基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)

黃玲 余霞

摘? 要： 電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)可以幫助用戶從海量的商品中快速找到自己意向的商品，針對(duì)當(dāng)前電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)存在工作效率低、推薦誤差大等缺陷，設(shè)計(jì)了基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)。首先，分析當(dāng)前電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，找到引起推薦效果差的原因;然后，根據(jù)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)搭建電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)，并對(duì)電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì);最后進(jìn)行云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的仿真測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，所提系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)存在的不足，加快了用戶從海量商品中找出自己真正需要商品的速度，提高了電子商務(wù)商品推薦精度，且電子商務(wù)商品推薦誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)，具有更高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 電子商務(wù)商品; 智能推薦系統(tǒng); 云平臺(tái); 商品特征; 商品相似度; 商品數(shù)據(jù)集; 用戶偏好

中圖分類號(hào)： TN911?34; TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2020）05?0183?04

E?commerce commodity intelligent recommendation system based on cloud platform

HUANG Ling， YU Xia

（Wuhan Institute of Design and Sciences， Wuhan 430205， China）

Abstract：The e?commerce commodity recommendation system can help users quickly find their ideal ones from the mass of commodities. In view of the deficiencies of low work efficiency and great error in the current e?commerce commodity intelligent recommendation system， an e?commerce commodity intelligent recommendation system based on cloud platform is designed. Firstly， the current research status of e?commerce commodity recommendation system is analyzed to find the reasons for poor recommendation effect. Secondly， the e?commerce commodity recommendation system is built according to the data processing technology of cloud platform， and the key technologies of e?commerce commodity recommendation system are designed. Finally， the simulation test of e?commerce commodity intelligent recommendation system based on cloud platform is performed. The test results show that the proposed system overcomes the deficiencies of the traditional e?commerce commodity recommendation system， so that users can find the commodities they really need from the mass of commodities more quickly. In addition， it improves the accuracy of e?commerce commodity recommendation， so that the error rate of e?commerce commodity recommendation is much lower than that of the traditional e?commerce commodity recommendation system. Therefore， the proposed system is of higher practical application value.

Keywords： e?commerce commodity; intelligent recommendation system; cloud platform; commodity feature; commodity similarity; commodity data set; user preference

0? 引? 言

隨著信息技術(shù)、物流技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中的商品數(shù)量和種類急劇增加，商品已經(jīng)以海量的形式存儲(chǔ)，同時(shí)，人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行商品交易的頻率越來越高，出現(xiàn)了許多類型的電子商務(wù)管理系統(tǒng)[1?3]。在電子商務(wù)管理系統(tǒng)中，電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)是其中最重要的一個(gè)子系統(tǒng)，直接影響用戶是否能夠高效搜索到自己意向的電子商務(wù)商品，因此，推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究一直是電子商務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向[4?7]。

傳統(tǒng)電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)采用單機(jī)方式工作模式，用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)所有用戶的請(qǐng)求和商品數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，隨著用戶數(shù)量和商品數(shù)據(jù)的不斷增多，單機(jī)工作模式的缺陷日益明顯，主要表現(xiàn)在：電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)工作速度慢，在短時(shí)間內(nèi)很難找到用戶自己真正需要的商品[7?9]。

為了克服單機(jī)方式的電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)的缺陷，有學(xué)者設(shè)計(jì)了基于分布式處理技術(shù)的電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)。分布式處理系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)對(duì)多個(gè)單機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，相對(duì)于單機(jī)工作模式，大幅度提高了電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)的工作效率，但是基于分布式的電子商務(wù)商品推薦系統(tǒng)存在一些不足，如對(duì)于海量數(shù)量，推薦效率仍然難以滿足用戶的要求，同時(shí)，電子商務(wù)商品推薦錯(cuò)誤率較高[10?12]。云平臺(tái)是在分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的快速處理系統(tǒng)，具有并行性、分布式、魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，在許多大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。

針對(duì)當(dāng)前電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)工作效率低、推薦誤差大等缺陷，本文設(shè)計(jì)了基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)。通過仿真測(cè)試驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的性能。

