一卡通消費分析輔助決策系統(tǒng)設(shè)計分析

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摘要：困難生資助工作是高校學(xué)生工作和人才培養(yǎng)的重要部分，不僅關(guān)乎著高校教學(xué)育人，還關(guān)系著學(xué)校的穩(wěn)定與發(fā)展，更聯(lián)系著社會的公平與可持續(xù)發(fā)展。國家通過并實行了多種學(xué)生資助方案，建立起了高校貧困生資助體系。以一卡通消費數(shù)據(jù)作為一種輔助認(rèn)定條件，運用商業(yè)智能FineBI大數(shù)據(jù)分析平臺和手段對學(xué)生的消費行為進(jìn)行分析，快速挖掘一卡通消費數(shù)據(jù)中具有豐富價值的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建學(xué)生消費畫像，給高校資助工作提供決策建議和幫助。

關(guān)鍵詞：一卡通；FineBI平臺；MySQL數(shù)據(jù)庫；疑似困難生；精準(zhǔn)扶困

1概述

高校智慧化管理越來越受到重視[2]，為了提高困難生評定的工作效率和評判的準(zhǔn)確率，提供困難生認(rèn)定輔助決策依據(jù)，運用大數(shù)據(jù)分析手段，挖掘?qū)W生一卡通消費數(shù)據(jù)中海量信息中的數(shù)據(jù)價值，快速構(gòu)建學(xué)生消費行為畫像，通過大數(shù)據(jù)分析平臺，結(jié)合實際高校情況，制作基于一卡通消費數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)扶困輔助決策系統(tǒng)，能夠更好地給相關(guān)工作單位提供決策輔助信息，可以更直觀、全面、高效地了解一卡通系統(tǒng)運行及用戶用卡狀況[5]，使得高校資助工作更科學(xué)、更精準(zhǔn)。

2需求分析

2.1功能需求

系統(tǒng)主要有以下功能需求：（1）基礎(chǔ)信息：用戶可以查看全校學(xué)生、各二級學(xué)院、各班級人數(shù)、困難生人數(shù)等大體信息、以及每個學(xué)生的基本信息和資助信息。方便相關(guān)部門對學(xué)校大數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息有比較全面的了解。（2）消費畫像：用戶可以查看全校學(xué)生消費的總體畫像，比如平均消費金額、總消費金額、消費地點分布；可以查看學(xué)生總體餐飲消費畫像，比如每日餐飲消費人數(shù)、早中晚餐平均消費額，以便了解學(xué)生的總體消費水平；還可以查看學(xué)生個人的消費畫像，包括總體消費畫像和餐飲消費畫像等描繪學(xué)生消費行為的可視化圖表。（3）消費異常：用戶可以查看消費行為異常的學(xué)生，如不常用卡消費和不常在食堂消費的學(xué)生列表。（4）疑似困難生：用戶可以查看輔助認(rèn)定貧困生的幾個指標(biāo)數(shù)值，如低消費、低充值等，以及最終根據(jù)指標(biāo)篩選得出的疑似困難生列表。如圖1所示。

2.2性能需求

開發(fā)與設(shè)計一個應(yīng)用程序時，也應(yīng)該要考慮系統(tǒng)運行的性能需求，系統(tǒng)性能需求分析如下：（1）快速響應(yīng)：系統(tǒng)數(shù)據(jù)量巨大，應(yīng)設(shè)計為在用戶容忍時間限度內(nèi)快速響應(yīng)用戶的請求。（2）安全性：由于系統(tǒng)設(shè)計到學(xué)生的隱私信息，要求系統(tǒng)必須在安全的環(huán)境下部署運行，同時增加權(quán)限認(rèn)證等安全功能，保證數(shù)據(jù)安全性。（3）可維護(hù)性：困難生的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)可能會隨著時間和政策的改變而發(fā)生改變，數(shù)據(jù)集的制作應(yīng)簡潔、便于維護(hù)人員理解。（4）可擴(kuò)展性：系統(tǒng)功能需求可能會發(fā)生改變或增加，數(shù)據(jù)集不應(yīng)過度耦合，盡量保證一個數(shù)據(jù)集只做一件事。

