條件信息熵在大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李 萍，劉 輝

（阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

條件信息熵在大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李 萍，劉 輝

（阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

大學(xué)生宿舍衛(wèi)生管理，是高校學(xué)生管理中一個(gè)非常重要的問題.宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)提高大學(xué)生宿舍衛(wèi)生管理具有重要的指導(dǎo)意義，而現(xiàn)有的宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)體系指標(biāo)冗雜.利用條件信息熵對(duì)宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，找出影響宿舍衛(wèi)生質(zhì)量的重要屬性，進(jìn)而對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行約簡.通過實(shí)驗(yàn)表明該方法用于大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)中，簡化了宿舍衛(wèi)生測(cè)評(píng)體系.

粗糙集；屬性約簡；宿舍衛(wèi)生；質(zhì)量評(píng)價(jià)；信息熵

1 引言

大學(xué)生的宿舍衛(wèi)生情況對(duì)大學(xué)生的身心發(fā)展起著潛移默化的作用，大學(xué)生宿舍衛(wèi)生的管理是高校學(xué)生管理中一個(gè)較為重要的問題.現(xiàn)如今，獨(dú)生子女家庭出來的學(xué)生已成為大學(xué)學(xué)生宿舍的主體，養(yǎng)尊處優(yōu)的生活環(huán)境對(duì)他們上大學(xué)后的獨(dú)立生活具有負(fù)面影響，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成生活習(xí)慣是宿舍管理工作的首要內(nèi)容.對(duì)大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量進(jìn)行客觀科學(xué)的評(píng)價(jià)，能夠反應(yīng)出大學(xué)生在宿舍生活中所存在的問題.目前，在對(duì)學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所要考慮的因素較多，比如地面清潔情況、床鋪整潔情況、物品擺放情況、安全防護(hù)情況、空間設(shè)計(jì)情況、門窗墻壁情況、垃圾清理情況以及衛(wèi)生間環(huán)境等等，各種各樣可能的因素的存在對(duì)使得我們的工作量加大，并且使得問題復(fù)雜量[1-2].然而，這些所有可能的影響因素并不是缺一不可了，去掉其中的某個(gè)或者某些因素并不會(huì)影響學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量的最終評(píng)價(jià)結(jié)果.因此通過一些科學(xué)的方法保留影響質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要因素，去掉對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)影響較小甚至沒有影響的那些因素，對(duì)科學(xué)有效的宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)具有重要意義.

粗糙集理論是一種應(yīng)用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)的數(shù)學(xué)理論，所處理的數(shù)據(jù)具有不完整性和不確定性的特點(diǎn)，該理論的最大特點(diǎn)是不存在任何人為因素，完全依賴數(shù)據(jù)自身特點(diǎn)，對(duì)所涉及的問題進(jìn)行的處理較為客觀[3,4].屬性約簡理論是粗糙集的核心內(nèi)容，屬性約簡的主要思想是以不改變所給定的信息系統(tǒng)分類能力為前提，根據(jù)數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn)對(duì)條件屬性集進(jìn)行約簡，為了達(dá)到簡化信息系統(tǒng)的目的，除去冗余的條件屬性，降低信息系統(tǒng)復(fù)雜度.盡量求找較優(yōu)或者次優(yōu)的條件屬性約簡，因?yàn)榍蠼庑畔⑾到y(tǒng)的最小屬性約簡是一個(gè)NP問題.本文利用條件信息熵的概念對(duì)大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行約簡，其目的就是建立合理且擁有最少評(píng)價(jià)指標(biāo)的宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，通過實(shí)驗(yàn)表明，將它應(yīng)用于大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)中，得出較滿意的結(jié)果.

2 一種改進(jìn)的條件信息熵的屬性約簡方法

通常用四元組S=（U，A=C∪D，V，f)表示一個(gè)信息系統(tǒng)，其中U={x1,x2,…,xk}稱為論域；A為屬性集，可分為條件屬性集C和決策屬性集為屬性a的所有可能的取值范圍；f:U×C∪D→V.可把U上任意一種屬性或幾種屬性構(gòu)成的集合看成是U上的一個(gè)隨機(jī)變量[5].

定義1 把屬性集P和屬性集Q在U上的劃分分別記為 X={X1,X2,…,Xn}，Y={Y1,Y2,…,Yn}，定義 P 的劃分及 Q 的劃分在U上的子集的概率分布分別表示為

定義3 把屬性集Q相對(duì)于屬性集P的條件信息熵H(Q|P)定義為

定義2 屬性集P的熵H(P)定義為

其中，p(Yj|Xi)=|Yj∩Xi|/|Xi|,i=1,2,…,n,j=1,2,…,m.

定義4 設(shè)R?C，則在屬性集R中，定義任一屬性a相對(duì)決策屬性D的屬性重要度SGF(a,R,D)為：

SGF(a,R,D)值的大小直接關(guān)系到屬性a在R中對(duì)于決策屬性D的重要程度，值越大表示元素a在R中對(duì)于D來說越重要，基于一種改進(jìn)的條件信息熵的屬性約簡算法及時(shí)聯(lián)合應(yīng)用了條件信息熵和屬性重要度的概念，分層次，分等級(jí)的利用兩者的大小順序來完成約簡的過程，具體算法如下：

輸入：決策表系統(tǒng)，記為S=(U,C∪D,V,f)；記R為條件屬性集的約簡結(jié)果，并且對(duì)其初始化R=C.

