智能系统：租房可拓策略生成系统

第6卷第3期 智能系统学报 Vol.6 No.3 2011年6月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jun.2011 doi:10.3969/i.issn.1673-4785.2011.03.013 租房可拓策略生成系统 李承晓，李卫华 (广东工业大学计算机学院，广东广州510006) 摘要：面对海量的房子出租信息，租房者所考虑的因素多而复杂，常常难以决策出最优策略.而且租房者的目标需 求与现有出租房的条件常常存在差距，这便构成了租房矛盾问题.为此，引入专门解决不相容问题的可拓策略生成 方法和借助计算机技术来构建租房策略生成系统，最终辅助租房者作出租房决策.实验结果表明，该系统能智能化 地生成满足或者接近租房者需求的租房策略， 关键词：可拓学；可拓变换；策略生成；租房 中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：16734785(2011)030272-07 Research on a tenement extension strategy generation system LI Chengxiao,LI Weihua (Faculty of Computer,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China) Abstract:In the face of massive amounts of house-rental information,the tenants have to consider so many compli- cated factors before making their decisions that they always have difficulty optimizing their decisions.In addition, there is frequently a gap between the target needs of renters and the conditions of the existing rental housing,which is the cause for the present conditions.To this end,the extension strategy generating method,which is dedicated to resolve the incompatibility and provide computer technology to build a house-renting strategy generation system and ultimately to assist tenants in making rental decisions,was introduced.Experimental results show that this system can generate strategies intelligently which meet or come close to meeting the tenants'needs. Keywords:extenics;extension transformation;strategy generation;tenement 人们在现实生活中会遇到许多矛盾问题.例如，合可拓工程)]的理论方法、决策科学和计算机技 想花较少的钱租到合适的房子，常常是一个矛盾问 术，可以设计可拓策略生成系统(extension strategy 题.矛盾问题的求解依赖于策略的生成，但在决策科 generation system,ESGS)[49],生成解决矛盾问题的 学中，决策理论很少研究矛盾问题的策略生成，所以 策略. 矛盾问题的策略生成一直是国内外学者感到棘手的 依据ESGS思想，本文以租房矛盾问题为应用 一个问题 实例，建立由条件到目标的求解模型，通过一定的变 国际决策科学界趋向于用纯数学的思想来解决 。 换或者拓展方法，寻求平衡各影响因子（约束条件） 最优方法的选择和决策，方法是构建数学模型，依据 的最佳点，作出较好的决策，采用较优的策略来解决 是运筹学.其不足在于难以为现实问题（特别是矛 租房矛盾问题，进而探讨提高决策者的决策水平和 盾问题)建立准确的数学模型，得到的决策的准确 提升机器智能水平的方法。 度无法预知，可信度较低.而在国内，蔡文教授原创 1租房可拓策略生成方法的步骤 了用形式化方法处理矛盾问题的可拓学2)，提出应 用发散和收敛的菱形思维方法来支持策略生成.结 依据文献[3]中可拓策略生成方法的一般步 骤，以下阐述租房可拓策略生成方法的步骤， 收稿日期：2010-0601. 基金项目：广东省自然科学基金资助项目(8151009001000041) 1.1建立问题的可拓模型及其核问题的可拓模型 通信作者：李承晓.E-mail:ianley@163.com. 假设某人打算花700元在广州市天河区租一间

