基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的推薦系統(tǒng)在智慧社區(qū)中的使用

張立博?王凱

摘要：智慧社區(qū)是以信息化、智能化技術(shù)為支撐，以提高社區(qū)居民生活質(zhì)量和社區(qū)管理效率為目標(biāo)的一種新型社區(qū)模式。基于IPv6網(wǎng)絡(luò)背景，通過案例分析的方式，將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與關(guān)聯(lián)分析、過濾算法等技術(shù)相協(xié)同，在智慧社區(qū)中應(yīng)用推薦系統(tǒng)極具可行性，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與推薦系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)智慧社區(qū)提供了技術(shù)支持，可以從大量實(shí)時(shí)的信息中提取生活、政務(wù)信息。對(duì)此，本研究基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，探討智慧社區(qū)發(fā)展中對(duì)推薦系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；推薦系統(tǒng)；智慧社區(qū)；大數(shù)據(jù)

經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的現(xiàn)階段，信息技術(shù)水平也隨之提升，尤其是5G時(shí)代的到來，在很大程度上改變了公眾接收信息的方式，也推動(dòng)著國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。智慧城市是現(xiàn)階段全球城市發(fā)展的必然趨勢(shì)，我國(guó)也在積極探索和建設(shè)智慧城市，作為智慧城市建設(shè)的重要組成部分，智慧社區(qū)已成為國(guó)內(nèi)發(fā)展共識(shí)[1]。本研究基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，探討智慧社區(qū)發(fā)展中對(duì)推薦系統(tǒng)的應(yīng)用。

一、相關(guān)概念

（一）智慧社區(qū)

智慧社區(qū)指的是遵循“利民、便民以及惠民”原則，創(chuàng)建智能高效便民服務(wù)體系、智慧社區(qū)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)以及安全高效管理服務(wù)體系，保證社區(qū)居民日常社會(huì)生活的協(xié)同化、數(shù)字化、互動(dòng)化以及智能化，不僅在生活服務(wù)、文化教育、養(yǎng)老助殘以及衛(wèi)生計(jì)生等環(huán)節(jié)為社區(qū)居民提供便利，通過社區(qū)定位系統(tǒng)、交通綜合管理系統(tǒng)以及安防系統(tǒng)等智慧終端也助力提升社區(qū)的治理效率[2]?；贗Pv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的智慧社區(qū)，是以人為本創(chuàng)建的智能管理系統(tǒng)，為社區(qū)居民提供智慧化、現(xiàn)代化的生活環(huán)境，保證居民能夠?qū)崿F(xiàn)舒適、高效的生活。

（二）IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是IPv4的升級(jí)版，相比IPv4，IPv6具有地址空間更大、安全性更高、支持多播和移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)槲磥淼幕ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更好的支持。

在IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，每個(gè)設(shè)備都可以擁有唯一的IPv6地址，這使得設(shè)備之間的通信更加方便和高效；IPv6還支持多播和任播，可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式；在IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議和應(yīng)用層協(xié)議都進(jìn)行了相應(yīng)地調(diào)整和優(yōu)化。

總之，IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將成為未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，了解和適應(yīng)IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是非常有必要的。

（三）IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的系統(tǒng)介紹

網(wǎng)絡(luò)居民可以在手機(jī)APP端的社區(qū)服務(wù)與IPv6網(wǎng)絡(luò)相連接，在使用期間，能夠和服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息交互，例如，登錄地址、發(fā)表的論壇、消費(fèi)過的場(chǎng)所、店鋪訪問、消費(fèi)種類、消費(fèi)金額和購(gòu)買評(píng)價(jià)等，通過大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)器，分析網(wǎng)民行為，并對(duì)網(wǎng)民實(shí)施標(biāo)簽化處理，為所有網(wǎng)絡(luò)用戶創(chuàng)建畫像，再基于網(wǎng)絡(luò)用戶的畫像與標(biāo)簽，通過協(xié)同過濾算法將可能喜歡的商品、店鋪或者服務(wù)提供給該用戶[3]。

該研究基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在智慧社區(qū)中應(yīng)用推薦系統(tǒng)，主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于：

①在推薦系統(tǒng)中接入社區(qū)居民關(guān)于“吃”的行為，通過分析社區(qū)居民生活發(fā)現(xiàn)，居民的“吃”集中在超市購(gòu)物、點(diǎn)外賣、菜市場(chǎng)買菜以及堂食等領(lǐng)域，因此，可以采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析用戶行為數(shù)據(jù)，并用推薦算法將可能喜歡的菜譜或者店鋪推薦給社區(qū)居民。

