汽车推荐系统设计与实现_推荐系统的设计

汽车推荐系统设计与实现_推荐系统的设计

       感谢大家提供这个汽车推荐系统设计与实现问题集合，让我有机会和大家交流和分享。我将根据自己的理解和学习，为每个问题提供清晰而有条理的回答。

1.【理解推荐系统】从推荐产品角度的一点理解与思考

2.汽车CAN系统知识

【理解推荐系统】从推荐产品角度的一点理解与思考

       在笔者的实习过程中，常常每周面对十几个来自业务方的推荐接入需求，等待对接、评估和落地。由于推荐的专业性较强，业务方常常因为对推荐的理解不够深入，而无法准确地评估需求场景是否需要推荐、值得推荐以及如何进行推荐。在这个时候，推荐产品就承担起从推荐业务的角度，对需求进行理解评估、拆解落地的任务。

        笔者在刚刚接触到需求对接和管理的工作时，常常感到力不从心，不知从何思考、落脚何处。除了对团队的推荐业务了解不深外，核心原因还在于没有形成对推荐系统、深入的理解。在近一年的推荐产品实习过程中，笔者通过交流、阅读和思考，理解增进了一二，在此略作梳理。

        本文将分为以下三个部分：什么是推荐，阐述推荐的概念；为什么做推荐，阐述推荐的价值和适用场景；怎么做推荐，阐述推荐的逻辑以及推荐产品的工作职责。

        推荐，现代汉语词典解释为“ 介绍好的人或事物希望被任用或接受 ”。在互联网产业中，推荐则指通过分析用户偏好，将符合兴趣的内容主动提供到用户面前，以提高内容消费转化的效率。根据词义可以从两个方面理解推荐， 一是推荐为用户主动提供“好的”，也就是符合其兴趣偏好的内容，二是推荐的目标是促成内容的消费转化 。

        这两个理解看似废话，实则构成了理解推荐的底层逻辑。第一条指出推荐与其他内容分发模式的区别，运营给用户提供编辑认可的内容，搜索和分类则是被动由用户寻找到符合兴趣的内容。第二条明确推荐作为一种内容分发模式的终极目标——促进内容的消费转化。

        接下来的问题是：用户在什么时候更加需要被主动提供感兴趣的内容？推荐如何主动提供用户感兴趣的内容？

        信息过载指用户被淹没在大量的无用信息中，用户无法发现有价值的信息、有价值的信息也无法呈现在用户眼前的情况。随着信息产业的快速发展，信息激增，信息过载的问题日益显著。当用户面临海量的信息，如果有明确的目的，可以利用搜索引擎和分类目录来缩小范围、筛选信息；而如果没有明确的目的，则需要推荐系统提供解决方案。

        归纳常见的用户面对海量信息却没有明确目的的情况，如影视、音乐、资讯、广告以及电商等场景，多为内容消费场景。为满足本身就多样化的用户需求，平台为用户提供了丰富的内容，但海量内容与用户兴趣的匹配工作不利，也导致用户的信息过载，无法充分消费平台内容。此时，推荐的价值就凸显了。

        对推荐价值的评估可以从必要性和重要性两方面考虑。

        1. 推荐内容数量多、多样化程度高。

        用户需要筛选信息但却不明确此时此地所需，往往出现信息过载，推荐促进消费转化的核心价值得以体现。应用于实践中的判断，内容数量可以用绝对数量来衡量，内容的多样化程度则与当前场景下用户需求的多样性一致。

        2. 用户对个性化的需求强烈。

        此时，用户有强烈的期待获取符合其偏好的内容，即对推荐的需求强烈。对于非工具性场景，特别是购物、娱乐等有较大自主选择空间的消费场景，审美和口味对用户来说十分重要，这是因为个人形象和品味是通过消费彰显的。而对于工具性场景，如电子邮件等，应用推荐的需求主要在于提高工作效率，进行个性化推荐的必要性就较低。在实际工作中，用户对个性化需求的判断需要结合推荐场景具体分析。

        提高内容消费转化效率是推荐之重要性的根本，在此之上，受到产品的成长阶段、影响范围、预期收益等方面的影响。

        1. 产品阶段：

        推荐在产品发展前期的主要作用是整合利用零碎流量，使长尾内容的流量得到充分利用；中期提高变现效率，如优先分发创收内容促进消费转化等；后期分配流量资源，实现有限的平台流量的统筹。根据不同的阶段目标，提升内容消费转化效率的重要性不同，推荐的地位和重要性也有所不同，推荐的目的和手段都有不同。