第3期 李承晓，等：租房可拓策略生成系统 ·273· 15~25m2且交通便利性等级为良好的房子（目 d),0∈X,X。CX,且有公共端点x,对于一切 标)，数据库里面有最接近于这位用户要求的出租 x≠x,则最优点在x0处取得的初等关联函数为 房A的信息是：天河区、28m2、850元、交通便利等 p(x,%o,Xo) 级为良好（条件）.这是一个目标和条件不相容问 D(x,Xo,X) -1,p(x,X)=p(x,X), 题，它的可拓模型可表示为 k(x)= x生Xo; P=G*L= 「租用，支配对象， M p(x,%o,Xo) 施动对象，租房者」 D(,X,x,其他。 「出租房A,区域， 天河7 (1) 租金，850元 式中：D(x,X。,X)为点x关于区间X。和X组成的区 面积，28m2 间套的位值，用于描述区间与区间以及一个点与两 交通， 良好 个区间的位置关系；P(x,x,X,)为侧距，侧距用于描 式中， 述某指标满足某种要求的程度，根据最满足某种要 目标房子W,区域， 天河 求的点在区间X,的中点的左侧或右侧，侧距又分为 租金， 700元 M= 左侧距和右侧距，本系统适用左侧距。 面积，[15,25]m2 据文献[3]的定义2.27，位值的计算公式： 交通，良好 (p(x,X)-p(x,Xo), 本文取出租房的所属区域d、租金r、面积a和 p(x,X)≠p(x,X),x年X; 交通便利性t作为租房结果的评价特征，则可以建 D(x,Xo,X) = p(x,X)-p(x,Xo)+a-b, 立该不相容问题核问题的可拓模型： P0=g0*6= p(x,X)≠p(x,X),x∈X; r目标房子W,d, 天河区 》 a-b,p(x,X)=p(x,Xo). r,[400,700]元 (2) a, [15,25]m2 据文献[3]的定义2.29，给定区间X。=〈a,b), 良好 ,那么当0=b时，x与区间X关于x0 「出租房A,d,天河区 me(a.a 的左侧距： r,_ 850元 a,28m2 ra-x,x di t,良好」 Pi(x,%o,Xo) a-b,x=a,a∈X;(3) x-b,x a. 1.2建立矛盾问题的判定函数—相容度函数 在可拓学中，用关联函数来刻画论域中的元素 本系统中，假定15km为理想距离d。,弹性因子 具有某种性质的程度，根据可拓学中关联函数的建 为d=1.2,那么取x=dg,a=0,b=d。=15,c= 立方法，可以为出租房的所属区域d、租金r、面积a 0,d=d。·d=18,则区间套组成为X=〈0,15)， 和交通便利性t建立合适的关联函数，并根据其关 X=〈0,18〉，代入式(1)~(3)即可计算相应的区域 联函数值来建立相容度函数，进而界定矛盾问题和 关联函数值k在1,1节的租房实例中，理想区域及 非矛盾问题. 出租房所在区域均是天河区，即x=0,从而计算得 1.2.1构建区战关联函数 ka=1.0. 广州市出租房分布于10个区2个县级市.为 1.2.2构建租金关联函数 “数量化”出租房所属区域这一特征因素，可以取理 一 般地，在其他租房因素都符合要求的情况下， 想租房区域的中心与出租房所在区域的中心之间的 用户付的房子租金越小越好（最好为0，最多不超过 距离(dB)作为区域特征的量值.一般地，d越小越 用户的输入租金「a).因此，需要为租金构造正域为 好（最好为0），因此需要为区域构造最优点在区间 有限区域的简单关联函数.据文献[3]的2.7.6节， 左端点取得的初等关联函数. 正域为有限区间X=〈a,b),M∈X时，简单关联函 据文献[3]的2.7.4节，设X=〈a,b〉，X=〈c, 数计算公式为：

·274· 智能系统学报 第6卷 k(x)= M-a,t≤M; k(x)= M-a,x≤M; x-a b-龙 b-M,x≥M. M 2x-M,x≥M. 本系统中，取x=,（出租房子的实际租金)，正 本系统中，假如用户输人的面积区间是 域区间为X=〈0，r〉，M=0,且k,最大值在M点取 [aau,aa],那么aaL为可接受的最小房子面积，aaR为 得.在1.1节的租房实例中，x=850,a=0,b=750, 理想房子面积，故可取a=a,M=aR,x=a.(出租房 M=0,计算得k,=0.21. 子的实际面积)，即可计算出相应的面积关联函数值 1.2.3构建面积关联菡数 k。,其中，k。最大值在M点取得.在1.1节的租房实例 一般地，在其他租房因素都符合用户需求情况 中，x=28,a=15,M=25,计算得k.=0.81, 下，出租房面积越大越好.因此，为面积构造正域为 1.2.4构建交通便利性关联函数 无限区域的简单关联函数.据文献[3]的2.7.6节， 本系统中，交通便利性特征用优秀、良好、一般 正域为无限区间X=〈a,+∞〉，M∈X时，简单关联 和较差来描述，量值分别取2、1、0和-1，则可建立 函数计算公式为： 如下离散关联函数： 2,x{(优秀，优秀)，（优秀，良好），（优秀，一般），（优秀，较差）： h(x) 1,x∈{（良好，良好），（良好，一般)，（良好，较差)}； 0,x∈{（一般，一般），（一般，较差)，（较差，较差）； -1,x∈{（良好，优秀），（一般，优秀），（较差，优秀），（一般，良好），（较差，良好），（较差，一般）. 