一種基于云計算的智慧管家系統及其工作方法與流程
本發明涉及一種智慧管家系統平臺和方法，尤其是一種基于云計算技術及智能量子算法相結合的智慧管家系統平臺及方法，屬于云計算技術與互聯網應用管理技術領域。
背景技術：
隨著云計算和互聯網技術的發展，出現了越來越多的基于云平臺和互聯網的o2o平臺和app系統，這為人們的生活帶來便利。例如，基于app的商品采購管理、社保繳費管理以及物業費、水電費管理系統等。在這些應用系統中，由于各種不同類型的數據是分散無序的，如何對用戶的數據進行有效采集并進行合理分類、并根據分類結果向用戶推送需要及時管理得數據信息和對數據進行跟蹤導航并更新是此類系統亟需解決的主要問題。
現有技術中常用的管家管理系統平臺設計大多是基于一般啟發式算法進行設計，這類設計方式搜索數據速度慢、聚類分析結果不徹底，難于獲取最優解，而且由于數據的分散管理難于通過數據提取規律性信息對未來行為進行有效預測和提供參考。這降低了數據管理效率，減弱了數據管理的預測性功能。
在基于云計算環境下的信息管理平臺應用中，有些數據是冗余和無效的，必須采用適當的手段進行處理，如數據清洗、數據去噪、數據聚類分析等，根據數據的類型、規模、獲取渠道等信息，對數據信息進行可回溯性設計。現有技術中常見的數據處理算法有：dijkstra算法、遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法和禁忌搜索算法等，現有的管家系統有如下問題：
1、現有系統中采用的智能計算預約時刻、費用的提示功能算法步驟冗雜；
2、需要過多的運行時間和運行成本，結果不夠準確；
3、難于通過數據提取規律性信息對未來行為進行有效預測和提供參考，缺乏科學的預測能力。
技術實現要素：
為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種收斂速度快、能最小化運行時間和運行成本、能夠對數據進行實時處理預測、能夠為用戶提供準確度高和高效率的基于云計算的智慧管家系統及方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
一種基于云計算的智慧管家系統，包括企業級用戶端和普通個人用戶端；
所述的企業級用戶端包括：
產品配置模塊：用于產品管理和購買協議管理，負責對不同模塊進行配置管理；
產品注冊模塊：用于注冊不同時限、不同級別的產品，產品注冊代碼前綴為3位大類拼音首字母，后面為自由編碼；
產品詳情管理模塊：用于顯示已經配置過的產品詳情管理，并按條件進行查詢；
產品關聯配置模塊：用于設置一批與此產品相關聯的其他產品；
門戶管理模塊：用于公告管理、資訊百科、焦點圖管理、專利產品關系管理和企業動態管理；
銷售財務管理模塊：用于客服查看自己的訂單進展情況；用于全國性財務管理者查看到全部的訂單和財務數據，數據根據訂單地區進行劃分；用于銷售支付管理者查看微信支付、支付寶支付、退款三類日志；
快遞管理員管理模塊：用于全國性快遞管理員查看到全部的訂單和快遞數據；用于地區性快遞管理員查看到本地區的數據，數據根據訂單地區進行劃分；用于全國性訂單分配員分配所有的訂單；用于地區性訂單分配員分配本地區的訂單，訂單的初始地區取自用戶地區，由管理員進行更改；
所述的普通個人用戶端包括：
結算模塊：用于及時提醒用戶以及提供自結算功能；
用戶信息模塊：用于完善用戶信息、完善收信人信息；
管家服務模塊：用于查看購買的產品、查詢數據報表、上傳資料、下載資料；
數據報表查詢模塊：用于對用戶的收入、購買、支出的數據進行匯總和查詢；
數據導航模塊：用于提供快速獲取相關數據的導航路徑導引功能。
一種基于云計算的智慧管家系統的工作方法，包括如下步驟：
a、建立智慧管家系統的效率和穩定性統一數學模型；
所述的穩效率和穩定性統一數學模型的設計是引入基于雙鏈云量子方法生成“事件鏈”和“時間鏈”種群，其數值越小，表明重調度效率和穩定性越高，設計效率和穩定性統一數學模型如下：
式中：fn表示待管理的事件n的管理完成時間；bn表示響應待管理的事件n的時間；dln表示待管理的事件n的完成時間窗；t'nm和tnm分別表示重調度和初始調度中智慧管家系統的模塊m開始管理待管理的事件n的時間；pf()表示偏離度懲罰值函數；rt表示當前管理時間；ni表示在當前時刻用戶需要完成的事件總數；m表示模塊的序號，即依次用自然序號分別代表系統中的各個模塊；
b、對智慧管家系統中已經存儲的數據進行實時更新，并根據數據規模和類型進行數據清洗和聚類分析處理，在銷售財務模塊、結算模塊和數據報表查詢模塊中，為了獲取數據清洗和數據聚類分析的最優解，提高獲取解的收斂速度、最優化成本變量，基于云自適應遺傳算法的交叉算子獲取步驟如下：
b1、將參與交叉操作的兩個個體分別表示為父體if和母體im；
b2、從[1，10]范圍內選取兩個隨機整數q1和q2，在此基礎上生成兩個子個體；
b3、生成id，對于id的產品列表λd，其前q1個位置由母個體im的前q1個位置決定，其他位置由父個體的λf決定；
b4、對于id的服務資源分配列表nd，其前q2個位置由母個體im的前q2個位置決定，其他位置由父個體的nf決定；同理，父體和母體交互生成另外子個體it；
