农机作业精准推荐系统分析

蒋荣妹

摘要：本文提出的面向移动农业的农机作业精准推荐系统，能够提高农机作业被及时响应的概率，保证农作物及时收割与耕种，进而提升农作物的产量，有效缓解劳资双方信息不对称引发的一系列问题，有助于智慧农业、精准农业的进一步发展。

关键词：农机;作业;精准

从系统在实现农机作业推荐时存在的问题着手，概述系统要达到的目标，并以此为宗旨，明确系统要解决的关键点;同时，分析系统的用户群特征以及数据特性，为后续系统的设计提供理论支撑。

1.系统问题分析

可以看出研究面向移动农业的农机作业精准推荐系统是有必要的。传统的实现农机作业顺利完成的方式是将农户发布的农机作业以广而告之的形式通知系统已注册的每一位农机主，然而，这种方式存在以下问题：

（1）由于缺乏针对性，农户所发布的农机作业长时间得不到响应，延误农户农事活动的完成;

（2）对于特定的农机主而言，所接收到的农机作业未必是最适合农机主的作业，这种现象对于农机主无疑是一种资源浪费;

（3）针对一笔农机作业，被告知的农机主越多，抢占该笔农机作业的农机主越多，这样加重了系统的负担。

因此，要实现农机作业的精准推荐，包含两层含义：一、将农户发布的一笔农机作业推荐给农机主;二、推荐结果具有精准性，即推荐的农机主很大程度上可以完成按预约时间高标准的完成农机作业。只有达到上述两点，方可解决上述问题。总的来说，系统核心在于解决以下几个问题：

（1）在系统用户量较小时，针对农户发布的一笔农机作业，系统可以对其推荐农机主，并且所推荐的农机主可以确保农机作业得到及时的响应。

（2）在系统用户量较大时，针对农户发布的一笔农机作业，系统能够充分利用与农机主实际作业有关的历史信息，采用一定的推荐方法对其推荐农机主，并做到推荐的农机主可以确保农机作业得到及时的响应。

（3）采用系统提供的推荐策略对农户发布的农机作业推荐农机主时，在得不到推荐结果的情况下，系统应具有相应的补救措施，尽最大可能避免农户发布的农机作业石沉大海现象的发生。

（4）对最终推荐的农机主进行综合评定，以评估推荐结果的精准度，评估系统的精准性。

2.系统的目标分析

结合上节对系统问题的分析，面向移动农业的农机作业的精准推荐系统主要用于向广大农户发布的农机作业推荐服务质量较优且响应程度较高的农机主，从而实现农事活动的顺利完成，进一步提高农业生产量。基于此，考虑系统面向的用户群、农机作业的真实作业流程以及农机主资源的频繁调度现状，农机作业精准推荐应实现以下目标：

（1）农户可以发布农机作业需求，农机主可以发布拥有的农机资源以及司机资源，为后续系统进行农机作业推荐提供数据支撑。

（2）当系统用户量较少时，针对农户发布的农机作业，系统能够通过双过滤机制对农机主进行筛选，并将最终的农机主候选集精准推荐给农户。

（3）当系统用户量达到一定的阈值时，针对农户发布的农机作业，系统能够进行策略选择，采用两套推荐算法为农机作业精准推荐农机主。

（4）对农机作业的推荐结果进行精准性评估后，误差在可接受的范围内，保证推荐结果的有效性。

（5）辅助功能：指辅助系统顺利完成农机作业的一系列功能。包括农机主获取推荐的农机作业、农机作业的接单、派单、作业、结束等功能。

此外，对于一个系统来说，其非功能性需求是系统在实际环境中稳健运行的有力保障。对于面向移动农业的农机作业的精准推荐系统来说，要保证其非功能性指标达到较高的标准，系统应尽量做到以下几点：

（1）系统应具有较好的易用性。考虑到系统的主要用户群为农户和农机主，这类用户大部分属于中老年，文化素质普遍较低，因此，系统的页面设计应遵循简单易用的原则，从而提高用户的体验感。

（2）系统应具有较高的性能。系统的用户主要借助移动端与系统进行频繁的交互实现业务功能，因此，系统应采用相关的缓存技术等方式，在保证业务流程准确无误的前提下，对于用户与系统的每次交互，系统应做出及时的响应，响应时间控制在2s以内，以提升系统的性能。

（3）系统应具有一定的可靠性。当系统将一笔农机作业推荐给符合条件的农机主时，农机主需要进行抢单来获取到该笔农机作业，进而完成作业过程。因此，系统需要采用相关的并发策略，以维护其可靠性，保证在大量用户存在的情况下仍能稳健运行。

3.系统要解决的关键点

要实现上节提出的研究目标，系统需要解决三个关键点，具体如下：

（1）数据存储：数据存储是指系统能够有效存储农户发布的农机作业信息、农机主发布的农机资源信息以及司机资源信息;

（2）双过滤机制：双过滤机制是指在系统用户量较小时，系统能够结合农机作业信息以及农机主现有的可用的农机资源以及司机资源信息、农机主的评价信息等实现农机作业的精准推荐;