        2. 影响范围：

        影响范围不仅仅指推荐场景所覆盖的流量绝对数量，也指流量的潜藏价值。推荐场景的影响范围越大，实现内容转化的收益越多，推荐对核心指标提升的贡献越大，也意味着用户偏好越明显、异质性越强，对个性化推荐的需求越大。影响范围最大的常常是首页首屏的推荐场景，场景越深、流量越小。一般情况下，流量过小的场景接入推荐的优先级较低，但如果是针对会员用户、高消费高价值用户的付费场景，则又另当别论。

        3. 预期收益：

        指公司、产品、业务方能够从推荐获得的实际收益预估，主要是指核心指标和商业指标的预期提升，需结合先前场景的推荐效果。预期收益一方面指与影响范围综合评估得出的量化的收益规模，另一方面也指针对品牌形象、核心功能、认知度等的质性收益感知。

        通过回答为什么做推荐、何时需要推荐的问题，推荐产品能够对推荐需求的必要性和重要性加以评估，从而对是否以及如何落地需求做出预判。

        在对推荐需求的进行评估之后，接下来面临的问题就是怎么做推荐。下文将对接入推荐的一般步骤进行梳理，并以常见的推荐场景为例总结推荐策略的设计思路。

        一个新推荐的实现可以被拆解为以下四个部分：场景分析、策略制定、开发测试、效果评估。本文重点讨论场景分析和策略制定两个部分。

        1. 场景分析：

        对需求场景进行准确、深入的分析至关重要，需要推荐产品和业务产品的共同交流达成一致。通过场景分析，推荐产品能够正确地预估接入推荐的必要性和重要性，从而对需求进行合理排序；还使结合场景对推荐策略进行调整，优化推荐效果和用户体验。

        从推荐的角度来看，场景分析主要思考以下问题：

        a. 该场景处于怎样的位置？怎样的展示样式？核心功能是什么？

        b. 该场景下推荐内容库的数量、质量、类型是怎样的？内容的进退场规则是怎样的？

        c. 该场景下的用户群体是谁？可以被如何分类？各个类别的用户的需求有哪些特点？

        d. 该场景下用户的使用上下文和操作习惯是怎样的？

        2. 策略制定：

        策略的制定主要由业务产品、推荐产品和开发共同完成，其中业务产品从自身角度表达效果需求，推荐产品则结合场景需求和推荐能力规划推荐策略，将推荐需求拆解并与开发沟通实现。

        推荐策略的制定主要包括特征、召回、排序、调优，笔者将从推荐产品的角度一一阐释：

        a. 特征：

        一般情况下，已有成型推荐系统中已经包含了大量的用户、物品特征和关联关系。作为推荐产品，主要是预判该场景下哪些特征有效、哪些未被利用的数据可以被作为特征使用、是否需要增加新的特征和关联关系，等等。

        例如，用户的负反馈行为特征是推荐策略中内容降权的重要依据，作为推荐产品需要分析用户的行为，找到更准确反应用户负反馈行为，特别是隐形负反馈的行为数据和计算方式。对单个物品的负反馈可能体现为：无操作、跳过跳出、停留时长过短、无消费或过少、停留长但无消费，等等。推荐产品需要将用户内容消费前后和消费中的行为进行分类、组合，从而更准确地定义负反馈。

        b. 召回：

        召回指从海量内容池中，通过用户、内容的关联关系，根据少量、关键的用户、内容特征挑选出关联性最高的内容组成较小的推荐候选集，目的是快速挑选出用户最感兴趣的内容。召回算法由开发实现，推荐产品主要负责选择召回路径以及权衡各个召回路径的比重。常见的召回路径可以分为三种类型：

        -算法召回：基于内容分析、协同过滤、自动聚类等算法模型进行召回

        -内容规则召回：基于热度、时效性、内容关联关系等进行召回

        -用户召回：基于用户的场景，如节假日、地理位置、wifi，以及行为，如搜索、消费历史、实时反馈、tag偏好等进行召回

        召回策略的选择和组合方式，需要根据场景的核心功能、内容的特点、用户的期待等进行设计，并通过ab测试等评测相关指标水平。

        c. 排序：

        排序过程对各路召回形成的较小候选集中的内容进行点击率等指标预估和排列，从而给用户提供最个性化的内容推荐。相对于召回，排序过程所需要的特征更多、模型更复杂、速度更慢，追求的是精准。为了提高排序的速度，还会将排序进一步分为粗排、截断、再精排两个阶段来缩小复杂模型应用的对象数量，提升预测的精准度。相对于召回阶段，排序更偏技术而非策略，推荐产品主要在排序结果的调优阶段，也就是重排阶段进行策略设计。

        d. 重排

        重排阶段主要由推荐产品主导策略的设计，针对排序得到的推荐内容列表进行调整，从而实现一定的业务、产品目标，如商业盈利、内容建设等，或者改善用户体验。重排一方面依靠模型，另一方面依靠人工策略。常见的重排策略有四类：过滤、打散、强插、调权。