3數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)主要是對全校學(xué)生一卡通的消費、充值等描述學(xué)生消費行為的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，要求數(shù)據(jù)庫可以存儲大量數(shù)據(jù)記錄和擁有較高的查詢性能，數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計也要簡明清晰，必須保證較低的冗余度且容易維護(hù)。系統(tǒng)使用MySQL數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化存儲。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表包括consume表、poor_student_info表、recharge表、student_info表。（1）consume（學(xué)生一卡通消費記錄表）：主要包括學(xué)號、交易時間、交易地點、交易類型、交易金額等信息。表設(shè)計如表1所示。（2）poor_student_info（困難生基本信息表）：主要包括學(xué)號、姓名、性別、二級學(xué)院、班級等基本信息。表設(shè)計如表2所示。（3）recharge（學(xué)生一卡通充值記錄表）：主要包括學(xué)號、姓名、充值交易時間、充值金額等信息。表設(shè)計如表3所示。（4）student_info（全校學(xué)生基本信息表）：主要包括學(xué)號、姓名、性別、家庭住址、二級學(xué)院等信息。表設(shè)計如表4所示。

4數(shù)據(jù)分析

4.1數(shù)據(jù)分析依據(jù)

高校貧困生精準(zhǔn)扶貧工作的核心和基礎(chǔ)是高校貧困生的評價和貧困的等級的認(rèn)定[1]。系統(tǒng)是對學(xué)生一卡通的消費數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為困難生認(rèn)定提供輔助決策，挖掘一卡通消費中有價值的信息，構(gòu)建學(xué)生的消費行為畫像，所以系統(tǒng)主要對學(xué)生的消費數(shù)據(jù)、充值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)篩選困難生主要有以下3個指標(biāo)。第1個指標(biāo)為低消費，使用FineBI大數(shù)據(jù)分析平臺計算出全校平均消費金額和學(xué)生個人平均消費金額，兩者進(jìn)行比較，學(xué)生個人月平均消費金額低于全校學(xué)生平均消費時即為低消費學(xué)生。第2個指標(biāo)為低充值，學(xué)生個人月平均充值金額小于全校學(xué)生平均充值時即為低充值學(xué)生。第3個指標(biāo)為高餐飲消費占比，這項指標(biāo)參考了恩格爾系數(shù)。恩格爾系數(shù)———食品支出占個人總消費支出總額的比重，當(dāng)一個人的恩格爾系數(shù)越高，則代表著此人生活比較拮據(jù)，同理，當(dāng)學(xué)生餐飲消費在學(xué)生消費總額中占比越高時，就代表此學(xué)生可能生活較為拮據(jù)，為困難生的認(rèn)定提供了一卡通消費上的參考依據(jù)，在系統(tǒng)分析指標(biāo)中稱為高餐飲消費占比。

4.2數(shù)據(jù)分析過程

先將數(shù)據(jù)導(dǎo)入FineBI大數(shù)據(jù)分析平臺中，根據(jù)需求分析和以上數(shù)據(jù)分析依據(jù)抽取數(shù)據(jù)并創(chuàng)建需要的自助數(shù)據(jù)集。（1）篩選低消費學(xué)生：將所有的消費記錄按學(xué)號分組，計算出學(xué)生個人的在校消費月數(shù)、消費總金額、月平均消費金額，與全校月平均消費金額進(jìn)行比較，篩選出出符合低消費指標(biāo)的學(xué)生，并創(chuàng)建自助數(shù)據(jù)集。（2）篩選低充值學(xué)生：將所有的充值記錄按學(xué)號分組，計算出學(xué)生個人的在校充值月數(shù)、充值總金額、月平均充值金額，與全校平均月充值金額進(jìn)行比較，篩選出出符合低充值指標(biāo)的學(xué)生，并創(chuàng)建自助數(shù)據(jù)集。（3）篩選高餐飲消費占比學(xué)生：將所有的消費記錄按學(xué)號分組，過濾并計算出學(xué)生個人消費類型為“餐費支出”的消費記錄，計算出學(xué)生個人餐飲消費金額和學(xué)生個人消費總金額，再根據(jù)這兩個數(shù)值計算得出餐飲消費占比，與全校平均餐飲消費占比進(jìn)行比較，篩選出高餐飲消費占比學(xué)生，并創(chuàng)建自助數(shù)據(jù)集。制作好3個自助數(shù)據(jù)集后，將3個指標(biāo)進(jìn)行合并，即得出一個符合3個判斷指標(biāo)的自助數(shù)據(jù)集，也就是潛在困難生列表。除以上3個指標(biāo)外，還要排除不常用卡消費的學(xué)生，避免不常用卡消費的學(xué)生對分析指標(biāo)造成影響，保證篩選和分析結(jié)果的合理性。篩選步驟如圖2所示。

