Ανάπτυξη τοποκεντρικών εφαρμογών ηλεκτρονικού εμπορίου με τη χρήση τεχνολογιών σημασιολογικού ιστού

Abstract

Regarding this thesis, the mobile commerce applications’ area and its impact on the economy is studied. In addition, Semantic Web technologies and personalization techniques (that are constantly used in such applications) are taken into consideration. The purpose of this thesis was to discover and demonstrate all the related research issues to these sectors (e.g. economic and business models, impact on various sectors of the economy, personalized information, security, etc.), and, afterwards, to propose innovative methodologies (that will find practical application through the development of state-of-the-art systems) to alleviate these issues.After reviewing the above areas, two systems that provide personalized information (based on the use of Semantic Web technologies) are presented.The first system is called SPLIS (Semantic Personalized Location Information System) and its aim is to connect POI owners’ marketing policies with regular users so as to provide personalized offers to them. The main point of the methodology is to model marketing policies via logical rules. As soon as POI owners (via an innovative interface) place their offers, the system transforms these into machine understandable rules. Afterwards, the system executes these rules/offers and provides qualitative contextualized information to the users.The second system is called G-SPLIS (GeoSocial Semantic Personalized Location Information System). In this system, which has been built on top of SPLIS, is proposed (apart from the POI owners’ policies) to model regular users’ preferences with logical rules. In detail, regular users can insert their preferences via an innovative web-based editor. These preferences are transformed to logical rules and are combined with those of the owners. Additionally, social network functionalities have been implemented and are combined with human knowledge and Semantic Web technologies (e.g. sharing rules). The proposed methodology, which is demonstrated through the above systems, contributes to the area of mobile commerce application applications by alleviating the above issues: •Providing more qualitative personalized information. •Commercialization and the development of suitable business models. •Interoperability. •Designing and developing the knowledge base of a system. •Designing and implementing more efficient rules. Apart from the above, a novel hybrid approach (which combines association rules, probability metrics and user’s context) to alleviate the cold start problem in rule-based context aware recommender systems is proposed. The approach combines community generated knowledge (e.g. Users’ check-in history) with Semantic Web technologies and association rule mining algorithms. At first, association rule mining algorithms are used to extract rules from one user at a time, and not from the entire database of users’ check-ins. Semantic web technologies such as ontologies and rules are used to represent the entities that are involved in the rules. After that a novel scoring function is used to rank the rules and recommend the most suitable of them to each user. The presented approach exhibits the following advantages/contributions: •Alleviates the cold start problem. •Assists in providing more accurate context-aware suggestions.•Because it does not recommend specific points of interest directly, but patterns that are related to a set of points of interest, it addresses the issues of diversity and novelty (regarding the recommendations). •Helps in designing and implementing more efficient rules. •Contributes to the issue of interoperability between heterogeneous systems.

