Effective and efficient location influence mining in location-based social networks

Location-based social networks (LBSN) are social networks complemented with location data such as geo-tagged activity data of its users. In this paper, we study how users of an LBSN are navigating between locations and based on this information we select the most influential locations. In contrast to existing works on influence maximization, we are not per se interested in selecting the users with the largest set of friends or the set of locations visited by the most users; instead, we introduce a notion of location influence that captures the ability of a set of locations to reach out geographically by utilizing their visitors as message carriers. We further capture the influence of these visitors on their friends in LBSNs and utilize them to predict the potential future location influence more accurately. We provide exact online algorithms and more memory efficient but approximate variants based on the HyperLogLog and the modified HyperLogLog sketch to maintain a data structure called Influence Oracle that allows to efficiently find a top-k set of influential locations. Experiments show that our new location influence notion favors diverse sets of locations with a large geographical spread and that our algorithms are efficient, scalable and allow to capture future location influence.SCOPUS: ar.jDecretOANoAutActifinfo:eu-repo/semantics/publishe

Temporal graph mining and distributed processing

With the recent growth of social media platforms and the human desire to interact with the digital world a lot of human-human and human-device interaction data is getting generated every second. With the boom of the Internet of Things (IoT) devices, a lot of device-device interactions are also now on the rise. All these interactions are nothing but a representation of how the underlying network is connecting different entities over time. These interactions when modeled as an interaction network presents a lot of unique opportunities to uncover interesting patterns and to understand the dynamics of the network. Understanding the dynamics of the network is very important because it encapsulates the way we communicate, socialize, consume information and get influenced. To this end, in this PhD thesis, we focus on analyzing an interaction network to understand how the underlying network is being used. We define interaction network as a sequence of time-stamped interactions E over edges of a static graph G=(V, E). Interaction networks can be used to model many real-world networks for example, in a social network or a communication network, each interaction over an edge represents an interaction between two users, e.g., emailing, making a call, re-tweeting, or in case of the financial network an interaction between two accounts to represent a transaction. We analyze interaction network under two settings. In the first setting, we study interaction network under a sliding window model. We assume a node could pass information to other nodes if they are connected to them using edges present in a time window. In this model, we study how the importance or centrality of a node evolves over time. In the second setting, we put additional constraints on how information flows between nodes. We assume a node could pass information to other nodes only if there is a temporal path between them. To restrict the length of the temporal paths we consider a time window in this approach as well. We apply this model to solve the time-constrained influence maximization problem. By analyzing the interaction network data under our model we find the top-k most influential nodes. We test our model both on human-human interaction using social network data as well as on location-location interaction using location-based social network(LBSNs) data. In the same setting, we also mine temporal cyclic paths to understand the communication patterns in a network. Temporal cycles have many applications and appear naturally in communication networks where one person posts a message and after a while reacts to a thread of reactions from peers on the post. In financial networks, on the other hand, the presence of a temporal cycle could be indicative of certain types of fraud. We provide efficient algorithms for all our analysis and test their efficiency and effectiveness on real-world data. Finally, given that many of the algorithms we study have huge computational demands, we also studied distributed graph processing algorithms. An important aspect of distributed graph processing is to correctly partition the graph data between different machine. A lot of research has been done on efficient graph partitioning strategies but there is no one good partitioning strategy for all kind of graphs and algorithms. Choosing the best partitioning strategy is nontrivial and is mostly a trial and error exercise. To address this problem we provide a cost model based approach to give a better understanding of how a given partitioning strategy is performing for a given graph and algorithm.Con el reciente crecimiento de las redes sociales y el deseo humano de interactuar con el mundo digital, una gran cantidad de datos de interacción humano-a-humano o humano-a-dispositivo se generan cada segundo. Con el auge de los dispositivos IoT, las interacciones dispositivo-a-dispositivo también están en alza. Todas estas interacciones no son más que una representación de como la red subyacente conecta distintas entidades en el tiempo. Modelar estas interacciones en forma de red de interacciones presenta una gran cantidad de oportunidades únicas para descubrir patrones interesantes y entender la dinamicidad de la red. Entender la dinamicidad de la red es clave ya que encapsula la forma en la que nos comunicamos, socializamos, consumimos información y somos influenciados. Para ello, en esta tesis doctoral, nos centramos en analizar una red de interacciones para entender como la red subyacente es usada. Definimos una red de interacciones como una sequencia de interacciones grabadas en el tiempo E sobre aristas de un grafo estático G=(V, E). Las redes de interacción se pueden usar para modelar gran cantidad de aplicaciones reales, por ejemplo en una red social o de comunicaciones cada interacción sobre una arista representa una interacción entre dos usuarios (correo electrónico, llamada, retweet), o en el caso de una red financiera una interacción entre dos cuentas para representar una transacción. Analizamos las redes de interacción bajo múltiples escenarios. En el primero, estudiamos las redes de interacción bajo un modelo de ventana deslizante. Asumimos que un nodo puede mandar información a otros nodos si estan conectados utilizando aristas presentes en una ventana temporal. En este modelo, estudiamos como la importancia o centralidad de un nodo evoluciona en el tiempo. En el segundo escenario añadimos restricciones adicionales respecto como la información fluye entre nodos. Asumimos que un nodo puede mandar información a otros nodos solo si existe un camino temporal entre ellos. Para restringir la longitud de los caminos temporales también asumimos una ventana temporal. Aplicamos este modelo para resolver este problema de maximización de influencia restringido temporalmente. Analizando los datos de la red de interacción bajo nuestro modelo intentamos descubrir los k nodos más influyentes. Examinamos nuestro modelo en interacciones humano-a-humano, usando datos de redes sociales, como en ubicación-a-ubicación usando datos de redes sociales basades en localización (LBSNs). En el mismo escenario también minamos camínos cíclicos temporales para entender los patrones de comunicación en una red. Existen múltiples aplicaciones para cíclos temporales y aparecen naturalmente en redes de comunicación donde una persona envía un mensaje y después de un tiempo reacciona a una cadena de reacciones de compañeros en el mensaje. En redes financieras, por otro lado, la presencia de un ciclo temporal puede indicar ciertos tipos de fraude. Proponemos algoritmos eficientes para todos nuestros análisis y evaluamos su eficiencia y efectividad en datos reales. Finalmente, dado que muchos de los algoritmos estudiados tienen una gran demanda computacional, también estudiamos los algoritmos de procesado distribuido de grafos. Un aspecto importante de procesado distribuido de grafos es el de correctamente particionar los datos del grafo entre distintas máquinas. Gran cantidad de investigación se ha realizado en estrategias para particionar eficientemente un grafo, pero no existe un particionamento bueno para todos los tipos de grafos y algoritmos. Escoger la mejor estrategia de partición no es trivial y es mayoritariamente un ejercicio de prueba y error. Con tal de abordar este problema, proporcionamos un modelo de costes para dar un mejor entendimiento en como una estrategia de particionamiento actúa dado un grafo y un algoritmo