②通過分析社區(qū)居民瀏覽或消費(fèi)的歷史數(shù)據(jù)，隨機(jī)更改推薦側(cè)重點(diǎn)，以幫助社區(qū)居民實(shí)現(xiàn)均衡飲食。

二、智慧社區(qū)的興起與大數(shù)據(jù)技術(shù)

（一）智慧社區(qū)的興起

社區(qū)是城市建設(shè)發(fā)展不可缺少的組成部分，智慧社區(qū)建設(shè)離不開社區(qū)的信息化和智能化，同時(shí)，智慧社區(qū)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，世界各國(guó)基于自身優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建智慧社區(qū)，我國(guó)智慧社區(qū)建設(shè)時(shí)間比較晚，發(fā)展速度卻非?？?，目前國(guó)內(nèi)智慧社區(qū)已經(jīng)初有成效。

例如，上海市建設(shè)國(guó)內(nèi)第一個(gè)智慧社區(qū)，實(shí)現(xiàn)了社區(qū)信息門戶網(wǎng)站、智能家庭終端、云計(jì)算中心以及云卡等基礎(chǔ)項(xiàng)目；江蘇無錫創(chuàng)建便民服務(wù)中心，通過社區(qū)服務(wù)站、呼叫平臺(tái)以及網(wǎng)站等，為居民提供信息化居家服務(wù)、民生商品配送以及養(yǎng)老服務(wù)等[4]；山東青島所建設(shè)的“U社區(qū)”，先后開發(fā)了物業(yè)管理平臺(tái)、U購(gòu)物平臺(tái)、社區(qū)政務(wù)管理系統(tǒng)以及U社區(qū)一卡通等，涵蓋社會(huì)保險(xiǎn)、社會(huì)福利、救助以及水電氣等便民服務(wù)。

（二）IPv6環(huán)境下智慧社區(qū)的大數(shù)據(jù)技術(shù)

國(guó)內(nèi)智慧社區(qū)建設(shè)力度不斷加大，由此產(chǎn)生的智慧社區(qū)數(shù)據(jù)積累為社區(qū)公共服務(wù)提供重要的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，也是智慧社區(qū)建設(shè)的依據(jù)。所以，IPv6環(huán)境下的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以為城市和社區(qū)帶來以往環(huán)境無法比擬的價(jià)值，通過挖掘網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，為居民配備精準(zhǔn)信息，并衍生出更多新服務(wù)，提煉居民需求，為居民提供個(gè)性化服務(wù)，以此輔助當(dāng)?shù)卣贫ㄏ嚓P(guān)決策。

IPv6環(huán)境下，大數(shù)據(jù)必須通過新處理模式，方可具備更強(qiáng)大洞察發(fā)現(xiàn)力、決策力以及流程優(yōu)化能力的信息資產(chǎn)，才能為居民提供海量信息服務(wù)。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)研究者JohnRauser指出，大數(shù)據(jù)只是信息資產(chǎn)，只有分析大數(shù)據(jù)，方可獲取大量有價(jià)值的、智能的、深入的信息。而大數(shù)據(jù)挖掘，也叫做數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)，是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)庫(kù)與人工智能領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，從根本上說，大數(shù)據(jù)挖掘是從隨機(jī)的、大量的、模糊的以及不完全的應(yīng)用數(shù)據(jù)中，將人們事先不知、隱含其中的信息與知識(shí)挖掘出來的決策知識(shí)過程。

IPv6環(huán)境下的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)所包含數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析、模型預(yù)測(cè)以及結(jié)果呈現(xiàn)等，其中應(yīng)用比較多的就是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)[5]。統(tǒng)計(jì)分析包括聚類分析、假設(shè)檢驗(yàn)、相關(guān)分析、因子分析、判別分析、顯著性檢驗(yàn)、多元對(duì)應(yīng)分析、差別分析以及快速聚類分析等，而數(shù)據(jù)挖掘則主要包括復(fù)雜數(shù)據(jù)類型挖掘、預(yù)測(cè)、分類、描述與可視化等技術(shù)。

