高校圖書(shū)館圖書(shū)推薦系統(tǒng)中的稀疏性問(wèn)題實(shí)證探析

□張閃閃 黃鵬

1 引言

在信息爆炸的時(shí)代，移動(dòng)設(shè)備已成為人們獲取信息的重要工具。據(jù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)第三方數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)Gartner發(fā)布的《2014年全球設(shè)備總銷(xiāo)量預(yù)測(cè)》，截止2013年12月，中國(guó)智能手機(jī)用戶(hù)數(shù)突破10億人［1］。智能移動(dòng)設(shè)備日漸普及的同時(shí)，我國(guó)對(duì)電信基礎(chǔ)設(shè)施的投入不斷加大，3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及，以中國(guó)移動(dòng)領(lǐng)銜的4G網(wǎng)絡(luò)也開(kāi)始試運(yùn)行，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷加大，之前必須通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)的服務(wù)如今在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中就可以完成，移動(dòng)信息服務(wù)成為可能。

面對(duì)圖書(shū)館用戶(hù)閱讀行為的轉(zhuǎn)變，即便圖書(shū)館擁有再豐富、再優(yōu)質(zhì)的資源，若不思索新的服務(wù)模式，也將難以更好地為用戶(hù)服務(wù)。在這樣的條件下，圖書(shū)館如何將正確的信息推送給正確的用戶(hù)是未來(lái)圖書(shū)館的一項(xiàng)重要課題，而個(gè)性化信息服務(wù)則可能是這道命題的答案。個(gè)性化信息服務(wù)是根據(jù)用戶(hù)使用偏好、個(gè)人特征以及其提出的明確要求等，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)個(gè)體信息需求的一種服務(wù)方式。

2 圖書(shū)館個(gè)性化推薦系統(tǒng)的需求

圖書(shū)館雖然有良好的學(xué)習(xí)條件、豐富的印本資源，但是卻沒(méi)有為用戶(hù)提供與圖書(shū)相關(guān)的信息和建議。用戶(hù)在不知道該選擇何種圖書(shū)滿(mǎn)足自我的信息需求時(shí)，可能會(huì)根據(jù)自己所需要的類(lèi)別在書(shū)架前尋找，也可能會(huì)在書(shū)目系統(tǒng)中搜索某一主題下的圖書(shū)并根據(jù)書(shū)名和作者進(jìn)行選擇，這樣既浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，而且搜集到的圖書(shū)也可能并非是用戶(hù)所需要的。目前，雖然圖書(shū)館的網(wǎng)站上有各種圖書(shū)推薦服務(wù)（如“新書(shū)推薦”、“一周借閱排行榜”、“季度借閱排行榜”等），試圖達(dá)到幫助用戶(hù)尋找合適圖書(shū)的目的，但是在Web2.0環(huán)境下，用戶(hù)的需求越來(lái)越個(gè)性化和多樣化，而傳統(tǒng)的圖書(shū)館推薦系統(tǒng)是“把一類(lèi)圖書(shū)推薦給所有用戶(hù)”，往往不能達(dá)到令用戶(hù)滿(mǎn)意的效果.用戶(hù)希望的是圖書(shū)館系統(tǒng)能夠提供“量身定做”的推薦，而不是“一攬子”推薦，這就要求圖書(shū)館的推薦系統(tǒng)更具有針對(duì)性、主動(dòng)性、甚至是智能化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，亞馬遜網(wǎng)站上有35%的銷(xiāo)售額是得益于個(gè)性化推薦，有60%的銷(xiāo)售額間接受到推薦的影響［2］。學(xué)者瑪麗亞·索萊達(dá)·佩拉和尼科爾·康蒂等利用社交媒體數(shù)據(jù)構(gòu)建了基于社會(huì)互動(dòng)和個(gè)人興趣的個(gè)性化圖書(shū)推薦系統(tǒng)（Personalized Book Recommendations System），通過(guò)分析相似用戶(hù)從而有針對(duì)性地為用戶(hù)推薦圖書(shū)，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)的精確度超過(guò)了亞馬遜［3］。由此可見(jiàn)，個(gè)性化推薦可以作為一種重要的方式應(yīng)用到圖書(shū)館信息服務(wù)過(guò)程中，但是，目前它主要是在電子商務(wù)領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展，在圖書(shū)館領(lǐng)域應(yīng)用的還比較少。筆者試圖針對(duì)圖書(shū)館現(xiàn)有個(gè)性化推薦中存在的問(wèn)題，提出一種具有圖書(shū)館特色的推薦方式，以期緩解目前推薦過(guò)程中的一些窘境。

