基于PSO—SVR的移動圖書館用戶滿意度評價模型

吳玉萍 石義金

摘 要 用戶滿意度評價是移動圖書館建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)準(zhǔn)確地評價用戶滿意度，對于提高移動圖書館服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。本文在研究文獻、遴選評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于PSO-SVR的移動圖書館用戶滿意度評價模型，并利用16所高校移動圖書館的調(diào)查數(shù)據(jù)對模型進行驗證。研究發(fā)現(xiàn)，該模型能夠消除評價指標(biāo)間非線性交互關(guān)系對評價結(jié)果精確度的影響，為移動圖書館用戶滿意度評價提供了一種新的方法和思路。

關(guān)鍵詞 移動圖書館 服務(wù)質(zhì)量 用戶滿意度 PSO SVR

分類號 G250.76

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2019.05.011

Abstract Customer satisfaction evaluation is a vital part of the construction of mobile library. Evaluating Customer satisfaction scientifically and accurately is meaningful for improving the service quality of mobile library. Based on the literature review and evaluation indicator selection， this paper constructs a PSO-SVR-based mobile library customer satisfaction evaluation model， and validates the model by using the survey data of 16 mobile libraries. The model eliminates the influence of non-linear interaction among evaluation indicators on the accuracy of evaluation results， and thus provides a method basis for the scientific evaluation of mobile library customer satisfaction.

Keywords Mobile library. Service quality. Customer satisfaction evaluation. PSO. SVR.

隨著移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步和移動用戶的快速增長，移動圖書館近年來發(fā)展迅猛，極大地拓展了圖書館服務(wù)空間，更好地滿足了移動閱讀時代讀者的信息需求。然而，由于技術(shù)、資金、人員、信息資源等多方面因素的制約，移動圖書館服務(wù)質(zhì)量仍然存在很大提升空間。用戶（或讀者）滿意度是評價和衡量圖書館服務(wù)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，在移動圖書館建設(shè)進入高速發(fā)展期、移動信息服務(wù)需求日益增長的背景下，構(gòu)建科學(xué)合理的用戶滿意度評價模型，并用之評價移動圖書館服務(wù)現(xiàn)狀，從而為移動圖書館改善服務(wù)質(zhì)量提供依據(jù)，對于移動圖書館的發(fā)展建設(shè)尤為重要。

1 文獻回顧

在圖書館服務(wù)研究領(lǐng)域，用戶滿意度是持續(xù)受到關(guān)注的熱點研究問題。國內(nèi)外學(xué)者針對圖書館用戶滿意度評價問題的研究主要涉及兩種框架：一是將市場營銷領(lǐng)域的顧客滿意理論引入圖書館服務(wù)質(zhì)量評價；二是構(gòu)建評價指標(biāo)體系并運用系統(tǒng)評價方法對圖書館用戶滿意度進行定量評價。Nitecki[1]最早將基于用戶感知與期望差距的SERVQUAL模型用于評價美國8家學(xué)術(shù)圖書館的服務(wù)質(zhì)量，該模型的核心思想即為顧客滿意理論。美國研究圖書館協(xié)會在SERVQUAL模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)讀者調(diào)查意見不斷修訂，進而提出了LibQual+模型，該模型后來被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)圖書館服務(wù)質(zhì)量的評價。黃海[2]將美國顧客滿意度指數(shù)模型（ACSI）引入圖書館服務(wù)讀者滿意度測評的應(yīng)用研究。唐瓊等[3]、雷順利[4]將顧客滿意度理論應(yīng)用于圖書館電子資源評價，構(gòu)建了滿意度評價模型，并利用調(diào)查數(shù)據(jù)進行了實證研究。施發(fā)富[5]、張明霞[6]、鄒薇[7]等結(jié)合顧客滿意度理論，先后提出了相應(yīng)的圖書館服務(wù)質(zhì)量評價模型。

