基于概率模糊聚類算法的綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)研究

豆曉寧 朱磊 李巖

(1.西安歐亞學(xué)院工商管理學(xué)院 陜西西安 710065；2.西安建筑科技大學(xué)公共管理學(xué)院 陜西西安 710054)

1 引言

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以減少污染、實(shí)現(xiàn)資源再利用、減少廢物排放為目的的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，可以有效解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源消耗、環(huán)境污染等問題，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。會(huì)展業(yè)是旅游業(yè)的重要組成部分，對(duì)環(huán)境資源的保護(hù)有著非常嚴(yán)格的要求，會(huì)展業(yè)對(duì)環(huán)境資源造成的破壞不容忽視。同時(shí)，通過回收處理后的廢物并最大限度減少廢物排放，使生態(tài)環(huán)境得到最好的保護(hù)，有效地改變了傳統(tǒng)的資源消耗和環(huán)境污染的惡性增長模式。這是會(huì)展業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，也將促進(jìn)中國會(huì)展業(yè)的綠色發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。建立了完整、全面的綠色會(huì)展智能管理體系，對(duì)我國會(huì)展業(yè)的綠色發(fā)展和建設(shè)將會(huì)產(chǎn)生巨大影響。在概率模糊聚類算法的指導(dǎo)下，建立科學(xué)的綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)對(duì)未來會(huì)展業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)智能管理系統(tǒng)的研究越來越多。Ahmed Alim Al Ayub提出了一種生成自動(dòng)內(nèi)容的方法；李達(dá)等利用重力傳感器、加速度傳感器等設(shè)備建立了智能輸液管理系統(tǒng)；周晨毅等建立了以物料清單為核心的智能制造項(xiàng)目管理系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)企業(yè)對(duì)物料管理的需求，從而達(dá)到現(xiàn)代企業(yè)的管理水平；為了更好地理解讀者的需求，周英偉提出了一種基于Aprior數(shù)據(jù)挖掘的新型信息推薦圖書管理系統(tǒng)；Lee Carman KM提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的倉庫管理系統(tǒng)，旨在通過應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高倉儲(chǔ)的準(zhǔn)確性和效率，并對(duì)訂單的可變性具有強(qiáng)大的魯棒性。然而，無論是哪方面的研究，都需要從不同方面綜合考慮影響因素。

本文的創(chuàng)新之處在于將模糊C-回歸聚類算法與綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)相結(jié)合，并詳細(xì)介紹了算法的實(shí)現(xiàn)過程，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，還對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試，證明了本文設(shè)計(jì)的綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)具有一定的實(shí)際可行性。

2 智能管理系統(tǒng)的概率模糊聚類方法

2.1 模糊聚類算法

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)、云計(jì)算等新技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前數(shù)據(jù)量飛速增長，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。數(shù)據(jù)處理的潛力不可估量，因此必須提供有效的數(shù)據(jù)分析方法。使用計(jì)算機(jī)和其他技術(shù)分析數(shù)據(jù)避免了大量數(shù)據(jù)的積累，但沒有足夠的信息，從而將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有指導(dǎo)意義的知識(shí)。使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法挖掘有用和有意義的數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)今社會(huì)來說非常有意義。

聚類分析是各國研究最多的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)之一。聚類分析特別適用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和隱藏信息，并已得到很好的應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)挖掘、病原體、網(wǎng)絡(luò)信息安全、管理系統(tǒng)等。在許多數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中，聚類分析是最重要的支持。

聚類分析可以分為硬聚類和模糊聚類，傳統(tǒng)的硬聚類算法在聚類過程中具有太多的絕對(duì)性，使得每個(gè)樣本點(diǎn)在不同的聚類中心只有一個(gè)。這與實(shí)際情況不符，也使得聚類效果不理想。模糊聚類技術(shù)可以很好地實(shí)現(xiàn)聚類效果，廣泛應(yīng)用于管理系統(tǒng)。

根據(jù)聚類分類的不同屬性，聚類的分類方法包括:基于分區(qū)的聚類、分層聚類、基于網(wǎng)格的聚類等。目前，基于目標(biāo)函數(shù)的模糊聚類算法已成為模糊聚類的主要研究對(duì)象，這方面的研究比較廣泛。該算法可以描述為有限目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問題，由機(jī)器完成。它可以在目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化中獲得分類和聚類的結(jié)果。該方法具有可操作性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好、易于與其他理論相結(jié)合的特點(diǎn)。該算法的優(yōu)化和求解過程易于計(jì)算機(jī)使用，具有良好的聚類效果。