3 圖書(shū)館個(gè)性化推薦服務(wù)中存在的問(wèn)題

高校圖書(shū)館作為信息資源的集散地，在不斷滿(mǎn)足科研學(xué)者的信息需求的同時(shí)，也存在著信息量龐大和用戶(hù)特定需求難以匹配的矛盾。用戶(hù)如果想要搜索某一專(zhuān)題或領(lǐng)域的圖書(shū)，往往需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。而現(xiàn)有的圖書(shū)館管理系統(tǒng)中已有一些可提供個(gè)性化信息服務(wù)，用戶(hù)可選擇自己關(guān)注的領(lǐng)域，一旦該領(lǐng)域有新到圖書(shū)，便會(huì)收到通知。比如美國(guó)康納爾大學(xué)的“我的圖書(shū)館”系統(tǒng)，包括個(gè)性化鏈接、個(gè)性化更新、個(gè)性化內(nèi)容、個(gè)性化目錄和文獻(xiàn)傳遞服務(wù)，用戶(hù)可以定制圖書(shū)館資源及其他網(wǎng)絡(luò)資源，也可以接受最新資源通告、進(jìn)行目錄查詢(xún)等，這都為用戶(hù)使用信息帶來(lái)了很大便利。

雖然圖書(shū)館的個(gè)性化推薦系統(tǒng)在圖書(shū)館已經(jīng)得到應(yīng)用且為用戶(hù)帶來(lái)了一定的便利，也在一定程度上提升了圖書(shū)館的服務(wù)質(zhì)量，但是仍然存在一些問(wèn)題：比如有一些系統(tǒng)是以充分挖掘用戶(hù)特征或信息資源特征為基礎(chǔ)的，在使用之前都需要用戶(hù)填寫(xiě)個(gè)人興趣愛(ài)好方面的信息［4］［5］，不能根據(jù)用戶(hù)的特征主動(dòng)地、動(dòng)態(tài)地提供個(gè)性化推薦服務(wù)。而目前常用的個(gè)性化推薦系統(tǒng)多采用協(xié)同過(guò)濾技術(shù)，雖然無(wú)需獲取用戶(hù)的個(gè)人信息，但是可能會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)化和稀疏性問(wèn)題。

3.1 自動(dòng)化問(wèn)題

百度文庫(kù)、豆瓣等都會(huì)在其頁(yè)面上設(shè)置一個(gè)用戶(hù)評(píng)分區(qū)域，一般包括“力薦、推薦、還行、較差、很差”等幾個(gè)不同級(jí)別。用戶(hù)必須積極主動(dòng)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，推薦系統(tǒng)才能了解用戶(hù)的特征，從而進(jìn)行相似性推薦。然而用戶(hù)往往屬于利益驅(qū)動(dòng)者，所采取的行動(dòng)一般都是和自己的利益掛鉤，如百度文庫(kù)，作者為文章評(píng)分便可獲得一定財(cái)富值，而財(cái)富值可以使其在該網(wǎng)站上下載更多的資料。但是圖書(shū)館屬于非盈利性機(jī)構(gòu)，缺乏相應(yīng)的利益驅(qū)動(dòng)機(jī)制，在這種情況下，讀者評(píng)價(jià)圖書(shū)往往會(huì)缺少動(dòng)力，這就造成評(píng)價(jià)信息過(guò)少，不利于圖書(shū)館收集用戶(hù)的信息［6］。如果能夠提高系統(tǒng)評(píng)價(jià)的自動(dòng)化程度，那么可以在一定程度上解決用戶(hù)評(píng)價(jià)不足的問(wèn)題。

