多屬性決策模型在網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘中的應用

李雪梅 馬文輝 張春慶 王秀清

（齊齊哈爾醫(yī)學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

隨著計算機網(wǎng)絡技術的深入發(fā)展，人們的日常生活和工作模式更多地依賴于互聯(lián)網(wǎng)，這也導致了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)總量的爆炸式增長。網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)時代在給人們帶來便利的同時也帶來了新的問題——如何從海量數(shù)據(jù)中找到真正適合自己的信息，這就需要使用大數(shù)據(jù)挖掘技術[1]。多屬性決策模型通過多個屬性同時具有的判定增加決策的準確性和可靠性，是一種十分有效的決策方法[2]。在大數(shù)據(jù)挖掘過程中，僅利用單一屬性的搜索必然會導致更多候選結(jié)果的推薦，使用戶仍然無法做出合理的判斷[3]。因此，多個屬性的同時介入會大大增加網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘的有效性。據(jù)此，該文提出了一種多屬性決策模型，并將其應用于網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘的工作中。

1 多屬性決策模型及其數(shù)學原理

大多數(shù)問題的關聯(lián)要素不止一個，對決策者要做出的處理，應該從多個渠道進行分析才更合理。決策者的每個分析渠道都對應了一個要素，也是決策者形成最終決策的一個指標，這些指標共同構(gòu)成了生成決策的指標集合，如公式（1）所示。

式中：E為指標集合；e為評價指標；|E|為全部評價指標的個數(shù)。

根據(jù)每指標，決策者都可以從單指標的角度制定一個解決問題的方案，這樣對應于指標集合可以形成一個解決問題的方案集合，如公式（2）所示。

式中：P為解決問題的方案集合；p為解決問題的方案；|P|為全部解決方案的個數(shù)。

在建立了指標集合和方案集合之后，可以進一步建立一個基于指標和方案的決策生成判斷矩陣，如公式（3）所示。

式中：R為決策生成判斷矩陣；r為決策生成判斷矩陣中的元素。

決策在實際中的形成往往是集體成員多人商討的妥協(xié)結(jié)果。不同的集體成員，其受教育程度、知識層次、社會經(jīng)驗閱歷和價值觀等都存在一定差異，他們尋求解決問題的視角也會明顯不同。為了體現(xiàn)這種差異，可以給每個方案配置一個權(quán)重，以體現(xiàn)不同集體成員對不同方案的認可程度。這里，用參數(shù)qj表示第i個方案的權(quán)重，所有方案的權(quán)重滿足下面的關系，如公式（4）所示。

還需要考慮的問題是，同一個決策所涉及的指標，其量綱單位、數(shù)值大小都存在明顯差異，如果不加處理納入最終的決策模型，會導致不同指標間的公平程度被破壞。為此，需要對各個指標進行歸一化處理，正向指標的歸一化如公式（5）所示。

負向指標的歸一化，如公式（6）所示。

根據(jù)上面的理論，可知多屬性決策的建模和決策過程如下。

術后當日患者臥床休息，術后第2 d即可佩戴腰圍下地行走，并進行直腿抬高練習，防止神經(jīng)根粘連，囑患者術后3周內(nèi)可適當進行腰背肌的功能鍛煉，3個月內(nèi)避免過伸、過屈、扭轉(zhuǎn)等劇烈運動，避免搬提重物。

第一個環(huán)節(jié)：根據(jù)要解決的實際問題，建立各個指標和各個解決方案，并形成集合E和P；第二個環(huán)節(jié)：根據(jù)第一個環(huán)節(jié)形成的集合E和P，按照公式（3）建立決策判斷矩陣R；第三個環(huán)節(jié)：給每個指標配置一個權(quán)重，得到權(quán)重集合Q；第四個環(huán)節(jié)：對方案集合、決策判斷矩陣中的元素進行歸一化，操作如第五個環(huán)節(jié)：根據(jù)T（pi）的值進行排序操作，根據(jù)排序結(jié)果判定何種方案是解決問題的最終方案。

2 網(wǎng)絡醫(yī)藥設備數(shù)據(jù)挖掘及多屬性設計

為了驗證多屬性決策模型在網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘中的有效性，先來構(gòu)造該文的數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο蟆W(wǎng)絡醫(yī)藥設備銷售數(shù)據(jù)挖掘。

對醫(yī)院和有消費能力的個人用戶而言，醫(yī)藥設備的購置是比較普遍的問題。醫(yī)藥設備具體可以分為醫(yī)療設備和制藥設備，根據(jù)不同的功能和型號又有非常細致的劃分。消費者在購買醫(yī)藥設備時，互聯(lián)網(wǎng)是目前重要的銷售平臺。但網(wǎng)絡上同一類醫(yī)藥設備的相關信息數(shù)據(jù)量大、種類繁多，給消費者的合理選擇帶來了困難。為此，對醫(yī)藥設備進行多個屬性的劃分，進而運用多屬性決策的方法完成篩選，可以有效解決消費者所面臨的困擾。