2.2 綠色展覽

隨著國際政治、經(jīng)濟(jì)和文化交流的不斷深入，以展覽為主要內(nèi)容的國際會(huì)展業(yè)發(fā)展迅速。然而，由于會(huì)展業(yè)的快速發(fā)展，它在短短幾天內(nèi)就產(chǎn)生了大量廢物，不僅對(duì)環(huán)境造成了極大破壞，還造成了巨大的資源和能源消耗。有學(xué)者提出，綠色展覽需滿足三個(gè)條件:“綠色展覽”是為參展商提供符合資源利用、生態(tài)環(huán)保要求、不危害人體健康的展覽。“綠色展覽”是利用一系列有效的軟硬件手段，以減少對(duì)環(huán)境的影響，節(jié)約能源，從而降低展覽的運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)環(huán)保與會(huì)展經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)。

對(duì)于會(huì)展企業(yè)來說，可以從自身的角度建立綠色會(huì)展管理體系，找出與可持續(xù)發(fā)展理念相矛盾的問題，從而對(duì)其進(jìn)行有效引導(dǎo)，并針對(duì)污染、浪費(fèi)等問題提出相應(yīng)的治理對(duì)策。

對(duì)政府來說，它可以讓政府清楚地了解在發(fā)展綠色展覽過程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問題，以及如何衡量綠色展覽的效果，從而為政府制定相關(guān)政策提供依據(jù)。

因此，要實(shí)現(xiàn)綠色會(huì)展的良性發(fā)展，就需要建立科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、完整的綠色會(huì)展智能化管理體系，為綠色會(huì)展的發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。只有構(gòu)建智慧的綠色展覽管理系統(tǒng)，才能科學(xué)評(píng)估綠色展覽的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)。因此，綠色展覽智慧管理系統(tǒng)的建設(shè)是綠色展覽過程中不可或缺的一部分。

2.3 管理系統(tǒng)中的模糊C-回歸聚類算法

在新一代信息技術(shù)中，各種綠色展覽管理系統(tǒng)已成為智能化的趨勢(shì)。綠色展會(huì)的管理者對(duì)更加集成、智能和高效的展會(huì)管理系統(tǒng)的需求大大增加。

假設(shè)

假設(shè)建立了基于多元線性函數(shù)的綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換回歸模型，然后利用C均值原理在輸入和輸出空間中劃分C條回歸模型，其可由公式(1)總結(jié):

式(1)中:在o=1,2,,c,1≤C≤M。Inθo中，θo表示要估計(jì)的模型參數(shù)，M表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)量，即樣本的數(shù)量。由于這是一個(gè)分類回歸模型，模糊C回歸聚類算法中的采樣距離由系統(tǒng)數(shù)據(jù)(xl,yl)根據(jù)模型參數(shù)θo估計(jì)，然后與實(shí)際輸入結(jié)果進(jìn)行比較。該距離 可由公式(2)表示:

模糊C-回歸聚類算法的目標(biāo)函數(shù)如下:

通過計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的最小值，可以獲得如下結(jié)果:

與其他模糊聚類方法相比，基于最小二乘法的模糊C回歸聚類算法計(jì)算最小值，從而獲得C型回歸模型的參數(shù):

式(7)中:Xs是行向量輸入運(yùn)算矩陣；Y是對(duì)應(yīng)的列向量輸出運(yùn)算矩陣；oW是具有對(duì)角元素的對(duì)角矩陣。

目前，我國綠色會(huì)展管理系統(tǒng)在信息化、智能化程度低、相關(guān)性低、數(shù)據(jù)管理不完善等方面存在諸多問題，迫切需要一個(gè)更加智能、高效、一體化的管理平臺(tái)。因此，基于概率模糊聚類方法，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)綠色展覽智能管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)展覽的智能管理。

3 綠色展覽智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一個(gè)綠色會(huì)議智能管理系統(tǒng)。智能管理系統(tǒng)有六個(gè)主要功能模塊:參展商管理子模塊、系統(tǒng)管理子模塊、展會(huì)主辦方管理子模塊、邀請(qǐng)方管理子模塊、查詢統(tǒng)計(jì)子模塊和采購商管理子模塊。

非功能需求可以被視為滿足客戶的業(yè)務(wù)需求，但不包括在功能需求中。與軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開發(fā)過程相關(guān)的質(zhì)量如圖1所示。

圖1 非功能需求分析

系統(tǒng)的安全性是確保用戶的重要數(shù)據(jù)不會(huì)被竊取和篡改的重要條件。在設(shè)計(jì)之初，本文組織了相關(guān)領(lǐng)域的安全專家對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全做出了合理規(guī)劃，并制定了具體的安全措施。同時(shí)，本文還組織系統(tǒng)開發(fā)人員、實(shí)施人員、項(xiàng)目經(jīng)理、安全專家等共同探討，為系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了有力保障。此外，該系統(tǒng)安裝在政府部門的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。經(jīng)過多次物理隔離后，它配備了高級(jí)防火墻，以防止黑客入侵。這可以識(shí)別用戶權(quán)限并防止非法用戶登錄。