（3）农机作业精准推荐：农机作业的精准推荐是指在系统用户量较大时，系统能够采用基于农机主的协同过滤算法进行农机主推荐;在得不到推荐结果时，系统能够采用基于农机作业的协同过滤算法为农机作业推荐农机主;

（4）精准度评估：在完成推薦后，系统能够采用一定的推荐评估方法对结果进行评估，得到推荐的精准度。

4.系统的用户特征及数据特性分析

通过上节对系统关键点进行的分析，可以发现要完成农机作业的精准推荐，前提是获取系统需要的数据，实现数据的有效存储。为此，我们有必要对系统的用户特征及数据特性进行分析，从而为系统后续的设计提供理论依据。

系统的主要用户群是广大农民，根据我国农村目前的基本现状，这类用户中老年化较为严重，侧重于使用机械化开展农事活动，同时文化素质普遍较低，对智能设备的使用能力有限。然而，随着5G移动通信网络的不断发展，智能手机的广泛普及，为广大农民随时随地轻松完成农事活动提供了可能。因此，农机作业精准推荐系统应简单易用，尽可能满足用户的体验感。

按农机作业精准推荐系统所涉及的角色进行划分时，可将用户群划分两大类，分别是农户和农机主。考虑上述对移动农业用户特性的分析，农机作业推荐系统将与用户输入有关的选项最大化地以选择方式呈现;在实际农业生产活动中，为充分保证农事活动及时有效的完成，需要农户及农机主提供农机作业的相关信息、农机主的农机资源以及预约时间等信息，这类信息极易受到时间、位置、天气环境等各种因素的影响，具有极强的变动性。因此，农机作业精准推荐系统需要权衡各个因子的权重，探究因子间的关联关系;同时，在为农机作业推荐农机主时，农户更倾向于选择与自己熟悉的农机主或类似农机主完成作业，所以系统主要采用基于农机主的协同过滤算法进行作业推荐;若发布农机作业的农户从未使用该系统时，为了提高农机作业尽快被响应的可能性，系统采用基于农机作业的协同过滤算法进行作业推荐;从而为农机作业寻求最优的农机主，帮助农户及时有效的完成农事活动。

根据我国农村的现实状况，农机主常常拥有不只一种类型的农机，而且每种农机的数量也不只一辆，在这种情况下，农机主常常会雇佣一些司机，并派遣这些司机驾驶自己的农机去完成农机作业。因此，系统在考虑农机主的农机资源时，不但要考虑农机主的农机信息，还要考虑农机主雇佣的司机资源。同时，农机主的所有资源信息随着时间的推移在实时发生着变化，为了能够帮助农机主掌握自己的资源使用情况，达到对所有资源进行追踪的效果，本系统引入了农机管理功能，从而为农机主分派资源时提供了依据。

实际上，当农户发布的农机作业得不到系统响应时，允许农户可以频繁地发布农机作业信息，这些数据为一些轻量级的数据。因此，采用基本的MYSQL数据库对数据进行存储，客户端与服务器交互时采用JSON格式对数据进行传输，确保系统稳健运行。此外，本文的农机作业精准推荐系统是实验室与甘肃农垦研究院合作开发，有必要充分保证系统内所有的数据均为合法的，因此，对于农机主发布的所有农机资源，系统需要进行审核，审核通过后方可使用。

5.系统环境因素分析

对于面向移动农业的农机作业精准推荐系统而言，客观来说，推荐的精准度极易受农机的实际位置以及气候条件的影响。

首先，要为农机作业推荐响应程度高且服务质量较好的农机主，需要定位农机主的农机位置，力求将在农机作业附近的服务质量较好的农机的农机主推荐给农机作业，这就需要在农机上安装GPS以实现农机的精准定位，然而由于合作方对经济成本等因素的考虑，目前难以满足预期条件，因此，结合本文所设计的系统的应用范围为特定的小区域的事实，地理位置的变化并不是很大，本文以发布农机时的位置作为农机主的农机位置信息，并基于此计算农机作业与农机的距离。

其次，对于农机作业精准推荐系统而言，即使农户与农机主双方关于农机作业意见达成一致，然而作业当天的气候条件很有可能影响农事活动的进行，针对上述情况，尽量减少系统的复杂程度，需要农户与农机主进行线下协商解决。

主观来说，农机作业精准推荐系统效果受农户与农机主双方主观因素的影响，针对双方由于各种原因不能完成农事活动的现象，系统采用了取消订单的功能解决这一问题，双方均可以在开始作业前的任何时机根据自己的实际情况发起取消订单的需求，另一方在接收到这一请求的时候，根据自己的实际情况决定是否答应对方的需求，如果出现在预约时间之前农机已经到达农机作业所在位置进行作业的现象，需要农户和农机主双方自行解决。

6.小结

本文主要对农机作业的精准推荐系统进行各个维度的分析。首先剖析系统需要解决的问题，然后论述系统要达到的目标，接着阐述系统要解决的关键点;最后，对系统的用户群特征以及数据特性进行分析，明确了农机作业精准推荐机制的数据源以及系统所需要考虑的若干问题，从而为后续系统的设计提供理论支持。

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（作者单位：广西桂林咸水镇农业服务中心）