該文從核心功能屬性、外圍功能屬性、特色功能屬性、隨贈屬性、包裝屬性以及綜合屬性等6個方面，給出了醫(yī)藥設備銷售信息的多屬性特征集合，見表1。

從表1可以看出，核心功能屬性、外圍功能屬性、特色功能屬性、隨贈屬性、包裝屬性和綜合屬性6個屬性下，又分別配置了6個子屬性。對這些子屬性的評價，即可形成對醫(yī)藥設備是否符合消費者購買需求的一個判定。對具體的評價等級設置，該文中設定為非常好、很好、好、一般、不好、很不好6個等級，具體見表2。

3 網(wǎng)絡醫(yī)藥設備數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果及分析

表1和表2中，按照多屬性決策理論的建模過程分別建立了醫(yī)藥設備銷售數(shù)據(jù)的屬性集合和方案集合。據(jù)此，進一步進行相關數(shù)據(jù)的挖掘試驗，通過挖掘結(jié)果判斷該文提出的多屬性決策挖掘方法對大數(shù)據(jù)挖掘的有效性。

表1 醫(yī)藥設備銷售的多屬性特征集合

表2 醫(yī)藥設備的多屬性評價方案

為了能夠明確網(wǎng)絡銷售數(shù)據(jù)的檢索，該文以醫(yī)護用床為具體的醫(yī)藥設備名稱在網(wǎng)絡上進行檢索，得到相關信息后對購買客戶進行調(diào)查，并收集評價數(shù)據(jù)。最終，選擇醫(yī)護用床排名前3位的AAA品牌、BBB品牌和CCC品牌，作為進一步調(diào)查的品牌數(shù)據(jù)。因為原始數(shù)據(jù)的信息量較大，無法在文中做全部展示，此處以綜合屬性C6的功能子屬性為例，共統(tǒng)計100條調(diào)查結(jié)果：表示非常好的人數(shù)為15人，表示很好的人數(shù)為24人，表示好的人數(shù)為31人，表一一般的人數(shù)為16，表示不好的人數(shù)為12，表示很不好的人數(shù)為2。據(jù)此，可以得到功能子屬性的評分為70.8分。

按照同樣的方法，逐一對每個品牌醫(yī)護用創(chuàng)進行多屬性決策評判。

首先，觀察AAA品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣，如圖1所示。

從圖1可以看出，消費者對AAA品牌醫(yī)護用床的外圍功能屬性一致看好，對其核心功能屬性、隨贈屬性評價也比較高，這和AAA品牌醫(yī)護用床長期致力于外圍功能屬性提升的實際情況相一致。

從圖1還可以得出，AAA品牌醫(yī)護用床的核心功能屬性平均分值為68.9，外圍功能屬性平均分值為81.2，特色功能屬性平均分值為67.8，隨贈屬性平均分值為69.6，包裝屬性平均分值為66.3，綜合屬性平均分值為67.3。

圖1 AAA品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣

其次，觀察BBB品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣，如圖2所示。

從圖2可以看出，消費者對BBB品牌醫(yī)護用床的核心功能屬性、特色功能屬性明顯高于AAA品牌，但外圍功能屬性則低于AAA品牌。

從圖2還可以得出，BBB品牌醫(yī)護用床的核心功能屬性平均分值為72.1，外圍功能屬性平均分值為75.5，特色功能屬性平均分值為72.0，隨贈屬性平均分值為68.4，包裝屬性平均分值為67.1，綜合屬性平均分值為67.2。

圖2 BBB品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣

再次，觀察CCC品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣，如圖3所示。

圖3 CCC品牌醫(yī)護用床的多屬性決策圖陣

從圖3可以看出，消費者對BBB品牌醫(yī)護用床的核心功能屬性、外圍功能屬性明顯低于AAA和BBB品牌，但隨贈屬性、包裝屬性則高于AAA和BBB品牌。

從圖3還可以得出，BBB品牌醫(yī)護用床的核心功能屬性平均分值為62.0，外圍功能屬性平均分值為67.3，特色功能屬性平均分值為67.3，隨贈屬性平均分值為70.8，包裝屬性平均分值為67.6，綜合屬性平均分值為65.8。

進一步，將3個品牌醫(yī)護用床的屬性進行對比，繪制成柱狀圖，如圖4所示。

圖4 3個品牌醫(yī)護用床的屬性對比

4 結(jié)論

為了解決網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘問題，該文提出了一種多屬性決策的網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)挖掘方法。多屬性決策數(shù)據(jù)挖掘方法先要建立指標、方案集合，并由此建立基于指標和方案的矩陣，再結(jié)合各方案的權(quán)重、歸一化，形成各候選方案排序以供選擇。針對3種品牌的醫(yī)護用床網(wǎng)絡銷售數(shù)據(jù)為研究對象，執(zhí)行多屬性決策選擇判斷，結(jié)果顯示：AAA品牌醫(yī)護用床在外圍功能屬性方面更優(yōu)，BBB品牌醫(yī)護用床具有綜合屬性優(yōu)勢，CCC品牌醫(yī)護用床也有自己的優(yōu)勢，不同用戶可以根據(jù)自己的需求在3類品牌中進行選擇。