1? 云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)工作原理

傳統(tǒng)電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)采用單機(jī)模式，將用戶電子商務(wù)商品的任務(wù)和相關(guān)數(shù)據(jù)全部存放在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，所有工作均要通過這臺(tái)計(jì)算機(jī)完成，使得電子商務(wù)商品智能推薦耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)，無法滿足當(dāng)前電子商務(wù)商品發(fā)展的要求。云平臺(tái)在分布式處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入了并行和任務(wù)分解技術(shù)，將一個(gè)大規(guī)模任務(wù)進(jìn)行分片處理，得到了許多子任務(wù)，每一個(gè)子任務(wù)采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)（節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行，這樣得到每一個(gè)子任務(wù)的處理結(jié)果，最后將子任務(wù)處理結(jié)果進(jìn)行融合，得到最終處理的處理結(jié)果，工作原理如圖1所示。

2? 電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

在電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)中，推薦算法十分關(guān)鍵，其直接影響電子商務(wù)商品智能推薦的效果，因此，本文對(duì)電子商務(wù)商品智能推薦算法進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

2.1? 用戶對(duì)電子商務(wù)商品的偏好

設(shè)共有[N]個(gè)用戶，它們具體表示為：User=[{u1，u2，…，][uj，…，uN}]，全部電子商務(wù)商品表示為：Item[={i1，i2，…，ij，…，ip}]，[p]表示電子商務(wù)商品的總數(shù);共有[M]個(gè)用戶標(biāo)簽，它們可以表示為：Tag=[{t1，t2，…，tj，…，tM}，]使用戶點(diǎn)擊電子商務(wù)商品和電子商務(wù)商品相對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽頻率值描述用戶特征，具體計(jì)算公式為[13]：

[Vutl=tfusertag?idfusertag?? ? ?nutlnutlogNNutl…nutinutlogNNn…nutMnutlogNNutM] （1）

設(shè)[nuti]和[nut]分別為用戶使用[ti]的次數(shù)和用戶使用的總標(biāo)簽數(shù)量，那么標(biāo)簽頻率和標(biāo)簽對(duì)用戶的流行程度的計(jì)算公式為：

[tfuser_tag=nutinut]? （2）

[idfuser_tag=lognnutM] （3）

2.2? 電子商務(wù)商品的特征向量

特征向量描述電子商務(wù)商品的重要程度，計(jì)算公式為：

[Vutj=tfitemtag?idfitemtag?? ? ? ? nitlnitlogPNitl…nitjnitlogPNitj…nitMnitlogPNitM]? （4）

式中：[tfitemtag]和[idfitemtag]分別表示電子商務(wù)商品使用的頻率和重要程度;[nitj]為電子商務(wù)商品[i]第[j]次被使用的次數(shù);[nit]表示電子商務(wù)商品[i]的使用總數(shù)量。

用戶對(duì)電子商務(wù)商品的偏好矩陣計(jì)算公式為：

[Vujik=t=1MVujt×Vikt] （5）

式中：[uj∈U，j=1，2，…，N];[ik∈I，k=1，2，…，P]。

用戶[uj]的電子商務(wù)商品偏好特征為：

[Vuj=（Vuji1，Vuji2，…，Vujik，…，VujiN）] （6）

式中[Vujik]為[uj]對(duì)電子商務(wù)商品[ik]的喜歡程度。

基于用戶對(duì)電子商務(wù)商品的偏好向量，建立用戶?電子商務(wù)商品偏好矩陣，具體為：

[VN×P=Vu1i1…Vu1ik…Vu1ip?????Vuji1…Vujik…Vujip?????VuNi1…VuNik…VuNip] （7）

2.3 電子商務(wù)商品之間的相似度

相似度描述兩個(gè)電子商務(wù)商品間的相似程度，智能推薦算法根據(jù)余弦相似度得到電子商務(wù)商品相似度。電子商務(wù)商品的特征向量可以表示為：

