呂露 林家欽

一、引言

校園一卡通系統(tǒng)以學(xué)校校園網(wǎng)為載體進(jìn)行建設(shè)，是集身份識(shí)別、校內(nèi)消費(fèi)、校務(wù)管理、金融服務(wù)為一體的新型數(shù)字化校園核心應(yīng)用，它不僅是數(shù)字化校園系統(tǒng)的重要的有機(jī)組成部分之一，是數(shù)字化校園的基礎(chǔ)工程，是教育信息化建設(shè)的基礎(chǔ)支撐點(diǎn)之一，也是學(xué)?！皵?shù)字化校園”建設(shè)的切入點(diǎn)。校園卡可以作為就餐卡、借書卡、上機(jī)卡、醫(yī)療收費(fèi)卡、洗澡卡、購(gòu)物卡、門禁卡、乘車卡等。隨著數(shù)字化校園的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外很多高校具備了比較成熟的“校園卡”網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，校園卡時(shí)刻都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，隱藏著對(duì)高校管理有用的消費(fèi)規(guī)則和信息。

校園卡作為數(shù)字化校園建設(shè)的主要載體，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從中挖掘出隱含信息是極其有價(jià)值的。以上海大學(xué)為例，除開寒暑假和國(guó)定節(jié)假日，在校期間平均每日的學(xué)生食堂刷卡消費(fèi)達(dá)六萬(wàn)余次，金額在40萬(wàn)左右。龐大的數(shù)據(jù)背后隱藏著很多有規(guī)律有價(jià)值的信息，有了消費(fèi)流水信息，我們就能從中獲取學(xué)生消費(fèi)偏好、消費(fèi)水平，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，提供食堂管理建議，提高食堂管理效率，更好地為全校師生服務(wù)。

二、研究思路

高校食堂作為廣大師生在校期間用餐的主要提供，安全可口的菜品、良好的用餐環(huán)境和便捷的服務(wù)是食堂管理工作的主要任務(wù)。為了分析現(xiàn)階段食堂的服務(wù)水平，本文將運(yùn)用商業(yè)智能工具，根據(jù)食堂流水?dāng)?shù)據(jù)包含的信息，結(jié)合學(xué)校數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)生信息，考慮從消費(fèi)人員類型、消費(fèi)時(shí)間、空間等多個(gè)角度去分析食堂消費(fèi)數(shù)據(jù)。

因此，在數(shù)據(jù)收集時(shí)，學(xué)生信息表收集有包含性別和年級(jí)的字段，食堂消費(fèi)流水表收集包含有區(qū)分消費(fèi)時(shí)間的字段，食堂設(shè)備表包含將每一筆消費(fèi)對(duì)應(yīng)到具體食堂的字段。按照數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程，本文研究分為數(shù)據(jù)選取，數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和建模、結(jié)果分析和改進(jìn)四個(gè)階段。

三、食堂學(xué)生消費(fèi)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)選取

2017年上海大學(xué)所有食堂消費(fèi)金額及刷卡次數(shù)的時(shí)間序列圖如圖1所示。

從圖1中可以看到有3個(gè)明顯特征：1、寒暑假和國(guó)慶中秋長(zhǎng)假期間，食堂刷卡次數(shù)和金額明顯減少；2、除去寒暑假，以一周為周期，呈現(xiàn)出周末刷卡次數(shù)和金額明顯少于周一至周五的規(guī)律，經(jīng)查實(shí)，主要由于很多本地學(xué)生周末不在校，只有部分食堂在周末開放；3、除去節(jié)假日和寒暑假，食堂總體消費(fèi)的數(shù)據(jù)整體比較平穩(wěn)，起伏不大。

根據(jù)上述分析，本文選取了2017年9月11日（本學(xué)年開學(xué)時(shí)間）至2017年11月30日中周一至周五，共計(jì)54天的食堂消費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)預(yù)處理

第一步，選取各個(gè)表中的有用字段。

1、選取的食堂消費(fèi)流水表的字段有：持卡人姓名、學(xué)/工號(hào)、刷卡日期、刷卡時(shí)間、金額、食堂消費(fèi)終端POS機(jī)；

