本文档属于类型a,即一篇报告单一原创研究的学术论文。以下是对该研究的详细报告:
第一,研究的主要作者、机构及发表信息
该研究由Xiao Zhou、Jian Peng、Bowei Wen和Mingzhan Su共同完成。Xiao Zhou和Jian Peng来自四川大学计算机学院,Bowei Wen和Mingzhan Su来自解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息研究所。该研究于2023年12月21日发表在期刊《Electronics》上,论文标题为《Tourism Hotel Accommodation Recommendation Algorithm Based on the Cellular Space-Improved Divisive Analysis (CS-IDIANA) Clustering Model》。
第二,研究的学术背景
该研究属于智能旅游(Smart Tourism)领域,具体聚焦于酒店住宿推荐(Hotel Accommodation Recommendation, HAR)问题。在现代智能旅游中,酒店作为主流住宿场所,其地理位置对游客的旅行成本和满意度具有重要影响。然而,现有研究大多忽视了酒店与旅游景点之间的空间关系,导致推荐结果未能充分考虑游客的实际旅行需求。因此,该研究旨在构建一种基于空间约束的酒店推荐算法,通过结合旅游景点的特征属性和空间属性,推荐最优的酒店住宿,以降低游客的旅行成本并提高满意度。
第三,研究的详细工作流程
该研究的工作流程主要包括以下几个步骤:
问题分析与算法构建
研究首先分析了现有酒店推荐算法存在的问题,提出了一种基于CS-IDIANA(Cellular Space-Improved Divisive Analysis)聚类模型的旅游酒店推荐算法。该算法将细胞空间模型(Cellular Space, CS)与改进的DIANA(Divisive Analysis)聚类算法结合,以旅游景点和旅行路线成本为研究背景和约束条件,构建了基于空间可达性场强(Spatial Accessibility Field Strength, SAFS)和路线成本的酒店推荐算法。
数据准备与模型构建
研究以郑州市为研究对象,选取了15个代表性旅游景点和10家满足游客住宿需求的四星级酒店作为研究样本。通过收集旅游景点和酒店的特征属性与空间属性,建立了属性向量和属性量化表,并基于CS-IDIANA聚类算法对旅游景点进行聚类分析。
聚类分析
使用CS-IDIANA聚类算法对15个旅游景点进行聚类,生成了三个聚类簇(Cluster)。每个聚类簇的初始种子点(Seed Point)基于旅游景点的平均差异度(Average Dissimilarity)和聚类目标函数值(Clustering Objective Function)确定。通过计算旅游景点的特征属性和空间属性,确定了各聚类簇的细胞空间范围。
旅游景点推荐场强(TA-RFS)计算
基于游客的兴趣向量和旅游景点的特征属性,构建了旅游景点推荐场强模型(TA-RFS)。通过计算各聚类簇中旅游景点的TA-RFS值,确定了游客最感兴趣的旅游景点,并将其存储在推荐向量中。
酒店空间可达性场强(H-SAFS)与路线成本计算
基于推荐向量中的旅游景点,计算了各酒店的空间可达性场强(SAFS)和平均空间可达性场强(ASAFS)。同时,构建了最短路径距离模型,计算了从各酒店出发访问所有推荐旅游景点的旅行路线成本。通过比较各酒店的ASAFS和路线成本,推荐了最优的酒店住宿。
实验与结果分析
研究通过实验验证了所提出算法的可行性和有效性。实验结果表明,该算法能够基于游客的兴趣和空间约束条件,推荐最优的旅游景点和酒店住宿,并显著降低旅行成本。与传统的用户协同过滤推荐(UCFR)和项目协同过滤推荐(ICFR)方法相比,该算法具有更高的准确率和召回率。
第四,研究的主要结果
1. 聚类结果
通过CS-IDIANA聚类算法,将15个旅游景点分为三个聚类簇。聚类结果显示,各聚类簇中的旅游景点具有相似的特征属性,而不同聚类簇之间的特征属性差异较大。
旅游景点推荐场强(TA-RFS)结果
计算了各聚类簇中旅游景点的TA-RFS值,确定了游客最感兴趣的旅游景点。例如,在聚类簇C(1)中,旅游景点t(14)的TA-RFS值最高,为1.0008;在聚类簇C(2)中,旅游景点t(9)的TA-RFS值最高,为2.3564。
酒店空间可达性场强(H-SAFS)与路线成本结果
计算了各酒店的SAFS和ASAFS值,并比较了其路线成本。结果显示,酒店h(1)的ASAFS值最高,为0.5753,但其路线成本并非最低;而酒店h(8)的ASAFS值为0.4276,但其路线成本最低,为2.0039。
算法性能比较
与传统的UCFR和ICFR方法相比,所提出的CSIDR(CS-IDIANA Recommendation)算法在准确率和召回率上表现更优。
第五,研究的结论与意义
该研究提出了一种基于CS-IDIANA聚类模型的旅游酒店推荐算法,通过结合旅游景点的特征属性和空间属性,推荐最优的酒店住宿,以降低游客的旅行成本并提高满意度。实验结果表明,该算法能够有效推荐符合游客兴趣的旅游景点和酒店,并显著降低旅行成本。该研究为智能旅游领域的酒店推荐系统提供了新的解决方案,具有重要的科学价值和应用价值。
第六,研究的亮点
1. 新颖的算法设计
该研究首次将细胞空间模型与改进的DIANA聚类算法结合,构建了CS-IDIANA聚类模型,用于旅游景点和酒店的推荐。
空间约束的引入
研究首次将空间可达性场强(SAFS)和路线成本作为酒店推荐的重要约束条件,显著提高了推荐结果的实用性和准确性。
实验验证的全面性
研究通过大量实验验证了所提出算法的可行性和有效性,并与传统方法进行了对比分析,证明了其优越性。
第七,其他有价值的内容
该研究还详细介绍了CS-IDIANA聚类算法的建模过程,包括细胞空间的定义、细胞扩展模型、属性向量的构建等,为相关领域的研究提供了重要的参考。此外,研究还提出了一种基于最短路径距离模型的路线成本计算方法,为旅行路线规划提供了新的思路。
该研究在智能旅游领域的酒店推荐问题上取得了重要进展,其提出的CS-IDIANA聚类模型和基于空间约束的推荐算法具有广泛的应用前景。