3.2 稀疏性問(wèn)題

在電商平臺(tái)中我們常常見(jiàn)到商家利用評(píng)價(jià)返現(xiàn)、評(píng)價(jià)返積分的方式鼓勵(lì)用戶(hù)對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)調(diào)查，在缺乏物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)的情況下，電商銷(xiāo)售出的產(chǎn)品／服務(wù)所收到的評(píng)價(jià)還不足整體銷(xiāo)售總量的1%。用戶(hù)評(píng)價(jià)的主動(dòng)性不高是造成數(shù)據(jù)稀疏性的一個(gè)重要原因。除此之外，暢銷(xiāo)書(shū)的借閱用戶(hù)往往較多，而非暢銷(xiāo)書(shū)的借閱相對(duì)較少，借閱數(shù)據(jù)存在大量的交錯(cuò)，這兩個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致協(xié)同過(guò)濾系統(tǒng)尋找到的相似用戶(hù)不太可靠，計(jì)算出的待推薦項(xiàng)目評(píng)分也不太準(zhǔn)確。大多數(shù)系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)稀疏性問(wèn)題時(shí)，都以0或用戶(hù)平均分填充的方法來(lái)評(píng)價(jià)缺乏評(píng)分的項(xiàng)目，但這些做法在用戶(hù)興趣偏好描述方面有所失真。另外，若以圖書(shū)館的圖書(shū)評(píng)分矩陣作為尋找相似用戶(hù)的依據(jù)，運(yùn)算復(fù)雜度將會(huì)很大。

4 解決高校圖書(shū)館稀疏性問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路

目前，已經(jīng)有很多學(xué)者針對(duì)上述問(wèn)題提出了不同的解決對(duì)策，包括降維的方法［7］、項(xiàng)目聚類(lèi)方法［8］等。如學(xué)者鄒永貴［9］利用項(xiàng)目及項(xiàng)目類(lèi)別包含的評(píng)分次數(shù)來(lái)計(jì)算不同項(xiàng)目之間的興趣度，并結(jié)合傳統(tǒng)的相似度算法有效地減少了評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)稀疏的負(fù)面影響。學(xué)者王桂芬［10］提出一種基于項(xiàng)目層次偏好的協(xié)同過(guò)濾推薦，減輕了數(shù)據(jù)稀疏性問(wèn)題。歐文·金等人［11］通過(guò)結(jié)合用戶(hù)和項(xiàng)目?jī)煞矫娴墓餐畔?lái)對(duì)缺失評(píng)分進(jìn)行預(yù)測(cè)，一定程度上解決了稀疏性問(wèn)題。托恩·奎爾·李（Tong Queue Lee）［12］認(rèn)為在預(yù)測(cè)時(shí)可以對(duì)那些沒(méi)有打分的產(chǎn)品賦予一些缺省的分值，這樣就會(huì)使得預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)的準(zhǔn)確性大幅度提升。如黃昝等［13］通過(guò)協(xié)同檢索框架及擴(kuò)散算法來(lái)分析用戶(hù)之間的關(guān)聯(lián)性，解決打分稀疏性問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法在推薦準(zhǔn)確度、召回率、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和得分排名等方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的協(xié)同過(guò)濾方法；托恩·奎爾·李等［14］借助偽打分信息，安等［15］借助啟發(fā)式算法來(lái)分析用戶(hù)之間的相似性，他們指出，系統(tǒng)中的打分項(xiàng)目往往比較多，而如何根據(jù)現(xiàn)有已打分項(xiàng)目對(duì)未打分的項(xiàng)目做出預(yù)測(cè)，則變得非常重要。

缺乏用戶(hù)的主動(dòng)評(píng)價(jià)是造成圖書(shū)推薦計(jì)算障礙的重要問(wèn)題之一，而用戶(hù)評(píng)分的主動(dòng)性不高及借閱行為的交錯(cuò)性是導(dǎo)致數(shù)據(jù)稀疏性的兩大主要因素。要解決稀疏性問(wèn)題，首先需要解決自動(dòng)化評(píng)分問(wèn)題；此外，正如科恩所提出的，我們還需要解決用戶(hù)主動(dòng)評(píng)價(jià)所造成的打分不一的問(wèn)題。而對(duì)于用戶(hù)借閱行為的交錯(cuò)性所產(chǎn)生的稀疏性問(wèn)題，可以通過(guò)一定的方法對(duì)未評(píng)分項(xiàng)目進(jìn)行分值填充。本文結(jié)合圖書(shū)館的特點(diǎn)，提出通過(guò)用戶(hù)的借閱記錄形成自動(dòng)化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)借助中圖法類(lèi)目形成新的書(shū)目數(shù)據(jù)庫(kù)，把通過(guò)每本書(shū)尋找相似用戶(hù)轉(zhuǎn)換為通過(guò)“某一類(lèi)”圖書(shū)尋找相似用戶(hù)，從而簡(jiǎn)化計(jì)算流程，降低計(jì)算維度。以下就這些思路給予一一說(shuō)明。

