基于注意力机制的POI推荐系统研究

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在基于位置的社交网络服务(Location-Based Social Network,LBSN)中,人们通过签到的方式发布地理位置信息的同时,也能够使用推荐服务,因此LBSN迅速发展起来。其中兴趣点(Point-of-Interest,POI)推荐作为LBSN中的关键点,引起了广泛的研究。POI推荐通过历史签到序列,分析用户个性化偏好,为用户量身推荐合适的POI。在现实生活中,用户的签到行为通常发生在一个序列中,推荐系统通过用户的历史签到记录,来为用户推荐接下来可能去的POI。但是在用户的历史行为数据中,并不是所有的行为都能够为将来的推荐提供作用,并且能够影响下一步行为的数据权重也是不相同的;而且用户签到序列中的时空间隔信息有可能为用户的下一次行为提供了关键因素,但是现有POI推荐算法没有考虑有效利用用户签到地点之间的时间和空间间隔的信息,不能够准确地表达用户的偏好。针对以上问题,本文进行以下研究:(1)提出了融合注意力的矩阵分解POI推荐算法,在矩阵分解的基础上,增加了用户注意力,以更好地分析用户对不同地点的注意力数值,更准确地获取用户的偏好,从而更精确地进行推荐。其中注意力机制能够为用户签到地点分配不同的权重,有效捕捉用户签到地点之间的关系。在真实数据集上进行实验分析,实验结果表明该模型优于其他对比算法。(2)提出了融合时空网络和自注意力机制的POI序列推荐算法,将用户签到信息之间的时间和空间间隔信息融入门控循环单元网络,然后使用自注意力机制对签到地点分配权重,获得用户的权重序列,最后通过签到地点与候选地点的时间间隔和空间间隔匹配POI,为用户推荐一个包含三个连续地点的POI序列。在真实数据集上进行测试和验证,实验结果表明该模型优于之前提出的先进模型。(3)设计了一款兴趣点推荐系统平台,针对用户不同的需求分别进行功能开发,对需要进行POI序列推荐的用户使用融合时空网络和自注意力机制的POI序列推荐模型进行推荐,对普通POI推荐的用户使用融合注意力的矩阵分解POI推荐模型进行推荐,从而能够精准地对用户进行POI推荐,满足用户的个性化需求。
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