[Ik=（nk1，nk2，…，nki，…，nkL）] （8）

式中[nki]為[ti]標(biāo)記電子商務(wù)商品[ik]歸一化值。

全部電子商務(wù)商品信息可以采用電子商務(wù)商品特征向量矩陣[Ik×k]進(jìn)行描述，具體為：

[Ik×k=n11…n1k???nk1…nkk] （9）

根據(jù)特征向量得到電子商務(wù)商品之間的余弦相似度：

[sim（ij，ik）=cos（Ij，Ik）=Ij?IkIj×Ik] （10）

構(gòu)造如下的電子商務(wù)商品相似度矩陣[Sp×p]：

[Sp×p=1… s1j…s1p?????sj1…1…sjp?????sp1…spj…spp] （11）

式中[sij]為電子商務(wù)商品[ii]和[ij]之間的相似度。

2.4 電子商務(wù)商品智能推薦算法的工作步驟

電子商務(wù)商品智能推薦算法的工作步驟具體如下：

1） 將一個(gè)電子商務(wù)商品智能推薦任務(wù)進(jìn)行劃分，通過Map程序?qū)⒚恳粋€(gè)子任務(wù)映射到相應(yīng)的云平臺(tái)點(diǎn)上。

2） 在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，計(jì)算用戶對(duì)電子商務(wù)商品的偏好矩陣。

3） 每一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電子商務(wù)商品相似度，建立電子商務(wù)商品相似度矩陣。

4） 根據(jù)用戶對(duì)電子商務(wù)商品的歷史搜索數(shù)據(jù)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)搜索用戶[u]點(diǎn)擊過的歷史電子商務(wù)商品，計(jì)算用戶和電子商務(wù)商品之間的偏好值。

5） 在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，對(duì)用戶和電子商務(wù)商品之間的偏好值進(jìn)行排序，選擇前[N]個(gè)電子商務(wù)商品作為智能推薦結(jié)果，得到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的推薦結(jié)果。

6） 將每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的推薦結(jié)果輸出到Reduce，通過Reduce融合得到最終推薦給用戶最優(yōu)[N]個(gè)電子商務(wù)商品。

電子商務(wù)商品智能推薦過程如圖2所示。

3? 仿真測(cè)試

3.1? 電子商務(wù)商品數(shù)據(jù)集

為了測(cè)試基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的性能，選擇有50 000個(gè)電子商務(wù)商品，2 000個(gè)用戶的電子商務(wù)管理系統(tǒng)作為測(cè)試對(duì)象，隨機(jī)選取80%的電子商務(wù)商品和用戶數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，其他數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證集。電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的性能采用查準(zhǔn)率和查全率進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，查準(zhǔn)率表示電子商務(wù)商品智能推薦精度，查全率表示電子商務(wù)商品智能推薦的可靠性。

3.2? 結(jié)果對(duì)比

采用單機(jī)模式的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，每一種電子商務(wù)商品智能推薦進(jìn)行5次仿真測(cè)試，它們的電子商務(wù)商品智能推薦查準(zhǔn)率和查全率分別如圖3，圖4所示。從圖3和圖4可以清楚看出：基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦查準(zhǔn)率和查全率均要高于傳統(tǒng)的電子商務(wù)商品智能推薦查準(zhǔn)率和查全率，主要是因?yàn)楸疚牡碾娮由虅?wù)商品智能推薦算法考慮了用戶對(duì)電子商務(wù)商品的偏好，提高了電子商務(wù)商品智能推薦的準(zhǔn)確性，而且電子商務(wù)商品推薦可靠性和穩(wěn)定性更高。

電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的推薦時(shí)間如圖5所示。從圖5可以看出，基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦時(shí)間大幅度減少，克服了傳統(tǒng)電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)推薦時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低的缺陷，可以幫助用戶更快找到自己真正需要的電子商務(wù)商品。

4? 結(jié)? 語

商品推薦系統(tǒng)一直是電子商務(wù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，為了解決當(dāng)前電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)存在的不足，本文設(shè)計(jì)了基于云平臺(tái)的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)。首先，針對(duì)當(dāng)前基于單機(jī)工作模式的電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)存在效率低、速度慢等缺陷，引入云平臺(tái)工作模式，將電子商務(wù)商品推薦任務(wù)進(jìn)行分解，進(jìn)行分布式、并行處理;然后，針對(duì)電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)推薦誤差大的問題，綜合考慮用戶對(duì)商品偏好進(jìn)行電子商務(wù)商品智能推薦，結(jié)果表明，本文電子商務(wù)商品智能推薦系統(tǒng)的工作效率高，電子商務(wù)商品推薦精度高，可以為用戶進(jìn)行電子商務(wù)商品交易提供有價(jià)值的參考意見。

注：本文通訊作者為余霞。

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