基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统及其方法与流程

本发明涉及数据分析及应用技术，尤其涉及一种基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统及其方法。

背景技术：

高考考生在志愿填报时往往是凭借老师、家长、亲朋好友及其他人的经验来进行选择，在面对上千个院校和数百个专业时往往感到困惑和无所适从。目前市场上的高考资讯网站提供院校和专业查询，也提供一些高考志愿辅助工具，但往往功能比较简单，且存在如下多个问题：

1)个人兴趣未被考虑。很多考生在前十年只在为考大学而努力，缺乏对人生、职业进行系统的思考或规划。有调查统计，近七成学生不了解所报考的专业，将近有四成大学生不喜欢所学专业，就业与专业无关。目前考生在志愿选择和前程规划选择时很难将个人兴趣爱好考虑在内。

2)大数据技术不够深入。目前市场上的志愿服务产品，大都处于起步阶段，基本上是处在收集数据和简单统计阶段，数学建模和机器学习能力较为薄弱。大多只能给考生历史数据查询的功能，不能进行真正意义的大数据建模分析。

3)填报志愿咨询主要凭经验。目前高考志愿填报咨询服务大多是依托“资深专家”坐镇，凭借专家经验，引导考生购买昂贵的一对一专家服务，这仅仅是传统志愿专家答疑会模式的线上翻版，适应性差，效率也非常低。

因此，亟待一款为解决高考考生志愿填报的互联网应用系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统及其方法，通过对历年全国高考的数据建立数学模型，结合高考后公布的考试成绩单一分一档表及录取分数线精准预测各校各专业的录取分，并利用通用形态分析算法和大数据辅助多属性决策算法为每年一度的高考考生提供科学、智能、量化的高考志愿填报快速评估服务。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统，包括参数录入程序模块、录取分预测程序模块、志愿推荐程序模块和结果显示程序模块；其中：

所述参数录入程序模块，用于通过参数录入程序界面输入考分、职业规划、专业喜好、地域喜好的考生参数，计算符合考生情况的大学与专业；

所述录取分预测程序模块，根据历年高考数据预测指定省份招生的各大学每个专业的当年录取分数线；

所述志愿推荐程序模块，用于存储计算好的数据，根据目标省份的志愿填报模式和内置的多种数据处理的算法模型，计算得出各志愿栏推荐的院校和专业，以及经过数据分析过程计算出的被推荐大学的整体安全指数和适合指数，推荐大学中所有符合考生兴趣爱好的每个专业提供预测的录取人数、录取门槛分和录取安全分信息；

所述结果显示程序模块，用于显示经所述参数录入程序模块输入的参数，并用于显示所述志愿推荐程序模块输出的志愿推荐结果信息。

其中，所述参数录入程序模块，还支持按目标省份志愿填报模式的要求向考生推荐大学及该大学所设专业与考生的兴趣相关的专业及录取信息。

其中，所述志愿推荐程序模块还包括：

个性化度量程序模块，用于考生根据自己个人的喜好对每个指标进行设置，制定出完全个性化的模型；和，

通用形态分析程序模块，用于根据历年高考数据建立的预测模型，利用该预测模型结合当年度各大学各专业在考生所在省份的招生计划和考生个性化选择，用gma分析算法根据考生的高考分数和个性化选择快速计算符合考生情况的所有大学和专业匹配，并用多属性决策算法为平行志愿中的各志愿栏或优先志愿的各级志愿栏推荐学校与专业，计算系统推荐大学的整体安全指数和适合指数。

所述志愿推荐程序模块，还用于通过结果显示程序模块输出过去一段时间内的录取历史数据。

一种基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐方法，该方法包括如下步骤：

a、设定模型指标的步骤；所述指标包含专业喜好度、地域喜好度、职业规划、就业形势的模型指标；

b、设置个性化度量的步骤；具体包括：考生根据自己的个人喜好通过系统界面对专业喜好、地域喜好和职业规划的指标进行设置打分，制定出完全个性化的模型；

c、进行数据分析的步骤；结合当年度招生计划和考生个性化选择，使用通用形态分析gma算法进行数据分析计算；

d、以平行志愿的方式，给考生显示院校专业的适合指数，适合指数越高的选择越适合考试的实际。

其中，所述步骤c具体包括：

根据历年高考数据建立的预测模型，结合当年度各大学各专业在考生所在省份的招生计划和考生个性化选择，用gma分析算法根据考生的高考分数和个性化选择快速计算符合考生情况的所有大学和专业匹配，并用多属性决策算法为平行志愿中的各志愿栏推荐学校与专业，计算系统推荐大学的整体安全指数和适合指数，并对推荐大学中所有符合考生兴趣爱好的每个专业提供预测的录取人数、录取门槛分和录取安全分。

