推荐系统实战:python新能源汽车智能推荐(两种协同过滤+Django 全栈项目 源码)计算机专业✅

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1、项目介绍

  • 技术栈:Python语言、MySQL数据库(数据存储)、Django框架(Web后端+MVT架构)、Echarts可视化(多维度图表展示)、两种协同过滤推荐算法(基于用户/基于物品)、HTML+CSS(前端界面)
  • 核心功能:新能源汽车数据管理(车型信息、参数、用户评价)、多维度可视化分析(销量/价格/品牌分布、用户评价词云)、个性化推荐(基于用户偏好的两种协同过滤算法)、汽车详情展示、用户中心(个人信息管理)、后台数据管理(增删改查)
  • 研究背景:新能源汽车市场快速增长,车型迭代频繁(如比亚迪、特斯拉、蔚来等品牌多系列车型),用户面临"选车难"痛点------参数复杂(续航、充电速度、价格)、信息分散(不同平台数据碎片化);传统推荐依赖人工导购,缺乏"数据驱动的个性化匹配"。亟需整合"数据聚合+可视化分析+智能推荐"的系统,降低选车门槛。
  • 研究意义:技术层面,融合Django全栈开发与协同过滤算法,构建"数据-分析-推荐"闭环,为推荐系统落地提供参考;应用层面,为购车用户提供"精准推荐+数据对比",为车企提供"市场趋势洞察";学习层面,适合作为Web开发+推荐算法的毕业设计,覆盖数据库设计、算法实现、可视化开发核心技能。

2、项目界面

  1. 新能源汽车数据(车型列表与核心参数)

  2. 新能源汽车详情页(单车型完整信息)

  3. 新能源汽车词云图分析(用户评价关键词)

  4. 两种协同过滤推荐算法推荐结果(个性化推荐列表)

  5. 新能源汽车曲线分析(如续航与价格关联趋势)

  6. 新能源汽车发行年份曲线图(各年份车型数量趋势)

  7. 新能源汽车品牌饼状图(市场占比分布)

  8. 新能源汽车分类(按类型/价格区间划分)

  9. 个人信息(用户中心与偏好设置)

  10. 后台数据管理(数据维护界面)

3、项目说明

本项目是基于Django+协同过滤算法的新能源汽车智能推荐系统,聚焦"数据聚合-可视化分析-个性化推荐"核心需求,通过MySQL存储车型数据,Echarts实现多维度可视化,两种协同过滤算法生成精准推荐,构建"用户友好+技术完整"的新能源汽车信息服务平台。

(1)系统架构与技术逻辑

  • 架构设计 :采用Django MVT(Model-View-Template)架构,分层清晰:
    1. 数据层(MySQL) :存储核心数据,核心表结构包括------
      • 车型表(id、名称、品牌、续航里程、价格、发布年份、类型(纯电/混动));
      • 用户表(id、账号、密码、注册时间、浏览历史、收藏车型);
      • 评价表(id、用户id、车型id、评分、评价内容、时间);
    2. 业务逻辑层(Django)
      • 模型层(Model):定义数据结构,映射MySQL表,提供数据库操作接口;
      • 视图层(View):处理用户请求(如浏览、推荐、分析),调用推荐算法与数据分析逻辑;
      • 模板层(Template):结合HTML+CSS渲染前端界面,嵌入Echarts图表;
    3. 算法层:实现两种协同过滤推荐算法,为推荐功能提供核心逻辑;
    4. 可视化层(Echarts):将分析后的数据转化为直观图表,支撑数据洞察;
  • 核心流程:车型数据存入MySQL→Django后端处理用户请求(浏览/评价)→记录用户行为→调用协同过滤算法生成推荐→Echarts渲染可视化结果→前端展示(列表/详情/推荐)→管理员通过后台维护数据。

(2)核心功能模块详解

① 数据管理与采集模块(基础支撑)
  • 功能:聚合新能源汽车核心数据,为分析与推荐提供基础;
  • 数据构成
    • 基础参数:车型名称、品牌(比亚迪/特斯拉等)、类型(纯电动/插电混动)、续航里程(CLTC工况)、价格区间、发布年份、充电时间;
    • 用户生成内容:用户评分(1-5星)、评价文本(如"续航扎实""空间小");
  • 数据来源:通过结构化爬取(或手动录入)主流汽车平台的新能源车型数据,经清洗(去重、补全缺失值)后存入MySQL,支持管理员通过"后台数据管理"手动更新(如新增2024款车型)。
② 多维度可视化分析模块(数据洞察)

通过Echarts将数据转化为多类型图表,直观呈现市场规律与用户偏好:

  • 核心图表与价值
    1. 词云图分析:提取用户评价文本中的高频词(如"续航""智能驾驶""性价比"),展示用户关注焦点(如词云越大代表提及次数越多);
    2. 曲线分析:折线图展示"续航里程与价格的关联趋势"(如"价格越高,续航普遍越长")、"年度销量变化"(反映市场热度趋势);
    3. 发行年份曲线:折线图展示"各年份新能源车型发布数量",反映市场扩张速度(如2020年后车型数量激增);
    4. 品牌饼状图:展示"各品牌车型数量占比"(如比亚迪占比30%,特斯拉占比15%),反映品牌市场布局;
    5. 分类展示:按"价格区间(10万以下/10-20万等)""类型(纯电/混动)"划分车型列表,方便用户筛选。
③ 两种协同过滤推荐模块(核心价值)