在運用系統(tǒng)評價方法定量評價圖書館用戶滿意度方面，毛太田等[8]利用熵權(quán)法和理想點法構(gòu)建了圖書館讀者滿意度的綜合評價模型。武海東[9]通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型對圖書館讀者滿意度指數(shù)做出了定量評價。侯明艷等[10]基于層次分析法，建立了高校圖書館讀者滿意度評價指標(biāo)體系和評價模型。夏立新等[11]綜合運用層次分析法和主成分分析法，確定了數(shù)字圖書館知識服務(wù)滿意度的主要影響因素，建立了知識服務(wù)滿意度評價模型。朱蕾等[12]采用模糊評價法對圖書館讀者滿意度進行了評價。范一文[13]將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法用于評價高校圖書館滿意度，克服了指標(biāo)間交互作用對評價結(jié)果的影響。

綜上所述，現(xiàn)有研究從不同視角采用顧客滿意理論、模糊綜合評價、層次分析法、熵權(quán)法、主成分分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等理論方法，對傳統(tǒng)圖書館用戶滿意度進行定量評價，但是上述評價方法基本都假設(shè)評價指標(biāo)與評價結(jié)果之間存在線性關(guān)系。在移動圖書館模式下，信息服務(wù)有其特殊性，各評價指標(biāo)與移動圖書館滿意度之間存在著更為復(fù)雜的非線性關(guān)系，采用傳統(tǒng)評價方法難以保證評價結(jié)果的精確度[14-15]。支持向量回歸方法（Support Vector Regression， SVR）對于解決非線性小樣本的評價問題具有良好效果，當(dāng)前已應(yīng)用于安全評價、能力評價等領(lǐng)域并取得了良好效果[16-17]。而粒子群優(yōu)化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）具有較強的最優(yōu)解逼近能力，可以有效地對系統(tǒng)參數(shù)進行全局優(yōu)化[18]。將PSO與SVR結(jié)合，能夠更好地解決非線性小樣本評價問題，提高評價結(jié)果精確度。因此，本文擬采用PSO和SVR相結(jié)合的方法構(gòu)建移動圖書館用戶滿意度評價模型，并利用高校移動圖書館調(diào)查數(shù)據(jù)檢驗評價模型的有效性和評價結(jié)果的精確度，以期為移動圖書館用戶滿意度評價提供一種新的思路和方法。

2 移動圖書館用戶滿意度的影響因素和評價指標(biāo)

2.1 用戶滿意度的影響因素

考慮移動圖書館用戶滿意度影響因素時既要考慮傳統(tǒng)圖書館服務(wù)的共有影響因素，又要考量其特性，如實時交互性等。王云梯[19]認(rèn)為影響圖書館信息服務(wù)能力的因素主要包括信息資源、信息人才、信息設(shè)施、服務(wù)方式等四個方面；廖璠等[20]認(rèn)為移動圖書館的服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)主要涉及移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、信息獲取和服務(wù)效果三個范疇。施國洪等[21]總結(jié)分析了影響移動圖書館服務(wù)質(zhì)量的四個方面因素：系統(tǒng)性能、移動資源、館員及移情性服務(wù)。樊欣榮等[22]認(rèn)為移動圖書館服務(wù)質(zhì)量的影響因素包括服務(wù)信息、服務(wù)環(huán)境、服務(wù)交互和服務(wù)結(jié)果等。金小璞等[23]認(rèn)為移動圖書館用戶滿意度的主要影響因素是界面設(shè)計、信息內(nèi)容以及系統(tǒng)功能。明均仁等[24]將高校移動圖書館APP的用戶滿意度影響因素歸納為系統(tǒng)特征、界面特征和個體差異三個方面。綜合以上文獻，本文認(rèn)為移動圖書館用戶滿意度的影響因素主要涉及移動服務(wù)方式、移動信息資源、移動信息技術(shù)、移動服務(wù)環(huán)境、移動服務(wù)效果、移動管理機制等六個方面[19-24]，如表1所示。

2.2 用戶滿意度的評價指標(biāo)