        过滤 包括推荐内容列表内重复或相似内容的过滤、推荐场景上下文重复内容的过滤、对低质或广告内容的过滤等。主要目的是改善用户体验、提高推荐效率。 打散 指隔开同一类型的内容等，以提高推荐结果展示的多样性，增加推荐内容覆盖率，改善用户体验。 强插 指在固定位置人工插入特定内容，主要是为了与特定内容相关的运营、商业目的。强插策略主要受到业务产品目标的影响。 调权 指提高对业务、产品目标实现重要类型内容、待消费内容的权重，降低热点内容、已曝光内容、无操作内容、已消费内容的权重等。

        人工的重排策略会对机器排序结果的效果产生影响，正负影响需要推荐产品结合业务目标进行权衡，通过ab测试选择效果更好的重排策略。

        在推荐场景上线之后，是更加关键和长期的指标监测、效果评估过程。受篇幅所限，笔者会另起文稿，在此不再赘述。

        综上所述是笔者作为一名推荐产品实习生对推荐业务的基础理解。通过系统地认识推荐，使笔者在作为一名实习生完成非核心工作时，对工作定位和团队目标的认识更加清晰，也使笔者更加明晰了作为一个推荐产品能够带来的价值和改变。

        从小的工作层面来看，业务产品对技术的理解较浅，开发同学多为技术思维缺乏产品嗅觉，双方沟通成本高。而推荐产品则能够作为连通二者的桥梁，提高从技术到价值的实际转化和收益。从大的行业趋势来看，推荐系统的出现和应用是信息产业面向用户的一次革新，推荐产品通过商业、技术与人性的权衡，使信息分发效率有了质的提升，使信息环境更加健康、平衡，更使互联网产业更加人性化、产生更高的社会价值。

汽车CAN系统知识

       车家号的网友，大家好！今天选车网为您带来沃尔沃可移动方向盘系统的最新消息，请点击关注选车网，第一时间了解最新的汽车资讯。

       日前，选车君从相关渠道获悉，沃尔沃汽车公司注册了一项十分新奇的系统专利，该系统可实现方向盘和仪表盘在前排左右移动，甚至可以定位到中控台的中间位置，相关消息称该系统是为下一代的自动驾驶而设计的。

       该系统的使用前景非常广阔，甚至可以实现车辆从左舵驾驶转变为右舵驾驶。不过该系统的结构非常简单，就是把方向盘和仪表盘组成的可移动模块安装在一个滑轨上，而且整个移动组件均是线控驱动，不存在机械性的硬连接，因此这样的设计完全可以实现。

       不过对于油门和刹车踏板的设计，沃尔沃并不想继续使用可移动模块，而是设想在左右都装有控制踏板，当方向盘移动到一侧时，该侧的踏板功能将被激活，因此很好地解决了驾驶过程中对侧乘员误踩的问题。沃尔沃在专利说明中表示，这种系统是为下一代自动驾驶汽车设计的，这将允许驾驶员在激活自动驾驶系统之后，将方向盘从其驾驶位置上移开。

       选车君观点：安装这套系统的车辆，无疑会很大程度地增加生产成本，但是对于沃尔沃的全球化发展有很大地促进作用，毕竟在生产汽车的时候不用再考虑左舵和右舵的问题，并且该系统也将为沃尔沃产品的全球范围内的流通创造有利条件，不过这套系统与自动驾驶的具体关系还是等正式发布之后听听官方的解释吧。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

       汽车电子与CAN总线

       摘要：控制器局域网（CAN）是一种有效支持分布式控制或实时控制的现场总线，具有高性能和高可靠性的特点；随着现代汽车技术的发展，CAN技术在汽车电子领域应用日益广泛。文章介绍了符合CAN2.0B协议汽车CAN系统设计方案，着重讨论了以微处理器P89C668为核心的CAN总线智能节点的软硬件实现，推荐一款MOTOROLA的多路开关检测芯片MC33993，并且涉及到 ，SPI以及在系统编程等技术。

