基于改進(jìn)協(xié)同過濾算法的校園二手交易系統(tǒng)研究

許 諾，高 耀,2，周文柱

（1.湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，株洲 412007；2.湖南工業(yè)大學(xué)商學(xué)院，株洲 412007）

0 引言

大學(xué)生群體具有旺盛的消費(fèi)需求，但對(duì)于已購置物品的新鮮感也呈現(xiàn)出明顯的邊際遞減現(xiàn)象，隨著網(wǎng)絡(luò)購物成為大學(xué)生日常生活的重要部分，校園內(nèi)也隨之產(chǎn)生了大量的閑置物品，二手交易資源豐富。對(duì)于二手交易領(lǐng)域的高校細(xì)分市場(chǎng)，其用戶特征相似度高、市場(chǎng)前景可觀，開發(fā)推廣針對(duì)于特定高校范圍的二手交易系統(tǒng)可以提高交易效率，有利于閑置資源的二次利用。

然而當(dāng)下很多高校都沒有專門的校園二手交易系統(tǒng)，大多只能依靠QQ群、微信群等網(wǎng)絡(luò)媒介進(jìn)行交易，而這些交易渠道無法及時(shí)進(jìn)行信息過濾和整理，導(dǎo)致交易過程耗時(shí)長(zhǎng)、效率低。而傳統(tǒng)的校園“跳蚤市場(chǎng)”沒有固定的時(shí)間和地點(diǎn)，不能理想地滿足在校大學(xué)生日常的閑置物品交易需求。因此，開發(fā)一款專門的校園二手交易系統(tǒng)很有必要，它不僅能隨時(shí)隨地為在校大學(xué)生提供便捷的二手物品交易支持服務(wù)，還能夠營(yíng)造培養(yǎng)出綠色環(huán)保的校園文化氛圍。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用微信小程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)，微信小程序相較于手機(jī)APP，具有無需安裝和注冊(cè)、開發(fā)成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。“校易集市”微信小程序采用云開發(fā)技術(shù)，使用騰訊云服務(wù)取代第三方服務(wù)器，借助云開發(fā)提供的豐富的云端API，編寫并上傳部署云函數(shù)到云端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)傳遞與調(diào)用。小程序云開發(fā)是集成于小程序控制臺(tái)的原生Serverless云服務(wù)，為開發(fā)者提供了完整的原生云端支持和微信服務(wù)支持，底層由騰訊云提供技術(shù)支持，以確保數(shù)據(jù)安全、服務(wù)穩(wěn)定。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。小程序的視圖層由WXML與WXSS編寫實(shí)現(xiàn)，該層的作用是將邏輯層的數(shù)據(jù)渲染成前端視圖，同時(shí)將視圖層的事件通過數(shù)據(jù)綁定發(fā)送給邏輯層。邏輯層接收視圖層的事件反饋，并使用JavaScript進(jìn)行邏輯運(yùn)算，返回給視圖層；邏輯層還可以通過云開發(fā)API調(diào)用部署在云服務(wù)器上的云函數(shù)，云函數(shù)運(yùn)行在云端的Node.js環(huán)境中，不占用終端內(nèi)存，各個(gè)云函數(shù)之間相互獨(dú)立且可以相互調(diào)用，云函數(shù)SDK中的數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)API提供了對(duì)數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)的相關(guān)操作。云開發(fā)提供了一個(gè)JSON數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫支持多種數(shù)據(jù)類型，可以通過數(shù)據(jù)庫API進(jìn)行增刪改查操作；云存儲(chǔ)支持視頻、圖片等文件的上傳、下載、刪除、移動(dòng)、搜索等操作，由相應(yīng)的存儲(chǔ)API進(jìn)行調(diào)用。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 改進(jìn)算法

2.1 面向標(biāo)簽評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的協(xié)同過濾算法存在許多不足，例如因用戶評(píng)價(jià)打分的主動(dòng)性較低、基于微信小程序的電商平臺(tái)規(guī)模較小等原因，在實(shí)際情況中很難獲得大量用戶評(píng)價(jià)，導(dǎo)致推薦系統(tǒng)的準(zhǔn)確度較低；以及忽略商品屬性，不能精確地推薦具有某一屬性的商品。針對(duì)上述問題，設(shè)計(jì)一種面向商品標(biāo)簽的評(píng)價(jià)方式，提取出商品類別、價(jià)格范圍、賣家信譽(yù)等若干商品標(biāo)簽，若用戶對(duì)商品的某一方面滿意則點(diǎn)贊相應(yīng)標(biāo)簽，否則點(diǎn)踩相應(yīng)標(biāo)簽。該評(píng)價(jià)方式取消了打分制，簡(jiǎn)化了評(píng)價(jià)流程，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了針對(duì)性評(píng)價(jià)。

用戶U對(duì)個(gè)商品、、…、I的個(gè)標(biāo)簽、、…、T評(píng)價(jià)，規(guī)定點(diǎn)贊為1分，點(diǎn)踩為-1分，不評(píng)價(jià)為0分，第個(gè)商品的第個(gè)標(biāo)簽評(píng)價(jià)分值為s，得到商品-標(biāo)簽評(píng)價(jià)表，如表1所示。

表1 商品-標(biāo)簽評(píng)價(jià)表

由式（1）及商品標(biāo)簽表計(jì)算e，得到全體用戶、、…、U對(duì)全部商品的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)以不同方向的單位向量表征，組成商品-用戶評(píng)價(jià)表，如表2所示。

