Detecção de pontos de interesse e predição de próximo local de visita de usuários móveis com base em dados esparsos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Capanema, Cláudio Gustavo Santos
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30976
Resumo: Dados de localização provenientes de dispositivos móveis são importantes para o es- tudo da mobilidade humana. Ao se conhecer melhor seus usuários, provedores de serviços móveis têm o interesse em aprimorar os seus produtos e aumentar o engaja- mento de clientes. A maioria das soluções presentes na literatura foram desenvolvidas com base em dados de localização que foram coletados intensivamente, o que leva a uma alta de demanda por recursos energéticos, de armazenamento, processamento e de rede nos dispositivos móveis. Por outro lado, os dados esparsos, mesmo que mais limitados, podem ser gerados por um grande número de usuários sem afetar a autonomia energética de dispositivos móveis. Assim, explorar as suas possibilidades é objeto de estudo com demanda real e crescente. Neste sentido, surgem dois proble- mas a serem pesquisados na área: detecção de pontos de interesse (PoI) e previsão de próximo local de visita. Neste trabalho, são propostas soluções para esses dois pro- blemas, considerando dados esparsos. O método proposto para a detecção de PoIs se destaca pela capacidade de definir o tipo do local de interesse em Casa ou Trabalho mesmo se a rotina de um determinado usuário é menos comum, como ir ao trabalho durante a noite e permanecer em casa durante o dia. Já a rede neural MFA-RNN, proposta para a predição de próximo local de visita, engloba convenientemente as mais recentes técnicas existentes na literatura, como utilização de múltiplos fatores de entrada (localização, tempo, identificação do usuário e tipo do dia), e aplicação do mecanismo MHSA (Multi-Head Self-Attention). Assim, diferentes aspectos podem ser aprendidos e correlacionados pela rede neural. Além disso, é descrito um mé- todo para o preenchimento de dados esparsos, que visa contribuir com o treinamento do modelo MFA-RNN. Os resultados obtidos demonstram que ambas as soluções de- senvolvidas são eficazes para dados esparsos, e neste sentido, superam os principais métodos da literatura. Palavras-chave: Pontos de interesse. Predição de próximo local. Dados esparsos
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spelling Capanema, Cláudio Gustavo Santoshttp://lattes.cnpq.br/0888028547964272Silva, Fabrício Aguiar2023-05-30T13:46:06Z2023-05-30T13:46:06Z2020-03-20CAPANEMA, Cláudio Gustavo Santos. Detecção de pontos de interesse e predição de próximo local de visita de usuários móveis com base em dados esparsos. 2020. 48 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020.https://locus.ufv.br//handle/123456789/30976Dados de localização provenientes de dispositivos móveis são importantes para o es- tudo da mobilidade humana. Ao se conhecer melhor seus usuários, provedores de serviços móveis têm o interesse em aprimorar os seus produtos e aumentar o engaja- mento de clientes. A maioria das soluções presentes na literatura foram desenvolvidas com base em dados de localização que foram coletados intensivamente, o que leva a uma alta de demanda por recursos energéticos, de armazenamento, processamento e de rede nos dispositivos móveis. Por outro lado, os dados esparsos, mesmo que mais limitados, podem ser gerados por um grande número de usuários sem afetar a autonomia energética de dispositivos móveis. Assim, explorar as suas possibilidades é objeto de estudo com demanda real e crescente. Neste sentido, surgem dois proble- mas a serem pesquisados na área: detecção de pontos de interesse (PoI) e previsão de próximo local de visita. Neste trabalho, são propostas soluções para esses dois pro- blemas, considerando dados esparsos. O método proposto para a detecção de PoIs se destaca pela capacidade de definir o tipo do local de interesse em Casa ou Trabalho mesmo se a rotina de um determinado usuário é menos comum, como ir ao trabalho durante a noite e permanecer em casa durante o dia. Já a rede neural MFA-RNN, proposta para a predição de próximo local de visita, engloba convenientemente as mais recentes técnicas existentes na literatura, como utilização de múltiplos fatores de entrada (localização, tempo, identificação do usuário e tipo do dia), e aplicação do mecanismo MHSA (Multi-Head Self-Attention). Assim, diferentes aspectos podem ser aprendidos e correlacionados pela rede neural. Além disso, é descrito um mé- todo para o preenchimento de dados esparsos, que visa contribuir com o treinamento do modelo MFA-RNN. Os resultados obtidos demonstram que ambas as soluções de- senvolvidas são eficazes para dados esparsos, e neste sentido, superam os principais métodos da literatura. Palavras-chave: Pontos de interesse. Predição de próximo local. Dados esparsosLocation data from mobile devices is important for the study of human mobility. By better knowing their users, mobile service providers are interested in improving their products and increasing the customers engagement. The majority of the existing so- lutions in the literature were developed based on location data that was collected intensively, which leads to a high demand for resources such as energy, storing, pro- cessing and network on mobile devices. On the other hand, sparse data, even more limited, can be generated by a large number of users without affecting the power au- tonomy of their mobile devices. Thus, exploring its possibilities is an object of study with real and growing demand. In this sense, two problems arise to be researched in the area: points of interest (PoI) detection and next place prediction. In this work, so- lutions are proposed for these two problems, considering sparse data. The proposed method for PoI detection stands out for its ability to define the type of the location of interest as Home or Work even if the routine of a particular user is less common, such as going to work during the night and staying at home during the day. The MFA-RNN neural network, proposed for the next place prediction, conveniently in- cludes the most recent techniques used in the literature, such as the use of multiple input features (location, time, user’s ID and type of the day), and the application of the MHSA (Multi-Head Self-Attention) mechanism. Thus, different aspects can be le- arned and correlated by the neural network. In addition, it is described a method for sparse data filling, which aims to contribute to the training of the MFA-RNN model. The obtained results show that both developed solutions are effective for sparse data, and in this sense, they outperform the main methods of the literature. Keywords: Points of interest. Next place prediction. Sparse dataCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de ViçosaCiência da ComputaçãoComputação ubíquaRedes neurais (Computação)Mineração de dados (Computação)Ciência da ComputaçãoDetecção de pontos de interesse e predição de próximo local de visita de usuários móveis com base em dados esparsosPoints of interest detection and next place of visit prediction of mobile users based on sparse datainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de InformáticaMestre em Ciência da ComputaçãoViçosa - MG2020-03-20Mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf4005773https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/30976/1/texto%20completo.pdfe39026f2c6d330f6a38f36d81310bc56MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/30976/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/309762023-05-30 10:46:06.65oai:locus.ufv.br:123456789/30976Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452023-05-30T13:46:06LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
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