2、選取的人員信息表的字段有：姓名、學(xué)/工號(hào)、性別、持卡人員類型、身份證號(hào)碼；

3、選取的食堂設(shè)備表的字段有：食堂消費(fèi)終端POS機(jī)、食堂、校區(qū)、座位數(shù)。

第二步，數(shù)據(jù)清理和轉(zhuǎn)換。將食堂消費(fèi)流水表中這54天的數(shù)據(jù)篩選出來(lái)，選取消費(fèi)數(shù)據(jù)，去除里面的充值數(shù)據(jù)，刷卡時(shí)間改為數(shù)值格式，通過(guò)數(shù)值區(qū)間選取來(lái)區(qū)分早中晚餐。

第三步，建立相關(guān)字段的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖2所示。

（三）數(shù)據(jù)分析和建模

本文主要采用FineBI商業(yè)智能產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行食堂數(shù)據(jù)的挖掘分析。為了達(dá)到從消費(fèi)人員類型、消費(fèi)時(shí)間、空間等多個(gè)角度去分析食堂消費(fèi)數(shù)據(jù)的目的，下面從四個(gè)方面去進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。

1、早、中、晚三餐分別最受學(xué)生歡迎的食堂

本文根據(jù)選取的時(shí)間區(qū)間內(nèi)的每個(gè)食堂的所有POS機(jī)刷卡次數(shù)之和來(lái)定義該食堂受歡迎程度，次數(shù)越多說(shuō)明學(xué)生更喜歡在該食堂就餐。為了便于分析，統(tǒng)一將上午10點(diǎn)之前的消費(fèi)認(rèn)為屬于早餐，10點(diǎn)至下午3點(diǎn)的消費(fèi)認(rèn)為屬于中餐，下午3點(diǎn)之后的消費(fèi)認(rèn)為屬于晚餐。篩選出消費(fèi)主體為在校本科生和研究生的消費(fèi)記錄，部分結(jié)果展示在表1。

結(jié)果顯示有以下幾點(diǎn)特征：1、益新食堂在早、中、晚都排名第一；2、中餐和晚餐前十名的餐廳相同，只是排序上有差別，說(shuō)明總體來(lái)看，學(xué)生在中餐和晚餐上的餐廳選擇上主要集中在這幾個(gè)食堂3、早餐和晚餐有多功能餐廳、能量小站、服務(wù)站點(diǎn)這些店面的消費(fèi)，說(shuō)明早、晚餐有部分同學(xué)可能由于上課原因、個(gè)人原因等，會(huì)選擇不在食堂消費(fèi)，而是在這種學(xué)校便利餐廳解決，中餐時(shí)間學(xué)生則更傾向去食堂就餐；4、中餐刷卡次數(shù)要多于早餐和晚餐，說(shuō)明早餐和晚餐不在食堂就餐的學(xué)生人數(shù)要多于中餐。

2、男、女生分別最喜歡的食堂

分析對(duì)象為在校本科生和研究生，在選取將食堂消費(fèi)流水表于人員信息表中的學(xué)號(hào)字段做關(guān)聯(lián)，在性別欄對(duì)結(jié)果進(jìn)行分別展示，部分結(jié)果展示在表2。

結(jié)果顯示有以下幾點(diǎn)特征：1、益新食堂在男、女都排名第一；2、男生刷卡總次數(shù)多于女生，說(shuō)明男生比女生更傾向于在食堂就餐；3、男女刷卡次數(shù)最多的前五個(gè)食堂中有4個(gè)相同，說(shuō)明總體上，男女在選擇的上有相似性；4、女生比男生更偏愛(ài)爾美一樓、爾美二樓、得月這三個(gè)食堂、而男生比女生更偏愛(ài)益新、吾馨。其中爾美二樓和得月食堂是學(xué)校食堂中價(jià)位偏高、種類更豐富的食堂，益新和吾馨食堂是更偏向大眾化的食堂。

3、不同年級(jí)學(xué)生分別最喜歡的食堂

考慮到研究生在校時(shí)間不穩(wěn)定，對(duì)分析結(jié)果會(huì)造成偏差，這部分的分析針對(duì)本科生展開，部分結(jié)果展示在表3。

結(jié)果顯示有以下幾點(diǎn)特征：1、大四刷卡次數(shù)顯著少于其他三個(gè)年級(jí)，刷卡總次數(shù)不到大一的一半，說(shuō)明可能由于校外實(shí)習(xí)，課程較少，大四學(xué)生在食堂消費(fèi)次數(shù)就少很多；2、大一學(xué)生在益新食堂的消費(fèi)要明顯高于其他三個(gè)年級(jí)；3、各年級(jí)食堂消費(fèi)次數(shù)排名相似性低，說(shuō)明各年級(jí)學(xué)生的喜好有一定差異。

