淺析聚類分析方法在食堂消費資料中的應用論文

　　聚類***clustering***是資料探勘領域最為常見的技術之一,用於發現在資料庫中未知的物件類。即考察個體或資料物件間的相似性,將滿足相似性條件的個體或資料物件劃分在一組內,不滿足相似性條件的個體或資料物件劃分在不同的組。以下是小編為大家精心準備的：淺析聚類分析方法在食堂消費資料中的應用相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　淺析聚類分析方法在食堂消費資料中的應用全文如下：

　　【摘要】：以聚類分析方法為基礎,研究學校食堂消費資料,從而分析出男女生消費特點的不同,以幫助食堂改進經營策略。

　　【關鍵詞】： 聚類分析 消費資料 SPSS

　　1 聚類分析方法

　　聚類分析***cluster analysis***是一組將研究物件分為相對同質的群組***clusters***的統計分析技術。聚類分析方法具有簡單、直觀的特點，主要應用於探索性的研究，其中變數的選擇有較大的影響。

　　2 聚類分析基本思想

　　以學生的消費記錄為研究物件， 使用聚類分析知識進行研究，主要使用K-Means 演算法：

　　輸入：聚類個數k 以及包含n 個數據物件的資料集;

　　輸出：滿足目標函式值最小的k 個聚類。

　　***1***計算任意兩個資料物件間的距離d***xi，xj***;

　　***2***計算每個資料物件的密度引數，把處於低密度區域的點刪除，得到處於高密度區域的資料物件的集合D;

　　***3***把處於最高密度區域的資料物件作為第1 箇中心z1;

　　***4***把z1 距離最遠的資料物件作為第2 個初始中心z2，z2∈D;

　　***5***令z3 為滿足max***min***d***xi，z1***， d***xi，z2******， i =1，2，…，n 的資料物件xi，z3∈D;

　　***6***令z3 為滿足max***min***d***xi，z1***， d***xi，z2******， d***xi，z3******， i =1，2，…，n 的資料物件xi，z4∈D;

　　***7***令zk 為滿足max***min***d***xi，zj********* ， i =1，2，…，n， j =1，2，…，k -1 的xi，zk∈D;

　　***8***從這k 個聚類中心出發，應用k-means 聚類演算法，得到聚類。一般採用均方差作為目標測度函式： 其中E 是資料集中所有物件的均方差之和;p 是代表物件的空間中的一個點。

　　3 聚類分析方法在食堂消費資料中的應用

　　本文主要使用SPPS 工具來進行聚類分析與研究。SPSS***Statistical Product and Service Solutions，統計產品與服務解決方案***，是一種實現資料分析的多功能軟體。

　　SPSS for Windows 是一種執行在Windows 系統下的社會科學統計軟體包，從1968 年由美國斯坦福大學開發使用至今，在全球已經擁有數以萬計的使用者，在通訊、醫療、銀行、證券、保險、製造、商業、市場研究、科學教育等眾多的行業領域都得以有效的應用，目前，SPSS 已成為世界上應用最廣泛的專業統計軟體之一。SPSS 軟體包採用視窗操作介面，使用者操作使用方便，包括資料整理、分析過程、結果輸出等功能。面對龐大的資料量，SPSS 軟體的功能不斷完善，其統計分析方法不斷充實，涵蓋面越來越廣，輸出資料表格圖文並貌，大大提高了統計分析工作的效率。

　　SPSS 的基本功能包括資料管理、統計分析、圖表分析、輸出管理等，具體內容包括描述統計、列聯分析，總體的均值比較、相關分析、迴歸模型分析、聚類分析、主成份分析、時間序列分析、非引數檢驗等多個大類， 每個類中還有多個專項統計方法。SPSS 設有專門的繪圖系統，可以根據使用者的需要將給出的資料繪製各種圖形，能夠滿足使用者的不同需求。

　　聚類分析工具的應用：

　　1***開啟SPSS 軟體，並輸入資料，設定變數名稱，在學生消費資料中選擇了三十名學生的月消費情況作為分析目標，如下圖所示為部分消費情況，其中男女各15 名，將性別男、女處理為二值型資料分別標記為1、2。

　　2***每個變數設定的部分格式：

　　***1***名稱：學號，型別：字串，長度：11，對齊方式：左，測量單位：名稱;***2***名稱：性別，型別：數值，長度：1，對齊方式：右，測量單位：名稱;***3***名稱：月消費額，型別：數值，長度：6，對齊方式：右，測量單位：尺度;***4***名稱：交易次數，型別：數值，長度：5，對齊方式：右，測量單位：尺度。

　　3***選擇“分析”—“聚類分析”—“快速聚類K”進行分析，則在出現的介面中進行如下設定：

　　將”變數”設定為：性別、月消費額、交易次數。

　　將“方法”設定為：迭代與聚類。

　　將“聚類數目”設定為：2。

　　4***對“方法”、“迭代”選項進行設定，點選“確定”即出現運算過程及相應結果：

　　***1***初始聚類中心

　　“1”類：性別為“2”***女***，月消費額為278.90，交易次數為155。

　　“2”類：性別為“1”***男***，月消費額為520.10，交易次數為171。

　　***2***迭代過程

　　在聚類中心的變化分別為63.006、51.977。由於最大絕對座標的變化是.000， 當前迭代是2， 最小距離是241.732，初始中心實現了最小的變化。

　　***3***最終聚類中心

　　“1”類：性別為“2”***女***，月消費額為341.33，交易次數為164。

　　“2”類：性別為“1”***男***，月消費額為468.13，交易次數為170。

　　從上述運算結果可看到30 個觀測量都有效， 並沒有丟失任何一個觀測量。最終，通過以上分析可以看出學生的消費情況可以分為兩類，第一類性別為2，即女生每月消費大概為341.33 元，平均交易164次，而第二類性別為1，即男生每月消費大概為468.13 元，平均交易170 次。從上我們可以看出男生與女生的每月消費情況是不同的，男生消費較多，平均交易也自然的較多，針對食堂來說就應該針對男女生不同的特點，合理安排消費類別，促進學生進行消費。

　　總之，使用SPSS 軟體中的聚類功能對校園一卡通資料進行分析，能有效地快速分析出學生消費的一些特徵，對這部分知識的研究這裡僅進行了粗略的分析，在今後的時間裡再進行深入研究。