三、推薦系統(tǒng)用于智慧社區(qū)的相關(guān)工作

現(xiàn)如今，智慧社區(qū)研究?jī)?nèi)容逐漸增多，主要包括智慧社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)體系、智慧社區(qū)生活發(fā)展以及智慧社區(qū)智能化等，隨著智慧社區(qū)建設(shè)的逐漸深入，居民的生活服務(wù)也越來越智能化，同時(shí)，居民的網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)需求對(duì)智慧社區(qū)建設(shè)與發(fā)展具有推動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)了居民消費(fèi)環(huán)境的智能化。學(xué)者楊一丁等在《互聯(lián)網(wǎng)+智慧菜市場(chǎng)》中創(chuàng)建了個(gè)人菜場(chǎng)，為消費(fèi)者創(chuàng)建第三方線上交易平臺(tái)，使菜場(chǎng)購(gòu)買方式越來越多元化，形成飲用、現(xiàn)場(chǎng)買菜以及烹飪等多樣服務(wù)，推出智能菜市場(chǎng)有助于實(shí)現(xiàn)菜市場(chǎng)的智慧化、智能化[6]。

IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，推薦系統(tǒng)是越來越多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的重要組成部分，也有很多科研團(tuán)隊(duì)研究了推薦系統(tǒng)的內(nèi)容，其中Grouplens在電商平臺(tái)內(nèi)應(yīng)用以評(píng)分為依托的協(xié)同過濾算法；俞騁超等學(xué)者通過DeepSession算法，解決個(gè)性化推薦問題；而學(xué)者舒芳書則通過關(guān)聯(lián)規(guī)則算法與協(xié)同過濾算法，為網(wǎng)絡(luò)用戶智能推薦圖書，但卻很少有學(xué)者研究智慧社區(qū)飲食推薦。

未來智慧社區(qū)所提供的服務(wù)，為社區(qū)居民的衣食住行提供了更多便利，居民生活也越來越智能化。本文基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)智慧社區(qū)為居民提供的飲食服務(wù)展開研究，通過分析居民飲食記錄，利用協(xié)同過濾推薦算法與關(guān)聯(lián)規(guī)則推薦算法，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供人性化店鋪、均衡飲食菜譜等[7]。該研究密切結(jié)合美食推薦與智慧社區(qū)發(fā)展，可以通過推薦系統(tǒng)將社區(qū)周邊外賣店鋪、菜市場(chǎng)、美食餐館以及超市等關(guān)聯(lián)起來。

四、基于IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的推薦系統(tǒng)用于智慧社區(qū)的案例

該案例選擇關(guān)聯(lián)分析、協(xié)同過濾算法、推薦算法以及NMF算法等相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘工具，將推薦系統(tǒng)應(yīng)用于智能社區(qū)，對(duì)A秘書智慧社區(qū)平臺(tái)所提供的社區(qū)居民消費(fèi)信息展開數(shù)據(jù)分析，以此為餐館、外賣店鋪以及超市等上架用戶所需商品提供有用的信息參考。A秘書智慧社區(qū)是以互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為依托，所創(chuàng)建的利民、便民以及惠民的智能綜合服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)整合了線上、線下兩大便民服務(wù)資源，內(nèi)容包括民生、醫(yī)療、購(gòu)物、文體以及交通等，社區(qū)居民消費(fèi)信息主要顯示在社區(qū)超市服務(wù)板塊，社區(qū)超市對(duì)接互聯(lián)網(wǎng)在線購(gòu)物平臺(tái)，在注冊(cè)會(huì)員后，社區(qū)居民即可進(jìn)行線上超市購(gòu)物或者餐館消費(fèi)。

（一）智能推薦系統(tǒng)的概述

所謂個(gè)性化推薦，就是基于用戶購(gòu)買行為與興趣特點(diǎn)，將感興趣的商品或信息提供給用戶。近年來，電子商務(wù)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，使得商品種類與個(gè)數(shù)也隨之呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，消費(fèi)者必須花費(fèi)更多時(shí)間，方可鎖定自己感興趣的商品，但是瀏覽大量沒有價(jià)值的產(chǎn)品和信息過程，很容易流失因?yàn)樾畔⑦^載而浪費(fèi)時(shí)間的消費(fèi)者。為解決以上問題，開發(fā)出了個(gè)性化推薦系統(tǒng)，個(gè)性化推薦系統(tǒng)是基于海量數(shù)據(jù)挖掘而創(chuàng)建的高級(jí)商務(wù)智能平臺(tái)，有助于電子網(wǎng)站將個(gè)性化信息服務(wù)與決策支持提供給消費(fèi)者[8]。