在系統(tǒng)投入使用之前，它已經(jīng)進(jìn)行了大量壓力測(cè)試和響應(yīng)時(shí)間測(cè)試。在合理的響應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)，保證了系統(tǒng)的安全性和可靠性。此外，技術(shù)人員24小時(shí)在為系統(tǒng)配置的機(jī)房值班，通常不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)問題。

軟件維護(hù)是指軟件交付給用戶后，對(duì)其進(jìn)行修改以滿足對(duì)軟件的新要求。良好的界面設(shè)計(jì)有助于提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。當(dāng)前系統(tǒng)基于客戶機(jī)/服務(wù)器(C/S)架構(gòu)。因此，在未來的開發(fā)過程中，瀏覽器/服務(wù)器(B/S)模型將被引入會(huì)議信息管理系統(tǒng)，從而形成一個(gè)集成了兩種不同設(shè)計(jì)方法的會(huì)議信息管理體系。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)

表1用于保存系統(tǒng)操作員的基本信息，包括號(hào)碼、管理權(quán)限、注冊(cè)時(shí)間、登錄號(hào)碼、密碼、姓名等相關(guān)內(nèi)容。

表1 操作員信息

3.3 性能要求評(píng)估

在客戶機(jī)上，100個(gè)用戶對(duì)服務(wù)器的請(qǐng)求通過代碼進(jìn)行了模擬(下面使用平均值進(jìn)行描述)。系統(tǒng)登錄、添加參展商功能、添加采購管理、綜合統(tǒng)計(jì)、邀請(qǐng)管理和數(shù)據(jù)備份分別運(yùn)行了三次。統(tǒng)計(jì)每個(gè)階段的反應(yīng)，并記錄每個(gè)階段的使用情況。同時(shí)，查詢的用戶數(shù)量和響應(yīng)時(shí)間也進(jìn)行了分析(見圖2)。

圖2 響應(yīng)時(shí)間(s)

如圖2(a)所示，系統(tǒng)登錄、添加參展商功能、添加采購商管理、綜合統(tǒng)計(jì)、邀請(qǐng)管理和數(shù)據(jù)備份的平均響應(yīng)時(shí)間分別為0.498秒、1.064秒、1.187秒、1.496秒、1.979秒和2.994秒。從圖2(b)可以看出，當(dāng)同時(shí)查詢用戶數(shù)為10時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間為0.101s；當(dāng)用戶數(shù)為20時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間為0.236s；當(dāng)用戶數(shù)為40時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間為0.315s；當(dāng)用戶數(shù)為60時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間為0.377s；當(dāng)用戶數(shù)為80時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間為0.419s；當(dāng)用戶數(shù)為100時(shí)，平均響應(yīng)時(shí)間為0.489s。綜上，整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在0.5s以內(nèi)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在一定范圍內(nèi)，系統(tǒng)響應(yīng)速度快。

CPU利用率和內(nèi)存利用率如圖3所示。

圖3 CPU利用率和內(nèi)存使用率

圖3(a)顯示，系統(tǒng)登錄、添加參展商功能、添加采購管理、綜合統(tǒng)計(jì)、邀請(qǐng)管理和數(shù)據(jù)備份的平均CPU利用率分別為28.96%、36.98%、36.02%、61.95%、58.99%和68.09%。從圖3(b)可以看出，系統(tǒng)登錄、添加參展商功能、添加采購管理、綜合統(tǒng)計(jì)、邀請(qǐng)管理和數(shù)據(jù)備份三次的平均內(nèi)存使用率分別為31.95%、39.08%、40.05%、50.01%、50.00%和51.69%。綜上，每個(gè)輸入的最終測(cè)試結(jié)果都通過了。因此，本文設(shè)計(jì)的綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)具有良好的性能及推廣應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，本文對(duì)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)界面模塊、參展商管理模塊、采購商管理模塊、展會(huì)組織模塊、邀請(qǐng)方模塊、查詢統(tǒng)計(jì)模塊、系統(tǒng)管理模塊等關(guān)鍵模塊。目前，綠色會(huì)展的理論研究尚處于起步階段，將概率模糊聚類引入會(huì)展發(fā)展尚處于探索階段?；诟怕誓：垲惖臅?huì)展發(fā)展模型需要進(jìn)一步探索和改進(jìn)。因此，綠色會(huì)展智能管理系統(tǒng)的建設(shè)可能存在一些疏漏，從而導(dǎo)致該系統(tǒng)不完善。此外，由于研究能力等客觀因素的制約，本文沒有對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)證分析。一方面，可以在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)指標(biāo)體系的缺陷，以便進(jìn)一步完善；另一方面，也可以對(duì)綠色會(huì)展的發(fā)展進(jìn)行評(píng)估，找出需要改進(jìn)的方面，從而為未來會(huì)展業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一些有益的參考。