b5、對于產品的列表采用交換式和插入式：交換式是指交換產品列表的不同產品，若交換后不滿足關系約束條件，則換回原來的位置，進入下一次交換；插入式是指首先計算變異算子的所有前置產品在列表中的最后位置lc1和所有后繼產品在列表中的最前面位置lc2，其次在lc1和lc2中隨機選取位置lc，將此算子插入lc的位置；插入式變異是使用比較多的變異方式，個體變異步驟為先對個體i中的產品列表λ的每個產品ji按照概率進行變異，按插入式變異方式進行算子的位置變換；然后對個體i中的服務資源列表的每個管理員分配
c、通過分析對處理結果進行反饋和存儲并提供給客戶可預測的參考信息：可預測參考信息包括開支流量、采購及消費興趣點預測以及繳費類別傾向度，并實現對搜索最優解的選擇，結算模塊及快遞管理員響應模塊中通過上述云計算獲得非支配最優解，對于在此兩個模塊獲得的最優解采用ahp的層次法，即自上而下包括總目標層、子目標層以及方案層；總目標層是解決實時管理問題的總體目標，子目標層包括最小化總成本、最小化運行時間和最大化客戶滿意度子目標，方案層基于云計算方法取的一組非支配解集設計；基于ahp策略的云自適應遺傳算法求解“智慧管家系統”最優解的步驟如下，每個個體對應上述結算模塊和快遞管理員響應模塊的一組解：
c1、隨機產生x個個體組成初始種群，并初始化pcr和pct；pcr表示云交叉算子，pct表示云變異算子；
c2、對每個個體的適應度進行求解，自適應調整pcr和pct；
c3、采用最優保留策略進行選擇操作；
c4、進行適應度值的搜索，并判斷是否有個體更新，如果連續30代內沒有更新，則使種群數目增加一倍；
c5、判斷是否獲得了最優解，如果獲得，則輸出最佳個體，否則執行步驟c2；
d、用戶的數據管理和傾向性度判斷趨于穩定后，完成對數據的管理和預測功能，在結算模塊和快遞管理員響應模塊中，為了最優化智慧管家系統的實時預測響應時間，采用基于云計算的方法獲取最優解，具體步驟如下：
d1、初始化種群，并進行云遺傳算法的染色體編碼以表示隊列中待響應的事件；所述的種群為用戶的待管理事件集合；
d2、設計表達式為fit(x)＝1/z(x)的適應度評價函數，z(x)表示個體目標函數值，函數值越小個體越優秀；
d3、利用最佳個體保留策略和適應度比例選擇對種群進行個體選擇，以確定進入下一代種群個體的范圍；
d4、利用云模型的x條件發生器生成交叉算子pcr，并對父代個體進行交叉操作；采用雙交叉方式，將交叉點間的基因區域置于子代個體的首位，同時去除父代個體中相同的編碼，并將其他編碼按照順序復制到子代中；若子代個體超出約束條件，則移動位置0進行調整；
d5、利用云模型的x條件發生器生成變異算子pct，并對個體進行互換變異操作；從變異個體的基因編碼中隨機選取r1和r2兩個編碼，r1和r2為非0自然數，對選取的編碼進行交換，從而產生新個體；
d6、通過選取父代種群的k個優秀個體和子代種群的k個個體組合后重新構建新種群，從而擴大種群規模并增加搜索空間；通過遺傳算法的相關操作，重新得到k個下一代種群；這一步的操作可以使種群的優秀基因得到更好的保存，并得到更好的可行解和最優解；
d7、對量子門進行更新；
d8、判斷是否滿足停止條件，若沒滿足跳至步驟d3，否則停止算法運行。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1、由于本發明采用基本云自適應遺傳算法交叉算子，實現了管家管理系統運行成本最小化以及對不確定信息的及時準確處理。
2、由于本發明采用基于ahp策略的云自適應遺傳算法求解“智慧管家系統”最優解策略，實現了在獲取的一組非支配解中獲取最優決策方案。
3、由于本發明設計的數據清洗、去噪和聚類分析算法，實現了對用戶未來行為的預測和提供了最優管家系統管理參考方案。
4、本發明所提出的基于云計算的方法提高了最優解收斂的速度，增加了全局最優解搜索范圍，降低了智慧管家系統的運行時間和成本，提高了該系統的運行效率和縮短了響應時間。
5、綜上所述，本發明為解決現有系統中預約和費用結算功能算法步驟冗雜、需要過多時間和運行成本，結果不準確以及缺少預測功能的問題，設計了一種基于云計算的智慧管家系統和方法，可以實現管家系統中獲取合理調度方案最優解的收斂速度快；最小化算法運行時間和減少運行成本；采用云計算的方法實現對數據的清洗和聚類分析，實現實時預測處理功能；能夠為用戶提供準確度高、效率高的管家系統管理調度方案。
附圖說明
圖1為本發明的系統結構示意圖。
圖2為本發明的方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進行進一步地描述。一種基于云計算的智慧管家系統，包括企業級用戶端和普通個人用戶端；具體組成如圖1所示。一種基于云計算的智慧管家系統的工作方法，具體步驟如圖2所示，步驟a中模塊序號m編制示例如下：如1代表產品配置模塊，2代表產品注冊模塊；直至用所有的自然數代表所有的模塊。
本發明方法可以用嵌入式芯片、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(ram)、內存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍。
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