借鑒圖書館用戶滿意度理論，并結(jié)合上文對移動圖書館用戶滿意度影響因素的分析，本文從移動服務(wù)易用性、移動資源有效性、移動服務(wù)效率、移動服務(wù)效果四個維度構(gòu)建移動圖書館用戶滿意度評價指標(biāo)體系，如表2所示。其中，移動服務(wù)易用性指標(biāo)反映了用戶對移動圖書館服務(wù)方式便捷性的要求，移動服務(wù)易用性越高，用戶滿意度越高；移動資源有效性指標(biāo)反映了用戶對信息資源這一圖書館核心能力的要求，信息資源越豐富、越適用，用戶滿意度越高；移動服務(wù)效率指標(biāo)是移動圖書館的運行指標(biāo)，反映了移動圖書館的運營管理狀況，移動服務(wù)響應(yīng)速度越快，用戶滿意度越高；移動服務(wù)效果是衡量移動圖書館用戶滿意度的結(jié)果性指標(biāo)，反映了用戶在使用移動服務(wù)過程中的主要成本與整體收益，服務(wù)效果越好，用戶滿意度越高。

3 移動圖書館用戶滿意度評價模型

3.1 支持向量回歸機模型

依據(jù)統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小原理，支持向量回歸機（SVR）利用有限的樣本信息在模型復(fù)雜性和學(xué)習(xí)能力之間尋求最佳折衷，以求獲得最好推廣能力的方法[25]。由于影響移動圖書館用戶滿意度的因素眾多，且各影響因素對用戶滿意度的作用呈非線性關(guān)系，本文利用SVR模型來分析各評價指標(biāo)（輸入）與用戶滿意度（輸出）之間的作用關(guān)系，構(gòu)造多輸入、單輸出的SVR模型，如圖1所示。

3.2 粒子群算法

粒子群算法（PSO）由Kennedy和Eberhart在1995年首次提出，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于模式識別、函數(shù)尋優(yōu)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練等領(lǐng)域。該算法源于模擬鳥群覓食過程，它把每個優(yōu)化問題的解當(dāng)作搜索空間的一個粒子，每個粒子在搜索空間中以一定速度飛行，而飛行速度則根據(jù)本身和同伴的飛行經(jīng)驗動態(tài)調(diào)整，通過定義相應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)衡量每個粒子解的優(yōu)越程度，數(shù)學(xué)描述如下[26]：

3.3 基于PSO-SVR的滿意度評價模型

為了實現(xiàn)對SVR模型參數(shù)的自動選擇和參數(shù)搜尋方向控制，本文將PSO與SVR相結(jié)合，利用PSO的全局搜索能力，對SVR參數(shù)進行尋優(yōu)處理，并確定最優(yōu)參數(shù)組合?；赑SO-SVR的移動圖書館用戶滿意度評價模型的基本思路如圖2所示。其主要步驟如下：

（1） 收集移動圖書館用戶滿意度評價指標(biāo)的樣本數(shù)據(jù)，并對樣本數(shù)據(jù)歸一化處理，形成訓(xùn)練樣本和測試樣本。

（2） 建立初始SVR模型，并確定模型參數(shù)C（懲罰因子系數(shù)） 和g（核函數(shù)的參數(shù)系數(shù)） 的取值范圍。

（3） 初始化PSO算法基本參數(shù)，以此確定SVR模型最優(yōu)參數(shù)組合（bestc， bestg）。設(shè)定算法的局部搜索能力c1初值為15，參數(shù)全局搜索能力c2的初值為1.7，最大進化數(shù)maxgen的初值為200，種群的最大數(shù)量sizepop初值為20，影響搜索速率的參數(shù)k設(shè)為0.6，參數(shù)C和g的變化范圍為（2^（-8），2^（-8））。

（4） 進行樣本訓(xùn)練以獲得粒子適應(yīng)度、個體極值和全局極值，迭代尋優(yōu)，從而獲取最優(yōu)參數(shù)組合。其中，適應(yīng)度用預(yù)測值和實際值間的均方差表示。

（5） 運用最優(yōu)參數(shù)的SVR模型進行樣本測試，確定決策回歸方程，從而得到移動圖書館用戶滿意度最終評價值。

4 實例分析

4.1 數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理

在數(shù)據(jù)收集前，根據(jù)確定的移動圖書館用戶滿意度評價指標(biāo)體系建立調(diào)查量表。將評價指標(biāo)轉(zhuǎn)化為移動服務(wù)易用性、移動資源有效性、移動服務(wù)效率、移動服務(wù)效果等4個潛變量（一級指標(biāo)）和12個觀測變量（二級指標(biāo)），對每個觀測變量的評分區(qū)間為0～100分，0分表示完全不能滿足用戶的需求，100分表示能夠完全滿足用戶需求。另外，設(shè)計綜合評價等級項，分值0～3分，其中2～3分表示“好”，1～2分表示“中”，0～1分表示“差”，具體見表3。

