了可拓策略生成方法在解決不相容問(wèn)題(矛盾問(wèn)題)的普遍適用性.不同于自助游可拓策略生成系統(tǒng)，考慮到租房矛盾問(wèn)題條件的不可變性，租房可拓策略生成系統(tǒng)著重于變換矛盾問(wèn)題的目標(biāo).

目前，本系統(tǒng)采用的測(cè)試數(shù)據(jù)(房子信息)均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，如果給會(huì)員開(kāi)放發(fā)布通道(租房可拓策略生成系統(tǒng)已在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)但未開(kāi)放)，或者通過(guò)其他合法渠道取得準(zhǔn)確可靠的房子信息;那么，此系統(tǒng)將為人們尋找出租房提供信息平臺(tái)，租房用戶根據(jù)系統(tǒng)功能將能作出最優(yōu)決策，既準(zhǔn)確又快速地找到滿足工作需要或居住要求的房子，將打破當(dāng)前租房需要通過(guò)中介商的主流模式.這是下一步要做的工作重點(diǎn).

由此可見(jiàn)，本系統(tǒng)具有較大的應(yīng)用價(jià)值，能產(chǎn)生一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.同時(shí)，可拓策略生成方法在具體領(lǐng)域的應(yīng)用研究，對(duì)于探討提高決策者的決策水平和提升機(jī)器智能水平都具有重要的研究?jī)r(jià)值.

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李承曉，男，1985年生，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橹悄苘浖?

李衛(wèi)華，女，1957年生，教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槊嫦駻gent計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)、智能軟件.發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇.

Research on a tenement extension strategy generation system

LI Chengxiao，LI Weihua
(Faculty of Computer，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China)

In the face of massive amounts of house－rental information，the tenants have to consider so many complicated factors before making their decisions that they always have difficulty optimizing their decisions.In addition，there is frequently a gap between the target needs of renters and the conditions of the existing rental housing，which is the cause for the present conditions.To this end，the extension strategy generating method，which is dedicated to resolve the incompatibility and provide computer technology to build a house－renting strategy generation system and ultimately to assist tenants in making rental decisions，was introduced.Experimental results show that this system can generate strategies intelligently which meet or come close to meeting the tenants’needs.

extenics;extension transformation;strategy generation;tenement

TP311

A

1673－4785(2011)03－0272－07

10.3969/j.issn.1673－4785.2011.03.013

2010－06－01.

廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(8151009001000041).

李承曉.E－mail:ianley@163.com.