Scientific journal

Scientific Review. Technical science

ISSN 2500-0799

ПИ №ФС77-57440

Поведение пользователя достаточно абстрактная вещь, поэтому ни одна из метрик не сможет в полной мере описать мыслительные процедуры, происходящие в голове человека в процессе выбора. Но реализация работы рекомендательной системы пытается максимально точно проанализировать поведение человека, предшествующее отданию предпочтения тому или иному продукту.

Задача рекомендательной системы – проинформировать пользователя о товаре, который ему может быть наиболее интересен в данный момент времени. Клиент получает информацию, а сервис зарабатывает на предоставлении качественных требуемых услуг.

В рамках данного подхода рекомендации генерируются на основании интересов других похожих пользователей и непосредственно поведения человека, которому будет сделано предсказание.

Цель исследования: рассмотреть процесс подбора параметров рекомендательной системы. А затем проанализировать изменения качества и точности получаемых предсказаний.

Объект исследования: рекомендательные системы – это алгоритмы, которые способны распознавать такие закономерности, о существовании которых люди могут даже не подозревать.

Входные данные. В данной работе в качестве входных данных была использована база данных электронной торговли «events», ее часть представлена в таблице. Для сжатия входных данных и выделения в них зависимостей используется обработчик. Он позволяет облегчить процедуру обучения и улучшить качество прогнозирования [1–3].

Часть базы данных «events»

Где в колонке timestamp отмечено время, а именно метка времени «юникс» – это вариант кодировки времени. Время было конвертировано таким образом для удобства работы с данным параметром. Так как юникс-время занимает меньше места, следовательно, легче обрабатывать базу в целом. К тому же его можно легко конвертировать в привычную дату.

Следующий столбец visitorid, или идентификатор пользователя – это уникальное значение каждого пользователя, которое присваивается ему в момент посещения сайта.

Далее идет столбец event, или событие – все действия пользователя можно разбить на три категории, а именно view – просмотр, addtocart – добавление в корзину и transaction – непосредственно покупка.

Столбец itemid, или идентификатор товара – это уникальный идентификатор каждого товара.

И заключительный столбец transactionid, или идентификатор покупки – это уникальное значение, присваиваемое каждой покупке.

Для наглядности рассмотрим последнюю строку таблицы. Она сообщает о том, что посетитель 599528 приобрел товар 356475, идентификатор данного события 4000, временная метка данного события 1433222276276.

Ошибка обучения. В качестве функции для вычисления ошибки обучения модели была выбрана функция кросс-энтропии, или логарифмическая функция потерь. Для вычисления ошибки обучения была выбрана данная функция, так как она позволяет измерить разницу между полученными и целевыми результатами [4; 5].

Если значение функции кросс-энтропии маленькое, следовательно, предсказание достаточно точное, если большое, то нет со- ответственно.

В случае большой величины функции ошибки необходимо ее уменьшить, для этого применяется инструмент для обновления весов нейронов optimizer с использованием метода Адам. И выполняется своеобразное обратное распространение ошибки обучения в сочетании с градиентным спуском с «импульсом» [6–8].

Предпочтение данному методу было отдано в связи с тем, что стандартный инструмент обратного распространения ошибки обучения имеет значительный недостаток при попадании в локальные минимумы, что приводит к ошибочным результатам в работе метода.

В основе метода Адам, как уже было сказано выше, заложена концепция «импульса или момента», за счет прибавления предыдущих градиентов к текущим, при слабом обновлении весов для типичных признаков и при небольшой скорости обучения [9; 10].

Результаты работы системы. Таким образом, после выполнения всех этапов обработки спроектированная система показывает результаты, представленные на рис. 1. Данный рисунок отражает предсказание, данное системой, то есть конкретные itemid, пользователю visitorid = 56. Для определения их достоверности было выполнено сравнение полученных предсказаний с целевыми данными.

Подбор параметров системы. Для подтверждения оптимальности архитектуры разработанной системы были проведены серии экспериментов, в которых изменялись ее параметры. В качестве параметров системы были выбраны следующие:

– количество нейронов в скрытом слое «hidden_dim»;

– количество слоев рекуррентной сети «number of RNN Layers»;

– количество эпох обучения «Number of epochs»;

– скорость обучения «Learning rate».

Параметрами первой модели были выбраны:

– количество нейронов в скрытом слое = 30;

– количество слоев рекуррентной сети = 1;

– количество эпох обучения = 50;

– скорость обучения = 0,05.

Результат представлен на рис. 2–4.

Параметрами второй модели были выбраны следующие:

– количество нейронов в скрытом слое = 15;

– количество слоев рекуррентной сети = 2;

– количество эпох обучения = 30;

– скорость обучения = 0,05.

Результат представлен на рис. 5–7.

Рис. 5. Изменения функции ошибки обучения во второй модели

Рис. 6. Значения изменения ошибки обучения и точности предсказания во второй модели

Рис. 7. Изменения точности предсказания во второй модели

Параметрами третьей модели были выбраны следующие:

– количество нейронов в скрытом слое = 15;

– количество слоев рекуррентной сети = 2;

– количество эпох обучения = 100;

– скорость обучения = 0,001.

Результат представлен на рис. 8–10.