（二）智慧社區(qū)對(duì)推薦系統(tǒng)的應(yīng)用

IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智慧社區(qū)對(duì)推薦系統(tǒng)的應(yīng)用與IPv4網(wǎng)絡(luò)環(huán)境類似，可以利用推薦系統(tǒng)為居民提供更加個(gè)性化、精準(zhǔn)地服務(wù)。根據(jù)居民的興趣愛好、需求和歷史行為等信息，推薦系統(tǒng)為居民推薦適合的社區(qū)服務(wù)，如健身、休閑娛樂、文化活動(dòng)等；基于社區(qū)歷史安全事件數(shù)據(jù)，推薦系統(tǒng)為社區(qū)安全監(jiān)控提供更加精準(zhǔn)地預(yù)警，提醒安保人員應(yīng)當(dāng)在哪些時(shí)間段、哪些地點(diǎn)加強(qiáng)巡邏和監(jiān)控，進(jìn)而提高社區(qū)的安全。

（三）數(shù)據(jù)預(yù)處理

本次待挖掘的數(shù)據(jù)是A秘書平臺(tái)會(huì)員從2020年6月至2022年5月的會(huì)員消費(fèi)數(shù)據(jù)與會(huì)員注冊(cè)信息，注冊(cè)會(huì)員共計(jì)26542人，其中男性會(huì)員占比62.5%，女性會(huì)員占比37.5%。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字序列化處理：

1.收集1000名會(huì)員的消費(fèi)記錄，獲得商品購(gòu)買唯一清單（即某種商品在清單上僅出現(xiàn)一次），消費(fèi)清單長(zhǎng)度用N表示；

2.創(chuàng)建零矩陣X，其中Column=N，而Row=995，例如第i個(gè)會(huì)員，重新對(duì)X第i行Xi賦值，公式為：

Xi = {aij}

以上公式中，aij表示第i位會(huì)員對(duì)第j種商品進(jìn)行購(gòu)買的次數(shù)，因此X= {aij}995*N。

以稀疏矩陣X和對(duì)應(yīng)唯一清單為基礎(chǔ)，能夠清晰獲得各用戶消費(fèi)記錄，為數(shù)據(jù)的完整性提供保障?；谙禂?shù)矩陣X，通過關(guān)聯(lián)規(guī)則推薦算法與協(xié)同過濾算法構(gòu)建推薦系統(tǒng)模型。

（四）關(guān)聯(lián)規(guī)則下的推薦算法

關(guān)聯(lián)分析是一種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中物品之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。關(guān)聯(lián)規(guī)則推薦算法可以通過分析用戶的歷史交互數(shù)據(jù)，找到物品之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，并利用這些規(guī)則進(jìn)行推薦。

關(guān)聯(lián)規(guī)則推薦算法首先需要收集用戶的歷史交互數(shù)據(jù)，包括用戶行為記錄，如購(gòu)買記錄、點(diǎn)擊記錄、評(píng)分記錄等，這些數(shù)據(jù)通常以事務(wù)的形式表示，每個(gè)事務(wù)包含一個(gè)用戶與一組物品的關(guān)聯(lián)。例如，用戶購(gòu)買商品的歷史記錄可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)交易記錄數(shù)據(jù)集，通過挖掘交易記錄中頻繁出現(xiàn)的商品組合，得到商品之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，再基于挖掘到的關(guān)聯(lián)規(guī)則，針對(duì)用戶當(dāng)前的行為和偏好，生成個(gè)性化推薦結(jié)果。例如，如果用戶購(gòu)買了咖啡，關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果可能表明用戶經(jīng)常購(gòu)買咖啡和面包的組合，那么可以向用戶推薦面包。

為了確定哪些關(guān)聯(lián)規(guī)則是有意義的，需要進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則的評(píng)估。常見的評(píng)估指標(biāo)包括支持度（support）、置信度（confidence）和提升度（lift），支持度表示規(guī)則在數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)的頻率，置信度表示規(guī)則的可靠性，而提升度表示規(guī)則對(duì)于推薦的貢獻(xiàn)程度。

五、結(jié)束語

基于IPv6網(wǎng)絡(luò)，通過案例分析的方式，將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與關(guān)聯(lián)分析、過濾算法等技術(shù)相協(xié)同，在智能推薦系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠?qū)⑿畔⒖继峁┙o需要上架商品的社區(qū)超市。由此可見，IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，在智慧社區(qū)中應(yīng)用推薦系統(tǒng)極具可行性。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與推薦系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)智慧社區(qū)提供了技術(shù)支持，可以從海量實(shí)時(shí)信息中提取生活、政務(wù)信息，作為智慧社區(qū)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，推薦系統(tǒng)的市場(chǎng)應(yīng)用前景非常廣闊。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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張立博（1980.07-），男，漢族，山東泰安，本科，工程師，研究方向：信息工程。