吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (3): 920-933.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180193

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TPR⁃TF:基于张量分解的时间敏感兴趣点推荐模型

王楠1,2(),李金宝1,2(),刘勇1,2,张玉杰1,2,钟颖莉1,2   

  1. 1. 黑龙江大学 计算机科学技术学院, 哈尔滨 150080
    2. 黑龙江大学 数据库与并行计算重点实验室, 哈尔滨150080
  • 收稿日期:2018-03-05 出版日期:2019-05-01 发布日期:2019-07-12
  • 通讯作者: 李金宝 E-mail:wangnn125@126.com;jbli@hlju.edu.cn
  • 作者简介:王楠(1980?), 女, 工程师, 博士研究生. 研究方向: 数据挖掘,无线传感网. E?mail:wangnn125@126.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61370222,61602159);黑龙江省自然科学基金项目(F201430,F2018028).

TPR⁃TF: time⁃aware point of interest recommendation model based on tensor factorization

Nan WANG1,2(),Jin⁃bao LI1,2(),Yong LIU1,2,Yu⁃jie ZHANG1,2,Ying⁃li ZHONG1,2   

  1. 1. School of Computer Science and Technology, Heilongjiang University, Harbin 150080, China
    2. Key Laboratory of Database and Parallel Computing, Heilongjiang University, Harbin 150080, China
  • Received:2018-03-05 Online:2019-05-01 Published:2019-07-12
  • Contact: Jin?bao LI E-mail:wangnn125@126.com;jbli@hlju.edu.cn

摘要:

针对现有的兴趣点(POI)推荐研究没有合理地利用POI推荐的时间敏感性,对用户在不同时间段的行为偏好没有给予充分考虑,造成推荐效果较差的问题,提出了一种基于层次聚类的时间动态分段算法。把时间敏感的推荐和用户的直接朋友及潜在朋友影响相结合,扩充了用户的社交影响范围。在模型学习过程中采用按访问频次分布随机选择POI位置的方法,改善了经典的贝叶斯个性化排序(BPR)方法。实验结果表明,本文模型性能优于目前的主流POI推荐模型。

关键词: 计算机应用, 兴趣点推荐, 张量分解, 时间敏感, 社交关系

Abstract:

With the rapid growth of the location?based social networks, Point of Interest (POI) recommen?dation has become an important research topic in the field of data mining. Existing approaches for POI recommendation task do not reasonably utilize the time sensitivity of POI recommendations and have not taken full account of the user's behavior preferences at different time periods, causing the POI recommendation performance is poor. Firstly, this paper studies the POI recommendation problem of time sensitivity and proposes a time dynamic partition algorithm based on hierarchical clustering. Through partition the fine grain of time, the result of the experiment is more reasonable and effective than the previous experiments which partition time is evenly given by experience. Secondly, by combining the time?aware recommendation with the influence of the user's direct friendship and potential friendship, the paper expands the scope of user's social influence, and then further improves the POI recommendation performance. Lastly, using the method of randomly selecting POIs by the frequency distribution of check?ins, it improves the classic BPR method. Experimental results on the two datasets indicate that the TPR?TF model is superior to the current mainstream POI recommendation models, in terms of precision and recall.

Key words: computer application, point of interest(POI) recommendation, tensor factorization, time?aware, social relationship

中图分类号: 

  • TP391

表1

符号表"

符号 描 述
UTL 分别表示用户集合、时间戳集合、POI位置集合。
D D = { d i = ( u , t , l ) ( u , t , l ) U × T × L } D 为全体签到记录集合,其中 d i 为用户?时间?位置三维张量上的第 i 条签到记录, ( u , t , l ) 为用户 u 在时间 t 在位置 l 的一条签到记录。
U u L l T t U u L l T t R k 分别为用户 u 的特征向量、POI位置 l 的特征向量、时间戳 t 所在时间分段的特征向量, k 为特征向量的维度。
f ( u , t , l ) 用户 u 在时间 t 访问位置 l 的可能的打分函数。
w i , j s , w i , j c , w i , j w i , j s 为用户 i 和其朋友基于共同朋友的相似性; w i , j c 为用户 i 和其朋友 j 基于共同签到的相似性; w i , j 为用户 i 和其朋友 j 基于共同朋友和共同签到的相似性。
A ( i ) 表示用户 i 访问过的所有POI位置的集合。
l i > u , t l j 对于 ? l i , l j L ,用户 u 在时间t优先选择 l i 而非 l j 的一种顺序关系。
L soc?friL soc?undirect?fri 分别为直接朋友关系的社交影响正则化项、潜在朋友关系的社交影响正则化项。
θγμλ 分别为参数集合、步长、朋友正则化项系数以及与 U u L l T t 有关的正则化项系数。

表2

Gowalla和Brightkite的信息统计"

类 别 Gowalla Brightkite
用户数 26 287 24 227
POI数 11 640 43 592
签到记录数 1 104 464 3 260 809

图1

TPR?TF模型的不同参数设置的影响"

表3

Gowalla中不同时间分段方法的统计结果(ns=4)"

序号 常规时间分段 时间动态分段
T1 00:00~06:00 00:08:55~06:57:60
T2 06:00~12:00 06:57:60~13:24:03
T3 12:00~18:00 13:24:03~19:00:01
T4 18:00~00:00 19:00:01~00:08:55

表4

Gowalla中不同时间分段方法的统计结果(ns=8)"

序号 常规时间分段 时间动态分段
T1?工作日 00:00~06:00 00:04:40~05:36:15
T2?工作日 06:00~12:00 05:36:15~10:41:59
T3?工作日 12:00~18:00 10:41:59~16:16:48
T4?工作日 18:00~00:00 16:16:48~00:04:40
T5?非工作日 00:00~06:00 04:02:08~07:48:44
T6?非工作日 06:00~12:00 07:48:44~12:43:10
T7?非工作日 12:00~18:00 12:43:10~16:13:57
T8?非工作日 18:00~00:00 16:13:57~04:02:08

图2

不同时间分段的性能比较 (ns=8)"

图3

不同社交关系的性能比较"

图4

TPR?TF 与TPR?TF_BPR的性能比较"

图5

TPR?TF与其他几种主流方法的性能比较"

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