本发明的基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统及其方法，具有如下有益效果：

采用本发明的基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统，能够对历年全国高考的数据建立数学模型，结合高考后公布的考生成绩的一分一档表及录取分数线精准预测各校各专业的录取分，并利用通用形态分析算法和大数据辅助多属性决策方法为每年一度的高考考生提供科学、智能、量化的高考志愿填报快速评估服务。与同类产品仅提供单一数据不同，该高考志愿填报推荐系统通过科学的数学模型高精度预测出各院校的每个专业当年录取的“安全分”和“门槛分”两类数据。运用该数学模型，输入相同的数据，均会得到相同的结论，因此具有科学填报高考志愿的指导意义。

附图说明

图1为本发明实施例基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的分数预测模型示意图；

图2为本发明实施例基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的组成架构示意图；

图3为本发明图2所示高考志愿填报推荐系统使用通用形态分析的过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的分数预测模型示意图。

如图1所示，该基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的分析预测模型，主要基于历年高考数据(至少收集5年以上的每个院校专业录取分数线、录取人数等数据)，结合当年各院校各专业的招生计划数据以及采用相关的数据算法(例如，利用大数据技术多属性决策算法，包括dea、saw、ahp、topsis等)进行计算，从而计算得出每个院校的录取门槛分和安全分两类数据，以及安全指数和适合指数。

这里，所述安全分是预测录取分数段中的较高分数，一旦达到或超过就有很大把握录取；所述门槛分则是预测录取分数段中的较低分数，如果达不到该分数则被录取的可能性将很小。

图2为本发明实施例基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的组成架构示意图。

如图2所示，该基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统，主要包括参数录入程序模块、录取分预测程序模块、志愿推荐程序模块和结果显示程序模块。所述志愿推荐程序模块还包括个性化度量程序模块和通用形态分析程序模块。其中：

所述参数录入程序模块，用于通过参数录入程序界面输入考分、职业规划、专业喜好、地域喜好等考生参数，计算符合考生情况的大学与专业，并按目标省份志愿填报模式的要求向考生推荐大学及该大学所设专业与考生的兴趣相关的专业及录取信息。

所述录取分预测程序模块，根据历年高考数据预测指定省份招生的各大学每个专业的当年录取分数线，包括门槛分和安全分。

参考图1，为采用所述分数预测模型对当年录取分数线进行预测的实例示意图。

例1：下表是用江苏省2013年和2014年两年第一批大学录取数据用我们的预测模型计算的2015年在江苏省招生的一批大学每个专业的门槛分与2015年各大学每个专业在江苏省招生的实际真实录取最低分比较的百分比。

说明：表中将不同大学的相同的专业视为不同，即把学校名作为专业的前缀，比如清华大学和北京大学都有数学专业，在模型计算中视为“清华大学数学专业”和“北京大学数学专业”两个不同的专业。预测模型计算的当年各大学每个专业的门槛分是根据预测的各专业的录取平均分及预测的录取最低分与平均分的方差通过模型设定的参数计算得到的；同理，各大学每个专业的预测录取安全分是根据预测的各专业的录取平均分及预测的最高分与平均分的方差通过模型设定的参数计算得到的。

例2：下表是用江苏省2013年和2014年两年一批大学录取数据用我们的预测模型计算的2015年在江苏省招生的一批大学每个专业的录取平均分与2015年各大学每个专业在江苏招生的真实录取平均分比较的百分比。

本发明基于通用形态分析模型的高考志愿填报推荐系统的目标是，建立科学、智能、量化的高考志愿填报评估在线服务，为考生构建全面的院校专业信息、个性化的志愿推荐评估报告，获取高考学生用户群，提供高考相关的数据分析专业服务。进一步地，该高考志愿填报推荐系统还可以在服务过程中积累高考数据和用户数据，逐步实现基于大数据的深度学习和分析技术，建立考生个人画像，为学生提供针对个人个性的互动求学社区、择业选择及留学选择等服务。