式中：（优秀，良好）表示用户输入交通便利等级为 Γ出租房B,区域， 越秀 良好，实际房子交通便利等级为优秀，其他类推.当 租金，600元 L k(x)=-1时，将构成租房矛盾.在1.1节的租房实 面积，20m2 例中，输入交通便利性为良好，出租房交通便利性也 交通，优秀 为良好，所以可计算得k,=1. 对区域进行置换变换（即使k=1>0),因为越秀区 1.2.5构建相容度函数 与天河区相邻（许多人可以接受在越秀区居住而在 在租房问题中，出租房的所属区域d、租金r、面 天河区上班)，根据1.2节构造的关联函数计算得 积a和交通便利性t等4个衡量指标的关联度都大 到a=0.47,k,=0.23,k。=0.5,k=2,有K=a八 于0时，该出租房才符合用户需求.因此可建立租房 k,八k。∧k,>0,所以房源L1也是这位租房者需要的 问题P的相容度函数为：Kp=ka八k,∧k∧k 房源. 根据以上的分析结果：Kp=kA,∧k。∧k,= 类似地，当区域不相容时，可以对区域进行置换 1.0×(-0.21)×0.81×10，即有 通便利性共4个，据用户输入对应的权系数，据文献 Kp=kaA,Ak。八k,>0,条件房子L便成为满足该 [3]的3.5节的优度评价方法，便可计算出租房策 租房者需求的房源. 略的优度，以便用户选择和采用租房策略，具体做法 另一种做法是，假设基础库里面具有另一房源： 见本文第3.2节

第3期 李承晓，等：租房可拓策略生成系统 ·275 2租房可拓策略生成系统 为：用户界面以供用户输入租房目标以及变换得到 的租房策略；问题分析用于界定是否为不相容问题； 根据以上对可拓策略生成方法的分析，参考文 问题建模为不相容问题建立可拓模型；可拓变换为 献[10]，可以设计出如图1的租房策略生成系统. 解决矛盾问题提供方法；评价选优用于对可拓变换 从图中容易看到，该系统采用了B/S体系结构，主 所得策略进行优度评价，以便用户采纳何种租房策 要包括用户界面、问题分析和建模、可拓变换、评价 略：后台本体知识管理用于维护房子信息、会员信息 选优和后台本体知识管理5个模块.大致功能分别 等本体知识. 租房矛盾可拓系统 用户界而 问题分析 可拓变换 评价选优 后台木体 和建模 知识管理 客户端 各种业务 (中问件层) 数据4 图1租房策略生成系统体系结构 Fig.1 General architecture of tenement-ESGS 3 核心算法的设计与实现 拓变换算法尤为重要，而减少数据库的访问次数是 提高系统效率的最有效方法. 本系统有以下3种核心算法：可拓变换算法、评 本系统的操作主对象“房子信息”属于本体知 价算法、爬虫算法，下面分别给予简述 识，它以数据记录的形式存于数据库表中，在可拓变 3.1可拓变换算法 换过程中，需要访问这些房子数据记录，为提高效 可拓策略生成系统的核心是可拓变换，算法的 率，需借助缓存技术，在一次逻辑操作（可拓变换） 主要思想在第1.3节已提及.可拓变换算法效率的 中仅访问数据库表一次.因此，为本系统设计如下流 高低直接影响了整个系统效率，所以构建高效的可 程图（图2）所示的可拓变换算法. 开始 从数据库中读出矛盾房子信息记录 对每条矛盾房子进彳合适的可拓变换 区域造成矛盾】 和金造成矛盾> 面积造成矛盾> 交通造成矛盾 Y Y Y 降低以城要求， 租金扩缩变换 面积扩缩变换 降低交通要求， 租川附近区域房 直到交通关联 子，直到风域关 联函数大于0 扩大输入租金 扩大输入面积 缩小输入面积 函数不为-1 计算父域关联晰数k 计算租金关联啊数k 计算面积关联函数。 计算交通关联函数k kk、k。、k都大于等于0 为策路房子在数据库巾做标记 结束 图2租房可拓变换流程 Fig.2 Flow chat of tenement extension transformation

276 智能系统学报 第6卷 3.2评价算法 供支持HTTP协议的客户端编程工具包.比JDK的 据文献[3]的3.5节，本系统生成的策略Z的 java.net包中提供的访问HTTP协议的基本功能要 衡量指标集为S={区域，租金，面积，交通便利性} 强大，使用起来更加灵活.使用HttpClient获取网络 (在实际问题中，策略优劣的衡量指标不一定与矛 页面信息并存于数据库的算法流程如图3. 盾问题的判定指标相同，本例中为简便起见，选择了 相同的指标)，Z关于S的规范关联度为k:= 4实验结果与分析 maK（i=1,2,,n),n为策略条数，S中区 K(Z) 经编码实现，得到如图4所示的租房可拓策略 生成系统主页面，用户可以选择心仪的区域、预算租 域、租金、面积和交通便利性对应的权系数分别为 金、期望面积及交通便利性.例如，预算700元在天 a1a2、a3、a4(0≤a1,a2,a3,a4≤1)，那么租房策略的 河区租20m2、交通便利性优秀的套房，提交给系统 优度为c(Z)=含a 后，系统分析判定是否为矛盾问题，如表1所示.可 3.3爬虫程序 见策略库里面没有符合用户要求的的房子. 