1.一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、输入用户的历史服务交互数据;
步骤2、读取并处理用户的历史服务交互数据
将每个用户的历史服务交互数据按照时间戳进行先后排序,得到每个用户行为序列文件,其中每一行对应一个用户的服务交互序列;
步骤3、构建异构超图
利用用户对于服务的交互数据和服务的类别信息构建类别感知超图;
步骤4、通过类别感知超图卷积构建模型,并挖掘服务交互序列中服务和服务类别信息之间的复杂关系;
步骤5、模型训练与服务推荐。
2.根据权利要求1所述的一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特征在于,所述步骤1中,历史服务交互数据包括用户ID、服务ID、服务信息以及交互的时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特征在于,所述步骤2中,每个服务交互序列中,所对应的用户交互过的服务ID及对应的类别按交互的时间先后顺序排序,使用逗号分隔;形式为Su={(服务1的ID,服务1的类别),(服务2的ID,服务2的类别),……,(服务n的ID,服务n的类别)}={(iu,1,cu,1),(iu,2,cu,2),...,(iu,n,cu,n)}。
4.根据权利要求1所述的一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特征在于,所述步骤3中,所述类别感知超图的构建方法:
1)构建类别感知超图:G(H)=(V,E),其中V表示超节点集,超节点集包含服务和相应的类别信息,E是超边集,超边连接会话内的服务节点和类别节点;
2)将每个超边表示为[is,1,...,is,m,cs,1,...,cs,m],其中每个服务是is,k∈I,I是所有的服务集合,服务is,k对应的类别定义为cs,k∈C,1≤k≤m,C是服务类别的集合;
3)如果某些用户先后与服务is,m‑1与is,m交互,则在原始记录中两个服务is,m‑1和is,m之间将存在一条边,类别感知超图中每个用户记录中的服务节点和类别节点都是连接的;
|V|×|E|
4)使用关联矩阵表示超图上节点之间的连接,定义为H∈{0,1} 。H中的每个元素Hv,e=h(v,e)表示节点v∈V是否由超边e∈E连接。h(v,e)正式定义为节点v的度数d(v)定义为 超边e∈E的度数定义为
5)用两个对角矩阵 和 分别表示超节点度矩阵和超边度矩阵。
5.根据权利要求1所述的一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特征在于,步骤4包括以下子步骤:步骤4‑1、类别感知超图卷积
首先定义类别感知超图卷积为 其中
i c
为输入特征,X和X是服务i及对应服务类别c的嵌入向量,NI和NC是服务和类别的数目,d是嵌入向量的维度, 和 是超图的关联矩阵和超边的权重矩阵,Dv和De是等式中的归一化矩阵, 被输入到L个堆叠类别感知超图卷积层中,类别感知超图卷积操作的L个输出被聚合以获得最终的节点嵌入,它使用平均池化i c策略定义如下 进而,计算得到服务嵌入X=Xh[0:NI]和服务类别嵌入X=Xh[NI:NI+NC];
步骤4‑2,序列建模与提取
基于服务嵌入和类别嵌入,将序列Su转换为服务和类别嵌入的两个序列:和 其中 和 表示用户u的服务交互序
列Su中的第t个服务嵌入和相应的服务类别嵌入,通过线性变换生成服务嵌入 和类别嵌i c入 的注意力权重矩阵A和A ,它们分别定义为
其中 是权重矩阵,采用学
习到的反向位置嵌入P=[p1,p2,…,pm],其中m表示相应交互序列中的服务数,那么服务交互序列Su中第t个服务的嵌入定义为 其中 和b是可训练参数, 和 分别是当前会话中第t个服务嵌入和相应类别嵌入的注意力权重矩阵;
l
步骤4‑3,用户的局部偏好由交互序列中最后一个服务的嵌入hm表示,定义为S=hm,通g过为会话中的每个服务分配不同的权重来改进用户兴趣的提取,用户的全局偏好S通过软注意机制聚合服务嵌入来表示,定义为 权重αt=fθ(W2hs+W3ht+c),其中和c是可学习的权重矩阵和偏差,θ是非线性激活函数,hs是服务交互序列Su的平均嵌入,表示为
l g h
步骤4‑4,通过连接局部偏好S 和全局偏好S来获得用户的混合偏好嵌入S ,其形式化h g l定义为S=θ(W4[S||S]),其中θ和 分别表示非线性激活函数和可学习参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于类别感知图神经网络的服务建模与推荐方法,其特i征在于,所述步骤5中,基于学习到的服务i的嵌入X 和交互序列Sj中的混合偏好嵌入 可以执行服务推荐,推荐分数 用内积策略定义为 然后,推荐分数 用softmax操作归一化,得到最终分数 即目标服务在给定记录序列Sj情况下被交互的概率,选择 中概率最高的top‑K服务作为推荐列表中的候选,在推荐任务中,学习目标被表述为交叉熵损失其中,N是训练样本的数目。