所述志愿推荐程序模块，将计算好的数据存入所述志愿推荐程序模块，所述的志愿推荐程序模块，包含目标省份的志愿填报模式(平行志愿或优先志愿)和多种数据处理及分析的算法模型，所述算法模型包括通用形态分析(gma)算法、多属性辅助决策算法、安全指数算法和适合指数算法等。

较佳地，本发明的实施例重点采用了通用形态分析(gma)算法。

所谓的通用形态分析(gma)，是瑞士天体物理和空气动力学家zwicky博士于1960年代末至1970年代初在加州理工学院(caltech)工作期间提出的一种建模方法，对含高维数据且难以量化的复杂问题进行整体分析行之有效。zwicky用该方法对天体物理对象进行分类，并成功用于喷气发动机和火箭推动系统的研制，及解决宇宙旅行和星球移民的法律问题。

近年来，美国和欧洲的研究人员成功地将通用形态分析方法用于政策分析和未来学(futurestudies)方面的研究，特别是以ritchey为首的瑞士国防研究中心(swedishnationaldefenceresearchagency)的科学家成功地运用计算机科学技术，使通用形态分析方法在计算机的辅助下，对复杂的大数据决策问题能从大量的方案中快速计算出最优解答。

人们在对复杂的政策进行分析和对未来可能出现的情况进行预测时往往会遇到以下三类问题：第一、某些重要因素难以定量描述，比如那些涉及社会与政策方面的人为因素，及自我为中心的意识都不容易进行定量的描述。第二、某些因素是非确定的，通常还没有完整的描述。第三、具体的求解过程依赖于对各因数之间的相互关系的把握。

与传统运筹方法不同，计算机辅助通用形态分析从另外一个角度处理决策问题，这个方法在尽可能运用定量分析的方法的基础上，对那些难以定量描述的因素做出正确的判断，保持问题内在的一致性。

本发明实施例中采用通用形态分析算法分析大数据高考填报志愿各种可能的布局，能够计算出符合考生分数及兴趣的所有可能的大学与专业，用多属性决策算法给考生提供最佳一对一志愿填报推荐与风险评估(详细过程参考图3)。此外，本发明的实施例中，还采用了多属性辅助决策算法用于学校推荐和指数计算，采用了安全指数算法进行安全指数的计算，采用了适合指数算法用来计算适合指数。

所述结果显示程序模块，根据考生选择的目标省份采取的填报志愿方式(即平行志愿或优先志愿)，向考生显示各志愿栏推荐的院校和专业，以及数据分析程序模块中计算出的被推荐大学的整体安全指数和适合指数，推荐大学中所有符合考生兴趣爱好的每个专业提供预测的录取人数、录取门槛分和录取安全分，以及过去一段时间(如2年)的录取历史数据。

如图3所示，为本发明实施例高考志愿填报推荐系统使用通用形态分析的过程示意图。

本发明实施例采用通用形态分析，对志愿选择中的专业喜好度、地域喜好度等问题进行建模，辅助考生从大量的选填方案中决策出最优方案。该过程主要包括：

步骤31：设定模型指标的步骤。所述指标包含：专业喜好度、地域喜好度、职业规划、就业形势等模型指标。

这些指标是模型的部分参数，其中，专业喜好、地域喜好及职业规划等参数数值由考生提供，但本发明的系统会通过询问考生的兴趣爱好提供建议帮助考生决定这些参数。就业形势参数的数值由系统根据考生提供的信息及系统通过分析各专业就业走势和市场需求计算而得。模型的其他参数还包括各大学知名度、排名、毕业生就业情况、所在城市的学术氛围和经济发展水平、所在大学相关专业个数、拟招生人数等，这些参数的数值由模型根据后台数据收集和分析模块计算而得。

步骤32：设置个性化度量的步骤。考生根据自己个人的喜好对每个指标进行设置，制定出完全个性化的模型。具体过程包括：根据自己个人的喜好通过系统界面对专业喜好、地域喜好和职业规划等指标进行设置打分，制定出完全个性化的模型。

步骤33：进行数据分析的步骤。结合当年度招生计划和考生个性化选择，使用通用形态分析(gma)算法进行数据分析计算。

具体包括：根据历年高考数据建立的预测模型，结合当年度各大学各专业在考生所在省份的招生计划(预测)和考生个性化选择，用gma分析算法根据考生的高考分数和个性化选择快速计算符合考生情况的所有大学和专业匹配，并用多属性决策算法为平行志愿中的各志愿栏(或优先志愿的各级志愿栏)推荐学校与专业，计算系统推荐大学的整体安全指数和适合指数，并对推荐大学中所有符合考生兴趣爱好的每个专业提供预测的录取人数、录取门槛分和录取安全分，以及过去2年的录取历史数据，包括录取人数、录取最低分和录取最高分。