       关键词：现场总线，CAN，汽车电子，MC33993， ，SPI

       1 汽车电子与CAN总线

       随着汽车电子技术的不断发展，汽车上各种电子控制单元的数目不断增加，连接导线显著增加，因而提高控制单元间通讯可靠性和降低导线成本已成为迫切需要解决的问题。为此以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了CAN总线协议，并使其成为国际标准（ISO11898）。1989年，Intel公司率先开发出CAN总线协议控制器芯片，到目前为止，世界上已经拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商，110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微处理器芯片。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。我国的汽车CAN总线技术起步较晚，但随着现代汽车电子的不断进步发展，其研究和应用正如火如荼的进行中。CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串性通讯网络。CAN总线的通信介质可以是双绞线，同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps/40m，通信距离可达10km/40Kbps。由于其通信速率高，可靠性好以及价格低廉等特点，使其特别适合中小规模的工业过程监控设备的互连和交通运载工具电气系统中。CAN总线有如下基本特点：

       ◎ 废除传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，可以多主方式工作；

       ◎ 采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响继续传输数据，有效避免了总线冲突；

       ◎ 采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；

       ◎ 每帧数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境下使用；

       ◎ 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响；

       ◎ 可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接受数据。

       图1 汽车CAN总线系统架构

       现代汽车典型的控制单元有电控燃油喷射系统，电控传动系统，防抱死制动系统（ABS），防滑控制系统（ASR），废气再循环系统，巡航系统和空调系统，车身电子控制系统（包括照明指示和车窗，刮雨器等）。完善的汽车CAN总线网络系统架构如图1所示。

       2 CAN节点硬件构架

       核心芯片：

       选用PHILIPS公司的高性能8位微处理器P89C668。其突出特点如下：

       ◎ 80C51 中央处理单元；

       ◎ 内置可ISP（在系统编程）和IAP（在应用编程）的Flash 存储器，Boot ROM 可通过串口访问从而升级下载用户程序；

       ◎ 每个机器周期6 个时钟周期操作标准，每个机器周期12 个时钟周期操作可选，周期12 个时钟周期下速度高达33MHz；

       ◎ 8K字节RAM和64K字节FLASH；

       ◎ 4 个中断优先级，8 个中断源；

       ◎ 自带 串行接口序列；

       ◎ 5路可编程的计数器阵列PCA（PWM输出，捕捉/比较，高速输出三种工作方式）。

       无论从处理能力，存储容量，还是外围资源以及网络可扩展性方面来评价，P89C668都是一款出色的微处理器，适用工控电子等各个领域。尤其是其8K字节RAM的"海量"内存，更是许多高速存储应用场合的首选。

       CAN接口电路：

       采用技术成熟应用广泛的SJA1000(CAN控制器)，6N137(光电隔离)，P82C250（CAN收发器）组成接口电路。需要指出的是，CAN总线(CANH,CANL)两端务必跨接120欧的终端电阻。SJA1000中断引脚接CPU的外中断0引脚。

       在应用/系统编程电路：

       IAP/ISP技术在许多款高性能单片机得到应用，其突出特点是方便快捷的实现程序的下载和更新。P89C668的FLASH空间0XFC00～0XFFFF烧写入1K字节的Boot Rom程序，上电后可以通过软件和硬件置位方法进入Boot Rom程序，通过PHILIPS提供的编程软件由串行口通讯就可以实现程序的在线升级（ISP）。当然用户还可以根据需要依据协议，自己编写Boot Rom程序（IAP）。通过拨码开关硬件置位（ALE, , ,P2.6,P2.7），上电后强制进入Boot Rom程序，烧写程序完毕后拨回原来状态重新上电后就进入用户程序。串行口电平转换芯片用MAX202替代MAX232，其匹配电容只需103瓷片电容。串行数据通讯波特率可达38400bps。

       晶振和复位电路：

       外接一块工业级的12M振荡芯片作为时钟信号。复位电路采用X25045芯片进行智能控制。X25045芯片将看门狗定时器，电源监控电路和E2PROM功能合三为一。看门狗定时器功能在系统出错期间，经过一个可设置的时间间隔就置位RESET信号。电源监控电路能检测到欠电压状况，在VCC下降到限阀值以下，系统被复位。并且RESET信号在VCC恢复且稳定之前一直有效。存储器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.并且支持SPI协议的三线（SO,SI,SCLK）存取。本节点用到X25405的前两个功能构成可靠的复位电路。

       开关/数字量，模拟量检测电路：

       汽车节点的开关器件（信号灯，雨刮，面板，车窗玻璃，电动后视镜等等的开关）特别复杂和繁多，而电流检测，水温油位传感器信号都是非线性的模拟信号，所以可靠实时地对这些开关/模拟量进行检测成为汽车电子硬件必须解决的问题。传统的分立元件保持电路存在可靠性差，尤其是开关触点氧化严重，浪费大量的微处理器I/O口等问题，推荐采用MOTOROLA公司的多路开关检测芯片MC33993。其突出优点如下：