4.1 建立自動(dòng)化評(píng)分體系

人工評(píng)分系統(tǒng)是個(gè)性化推薦系統(tǒng)的羈絆。根據(jù)齊普夫省力法則，人們總是會(huì)采取比較省力的方式來(lái)指導(dǎo)自己的行為，除非對(duì)某本書(shū)非常熱愛(ài)，用戶(hù)大都不會(huì)對(duì)借閱的圖書(shū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，我們可以看到，大多數(shù)電商網(wǎng)站例如京東、易迅及當(dāng)當(dāng)?shù)榷际峭ㄟ^(guò)給用戶(hù)返利的方式鼓勵(lì)用戶(hù)評(píng)價(jià)，而公益性的圖書(shū)館沒(méi)有這筆經(jīng)費(fèi)預(yù)算，采用付費(fèi)模式鼓勵(lì)用戶(hù)評(píng)價(jià)是不現(xiàn)實(shí)的，必須針對(duì)圖書(shū)館自身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種能夠適合圖書(shū)館的自動(dòng)化評(píng)分體系。綜合以上因素，圖書(shū)館可以利用用戶(hù)借閱記錄的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)分體系，根據(jù)借還書(shū)記錄自動(dòng)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)所借閱圖書(shū)的評(píng)分。

××大學(xué)的借閱日志主要包含借閱、續(xù)借、預(yù)約三項(xiàng)操作，以下根據(jù)這三項(xiàng)操作設(shè)定評(píng)分系統(tǒng)。通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)以及進(jìn)行專(zhuān)家訪(fǎng)談，最終根據(jù)文獻(xiàn)的對(duì)比分析并結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn)，得出三種不同操作的分值如下：

借閱：用戶(hù)只有對(duì)某本書(shū)感興趣或者因?yàn)榭陀^原因?qū)ζ溆行枨螅艜?huì)去借閱該書(shū)，可以分為首次借閱與非首次借閱。首次借閱雖然表明用戶(hù)對(duì)該書(shū)感興趣，但因?yàn)橛脩?hù)并沒(méi)有詳細(xì)閱覽圖書(shū)的內(nèi)容，因此該書(shū)對(duì)用戶(hù)的作用可大可小。綜上所述，用戶(hù)初次借閱某本書(shū)的評(píng)分不能太高，可以將首次借閱的分值設(shè)為1。而非首次借閱，我們認(rèn)為該書(shū)對(duì)用戶(hù)的用途較大，所以才會(huì)被多次借閱，同時(shí)為拉大分差強(qiáng)調(diào)再次借閱的重要性，因此可將分值設(shè)定為4。

預(yù)約：××大學(xué)圖書(shū)館對(duì)已經(jīng)借出的圖書(shū)提供預(yù)約服務(wù)，用戶(hù)可以通過(guò)申請(qǐng)?jiān)摲?wù)，對(duì)借出圖書(shū)歸還后享有優(yōu)先借閱權(quán)。同樣根據(jù)省力法則分析，若非用戶(hù)有非常大的意愿去閱讀該本書(shū)，是不會(huì)通過(guò)賬號(hào)登陸系統(tǒng)去預(yù)約的，所以用戶(hù)申請(qǐng)預(yù)約服務(wù)，我們可以認(rèn)為用戶(hù)已經(jīng)了解該書(shū)的詳細(xì)內(nèi)容并認(rèn)為該書(shū)有用，分值可以比初次借閱該圖書(shū)高，但我們還要考慮到用戶(hù)也可能并沒(méi)有深入閱讀該書(shū)，可能會(huì)存在閱讀后感覺(jué)與自己之前的想法有所差距的情況，因此，分值不應(yīng)該比再次借閱高。綜上，我們將預(yù)約行為的分值設(shè)定為2。