针对用户个性化需求,实现两种推荐算法,提升推荐精准度:

  • 基于用户的协同过滤

    • 逻辑:找到与目标用户"评价偏好相似"的用户群体(如用户A和用户B对3款车型的评分相似度达80%),将相似用户高评分的车型推荐给目标用户;
    • 实现:通过余弦相似度计算用户间的偏好相似度,选取TOP10相似用户,加权其评分生成推荐列表;
    • 适用场景:用户评价数据丰富时,推荐"小众但符合偏好"的车型;
  • 基于物品的协同过滤

    • 逻辑:分析车型间的"共现关系"(如同时被多个用户收藏的车型视为相似),向用户推荐与其浏览/收藏车型相似的车型;
    • 实现:计算车型间的相似度(基于参数向量:续航、价格、类型等),选取TOP5相似车型生成推荐;
    • 适用场景:新用户(无历史评价)时,基于其浏览的车型参数推荐相似款;
  • 推荐结果展示:界面同时展示两种算法的推荐列表,标注"推荐理由"(如"与您相似的用户常选""与您浏览的Model 3参数相似"),支持用户切换查看。

④ 用户功能与后台管理模块(交互与运维)
  • 用户功能

    • 基础操作:注册登录(密码加密存储)、浏览车型列表、查看详情页(含参数、评价、相关推荐);
    • 个性化行为:收藏车型、发表评价(评分+文本),系统记录行为数据用于优化推荐;
    • 个人中心:查看收藏列表、评价历史,修改个人信息(如昵称、偏好设置);
  • 后台数据管理(管理员专属)

    • 数据维护:对车型数据进行增删改查(如新增2024款比亚迪海豹参数)、审核用户评价(删除违规内容);
    • 系统配置:查看推荐算法运行日志、调整相似度计算阈值(优化推荐精度);
    • 数据导出:将车型数据、用户行为数据导出为Excel,用于离线分析。

4、核心代码

python 复制代码
# -*-coding:utf-8-*-
import os
os.environ["DJANGO_SETTINGS_MODULE"] = "recommend.settings"
import django
django.setup()
from item.models import *
from math import sqrt, pow
import operator
from django.db.models import Subquery, Q, Count
# from django.shortcuts import render,render_to_response
class UserCf:

    # 获得初始化数据
    def __init__(self, all_user):
        self.all_user = all_user

    # 通过用户名获得列表,仅调试使用
    def getItems(self, username1, username2):
        return self.all_user[username1], self.all_user[username2]

    # 计算两个用户的皮尔逊相关系数
    def pearson(self, user1, user2):  # 数据格式为:新能源汽车id,浏览此
        sum_xy = 0.0  # user1,user2 每项打分的成绩的累加
        n = 0  # 公共浏览次数
        sum_x = 0.0  # user1 的打分总和
        sum_y = 0.0  # user2 的打分总和
        sumX2 = 0.0  # user1每项打分平方的累加
        sumY2 = 0.0  # user2每项打分平方的累加
        for car1, score1 in user1.items():
            if car1 in user2.keys():  # 计算公共的浏览次数
                n += 1
                sum_xy += score1 * user2[car1]
                sum_x += score1
                sum_y += user2[car1]
                sumX2 += pow(score1, 2)
                sumY2 += pow(user2[car1], 2)
        if n == 0:
            # print("p氏距离为0")
            return 0
        molecule = sum_xy - (sum_x * sum_y) / n  # 分子
        denominator = sqrt((sumX2 - pow(sum_x, 2) / n) * (sumY2 - pow(sum_y, 2) / n))  # 分母
        if denominator == 0:
            return 0
        r = molecule / denominator
        return r

    # 计算与当前用户的距离,获得最临近的用户
    def nearest_user(self, current_user, n=1):
        distances = {}
        # 用户,相似度
        # 遍历整个数据集
        for user, rate_set in self.all_user.items():
            # 非当前的用户
            if user != current_user:
                distance = self.pearson(self.all_user[current_user], self.all_user[user])
                # 计算两个用户的相似度
                distances[user] = distance
        closest_distance = sorted(
            distances.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True
        )
        # 最相似的N个用户
        print("closest user:", closest_distance[:n])
        return closest_distance[:n]

    # 给用户推荐新能源汽车
    def recommend(self, username, n=3):
        recommend = {}
        nearest_user = self.nearest_user(username, n)
        for user, score in dict(nearest_user).items():  # 最相近的n个用户
            for cars, scores in self.all_user[user].items():  # 推荐的用户的新能源汽车列表
                if cars not in self.all_user[username].keys():  # 当前username没有看过
                    if cars not in recommend.keys():  # 添加到推荐列表中
                        recommend[cars] = scores*score
        # 对推荐的结果按照新能源汽车
        # 浏览次数排序
        return sorted(recommend.items(), key=operator.itemgetter(1), reverse=True)