       ◎ 3.3/5.0V的SPI序列读写（SO,SI,SCLK）；

       ◎ 8路可编程开关输入检测（接地或接电源），14路接地开关输入检测，每路开关状态改变均能够产生中断；

       ◎ 开关输入电压从-14V～Vpwr（工作电源），Vpwr最大可达40V；

       ◎ 开关状态改变时的可选择唤醒；

       ◎ 可选择的湿性电流（16mA或2mA）；

       ◎ 22对1的模拟量输出；

       ◎ Vpwr的低功耗电流(standby current)小于100uA,VDD的低功耗电流(standby current)小于10uA。

       可见只需要四个CPU口线（SPI序列线和片选），就能够完成22路开关量（其中有8路可编程为对接电源开关）的检测，还可以进行串行和并行的多片MC33993级连。所谓的湿性电流（wetting current），指的是MC33993内部提供的输入口的上拉和下拉恒流源，可以编程选择为16mA或2mA，这对于保证开关的可靠闭合，去除金属触点的氧化物有着良好的作用。输入口的恒流源，可以直接驱动MOSFET以及LED。每一个输入口都可以编程为模拟量输出状态，从而在AMUX引脚输出所选输入口的电压。利用MC33993恒流源和模拟量输出可以组成线性的传感器检测电路。ADC芯片选用AD公司生产的并行数据采样集成芯片AD1674。它从引脚到功能都与AD574/674完全兼容，但内部增加了采样/保持电路，采样频率为100kHZ，并且有全控模式和单一工作模式。其采样精度可达0.05%，符合高速数据采集的要求。

       功率器件驱动电路：

       汽车车身控制系统需要驱动大功率的用电器件，比如照明信号灯，前后雨刮器电机，电动车窗，电动后视镜等等。功率驱动器件考虑采用MOTOROLA公司的汽车专用功率器件。MC33286为汽车电气专用智能的双路控制驱动芯片，与传统的机械继电器相比，自身提供过流和过热保护，响应时间更短，稳定性更高。MC33286设有两路驱动通道，每路最大工作电流可达15A，通过两路输入端口将CPU引脚电平信号引入，经过内部的逻辑处理模块转换成输出通道的电平变化。特别适合信号灯以及阻性负载的驱动。MC33887是带反馈的H桥型驱动芯片，专用来驱动需要正反转的电机负载。MC33486与MC33887类似，但内部只有半桥须外加CMOS管以构成全桥驱动电路，稳定输出可达10 A，尤其适用于电动车窗电机之类的大功率并伴有冲击电流的正反相控制要求。

       3 软件结构

       系统的程序结构分为四个部分：CAN通讯程序（包括应用层协议的SJA1000通讯），外围接口程序（所有检测芯片和驱动芯片的驱动），中断服务程序（处理开关信号以及故障报警等消息），主程序（完成系统初始化和任务调度，喂狗等）。限于篇幅，以下着重介绍 CAN应用层协议。

       本系统CAN通讯选用CAN2.0B协议的PeliCAN模式，通信位速率为500Kbps，采用双验收滤波器机制。为使用及修改方便，通讯协议中标识码设计兼容点对点、一对多及广播通讯模式。开关量消息通讯时各节点间采用主从结构，子节点的报文只有主节点接收（点对点模式），主节点的报文所有子节点均接收（广播模式）。模拟量消息通讯时各节点间采用点对点模式。

       标识符定义：(如图3所示)

       ◎ 类名：00000100--应答类消息（自检应答、故障诊断）；00001000--命令类消息；00010000--调试类消息；00100000--下载类消息；01000000--工作类消息。

       ◎ 保留A：验收滤波器配置预留。

       应答类消息中：ID19：1--自检应答消息 0--故障诊断出错消息

       ID20：验收滤波器配置预留

       工作类消息中：ID19：1--开关量消息 0--模拟量消息

       ID20：验收滤波器配置预留

       ◎ 目的地址：接收报文节点的地址。

       ◎ 源地址：发送报文节点的地址，用于系统自检。

       图3 标识符定义

       4 结束语

       CAN总线以其高性能，高可靠性及独特的设计，受到工业控制领域和汽车电子领域的广泛重视，已被公认为最有前途的现场总线之一。我们深信不久的将来，国产的CAN总线汽车必将诞生。

       好了，今天关于“汽车推荐系统设计与实现”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“汽车推荐系统设计与实现”有更全面、深入的认识，并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。