用户通过点击可拓变换按钮，以获取其他更多 开始 的合适房子，变换结果如图5所示.可见，经过可拓 创建HttpClient实例 变换后，符合或者接近用户需求的出租房有23套， 这就是系统经可拓变换生成的策略房子. 向GetMethod构造函数传入待连接地址 用户在短时间内很可能比较难在这23条房子 策略中选出最适合自己的房子，此时用户可以输入 通过GetMethod的对象读取页面内容 区域、租金、面积和交通便利性的比重因子，进行优 度评价，以找出最适合自己的房子，如图6所示. 释放连接 用户在图5、图6均可点击图片或者策略列表 利用正则表达式来处理所获取的信息 链接到该房子的详细信息页面，如图7所示。 由此可见，如果直接按照用户的租房需求去检 将经过加T的信息以房子记录的形式存于数据烨 索租房信息库，很可能找不到用户需要的房子，即产 生了租房矛盾问题.但是，借助租房可拓策略生成系 〔结宋 统，利用形式化方法描述租房矛盾问题的目标和条 图3爬虫程序工作流程 件，建立其核问题的模型，再用菱形思维方法对租房 Fig.3 Working flow chart of reptile program 矛盾问题进行拓展分析，以及执行必要的可拓变换 本系统采用HttpClient技术[6来实现爬虫程序。 运算，能智能化地生成满足或者接近用户需求的租 HttpClient是Apache Jakarta Common下的子项目，提 房策略. 地区天河区习不限 租金700元家 面积15-25平方米 交通良好 提交】重置 图4租房可拓策略生成系统主页面 Fig.4 Home page of tenement-ESGS 表1租房矛盾问题分析结果 Tabel 1 Analysis results of rental housing contradiction 区域 租金 面积 交通 关联函数值 序号 矛盾程度 输入 实际 输入V元实际/元输入Vm2实际/m2输人实际 地区租金面积交通 1 天河区-不限 天河区-车陂 700 400 15-25 15 良好较差 10.430.00 -1 -0.87 2 天河区-不限 天河区-东圃 700 850 15-25 28 良好良好 1-0.210.81 1 -0.42 3 天河区-不限天河区-天河公园 700 900 15-25 15 良好优秀 1-0.290.00 2 -0.50 4 天河区-不限 天河区-东圃 700 1000 15-25 40 良好良好 1-0.430.45 1-0.51 5 天河区-不限 天河区-东圃 7001000 15-2545 良好良好 1-0.430.38 1-0.53

第3期 李承晓，等：租房可拓策略生成系统 .277. 可拓变换后，共有2套按近用户需求的房子 *为方您决笑。请入评价子对下指房行忧度价 地区四25 西形回子25 程验四竿25 交画图产25 优度汗比 1空0厅1卫-精装校 42.0 800.0元/月 线层：4层/（共19是）楼 【距离天河区12.0心公里】 5广州开发区西区水云赶一庆一厅家私电器齐全 黄这烫埔心所，岗区产州经济技木开发应老诚大道 1室1厂1卫--筒单装俊 55.8m2 800.0元/月 楼层：2层/（共6层）楼 【距离天河区2.公里】 图5租房策略列表 Fig.5 Strategies list after extension transformation 可拓变换后，共23套符合要求的房源 益这 15间盛实用，交通便利 海珠瓜-工业大谁南，革新路 交通：优 1室1厅1卫-简单装传 艺282 800.0元/月优度：55.36 楼愿：9愿/供10层校 【臣离天河区12公里】 2162白沙小以指孩-一房一疗只租800元/月： 白云区一元黑，三元里大道广花四路 1室1厅1卫-简单装修 40s 800.0元/月优度：48.23 楼层：5层/（共9层）楼 【距离天河驱1公里】 图6评优后的租房策略列表 Fig.6 Strategies list after calculating their fitness ®白沙小区精致一房一厅，只租800元/月1 《13719178179(像梯莲) 发布已3：01007婚 面积花 房型：至 付相京式对 可否台绍银 朝向车 层洪 矿层晋· ⊙房子简照 图7出租房的详细信息 Fig.7 Detailed information of a rental house 5 结束语 生成系统着重于变换矛盾问题的目标。 目前，本系统采用的测试数据（房子信息)均来 实验结果表明，租房可拓策略生成系统成功地 自网络，如果给会员开放发布通道（租房可拓策略 解决了租房矛盾问题，可以辅助租房者便捷地租到 生成系统已在实际中实现但未开放)，或者通过其 符合自己需求的出租房.这是继“自助游可拓策略 他合法渠道取得准确可靠的房子信息；那么，此系统 生成系统”之后，可拓策略生成方法在其他领域（租 将为人们寻找出租房提供信息平台，租房用户根据 房应用领域)的又一次成功的应用，再一次验证了 系统功能将能作出最优决策，既准确又快速地找到 可拓策略生成方法在解决不相容问题（矛盾问题） 满足工作需要或居住要求的房子，将打破当前租房 的普遍适用性.不同于自助游可拓策略生成系统，考 需要通过中介商的主流模式.这是下一步要做的工 虑到租房矛盾问题条件的不可变性，租房可拓策略 作重点