為了驗證評價模型的有效性和評價結(jié)果的精確度，本文通過走訪和網(wǎng)絡(luò)問卷兩種形式，對廣西、湖南、貴州三省共16家高校移動圖書館進行了用戶滿意度調(diào)查。收集各所圖書館的有效調(diào)查問卷數(shù)不少于40份，通過整理有效問卷，求得各所高校移動圖書館各項滿意度指標(biāo)均值，并通過式（5） 把各類指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到[0，1]之間，歸一化結(jié)果見表4。

其中， 為各指標(biāo)觀測值， 為歸一化后的指標(biāo)值，和 分別為被觀測指標(biāo)的最小值和最大值。

4.2 模型參數(shù)選擇

在模型訓(xùn)練及預(yù)測前，通過PSO算法進行參數(shù)優(yōu)化選擇。在MATLAB（R2016a）環(huán)境下交叉利用Libsvm工具箱，反復(fù)驗證發(fā)現(xiàn)，在粒子群數(shù)量為20，進化終止代數(shù)設(shè)為200，適應(yīng)度最佳，此時得到的SVR模型相關(guān)最優(yōu)參數(shù)值分別為：c=38.9，g=1.18，CVmse=0.0039，具體模型參數(shù)及算法性能參數(shù)如圖3所示。

4.3 模型訓(xùn)練及預(yù)測

在PSO參數(shù)尋優(yōu)基礎(chǔ)上，本文選取徑向基函數(shù)作為核函數(shù)，將前13組樣本數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，其余3組樣本數(shù)據(jù)作為測試樣本，基于PSO-SVR的訓(xùn)練樣本回歸預(yù)測值見表5，其中，訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)的均方誤差為0.0008，平方相關(guān)系數(shù)達到0.9863，說明PSO-SVR模型的評價結(jié)果具有非常高的精確度。

為驗證PSO-SVR模型的推廣性能，對后3組測試樣本進行評價，得到后三所移動圖書館的用戶滿意度評價結(jié)果，見表6。

從上表可以看出，PSO-SVR模型評價值的平均相對誤差很小，較準(zhǔn)確地評價出了每個移動圖書館用戶滿意度，這說明基于PSO-SVR的移動圖書館用戶滿意度評價模型更好地消除了評價指標(biāo)非線性交互關(guān)系對評價結(jié)果的影響，顯著提高了評價結(jié)果的準(zhǔn)確度。此外，評價結(jié)果還驗證了該模型具有很高的擬合能力和推廣能力，且擬合能力要明顯優(yōu)于推廣能力（擬合值相對誤差遠(yuǎn)小于推廣值相對誤差）。

5 結(jié)語

用戶滿意度評價是移動圖書館建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)準(zhǔn)確地評價用戶滿意度，對于提高移動圖書館服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。本文首先在顧客滿意度理論基礎(chǔ)上，分析了移動圖書館服務(wù)滿意度的影響因素，并從服務(wù)易用性、資源有效性、服務(wù)效率、服務(wù)效果四個方面構(gòu)建了移動圖書館用戶滿意度評價指標(biāo)體系。其次，構(gòu)建了基于PSO-SVR的移動圖書館用戶滿意度評價模型，該模型彌補了傳統(tǒng)評價方法的小樣本評價精確度不足以及無法反映指標(biāo)間復(fù)雜非線性關(guān)系的問題。最后，利用16所高校移動圖書館的用戶滿意度調(diào)查數(shù)據(jù)，分析驗證了模型的有效性與算法的合理性。結(jié)果表明，將PSO-SVR模型用于移動圖書館用戶滿意度評價具有很好的擬合能力和推廣能力，評價結(jié)果精確度顯著提高。本文的研究為移動圖書館用戶滿意度評價提供了一種新的方法和思路。

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