Στην παρούσα διατριβή μελετώνται εκτενώς ο τομέας των εφαρμογών κινητού εμπορίου και η επίδρασή τους στην οικονομία, οι τεχνολογίες που αφορούν το Σημασιολογικό Ιστό (οι οποίες χρησιμοποιούνται διαρκώς σε τέτοιου τύπου εφαρμογές), καθώς και οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την παροχή εξατομικευμένης πληροφορίας στους χρήστες των εφαρμογών αυτών. Σκοπός ήταν να καταδειχτούν όλα τα ερευνητικά ζητήματα τα οποία σχετίζονται με τους τομείς αυτούς (π.χ. κατασκευή ι επιχειρηματικών μοντέλων, επίδραση σε διάφορους κλάδους της οικονομίας, παροχή εξατομικευμένης πληροφορίας, ασφάλεια, κ.α.) και, έπειτα, να προταθούν καινοτόμες μεθοδολογίες (οι οποίες θα βρουν πρακτική εφαρμογή μέσα από την ανάπτυξη καινοτόμων συστημάτων) οι οποίες θα συνεισφέρουν στην επίλυση αυτών των ζητημάτων. Έπειτα από την ανασκόπηση των παραπάνω τομέων, στην παρούσα διατριβή, παρουσιάζονται δυο συστήματα παροχής εξατομικευμένης πληροφορίας (τα οποία βασίζονται στη χρήση τεχνολογιών Σημασιολογικού Ιστού) και προτείνονται καινοτόμα επιχειρηματικά μοντέλα μέσω αυτών. Το πρώτο σύστημα ονομάζεται SPLIS (Semantic Personalized Location Information System) και ο στόχος του είναι να συνδέσει τις πολιτικές μάρκετινγκ των ιδιοκτητών διαφόρων σημείων ενδιαφέροντος/επιχειρήσεων με τους χρήστες, με σκοπό την παροχή εξατομικευμένων προσφορών σε σχέση με το προφίλ και το περιβάλλον τους. H κεντρική ιδέα της μεθοδολογίας αφορά τη μοντελοποίηση, τον ορισμό και την αναπαράσταση των πολιτικών μάρκετινγκ με λογικούς κανόνες. Αναλυτικότερα, οι ιδιοκτήτες των διαφόρων σημείων ενδιαφέροντος μέσω ενός καινοτόμου περιβάλλοντος διεπαφής μπορούν να εισάγουν οι ίδιοι τις πολιτικές μάρκετινγκ (υπό τη μορφή προσφορών), οι οποίες μετασχηματίζονται και αναπαρίστανται υπό τη μορφή λογικών κανόνων. Έπειτα, οι πολιτικές μάρκετινγκ αξιολογούνται με βάση το προφίλ του χρήστη, όταν αυτός/αυτή εισέλθει στο σύστημα, με σκοπό να του προσφέρουν εξατομικευμένη και ποιοτικότερη πληροφορία. Το δεύτερο καινοτόμο σύστημα ονομάζεται G-SPLIS (GeoSocial Semantic Personalized Location Information System). Στο σύστημα αυτό, το οποίο αποτελεί και μια επέκταση του συστήματος SPLIS, προτείνεται, πέρα από τη μοντελοποίηση των πολιτικών μάρκετινγκ, η μοντελοποίηση των προτιμήσεων των χρηστών με λογικούς κανόνες. Αναλυτικότερα, οι χρήστες μέσω ενός καινοτόμου περιβάλλοντος διεπαφής εισάγουν τις προτιμήσεις τους, οι οποίες μετατρέπονται έπειτα σε λογικούς κανόνες, και τις συνδυάζουν με τις πολιτικές μάρκετινγκ των ιδιοκτητών των σημείων ενδιαφέροντος. Επίσης, υποστηρίζονται και λειτουργίες κοινωνικής δικτύωσης οι οποίες συνδυάζονται με την ανθρώπινη γνώση και συνεισφορά, καθώς και με τις τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού (π.χ. ανταλλαγή κανόνων). Η προτεινόμενη μεθοδολογία, η οποία βρίσκει εφαρμογή μέσω των παραπάνω συστημάτων, συμβάλει στον τομέα των τοποκεντρικών εφαρμογών σε διάφορα ζητήματα όπως: •Το ζήτημα της παροχής ποιοτικότερης εξατομικευμένης πληροφορίας. •Το ζήτημα της εμπορευματοποίησης και της κατασκευής επιχειρηματικών μοντέλων. •Το ζήτημα της διαλειτουργικότητας. •Το ζήτημα της σχεδίασης και της ανάπτυξης της βάσης γνώσης για ένα σύστημα. •To ζήτημα της αποτελεσματικότητας των κανόνων. Πέρα από τα παραπάνω, στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, αναπτύχθηκε και μια καινοτόμα μεθοδολογία για την αντιμετώπιση του προβλήματος της ψυχρής εκκίνησης στα συστήματα τα οποία βασίζονται σε λογικούς κανόνες. H μεθοδολογία αυτή βασίζεται στο συνδυασμό της ανθρώπινης γνώσης και συνεισφοράς (π.χ. ιστορικό χρηστών) με τις τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού και τους κανόνες συσχέτισης. Αρχικά, χρησιμοποιούνται αλγόριθμοι εξόρυξης δεδομένων (κανόνες συσχέτισης) για την εξαγωγή μοτίβων από το ιστορικό των check-ins των υπαρχόντων χρηστών, εξάγοντας κανόνες από ένα χρήστη κάθε φορά και όχι απ’ ευθείας από το σύνολο των χρηστών. Οι σχετικές έννοιες από τις οποίες αποτελούνται οι κανόνες (π.χ. κατηγορία σημείου ενδιαφέροντος) αναπαρίστανται με οντολογίες προκειμένου να μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άλλα συστήματα. Έπειτα, οι κανόνες αυτοί συνδυάζονται με τους κανόνες που εξάγονται από τα (ελάχιστα) δεδομένα/check-ins του τρέχοντος χρήστη προκειμένου να δημιουργηθεί η τελική βάση υποψήφιων κανόνων. Τέλος, χρησιμοποιείται μια καινοτόμα συνάρτηση αξιολόγησης των κανόνων προκειμένου να συσταθούν οι καταλληλότεροι από αυτούς στο χρήστη.Η προτεινόμενη μεθοδολογία συμβάλλει σε ερευνητικά ζητήματα τα οποία σχετίζονται με την παροχή εξατομικευμένης πληροφορίας στις τοποκεντρικές εφαρμογές και την παραγωγή συστάσεων. Πιο συγκεκριμένα: •Συνεισφέρει στην αντιμετώπιση των προβλημάτων της ψυχρής εκκίνησης (τόσο για τους νέους χρήστες, όσο και για τα νέα αντικείμενα) και της αραιότητας δεδομένων. •Συμβάλλει στο ζήτημα της παραγωγής συστάσεων σχετικών με το περιβάλλον του χρήστη .•Επειδή δε συστήνει απ’ ευθείας συγκεκριμένα σημεία ενδιαφέροντος, αλλά μοτίβα σχετίζονται με ένα σύνολο σημείων ενδιαφέροντος, συμβάλλει στην αντιμετώπιση των ζητημάτων της ποικιλομορφίας και της καινοτομίας (σχετικά με τα προτεινόμενα αντικείμενα). •Συνεισφέρει στο ζήτημα της δημιουργίας και χρήσης αποτελεσματικών κανόνων. •Συμβάλλει στο ζήτημα της διαλειτουργικότητας μεταξύ ετερόκλητων συστημάτων.