安全指数越高的选择获得录取的机会就越大，同样，适合指数越高的选择越适合考生个人的情况。

步骤34：以平行志愿的方式，给考生显示院校专业的适合指数，适合指数越高的选择越适合考试的实际。

下面以河南省2016年的预测数据举例说明本发明的高考志愿填报推荐系统的志愿推荐过程，这些例子同时还给出2016年河南省实际录取数据作为比对。

河南省采用6个平行志愿填报模式，分别记为a志愿、b志愿、c志愿、d志愿、e志愿和f志愿六个志愿栏。考生的填报策略如下：a志愿大学是可以“冲一冲“的大学，表示考生成绩满足或略低于该大学的录取下线，但仍有录取可能。f志愿大学是“保底”大学，表示考生分数比该大学录取最高分高出一定数量，除非发生意外情况，录取将有十足把握。b志愿、c志愿、d志愿和e志愿大学分层次介乎于a志愿大学和f志愿大学之间。

本发明高考志愿填报推荐系统以其计算的安全指数为指标划分，a志愿院校的安全指数在54到62之间，b志愿院校的安全指数在63到71之间，c志愿院校的安全指数在72到80之间，d志愿院校的安全指数在81到89之间，e志愿院校的安全指数在90到94之间，f志愿的安全指数在95到100之间。安全指数由考生考分与预测录取中段分的差距及招生人数等因素确定，同一档次的院校安全指数越高则录取可能性越大。

例3～例8为河南省2016年文科考生填报志愿的例子，例9～例14为河南省2016年理科考生填报志愿的例子。下列实例中考生输入的参数为虚拟值。

例3：下面是河南省2016年文科考生甲输入的参数：

考分和类型：619文科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济

不想学：哲学、教育学、文学、医学

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生甲推荐的a志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例4：下面是河南省2016年文科考生乙输入的参数：

考分和类型：577文科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济；

不想学：哲学、教育学、文学、医学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东；

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生乙推荐的c志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例5：下面是河南省2016年文科考生丙输入的参数：

考分和类型：541文科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济；

不想学：哲学、教育学、文学、医学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东；

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生丙推荐的e志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例6：下面是河南省2016年文科考生丁输入的参数：

考分和类型：515文科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济；

不想学：哲学、教育学、文学、医学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东；

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生丁推荐的b志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例7：下面是河南省2016年文科考生戊输入的参数：

考分和类型：499文科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济；

不想学：哲学、教育学、文学、医学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东；

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生戊推荐的d志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例8：下面是河南省2016年文科考生己输入的参数：

考分和类型：479文科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：管理、经济；

不想学：哲学、教育学、文学、医学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：北京、河南、山东；

不想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

职业规划：从事管理工作。

下表是推荐系统给考生己推荐的f志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例9：下面是河南省2016年理科考生庚输入的参数：

考分和类型：614理科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化工；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是系统系统给考生庚推荐的a志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例10：下面是河南省2016年理科考生辛输入的参数：

考分和类型：582理科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化学；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是推荐系统给考生辛推荐的c志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例11：下面是河南省2016年理科考生壬输入的参数：

考分和类型：570理科；

批次：1；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化学；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是推荐系统给考生壬推荐的e志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例12：下面是河南省2016年理科考生癸输入的参数：

考分和类型：510理科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化学；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是推荐系统给考生癸推荐的b志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例13：下面是河南省2016年理科考生寅输入的参数：

考分和类型：480理科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化学；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是推荐系统给考生寅推荐的d志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

例14：下面是河南省2016年理科考生卯输入的参数：

考分和类型：469理科；

批次：2；

专业喜好度(从高到低排列)：

想学：机械、电子信息、化学；

不想学：管理学、地质学、生物科学；

地域喜好度(从高到低排列)：

想去：山西、河北、辽宁、黑龙江、上海；

不想去：北京、河南、山东；

职业规划：工程师。

下表是推荐系统给考生卯推荐的f志愿中的1所大学及该大学下与该考生的学习兴趣相关的专业(只列出在该志愿栏目下符合考生分数的相关专业，其他录取分数过高或过低的相关专业没有列出)：

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。