續(xù)借：關(guān)于續(xù)借情況的分析也應(yīng)該分為兩種。一般來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為用戶(hù)在覺(jué)得該書(shū)有用同時(shí)又沒(méi)有讀完的情況下才會(huì)續(xù)借。另外，圖書(shū)館的借閱規(guī)則中有懲罰條款，圖書(shū)借閱超期會(huì)產(chǎn)生罰金，若用戶(hù)借閱的書(shū)到期，但湊巧這幾天沒(méi)有時(shí)間去還書(shū)，又不想被罰款，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生續(xù)借行為。綜合這兩種情況，續(xù)借的分值應(yīng)該高于初次借閱，但是要低于非初次借閱，因此將分值設(shè)定為2。

表1 圖書(shū)評(píng)分表

表1是某本圖書(shū)的評(píng)分表，每一行的2，3，4，5列是對(duì)某位同學(xué)借閱行為的統(tǒng)計(jì)，第6列是系統(tǒng)依據(jù)上述評(píng)分體系針對(duì)該同學(xué)的借閱行為所計(jì)算出來(lái)的圖書(shū)得分。例如：A同學(xué)對(duì)該本圖書(shū)的評(píng)分為1×1＋2×4＋0×2＋2×2＝13；B同學(xué)對(duì)該本圖書(shū)的評(píng)分為1×1＋1×4＋1×2＋1×2＝9；C同學(xué)對(duì)該本圖書(shū)的評(píng)分1×1＋0×4＋1×2＋1×2＝5；D同學(xué)對(duì)該本圖書(shū)的評(píng)分0×1＋0×4＋1×2＋0×2＝2。

4.2 借鑒中圖法目錄降低運(yùn)算維度

對(duì)于借閱行為的交錯(cuò)性問(wèn)題，我們還應(yīng)考慮圖書(shū)館自身特點(diǎn)：圖書(shū)館開(kāi)架借閱的圖書(shū)都是專(zhuān)業(yè)人員編目過(guò)的圖書(shū)，其分類(lèi)較為準(zhǔn)確。我們可以借助書(shū)目數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行合并處理，將通過(guò)對(duì)某本圖書(shū)的興趣度尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)對(duì)某一類(lèi)圖書(shū)的興趣度尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題。即先根據(jù)借閱記錄計(jì)算用戶(hù)所借各書(shū)的分值，然后根據(jù)書(shū)目信息中該書(shū)所屬的類(lèi)目，計(jì)算各“類(lèi)”的分值，然后通過(guò)各“類(lèi)”的分值尋找相似用戶(hù)。

下面以××大學(xué)圖書(shū)館文學(xué)庫(kù)圖書(shū)為例具體說(shuō)明處理過(guò)程：

a）調(diào)研分析××大學(xué)依據(jù)中圖法編制的類(lèi)目，對(duì)已有類(lèi)目進(jìn)行重新歸并。圖1以圖書(shū)最多的中國(guó)文學(xué)I2為例進(jìn)行類(lèi)目的重新劃分，比如“中國(guó)文學(xué)”類(lèi)目下包含9類(lèi)，根據(jù)收集文獻(xiàn)數(shù)量及相近性，將戲劇文學(xué)與詩(shī)歌、韻文合并為一類(lèi)，以此類(lèi)推將原來(lái)的九類(lèi)重新整合為六類(lèi)。另外，I3中由于日本文學(xué)的館藏?cái)?shù)量占多數(shù)，因此將其重新劃分為日本文學(xué)與亞洲其余各國(guó)文學(xué)；同理，將I7美洲各國(guó)文學(xué)重新劃分為美國(guó)文學(xué)與美洲其余各國(guó)文學(xué)。在重新劃分后，把原來(lái)的下級(jí)類(lèi)目提前，替換原有上級(jí)類(lèi)目，將文學(xué)庫(kù)重新劃分為18個(gè)類(lèi)目（表2）；