輸出：較原始決策表系統(tǒng)的一個(gè)更優(yōu)的條件屬性約簡結(jié)果R.

s1：計(jì)算出S中C對(duì)于D的正域POSCD的值，以及D關(guān)于每一個(gè)條件屬性a的條件熵H(D|a)的值計(jì)算出來；

s2：對(duì)于R中的每個(gè)屬性a，計(jì)算出a對(duì)于決策屬性D的重要度SGF(a,R,D)；

s3：依據(jù)SGF(a,R,D)的升序，對(duì)條件屬性ai進(jìn)行排序（當(dāng)SGF(a,R,D)的值相同時(shí)，依據(jù)H(D,ai)的值由大到小對(duì)ai排序）；

s4：利用s3中排列好的條件屬性集{ai}，依次比較POSR-{ai}D與POSCD，若POSR-{ai}D=POSCD，則ai是冗余的，可刪除，令R=R-{ai}，循環(huán)終止，轉(zhuǎn)s2，若{ai}中所有元素都無法滿足POSR-{ai}D=POSCD，則算法結(jié)束.

3 基于條件信息熵屬性約簡的大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)

對(duì)某一高校某個(gè)班級(jí)宿舍衛(wèi)生進(jìn)行調(diào)查，建立宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，進(jìn)一步借助于本文提供的條件信息熵的方法，按照各個(gè)指標(biāo)相對(duì)于最終評(píng)價(jià)結(jié)果的重要度，對(duì)宿舍衛(wèi)生評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行約簡.在本文所調(diào)查的大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中有29個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象和11評(píng)價(jià)指標(biāo)（地面清潔c1、床鋪整潔c2、物品擺放c3、安全防護(hù)c4、空間設(shè)計(jì) c5、門窗墻壁c6、垃圾清理 c7、衛(wèi)生間 c8、衛(wèi)生工具c9、節(jié)能c10以及總體印象c11），通過對(duì)這11個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分（每項(xiàng)總分10分），加到一起作為總分，對(duì)宿舍衛(wèi)生質(zhì)量分為5個(gè)等級(jí).總分在60分以下為不合格記為1、總分在60分以上70分以下為合格記為2、總分在70分以上80分以下為中等好記為3、總分在80分以上85分以下為良好記為4、總分在85分以上為優(yōu)秀記為5，這樣就得到了一個(gè)只含有數(shù)據(jù)的決策表系統(tǒng)如表1所示.應(yīng)用本文的條件信息熵的概念對(duì)該衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行條件屬性約簡，最終的各個(gè)衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)的約簡結(jié)果如表2，為宿舍衛(wèi)生評(píng)價(jià)等級(jí)，即為最終的衛(wèi)生評(píng)價(jià)結(jié)果也就是決策屬性.

從最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，僅僅通過地面清潔、門窗墻壁和垃圾清理就可對(duì)各個(gè)寢室衛(wèi)生質(zhì)量等級(jí)做出相同區(qū)分，因此這三個(gè)指標(biāo)就可看成是區(qū)分各寢室衛(wèi)生質(zhì)量等級(jí)的重要指標(biāo)，在以后的檢查重可簡化調(diào)查程序，降低復(fù)雜度.通過使用一種改進(jìn)的條件信息熵屬性約簡方法，對(duì)該宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行約簡，在原始的決策表中有11個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過本文提供的方法，在不影響宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的前提下，通過約簡看出，僅使用地面清潔、門窗墻壁和垃圾清理3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)就能達(dá)到最終的衛(wèi)生質(zhì)量等級(jí)的劃分.在以后的宿舍質(zhì)量測(cè)評(píng)中能夠減輕工作量，節(jié)省時(shí)間和空間.并且，整個(gè)的簡化過程完全由數(shù)據(jù)自己說話，較為客觀，結(jié)果更具說服力.

表1 大學(xué)生宿舍衛(wèi)生檢查表

表2 約簡結(jié)果

4 結(jié)束語

本文利用條件信息熵的概念對(duì)大學(xué)生宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中的評(píng)價(jià)指標(biāo)集進(jìn)行分析處理，根據(jù)每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)宿舍衛(wèi)生最終的評(píng)價(jià)結(jié)果的重要度對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行可操作的約簡，去除一些冗余的評(píng)價(jià)指標(biāo)，減少測(cè)評(píng)人員認(rèn)為的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重分配的主觀影響，增加了宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的客觀性及合理性.因此，該方法可簡化宿舍衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià)的過程，減少評(píng)價(jià)工作量，進(jìn)而簡化了宿舍衛(wèi)生管理工作.

〔1〕郭素芳.大學(xué)生宿舍文化建設(shè)略談[J].雁北師范學(xué)院學(xué)報(bào)2005，21(4):112-113.

〔2〕鄭碧云，等.淺析大學(xué)生寢室衛(wèi)生管理[J].藥學(xué)教育，2013,29(4):17-19.

〔3〕Plawk.Z,Rough Sets-Theoretical Aspects of Reasoning about Data[M].Kluwer Academic Publishers.1991.

〔4〕王國胤.Rough集理論與知識(shí)獲取[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2001.

〔5〕王國胤,于洪,楊大春.基于條件信息熵的決策表約簡[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)2002,25(7):759-766.

〔6〕李明,黃文濤,劉智云.關(guān)于決策表約簡的 CEBARKNC算法改進(jìn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用2006,26(4):864-866.

G451

A

1673-260X（2017）10-0044-02

2017-06-06

阜陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目(2016FXXZK01)；阜陽師范學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目(2014JYXM41)；阜陽師范學(xué)院校級(jí)項(xiàng)目(2013FSKJ09)