278 智能系统学报 第6卷 由此可见，本系统具有较大的应用价值，能产生 of Artificial Intelligence in China (2003).Beijing:Beijing 一定的社会效益和经济效益.同时，可拓策略生成方 University of Posts and Telecommunications Press,2003: 法在具体领域的应用研究，对于探讨提高决策者的决 1176-1179. 策水平和提升机器智能水平都具有重要的研究价值. [8]Apache Software Foundation.Jakarta commons HttpClient EB/OL].2010-05-28].http://he.apache.org/httpcli- 参考文献： ent-3.x/,2001-2008. [9]方卓君，李卫华，李承晓.自助游可拓策略生成系统的研 [1]陈巨龙，丛林策略生成的可拓方法[J].广东工业大学 究与实现[J].广东工业大学学报，2009(2)：83-89. 学报，2001,18(1)：8487. FANG Zhuojun,LI Weihua,LI Chengxiao.Research and CHEN Julong,CONG Lin.Extension method of strategy for- realization of extension strategy generating system for inde- mation[J].Journal of Guangdong University of Technology, pendent travel [J].Joural of Guangdong University of 2001,18(1):84-87. Technology,2009(2):83-89. [2]CAI Wen.Extension theory and its application[J].Chinese [10]李承晓，李卫华，邹仉志.旅游策略生成系统的可拓变 Science Bulletin,1999,44(17):1538-1548. 换算法优化研究[M]/中国人工智能进展(2009).北 [3]杨春燕，蔡文.可拓工程[M].北京：科学出版社，2007： 京：北京邮电大学出版社，2009：633637. 1-344. LI Chengxiao,LI Weihua,ZOU Zhangzhi.A research of [4]李立希，杨春燕，李铧文.可拓策略生成系统[门.北京： optimizing the algorithm of extension transform based on 科学出版社，2006：1-232. the tour extension strategy generation system[M]/Pro- [5]杨春燕.多特征不相容问题求解研究[M]//中国人工智 gress of Artificical Intelligence in China(2009).Beijing: 能进展(2005).北京：北京邮电大学出版社，2005：815 Beijing University of Posts and Telecommunications Press, 819. 2009:633-637. YANG Chunyan.Study on multi-characteristic incompatibil- 作者简介： ity problems solving[M]//Progress of Artificial Intelligence 李承晓，男，1985年生，硕士研究 in China (2005).Beijing:Beijing University of Posts and 生，主要研究方向为智能软件， Telecommunications Press,2005:815-819. [6]王洪伟.策略生成的物元模型[J].系统工程理论与实 践，1999(11)：5560. WANG Hongwei.Matter-element model on strategy develop- ment[J].Systems Engineering-Theory Practice,1999 (11):5560. 李卫华，女，1957年生，教授，硕士 [7]李嘉，李立希.基于可拓变换策略生成的计算机实现研 生导师，主要研究方向为面向Agent计 究[M]//中国人工智能进展(2003).北京：北京邮电大 算、网络信息系统、智能软件.发表学术 学出版社，2003：1176-1179. 论文40余篇. LI Jia,LI Lixi.Study on the computer realization of strategy generating based on extension transformation[M]//Progress