圖1 ××大學(xué)圖書(shū)館文學(xué)庫(kù)分類(lèi)舉例

表2 文學(xué)庫(kù)重新構(gòu)建的分類(lèi)體系

b）根據(jù)用戶(hù)的借閱行為，計(jì)算用戶(hù)對(duì)圖書(shū)的評(píng)分；

c）將圖書(shū)依照條目信息歸類(lèi)到新的類(lèi)目體系中，并將計(jì)算出來(lái)的各種圖書(shū)的分值導(dǎo)入公式1中，得到各類(lèi)目的分值。公式中P代表某用戶(hù)對(duì)某類(lèi)圖書(shū)的打分，n為該類(lèi)目下用戶(hù)借閱了n本書(shū)，Ri表示用戶(hù)借閱該類(lèi)圖書(shū)中第i本圖書(shū)的得分。

d）將計(jì)算出的每一類(lèi)的分值當(dāng)做一“本”書(shū)的分值帶入公式2中，計(jì)算用戶(hù)的相似性，將與每位用戶(hù)最為相似的前10位用戶(hù)挑選出來(lái)。R（u，i）及R（v，i）分別代表用戶(hù)u及用戶(hù)v對(duì)i類(lèi)圖書(shū)的評(píng)分及分別表示用戶(hù)u及用戶(hù)v對(duì)文學(xué)庫(kù)18類(lèi)圖書(shū)評(píng)分的平均值，sim（u，v）表示兩位用戶(hù)的相似性。

e）根據(jù)d）中計(jì)算出的相似用戶(hù)集合U及其所屬的用戶(hù)評(píng)分集合（每本書(shū)），對(duì)未評(píng)分的圖書(shū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)分值排名前十的圖書(shū)列出，若出現(xiàn)得分相同的情況，則根據(jù)借閱記錄將相同得分的圖書(shū)按照借閱次數(shù)進(jìn)行排列，如若仍出現(xiàn)相同的情況則全部進(jìn)行推薦。P（u，k）表示預(yù)測(cè)用戶(hù)u對(duì)圖書(shū)k的評(píng)分，及代表用戶(hù)u和v對(duì)所有已評(píng)圖書(shū)的平均分，R（v，k）表示用戶(hù)v對(duì)圖書(shū)k的評(píng)分。

采用這種歸類(lèi)轉(zhuǎn)化模式能夠有效降低借閱交叉造成的數(shù)據(jù)稀疏問(wèn)題，將通過(guò)圖書(shū)組合尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)“類(lèi)”的組合尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題。尋找相似用戶(hù)的本質(zhì)其實(shí)就是尋找對(duì)某一圖書(shū)組合都感興趣的用戶(hù)，而實(shí)際上我們可以將這一類(lèi)圖書(shū)組合看成一類(lèi)圖書(shū)，相似用戶(hù)是對(duì)某一類(lèi)圖書(shū)感興趣而找到共同點(diǎn)的。在電商領(lǐng)域中，由于物品項(xiàng)目沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)分類(lèi)或聚類(lèi)，需要以物品項(xiàng)目為單位采用傳統(tǒng)的協(xié)同過(guò)濾模式，而高校圖書(shū)館的館藏是經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)編目的圖書(shū)，直接采用“類(lèi)”尋找相似用戶(hù)在理論上是合理的，而在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中也證明了該種做法是可行的，采用“類(lèi)”尋找相似用戶(hù)所推薦圖書(shū)的準(zhǔn)確率比直接采用單位圖書(shū)尋找相似用戶(hù)進(jìn)行推薦的準(zhǔn)確率有明顯提升。同時(shí)還需注意在該步驟中對(duì)于每本圖書(shū)的預(yù)測(cè)采用的是相似用戶(hù)對(duì)于具體圖書(shū)的評(píng)分集合，而非相似用戶(hù)對(duì)于“某一類(lèi)”圖書(shū)的評(píng)分集合。

5 個(gè)性化推薦數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)

5.1 研究假設(shè)

為了能夠更快更準(zhǔn)確地給用戶(hù)推薦符合其需求的圖書(shū)，本研究假設(shè)系統(tǒng)只能為目標(biāo)用戶(hù)推薦其所在書(shū)庫(kù)的圖書(shū)，即用戶(hù)到達(dá)文學(xué)庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)測(cè)算出用戶(hù)目前處于文學(xué)庫(kù)，并只為用戶(hù)推薦文學(xué)庫(kù)中的圖書(shū)。實(shí)驗(yàn)將重點(diǎn)考察在推薦同一書(shū)庫(kù)中的圖書(shū)時(shí)，傳統(tǒng)的協(xié)同過(guò)濾與結(jié)合中圖法編目數(shù)據(jù)的協(xié)同過(guò)濾的推薦效果。

