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基于用户行为序列的电子商务混合推荐模型探讨

  • 论文价格:150
  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
  • 点击次数:1
  • 论文字数:32555
  • 论文编号:
  • 日期:2025-01-11
  • 来源:上海论文网

电子商务论文哪里有?本文引入DIN(Deep InterestNetwork)模型来根据用户的历史行为序列去学习和预测用户的兴趣,同时对原始模型的注意力模块进行改进,解决原始模型对时间不敏感的问题。

1绪论

1.2国内外研究现状

上世纪九十年代初,来自哥伦比亚大学的Jussi Kargern在其所著的报告中为电子书架添加了推荐功能,这是所能追溯到的最早的推荐系统[6]。然而真正让推荐系统获得外界关注是因为巨头公司亚马逊将基于协同过滤的推荐算法进行开源[7]。如今的推荐系统大致可以分为三个类别,基于协同过滤或内容的推荐方法,以及将上述两种方法进行混合的推荐方法。其中基于协同过滤的推荐方法大多的使用场景在于一些电商网站中,如京东淘宝等,它为用户推荐的主要原理是基于用户相似度和物品相似度实现的[8]。基于协同过滤的推荐方法又可以分为两种,第一种是基于用户的协同过滤(User-based CF)。这种方法主要就是通过挖掘目标用户的相似用户,将其相似用户的历史互动商品作为目标用户的推荐集,主要是利用了用户间的相似性来进行个性化推荐,此种推荐方法常用于新闻推荐等一些具有强烈社会属性的场景。第二种是基于物品的协同过滤(Item-based CF)。这种推荐方法通过用户的历史互动商品来对商品的相似性进行评估,据此来为目标用户推荐其历史互动商品的相似商品。这样的推荐方法主要应用于电子商务、书籍、音乐和影视等推荐场景中,上述的推荐场景中用户的社会属性相对较弱且待推荐物品的属性较强,这样做的好处是通过用户的历史行为可以使推荐结果更具可解释性,让用户的个性化推荐更具说服力。基于内容的推荐方法不同于协同过滤,它构建推荐模型的主要信息大致来自三方面,分别是用户的基本属性、物品的基本属性和用户与物品的互动行为[9-11]。用户的基本属性包括但不限于用户的唯一身份标识、用户的区间年龄、用户的性别、用户的偏好和用户所处的行业等,物品的基本属性则包括物品的唯一性标识、物品分类、用户所做出的评论以及人工赋予的一些特征等,用户与物品的互动行为则有加购、点击、收藏、评论等。由于基于内容的推荐系统的推荐来源主要来源于用户以及商品的自身属性和互动行为,因此有效避免了在推荐系统中普遍存在的商品冷启动问题,但同时这样的推荐方法也存在着一些局限,对于静态信息分析得到的推荐内容难以匹配用户的兴趣变化,使得推荐结果的灵活性上有欠缺。为了弥补单一推荐算法的不足,混合推荐系统综合了不同的推荐算法来进行个性化推荐,以求达到更好的推荐效果,其本质思想与机器学习的集成学习相似,都是将多种方法进行混合从而达到比单个方法更好的效果[12]。目前已经有一些研究将基于协同过滤的推荐方法和基于内容的推荐方法进行组合,来进行互补从而得到更好的推荐结果和性能[13][14],也有研究将协同过滤算法与知识图谱进行组合推荐,将用户项目交互数据与社交网络进行结合从而进行个性化推荐[15][16]。

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3基于相似用户和用户标签的个性化推荐方法

3.1基于行为序列的相似用户

3.1.1行为序列的定义及相关概念

定义1:行为序列:用户在app或网页端进行操作按照事件发生先后顺序所排列形成的序列。行为序列可以由一个包含了多个元素对的集合表示,如{(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn)}。其中x表示对应的商品资源,y表示用户对商品所进行的操作。元素对并不是单一只能出现一次的,在逻辑上可以重复出现且在时间上具有先后顺序,序列的长度至少为2。上述的操作行为包括但不限于click点击、cart加购物车、buy购买和grade评分。通过分析这些行为序列,我们可以了解用户的购物行为模式、偏好和购买意向,这对于电商平台的运营和推广具有重要意义。

定义2:行为序列集:将定义1中的行为序列按照时间维度顺序进行排列得到的集合。在行为序列集中排列越靠后的序列越能反应用户近期的偏好,排列靠前的序列数据则参考意义较小。用户的偏好并不是静态数据,而是会随时发生变化的,用户最近的购物数据最能反映出用户的兴趣所在,因此在行为序列集中不同位置的行为序列对于预测用户偏好的重要性也是不同的。

