基于用戶畫像的大學(xué)生創(chuàng)新平臺(tái)開發(fā)案例

黃姿 胡小忠 徐杭 秦圓 陳磊

摘要：針對(duì)部分大學(xué)生自身定位不準(zhǔn)、參加創(chuàng)新活動(dòng)難以找到合適伙伴或團(tuán)隊(duì)等問題，該文通過用戶畫像、數(shù)據(jù)挖掘和推薦算法等概念展開了對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新匹配平臺(tái)開發(fā)的探討。利用軟件工程等技術(shù)，分析設(shè)計(jì)了平臺(tái)的系統(tǒng)功能模塊、工作流程、軟件架構(gòu)及頁面設(shè)計(jì)等，其內(nèi)容可為我國教育事業(yè)創(chuàng)新性研究提供參考。

關(guān)鍵詞：用戶畫像;大學(xué)生創(chuàng)新平臺(tái);匹配算法;軟件開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP399? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-3044（2019）16-0044-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 背景

近年來，隨著時(shí)代和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，類型多樣的活動(dòng)使得大學(xué)生課余生活變得更加豐富多彩。然而，這些活動(dòng)在提高學(xué)生綜合素養(yǎng)同時(shí)也帶來了一些問題。調(diào)查顯示，由于大多數(shù)活動(dòng)的組隊(duì)賽制、學(xué)生個(gè)人定位不準(zhǔn)確及交際網(wǎng)過窄等，超過三分之一的人不知如何找到合適的隊(duì)友或團(tuán)隊(duì)。

作為日益成熟的數(shù)據(jù)分析工具，用戶畫像能全面細(xì)致地抽象出用戶的信息全貌，了解并跟蹤用戶需求變化并分析探求用戶需求變化的根本原因[1]，其在生活中得到了廣泛運(yùn)用。商界內(nèi)，以京東、淘寶及亞馬遜等電商平臺(tái)為典型。學(xué)界內(nèi)，楊帆[2]在研究中以讀者的行為偏好為中心，實(shí)現(xiàn)了圖書館的個(gè)性化推薦;國外學(xué)者 Iglesias 等[3]對(duì) Web 站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)日志進(jìn)行了深度挖掘，通過對(duì)用戶行為模式進(jìn)行聚類來刻畫不同群體的用戶畫像等。

盡管如此，在國內(nèi)卻鮮有人基于用戶畫像等概念對(duì)如何促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)行研究。本項(xiàng)目充分考慮大學(xué)生對(duì)組隊(duì)比賽的需求，旨在通過用戶畫像、數(shù)據(jù)挖掘和推薦算法等技術(shù)，開發(fā)一套大學(xué)生創(chuàng)新匹配平臺(tái)，以此準(zhǔn)確定位學(xué)生個(gè)人能力，向其推薦心儀的活動(dòng)、團(tuán)隊(duì)和伙伴等，使得團(tuán)隊(duì)效益最大化，為我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)助力。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

按照軟件工程的方法，項(xiàng)目首先進(jìn)行了需求分析，重點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)需求和功能需求進(jìn)行了相關(guān)研究，通過分析，總結(jié)出平臺(tái)主要解決“推薦活動(dòng)”和“推薦人員”兩個(gè)核心問題，由此衍生出多個(gè)為其服務(wù)的功能模塊。如登錄注冊(cè)、信息管理、聊天通知及匹配推薦等，其功能模塊如圖1所示。

圖1中，登錄注冊(cè)、信息管理與通知及聊天為基礎(chǔ)功能模塊。登錄注冊(cè)建立用戶與平臺(tái)的聯(lián)系，為后期收集用戶信息、生成用戶畫像及個(gè)性化服務(wù)做準(zhǔn)備;信息管理高效安全地存儲(chǔ)用戶信息，為精準(zhǔn)推薦匹配功能提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);查詢讓用戶快速獲取所需信息;通知及聊天為用戶相互了解提供渠道，使得人與人之間的合作機(jī)制更加高效。

自動(dòng)打標(biāo)簽與報(bào)名及匹配為平臺(tái)核心功能模塊，前者可根據(jù)信息管理模塊提供的基礎(chǔ)信息，分析和挖掘數(shù)據(jù)間關(guān)系，為實(shí)體標(biāo)注標(biāo)簽，同時(shí)動(dòng)態(tài)更新用戶畫像;后者除實(shí)現(xiàn)報(bào)名外，還可借助前者生成的標(biāo)簽、權(quán)重與用戶畫像，依據(jù)一定的推薦算法進(jìn)行活動(dòng)與人員的推薦。其中，由于人員組成類型的多樣，又可將其分為志趣相投的伙伴、有目標(biāo)活動(dòng)的隊(duì)伍及隊(duì)員三類。

3 核心功能工作流程

圖1給出了系統(tǒng)所包含的主要功能模塊，其中自動(dòng)打標(biāo)簽、報(bào)名和匹配功能模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是提升本系統(tǒng)實(shí)用性的關(guān)鍵。其中，雖然報(bào)名與匹配同屬一個(gè)大模塊，但報(bào)名功能相對(duì)較為獨(dú)立，可單獨(dú)進(jìn)行分析。

1）自動(dòng)打標(biāo)簽流程

自動(dòng)打標(biāo)簽?zāi)K分為2個(gè)部分，分別負(fù)責(zé)活動(dòng)和人物的標(biāo)簽分析。

由圖2可知，自動(dòng)打標(biāo)簽?zāi)K由時(shí)間周期觸發(fā)運(yùn)算更新標(biāo)簽操作，系統(tǒng)內(nèi)置計(jì)算規(guī)則決定運(yùn)算標(biāo)簽的權(quán)重及內(nèi)容。而用戶畫像主要由標(biāo)簽組成，一旦實(shí)體標(biāo)注的標(biāo)簽內(nèi)容準(zhǔn)確，畫像的分析則可通過調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)。