5.2 推薦數(shù)據(jù)來(lái)源及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了驗(yàn)證以上所提出的設(shè)計(jì)思路的可用性，本文選取XX大學(xué)圖書(shū)館后臺(tái)借閱數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)試驗(yàn)，將數(shù)據(jù)的范圍尺度定位為文學(xué)庫(kù)的借閱記錄，樣本設(shè)定為以文學(xué)院為主的300名研究生的借閱記錄，數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度從2011年9月至2013年12月，共37509條記錄，涉及7127本書(shū)。系統(tǒng)的操作流程如下：

（1）將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使之符合運(yùn)算模式；

（2）通過(guò)設(shè)計(jì)的推薦體系進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

（3）將數(shù)據(jù)集分別代入傳統(tǒng)協(xié)同過(guò)濾模式和加入編目體系的推薦模式進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)；

（4）根據(jù)計(jì)算得出評(píng)分集合A與B；

（5）將兩種方式得到的推薦集合進(jìn)行合并處理，并編制用戶(hù)推薦書(shū)目，通過(guò)校園郵箱向用戶(hù)進(jìn)行推薦調(diào)研；

（6）根據(jù)用戶(hù)反饋的信息，結(jié)合推薦集合處理反饋結(jié)果；

（7）比較推薦集合的準(zhǔn)確性，并作出分析。

5.3 數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)

（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理。

系統(tǒng)的后臺(tái)日志僅是對(duì)借閱行為進(jìn)行記錄，每一條目包括題名、索書(shū)號(hào)、學(xué)號(hào)、操作日期，其中部分后臺(tái)日志如表3所示。

從表3可以看出，數(shù)據(jù)是以時(shí)間序列進(jìn)行排布的，而本文主要是通過(guò)借閱信息來(lái)分析相似用戶(hù)，并對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化推薦，因此需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，形成以用戶(hù)為單位的數(shù)據(jù)集合，包括用戶(hù)的初次借閱、續(xù)借、非初次借閱及預(yù)約行為的統(tǒng)計(jì)處理，形成如表4的數(shù)據(jù)。以圖書(shū)《詩(shī)性正義》為例，通過(guò)查詢(xún)?cè)己笈_(tái)日志，發(fā)現(xiàn)學(xué)號(hào)尾號(hào)為220的用戶(hù)于2012年11月13日首次借閱該圖書(shū)，于2013年4月2日和2013年5月2日分別進(jìn)行了兩次續(xù)借，并在2013年3月7日、5月22日和12月21日對(duì)該圖書(shū)又進(jìn)行了三次借閱。

表3 ××大學(xué)圖書(shū)館文學(xué)庫(kù)借閱日志

表4 學(xué)號(hào)尾號(hào)為220學(xué)生的借閱記錄

（2）使用matlab進(jìn)行推薦實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)處理步驟編寫(xiě)matlab代碼（如圖2），將預(yù)處理數(shù)據(jù)矩陣代入進(jìn)行運(yùn)算，得到向用戶(hù)推薦的圖書(shū)集合A。同時(shí)，為了進(jìn)行對(duì)照，不進(jìn)行圖書(shū)的歸類(lèi)處理，以每本書(shū)為單位采用傳統(tǒng)協(xié)同過(guò)濾的模式對(duì)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行處理，矩陣中的缺失值采用常用的處理方法以0填充，得到向用戶(hù)推薦的圖書(shū)集合B。

圖2 協(xié)同過(guò)濾matlab代碼片段

5.4 結(jié)果檢驗(yàn)