表2 商品-用戶評(píng)價(jià)表

2.2 商品推薦策略

對(duì)于兩件商品、，設(shè)其商品評(píng)價(jià)分別為、，采用余弦相似性方法計(jì)算兩件商品的相似度sim(，)，如式（4）所示。由于采用了基于商品標(biāo)簽的評(píng)價(jià)方式，不存在常規(guī)打分方式中不同用戶可能使用不同評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的情況，提高了評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的可信度。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以高校大學(xué)生為服務(wù)對(duì)象，具體高校為服務(wù)范圍，主要提供二手物品交易支持。根據(jù)需求分析可以確定系統(tǒng)主要功能如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 發(fā)布商品

如圖3所示，用戶在商品發(fā)布頁面填寫商品信息，點(diǎn)擊“發(fā)布商品”后，視圖層將數(shù)據(jù)傳給邏輯層進(jìn)行處理，邏輯層調(diào)用云函數(shù)將商品數(shù)據(jù)插入商品信息表，創(chuàng)建一條商品記錄。商品圖片以文件形式儲(chǔ)存在云存儲(chǔ)中，上傳成功后返回一個(gè)文件唯一標(biāo)識(shí)符，也即文件ID，文件ID被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，可根據(jù)文件ID訪問或刪除商品圖片。

圖3 商品發(fā)布界面

3.2 搜索與分類商品

如圖4所示，用戶在搜索框輸入關(guān)鍵字進(jìn)行查詢，通過調(diào)用云函數(shù)將關(guān)鍵詞與商品信息表的“goods_name”字段進(jìn)行匹配，通過模糊查詢的方式，返回所有與關(guān)鍵字有關(guān)的結(jié)果。

圖4 商品搜索與分類界面

在商品分類界面，通過云函數(shù)將商品信息表中的記錄按不同的“goods_type”字段進(jìn)行查詢，并分別存放在對(duì)應(yīng)類別的列表中并返回到邏輯層，最終按類別顯示在視圖層中。

3.3 推薦商品

3.4 購買商品

買家發(fā)現(xiàn)心儀的商品，在與賣家溝通咨詢后便可下單，買家支付購物款暫存到系統(tǒng)賬戶中。待買賣雙方線下交接后，買家確認(rèn)收貨，系統(tǒng)將購物款扣除一定的服務(wù)費(fèi)后轉(zhuǎn)給賣家，若訂單未被確認(rèn)，系統(tǒng)會(huì)提醒買家確認(rèn)交易進(jìn)度；若雙方確認(rèn)交易終止，系統(tǒng)會(huì)將購物款退回買家賬戶。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 后臺(tái)管理

微信開發(fā)者工具的云開發(fā)控制臺(tái)中提供了協(xié)助運(yùn)營(yíng)分析的后臺(tái)管理模塊，可以在該模塊下查看任意時(shí)間段的流量資源使用情況、用戶訪問量、數(shù)據(jù)庫讀寫次數(shù)等數(shù)據(jù)指標(biāo)。云開發(fā)控制臺(tái)也提供了對(duì)數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)、云函數(shù)等模塊進(jìn)行相應(yīng)操作的功能。為了進(jìn)一步提高后臺(tái)管理效率，云開發(fā)服務(wù)提供了CMS內(nèi)容管理系統(tǒng)，幫助開發(fā)者管理數(shù)據(jù)庫以及云存儲(chǔ)。如圖5所示，在內(nèi)容管理系統(tǒng)上，后臺(tái)管理員可以快捷地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表，新增、檢索或批量導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫記錄。

圖5 CMS內(nèi)容管理系統(tǒng)

4.2 應(yīng)用成效

“校易集市”二手物品交易系統(tǒng)自上線以來，已在湖南工業(yè)大學(xué)范圍內(nèi)運(yùn)營(yíng)數(shù)月，累計(jì)用戶數(shù)百人，圖6為2021-05-15至2021-06-15期間用戶增長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)圖。為了了解用戶對(duì)推薦系統(tǒng)的滿意度情況，將用戶滿意度量化為1至5星標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)對(duì)200名用戶進(jìn)行問卷調(diào)查，回收問卷167份，用戶評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)如圖7所示，由圖7可以看出系統(tǒng)基本滿足了在校大學(xué)生進(jìn)行二手物品交易的實(shí)際需求，受到普遍好評(píng)。

圖6 用戶增長(zhǎng)曲線

圖7 用戶評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)圖

5 結(jié)語

本文從高校二手市場(chǎng)需求出發(fā)，提出了一種便捷安全的高校二手物品交易系統(tǒng)。從系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)功能等方面論述了該系統(tǒng)的可行性，同時(shí)針對(duì)商品標(biāo)簽評(píng)價(jià)方式，提出了一種改進(jìn)的協(xié)同過濾算法，為用戶推薦其可能喜愛的商品，提升了用戶體驗(yàn)，最終由系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用證實(shí)了其可靠性與現(xiàn)實(shí)意義。基于改進(jìn)協(xié)同過濾算法的二手物品交易系統(tǒng)有效地降低了交易門檻，提供了一種更加高效的交易途徑，可以滿足在校大學(xué)生的日常需求，減少閑置資源的浪費(fèi)，促進(jìn)校園二手交易生態(tài)鏈的發(fā)展。