# 基于用户的推荐
def recommend_by_user_id(user_id):
    user_prefer = UserTagPrefer.objects.filter(user_id=user_id).order_by('-score').values_list('tag_id', flat=True)
    current_user = User.objects.get(id=user_id)
    # 如果当前用户没有打分 则看是否选择过标签,选过的话,就从标签中找
    # 没有的话,就按照浏览度推荐15个
    if current_user.rate_set.count() == 0:
        if len(user_prefer) != 0:
            car_list = xiangmu.objects.filter(tags__in=user_prefer)[:15]
        else:
            car_list = xiangmu.objects.order_by("-c9")[:15]
        return car_list
    # 选取评分最多的10个用户
    users_rate = Rate.objects.values('user').annotate(mark_num=Count('user')).order_by('-mark_num')
    user_ids = [user_rate['user'] for user_rate in users_rate]
    user_ids.append(user_id)
    users = User.objects.filter(id__in=user_ids)#users 为评分最多的10个用户
    all_user = {}
    for user in users:
        rates = user.rate_set.all()#查出10名用户的数据
        rate = {}
        # 用户有给新能源汽车打分 在rate和all_user中进行设置
        if rates:
            for i in rates:
                rate.setdefault(str(i.car.id), i.mark)#填充新能源汽车数据
            all_user.setdefault(user.username, rate)
        else:
            # 用户没有为新能源汽车打过分,设为0
            all_user.setdefault(user.username, {})

    user_cf = UserCf(all_user=all_user)
    recommend_list = [each[0] for each in user_cf.recommend(current_user.username, 15)]
    car_list = list(xiangmu.objects.filter(id__in=recommend_list).order_by("-c9")[:15])
    other_length = 15 - len(car_list)
    if other_length > 0:
        fix_list = xiangmu.objects.filter(~Q(rate__user_id=user_id)).order_by('-collect')
        for fix in fix_list:
            if fix not in car_list:
                car_list.append(fix)
            if len(car_list) >= 15:
                break
    return car_list


# 计算相似度
def similarity(car1_id, car2_id):
    car1_set = Rate.objects.filter(car_id=car1_id)
    # car1的打分用户数
    car1_sum = car1_set.count()
    # car_2的打分用户数
    car2_sum = Rate.objects.filter(car_id=car2_id).count()
    # 两者的交集
    common = Rate.objects.filter(user_id__in=Subquery(car1_set.values('user_id')), car=car2_id).values('user_id').count()
    # 没有人给当前新能源汽车打分
    if car1_sum == 0 or car2_sum == 0:
        return 0
    similar_value = common / sqrt(car1_sum * car2_sum)#余弦计算相似度
    return similar_value


#基于物品
def recommend_by_item_id(user_id, k=15):
    # 前三的tag,用户评分前三的新能源汽车
    user_prefer = UserTagPrefer.objects.filter(user_id=user_id).order_by('-score').values_list('tag_id', flat=True)
    user_prefer = list(user_prefer)[:3]
    print('user_prefer', user_prefer)
    current_user = User.objects.get(id=user_id)
    # 如果当前用户没有打分 则看是否选择过标签,选过的话,就从标签中找
    # 没有的话,就按照浏览度推荐15个
    if current_user.rate_set.count() == 0:
        if len(user_prefer) != 0:
            car_list = xiangmu.objects.filter(tags__in=user_prefer)[:15]
        else:
            car_list = xiangmu.objects.order_by("-c9")[:15]
        print('from here')
        return car_list
    # most_tags = Tags.objects.annotate(tags_sum=Count('name')).order_by('-tags_sum').filter(car__rate__user_id=user_id).order_by('-tags_sum')
    # 选用户最喜欢的标签中的新能源汽车,用户没看过的30部,对这30部新能源汽车,计算距离最近
    un_watched = xiangmu.objects.filter(~Q(rate__user_id=user_id), tags__in=user_prefer).order_by('?')[:30]  # 看过的新能源汽车
    watched = Rate.objects.filter(user_id=user_id).values_list('car_id', 'mark')
    distances = []
    names = []
    # 在未看过的新能源汽车中找到
    for un_watched_car in un_watched:
        for watched_car in watched:
            if un_watched_car not in names:
                names.append(un_watched_car)
                distances.append((similarity(un_watched_car.id, watched_car[0]) * watched_car[1], un_watched_car))#加入相似的新能源汽车
    distances.sort(key=lambda x: x[0], reverse=True)
    print('this is distances', distances[:15])
    recommend_list = []
    for mark, car in distances:
        if len(recommend_list) >= k:
            break
        if car not in recommend_list:
            recommend_list.append(car)
    # print('this is recommend list', recommend_list)
    # 如果得不到有效数量的推荐 按照未看过的新能源汽车中的热度进行填充
    print('recommend list', recommend_list)
    return recommend_list

if __name__ == '__main__':
    # similarity(2003, 2008)
    print(recommend_by_item_id(1799))

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5、源码获取方式

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