基于本体的高考志愿填报辅助系统的设计与实现_陈林

信息系统工程 │ 2015.1.20

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SYS PRACTICE 系统实践

一、引言

高考是目前我国教育体制中最重要的考试之一，它关系到千万考生的切身利益，而志愿填报是其中的一个重要环节。传统的以数据查询为主的信息系统已渐渐不能满足考生和家长的需求；考生在志愿填报时往往觉得难以取舍，难以在众多的招生信息中找出既符合考生专业意向和城市意向又有较高录取概率的院校和专业。

针对高考志愿填报中的困难，国防科技大学陆昌辉[1]等从概率模型出发，用矩阵的形式存储历史录取数据，并给出了录取概率的计算方法，这种方法需要考生和家长主观选择学校和专业，然后根据模型计算出录取的概率，所以学校和专业的选择不准确、全面，不一定能找到考生最满意的且录取概率最大的院校和专业；安徽财经大学唐晓静教授[2]对高考填报志愿进行定量分析，采用模糊AHP 方法设计了评价模型、灰色预测方法给出了预测模型，对填报高考志愿这个主客观信息综合集成的复杂过程给出了一种定性和定量相结合的分析方法，这种方法需要考生主观的为理想中大学的递阶层次结构中的各主要因素给出各学校标度，在不同的学校中选择时很难保证标准、尺度的一致性；西安电子科技大学何斌[3]对普通高校招生的数据模型进行研究，以高考志愿填报为出发点，结合数据仓库中的数据抽取技术、多维建模技术设计了一个以志愿填报为主题的数据集市，并在此基础上综合运用联机分析处理技术(OLAP)、数据挖掘(DW)技术和模型辅助决策技术，通过对高校录取历史数据的分析，运用单目标与多目标决策技术实现了一个志愿填报辅助决策系统，这个系统是以关键字匹配为检索依据，在考生对学校、专业、地域等主要因素目标不是特别明确时，检索结果往往不全面。

本文以考生为主体，设计并实现基于本体的高考志愿填报辅助系统，本系统通过采集考生的成绩排名和考生志愿填报的主要意向（专业和城市）信息，基于本体概念距离和城市经纬度距离等计算得到适合考生意向的院校、专业、匹配率等信息；通过成绩排名和历年专业分数线排名加权得到录取概率。

二、系统模型设计

1.系统业务流程。用户登录系统后转到用户信息采集页

基于本体的高考志愿填报辅助系统的设计与实现

◆ 陈 林

摘要：以考生为主体，设计并实现基于本体的高考志愿填报辅助系统，通过采集考生的成绩排名、专业意向和城市意向，基于本体概念距离和城市经纬度距离等计算得到适合考生意向的院校、专业、匹配率等信息；通过成绩排名和历年专业分数线排名加权得到录取概率；实验证明达到了预期效果。

关键词：本体；高考志愿；城市经纬度；分数排名

面，包括考生的成绩排名采集、意向城市和意向专业等信息采集以及最终输出匹配率录取概率阀值的设定；然后对采集的城市和专业信息规范化处理后载入城市本体和专业本体，基于本体概念间的距离给出匹配权值，结合城市的经纬度计算城市间的距离得到匹配率；最后根据考生成绩排名和近3年专业分数线排名加权得到录取概率，系统流程图如图1所示。

2.系统结构设计。基于本体的高考志愿填报辅助系统包括注册登录、考生信息意向信息采集、本体建立及jena 解析、匹配率计算、录取概率计算等功能模块，系统总体结构如图2所示。

3.本体模型设计

（1）城市本体模型设计。建立城市本体模型时，最低级别是市级，经查阅国家城市分布和各城市的经纬度，城市本体模型图3所示。

图1 系统流程图

图2 系统总体结构

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（2）专业本体模型设计。根据教育部公布的2012年专业目录，设计专业本体模型如图4所示。

三、系统实现

当考生成绩排名和填报意向等信息提交系统后，Jena [4]

将解析城市本体、专业本体，计算本体概念间的语义距离（设定规范化后的考生意向与本体概念完全一致权值设为1，兄弟节点权值设为0.9）；通过城市经纬度计算城市之间的距离，通过程序中定义的权值来区分匹配程度；最后通过高考成绩排名和近3年该专业分数线排名加权比较得到录取概率；

1.城市间经纬度距离。首先根据城市找到城市本体模型中的兄弟节点，并读取出兄弟城市和所输入城市的经纬度，从而计算出两城市之间的距离，在给出相应的匹配率。根据两个城市的经纬度计算距离的算法如图5。

2.测试结果。设考生输入成绩排名是15万名，意向城市是宿迁、意向专业是土木，则通过系统得到的结果如图6所示。

通过图5可以看出，对于用户意向城市“宿迁”和意向专业“土木”来说，扬州大学和南通大学的土木工程专业的匹配度分别是0.76和0.72，这个差异由扬州到宿迁和南通到宿迁不同的距离产生；宿迁学院的“土木工程”专业和“建筑环境与设备工程”的匹配度分别为1和0.9，这个差异由专业本体概念中的完全匹配和兄弟节点的不同权值产生。

四、结束语

本文基于本体技术，通过计算本体概念间的距离并结合城市间的经纬度信息得到满足匹配率阀值的院校专业列表；通过成绩排名与近3年专业分数线排名的加权比较得到录取概率，不仅提高了满足考生意向的院校专业范围，而且提高了录取概率，实验证明达到了预期效果。 H

参考文献

[1]陆昌辉,等.高考志愿录取概率模型研究[J].计算机工程与应用,2010,46(21):14-16.

[2]唐晓静.高考填报志愿的综合决策模型[J].统计教育,2010,07:11-15.

[3]何斌.高考估分与志愿填报辅助决策系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,2006.

[4]Jena 2-a Semantic Web Framework for Java[EB/OL].http：///index.html,2006.

（基金项目：江苏省宿迁市科技创新专项资金项目（Z201210））

（作者单位：宿迁学院三系）

图4 专业本体模型结构图

图3 城市本体模型结构图

图5

图6 结果输出