4、食堂早、中、晚餐高峰期客流量分析

這部分的分析不限制人員類型，所有持卡人員刷卡記錄都要被考慮在內(nèi)。根據(jù)觀察，早餐高峰期在7：00-8：00，中餐高峰期在11：30-12：30，晚餐高峰期在17：00-18：00。為了便于客流量分析比較，將刷卡次數(shù)與座位數(shù)之比作為一個(gè)度量參數(shù)，將此參數(shù)稱作食堂坐席率，記為α，那么，坐席率越大，說(shuō)明食堂越擁擠。

通過(guò)FineBI中加入計(jì)算指標(biāo)α，得到食堂坐席率的折線圖分析，結(jié)果顯示有以下幾點(diǎn)特征：1、益新食堂三餐在高峰期都達(dá)到擁擠程度；2、有些食堂不提供早餐，因此早餐座位利用率為0；中餐和晚餐高峰都達(dá)到嚴(yán)重?fù)頂D的食堂，經(jīng)了解，這些食堂的特點(diǎn)是座位數(shù)少，造成了座位利用率α值高。

（四）結(jié)果分析和改進(jìn)

據(jù)了解，益新食堂處在學(xué)生宿舍區(qū)與教學(xué)樓之間，位于學(xué)校中心地帶。而益新食堂在四部分的分析中刷卡次數(shù)和人數(shù)的統(tǒng)計(jì)都占據(jù)大部分的比例，這充分說(shuō)明，食堂的地理優(yōu)勢(shì)會(huì)直接影響學(xué)生的選擇。那么根據(jù)這個(gè)分析結(jié)果，學(xué)校在擴(kuò)建食堂上可以考慮在學(xué)生的宿舍樓和教學(xué)樓的必經(jīng)之路上，同時(shí)這些食堂的安全和服務(wù)水平要得到有效管理。

另外，對(duì)于三餐中出現(xiàn)早、晚餐有部分學(xué)生不吃或在校外吃，還有部分同學(xué)早餐和晚餐會(huì)選擇去便利店消費(fèi)而不會(huì)去食堂的這種情況，校方可以思考早餐和晚餐在服務(wù)方式和菜品上有所創(chuàng)新來(lái)吸引學(xué)生，并可通過(guò)微信推送菜品營(yíng)養(yǎng)分析數(shù)據(jù)給學(xué)生。

通過(guò)區(qū)分學(xué)生性別的分析，男生在食堂的選擇上地理位置好的食堂會(huì)很大程度影響他們的選擇，而女生在食堂的選擇上除了食堂地理位置的影響，比男生更追求食堂的口感和品質(zhì)。這個(gè)分析結(jié)果可用于食堂管理區(qū)分男女喜好提供特色服務(wù)。

最后，針對(duì)食堂擁擠可以采取相關(guān)策略，可以從兩方面考慮：一是在幾個(gè)嚴(yán)重?fù)頂D的食堂增加座位數(shù)，通過(guò)推送給學(xué)生食堂實(shí)時(shí)擁擠程度的情況，讓學(xué)生可以提前靈活選擇就餐食堂；二是，管理開發(fā)智能結(jié)算功能，集成射頻讀寫裝置、讀卡器、顯示屏等多個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)結(jié)算區(qū)餐具的批量快速識(shí)別，學(xué)生自主完成核對(duì)和支付，提高結(jié)算效率和準(zhǔn)確性。這樣，便可極大緩解高峰期的排隊(duì)時(shí)間浪費(fèi)，菜品和座位的供應(yīng)不足。另外，對(duì)于三餐都不擁擠的食堂，可以深入了解原因，提高服務(wù)質(zhì)量，合理分配資源。

四、結(jié)語(yǔ)

分析高校食堂的消費(fèi)不僅僅是通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果為食堂的管理服務(wù)水平提供建議，同時(shí)也可從中找到信息來(lái)讓學(xué)校發(fā)現(xiàn)學(xué)生的行為習(xí)慣，幫助學(xué)生解決問(wèn)題。例如，根據(jù)食堂數(shù)據(jù)的挖掘分析，學(xué)校可以考慮查找連續(xù)3天以上不在學(xué)校食堂就餐的學(xué)生，長(zhǎng)時(shí)間有早餐或中餐或晚餐不在學(xué)校吃的學(xué)生，分別了解原因，了解他們的需求，幫助他們解決困難。