定义3:状态串:将定义1中的元素对进行链接得到的字符串。例如某个用户行为序列数据如下所示,{(a,grade),(b,buy),(b,cart),(c,click),(c,buy),(d,cart),(f,click)}。则第一个状态串表示为"agrade",第二个状态串可以表示为"bbuy",最后一个状态串可以用"fclick"来表示。

定义4:状态转移:用户有某一个状态串转变为另一个状态串的过程。状态串发生变化,即状态转移是用户发生兴趣迁移的标志,其中在某个用户的某个行为序列中相同的状态转移可能多次发生,这就代表了该用户的兴趣迁移趋势。值得注意的是状态转移相似时,其行为序列也大概率相似。

4基于DIN改进的混合推荐模型

4.1 DIN模型

DIN模型是一种用于推荐系统的深度学习模型,旨在解决传统协同过滤模型在推荐时忽略了用户兴趣偏好和多样性的问题。DIN模型是基于深度神经网络的,它可以利用用户历史行为序列来建模用户的兴趣偏好,并且在推荐时考虑商品之间的相互关系。DIN模型的核心思想是在embedding层之后引入了attention机制,用于计算用户行为序列中的历史行为和当前待推荐商品之间的相似度。这种相似度计算可以有效地捕捉到用户的兴趣偏好,并且在推荐时可以考虑商品之间的相互影响。

DIN模型主要由以下几个部分组成:

1)Embedding Layer(嵌入层):对于输入的各种特征(如用户ID、商品ID等),首先将它们映射到低维的稠密向量表示,这些向量称为嵌入向量(embedding vectors)。通常使用嵌入层来实现这个映射过程。

2)Interest Extractor(兴趣抽取器):对用户历史行为序列中的每个行为向量和当前待推荐商品向量进行相似度计算,并将结果作为权重进行加权求和,得到加权后的历史行为向量表示,即用户兴趣向量。

3)Pooling层:对历史行为向量进行池化操作,得到整个历史行为序列的表示。

4)Prediction Layer(预测层):用于预测用户对待推荐的商品的兴趣程度。DIN模型相比于传统的协同过滤模型,在考虑用户兴趣偏好和多样性方面具有更好的性能和准确率,已经被广泛应用于推荐系统中。DIN模型结构如图4.1所示[47]。

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4.2基于DIN模型的改进策略

4.2.1 Dice激活函数

常用的激活函数包括sigmoid、tanh、ReLU、Leaky ReLU、ELU、SELU、PReLU、Dice、maxout、softmax等,其中Leaky ReLU、ELU、SELU、PReLU、Dice的原理都是ReLU为基础进行一些改进,softmax是sigmoid的拓展,主要用于多分类网络的最后一层。激活函数的原理决定了其特点和适用场景,通过了解原理,可以在具体业务场景中更好地运用这些激活函数。

PReLU激活函数其实是ReLU的改良版,ReLU可以看作是x*Max(x,0),相当于输出x经过了一个在0点的阶跃整流器。由于ReLU在x小于0的时候,梯度为0,可能导致网络停止更新,PReLU对整流器的左半部分形式进行了修改,使得x小于0时输出不为0。

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5结论与展望

5.2展望

本文所提出的研究方法在提高推荐精确度上虽然取得了一定的进步,但是所涉及的研究内容仍相对比较片面,需要进一步深入研究。

随着互联网时代的不断发展,互联网上留下的数据也愈发庞大,用户在各类互联网平台上都留下来各类的海量数据,互联网公司能够利用用户的这些行为数据对用户进行更深层次的挖掘剖析。然而,与此同时,互联网环境的普及也使用户更加意识到个人隐私的重要性。用户在享受个性化推荐带来的便利时,也不希望自己的隐私信息被滥用或泄露。因此,如何在确保用户隐私安全的前提下,实现精准的推荐服务,成为了当前和未来研究的重要方向。这涉及到如何在技术层面加强用户数据的加密和脱敏处理,以及如何在法律和伦理层面建立更完善的隐私保护机制。通过平衡个性化推荐与隐私保护之间的关系,我们可以为用户带来更好的使用体验,同时保障他们的合法权益。

同时推荐系统最终服务于用户,推荐的实时性和准确性同样重要。推荐模型服务于线上系统时,其计算的性能也是必须要考虑的因素,后续的研究应该致力于在线上环境下如何优化模型的计算速度和推荐准确性

参考文献(略)

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