4.3數(shù)據(jù)分析結(jié)果

通過分析指標(biāo)低消費、低充值、高餐飲消費占比對一卡通數(shù)據(jù)篩選和分析，得到疑似困難生自助數(shù)據(jù)集，再經(jīng)過去除異常消費學(xué)生的處理，排除不經(jīng)常一卡通消費的學(xué)生和不經(jīng)常使用一卡通到食堂消費的學(xué)生，最后篩選掉已經(jīng)認(rèn)定為困難生的學(xué)生，則最后剩下的即為潛在的疑似困難生。高校相關(guān)部門可以結(jié)合系統(tǒng)提供的學(xué)生的個人一卡通消費畫像、疑似困難生列表，進(jìn)行困難生認(rèn)定工作，完善困難生的認(rèn)定流程，這樣可以大大提高判定困難生的精確度，更好地協(xié)助相關(guān)部門實施精準(zhǔn)扶困。

5可視化展示

根據(jù)創(chuàng)建好的自助數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果使用FineBI自助大數(shù)據(jù)分析工具，創(chuàng)建出儀表板或駕駛艙，將數(shù)據(jù)變?yōu)榭梢暬瘓D表展示給用戶，便于用戶了解到全校學(xué)生一卡通消費情況，為困難生的認(rèn)定和決策提供一卡通消費數(shù)據(jù)上的數(shù)據(jù)支持。如圖3所示。

6結(jié)語

高校開展精準(zhǔn)扶困工作的首要前提是困難生評價和困難等級的判定工作順利精準(zhǔn)的推進(jìn)。此次基于一卡通消費數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)扶困輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)，通過將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)中[4]，此技術(shù)在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代已應(yīng)用到各個領(lǐng)域，且獲得了很多成功的案例。系統(tǒng)使用商業(yè)FineBI自主大數(shù)據(jù)分析工具對全校學(xué)生一卡通消費數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，摸索出可以提高各大高校困難生精準(zhǔn)扶困工作的科學(xué)性和高效性的方法，對各大高校在困難生評定工作起到了輔助作用，同時彌補(bǔ)了在困難生評定過程中存在著繁瑣且需要耗費大量人力物力的缺點，提高了工作效率，為困難生的認(rèn)定提供了大數(shù)據(jù)分析輔助決策支持。針對在校大學(xué)生主題消費行為數(shù)據(jù)，在未來的研究中還隱藏的價值有著重要的意義[3]。

參考文獻(xiàn)

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[3]馮擁武.基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生消費行為分析系統(tǒng)的設(shè)計研究[D].甘肅:西北民族大學(xué),2020.

[4]段玉婷.基于校園卡的學(xué)生消費信息數(shù)據(jù)挖掘與應(yīng)用研究[D].四川:西南科技大學(xué),2018.

[5]姚莉娟.基于校園一卡通的數(shù)據(jù)挖掘及可視化設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù),2021,17(31):100-101,106.

作者：譚可久 林芳 徐金珂 鄧家威 李俏 單位：河池學(xué)院大數(shù)據(jù)計算機(jī)學(xué)院