2）報(bào)名工作流程

報(bào)名工作將意向用戶或活動(dòng)加入匹配池，為后續(xù)匹配工作提供數(shù)據(jù)源。

由圖3知，報(bào)名方式分兩種，若是個(gè)人報(bào)名，在確定之后將加入目標(biāo)活動(dòng)的人員匹配池;若是團(tuán)隊(duì)報(bào)名，則在選擇隊(duì)伍之后加入目標(biāo)活動(dòng)隊(duì)伍匹配池。這2個(gè)池為匹配推薦功能中的隊(duì)員推薦和隊(duì)伍推薦提供基礎(chǔ)。

3）匹配推薦工作流程

匹配推薦分為活動(dòng)、伙伴、隊(duì)伍和隊(duì)員推薦四個(gè)子塊。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)推薦，每個(gè)模塊都將基于實(shí)體的標(biāo)簽表進(jìn)行運(yùn)作。

由圖4知，不同匹配子模塊之間的運(yùn)作流程基本類似，只不過它們所基于的運(yùn)算數(shù)據(jù)源和算法不一樣，從而劃分成了不同子塊。匹配推薦的流程可以抽象概括為：系統(tǒng)先判斷用戶當(dāng)前的匹配類型，再根據(jù)匹配類型獲取所需的數(shù)據(jù)與計(jì)算規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，在得到了相應(yīng)的匹配數(shù)目的集合之后，按照匹配度從高到低的順序從優(yōu)呈現(xiàn)給用戶。其中，推薦隊(duì)員和推薦隊(duì)伍實(shí)質(zhì)上是一個(gè)逆向的計(jì)算過程，僅在數(shù)據(jù)源、結(jié)果集的處理上有所不同，因此它們共用一個(gè)匹配度計(jì)算功能子塊。

4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

為優(yōu)化系統(tǒng)性能、提高開發(fā)速率及降低功能耦合等，本系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)提供業(yè)務(wù)服務(wù)。以五臺(tái)微服務(wù)服務(wù)器提供業(yè)務(wù)服務(wù)，一臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器提供數(shù)據(jù)源，Redis緩存數(shù)據(jù)庫加快訪問速率及Mysql數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化;利用Jenkins可以監(jiān)控軟件開發(fā)流程等;Docker容器中創(chuàng)建和部署各個(gè)應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)服務(wù)隔離等。其具體性能和搭載的服務(wù)組件如表1所示。

在該硬件配置方案下，僅一臺(tái)服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作，這容易造成服務(wù)器性能瓶頸。對(duì)此，通過配置及帶寬升級(jí)可在一定程度上解決該問題。基于以上配置和思想，可得系統(tǒng)運(yùn)作基本架構(gòu)如圖5所示。

由圖5可見，微服務(wù)器各負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)功能，它們之間可以進(jìn)行通訊服務(wù)。Master DB負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存取，Nginx實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的負(fù)載均衡。如此架構(gòu)，系統(tǒng)便具有了高擴(kuò)展、松耦合、易部署和易理解等特點(diǎn)。

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要界面

在總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了編程和測(cè)試，下面給出系統(tǒng)開發(fā)的主要功能界面。

1）個(gè)人中心

圖6個(gè)人中心集中展現(xiàn)了目標(biāo)用戶的信息，除本人用戶可對(duì)其進(jìn)行修改外，訪客也可通過此了解目標(biāo)用戶的大致情況。本人用戶可以通過我管理的隊(duì)伍、我參加的活動(dòng)進(jìn)入匹配功能進(jìn)行推薦隊(duì)友、隊(duì)伍等。

2）伙伴推薦

圖7展示了進(jìn)行伙伴推薦之后的結(jié)果頁面，只要向上拉動(dòng)伙伴推薦頁面就可以拉取最新推薦內(nèi)容。其中，科技成就值和可靠度正是通過內(nèi)置算法計(jì)算得出，其數(shù)值可直觀地為用戶提供選擇隊(duì)友或活動(dòng)的依據(jù)。

3）活動(dòng)推薦

圖8展示與伙伴推薦類似，只是此處并沒有更細(xì)節(jié)的展示匹配度，取而代之的是與活動(dòng)相關(guān)的細(xì)節(jié)信息，有助于用戶篩選符合目標(biāo)條件活動(dòng)。

6 結(jié)束語

本項(xiàng)目屬于國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，開發(fā)靈感來源于生活，將用戶畫像等概念運(yùn)用在大學(xué)生創(chuàng)新上，具有較強(qiáng)實(shí)用性。目前該系統(tǒng)正處于系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)階段，雖然實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的，但仍然存在一些不足，如推薦算法效率和精度不高等問題，后續(xù)將會(huì)繼續(xù)深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王凌霄， 沈卓， 李艷. 社會(huì)化問答社區(qū)用戶畫像構(gòu)建[J]. 情報(bào)理論與實(shí)踐， 2018， 41（1）： 129-134.

[2] 楊帆. 以畫像分析為基礎(chǔ)的圖書館大數(shù)據(jù)——以國家圖書館大數(shù)據(jù)項(xiàng)目為例[J]. 圖書館， 2018（2）.

[3] IGLESIAS J A， ANGELOV P， LEDEZMA A， et al. Creating evolving user behavior profiles automatically[J]. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering， 2012， 24（5）： 854-867.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】