（1）推薦郵件設(shè)計(jì)。

圖3 發(fā)送給學(xué)號(hào)尾號(hào)為046學(xué)生的推薦郵件

圖4 為學(xué)號(hào)尾號(hào)為046學(xué)生推薦的書(shū)目表片段

根據(jù)以上形成的推薦圖書(shū)集合A、B，可以得到每一位用戶(hù)的不同推薦書(shū)目。為方便用戶(hù)填寫(xiě)反饋，將這兩個(gè)集合中相同的書(shū)目記錄進(jìn)行去重合并，形成推薦書(shū)目表，將經(jīng)過(guò)計(jì)算且合并后的圖書(shū)以圖書(shū)館書(shū)目調(diào)研的名義發(fā)送至用戶(hù)的校園郵箱中。當(dāng)然，在進(jìn)行圖書(shū)推薦時(shí)，我們除了提供傳統(tǒng)的書(shū)目信息外，還會(huì)將索書(shū)號(hào)、圖書(shū)的基本信息以及本書(shū)的鏈接一并發(fā)送至用戶(hù)的郵箱，用戶(hù)打開(kāi)鏈接后可直接查看到此書(shū)，同時(shí)網(wǎng)頁(yè)中還會(huì)呈現(xiàn)出其他用戶(hù)對(duì)該書(shū)的評(píng)價(jià)，以提供一定的參考。同時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)的時(shí)滯性問(wèn)題，需要用戶(hù)反饋的是選擇感興趣或已看過(guò)的書(shū)。因此，調(diào)研的問(wèn)題是：假設(shè)你來(lái)到文學(xué)庫(kù)，以下文學(xué)類(lèi)圖書(shū)你是否感興趣或是否看過(guò)，選出你感興趣或看過(guò)的圖書(shū)。推薦郵件如圖3所示。

為了測(cè)試推薦郵件的設(shè)計(jì)是否清晰明確，本研究先選擇5名同學(xué)進(jìn)行小范圍測(cè)試，針對(duì)每位同學(xué)分別推薦兩種算法中排名前10的圖書(shū)，如對(duì)于學(xué)號(hào)尾號(hào)為046的學(xué)生，去重后，我們一共為其推薦14本書(shū)，具體書(shū)目列表如圖4所示。在其后的反饋郵件中，該同學(xué)選擇了《文學(xué)的邀請(qǐng)》、《鎖孔里的房間》、《徐志摩全集》、《莫言演講新編》、《魯迅雜文全編》和《張愛(ài)玲典藏全集》等書(shū)。

（2）推薦反饋處理。

使用上述方法，根據(jù)不同用戶(hù)得到的推薦書(shū)目集合分別編輯推薦郵件，然后向300名學(xué)生發(fā)送，共收到217份回復(fù)，回收率為72.3%。我們將用戶(hù)的反饋和兩種推薦集合中的推薦書(shū)目進(jìn)行對(duì)比，分別計(jì)算兩種推薦方法的準(zhǔn)確性，最后匯總計(jì)算各個(gè)集合的平均準(zhǔn)確率（如表5所示）：

表5 兩種推薦方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

從表5所列出的兩種不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以看出，集合A中，有1330本是用戶(hù)反饋回來(lái)感興趣或者是已經(jīng)看過(guò)的圖書(shū)，推薦符合率為61.3%（1330／2170），集合B共有749本是用戶(hù)反饋回來(lái)感興趣或者是已經(jīng)看過(guò)的圖書(shū)，推薦符合率為34.5%（749／2170），該比例幾乎僅為集合A的1／2，這在一定程度上證明了結(jié)合圖書(shū)館編目數(shù)據(jù)的過(guò)濾推薦優(yōu)于傳統(tǒng)的過(guò)濾推薦。

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可充分看出，相對(duì)于傳統(tǒng)協(xié)同過(guò)濾推薦來(lái)說(shuō)，本文基于圖書(shū)館編目數(shù)據(jù)的協(xié)同過(guò)濾方法從推薦合適比例來(lái)說(shuō)更加有效。

6 總結(jié)

本文分析了傳統(tǒng)協(xié)同過(guò)濾中存在的自動(dòng)化和稀疏性問(wèn)題，并提出了稀疏性問(wèn)題的解決對(duì)策。通過(guò)借閱日志中的借閱、續(xù)借、預(yù)約三項(xiàng)操作設(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)分體系，根據(jù)借還書(shū)記錄自動(dòng)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)所借閱圖書(shū)的評(píng)分，有效地解決了其評(píng)分主動(dòng)性不高的問(wèn)題；借鑒圖書(shū)館特有的編目體系，對(duì)圖書(shū)館現(xiàn)有文學(xué)庫(kù)中的圖書(shū)進(jìn)行了重新歸類(lèi)，將通過(guò)圖書(shū)組合尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通過(guò)“類(lèi)”的組合尋找相似用戶(hù)的問(wèn)題。最后，以××大學(xué)圖書(shū)館文學(xué)庫(kù)為例，對(duì)本文中所提出的結(jié)合中圖法編目數(shù)據(jù)的協(xié)同過(guò)濾推薦算法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法較傳統(tǒng)的協(xié)同過(guò)濾具有更好的推薦效果。

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