Temporal graph mining and distributed processing

Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i Université Libre de BruxellesWith the recent growth of social media platforms and the human desire to interact with the digital world a lot of human-human and human-device interaction data is getting generated every second. With the boom of the Internet of Things (IoT) devices, a lot of device-device interactions are also now on the rise. All these interactions are nothing but a representation of how the underlying network is connecting different entities over time. These interactions when modeled as an interaction network presents a lot of unique opportunities to uncover interesting patterns and to understand the dynamics of the network. Understanding the dynamics of the network is very important because it encapsulates the way we communicate, socialize, consume information and get influenced. To this end, in this PhD thesis, we focus on analyzing an interaction network to understand how the underlying network is being used. We define interaction network as a sequence of time-stamped interactions E over edges of a static graph G=(V, E). Interaction networks can be used to model many real-world networks for example, in a social network or a communication network, each interaction over an edge represents an interaction between two users, e.g., emailing, making a call, re-tweeting, or in case of the financial network an interaction between two accounts to represent a transaction. We analyze interaction network under two settings. In the first setting, we study interaction network under a sliding window model. We assume a node could pass information to other nodes if they are connected to them using edges present in a time window. In this model, we study how the importance or centrality of a node evolves over time. In the second setting, we put additional constraints on how information flows between nodes. We assume a node could pass information to other nodes only if there is a temporal path between them. To restrict the length of the temporal paths we consider a time window in this approach as well. We apply this model to solve the time-constrained influence maximization problem. By analyzing the interaction network data under our model we find the top-k most influential nodes. We test our model both on human-human interaction using social network data as well as on location-location interaction using location-based social network(LBSNs) data. In the same setting, we also mine temporal cyclic paths to understand the communication patterns in a network. Temporal cycles have many applications and appear naturally in communication networks where one person posts a message and after a while reacts to a thread of reactions from peers on the post. In financial networks, on the other hand, the presence of a temporal cycle could be indicative of certain types of fraud. We provide efficient algorithms for all our analysis and test their efficiency and effectiveness on real-world data. Finally, given that many of the algorithms we study have huge computational demands, we also studied distributed graph processing algorithms. An important aspect of distributed graph processing is to correctly partition the graph data between different machine. A lot of research has been done on efficient graph partitioning strategies but there is no one good partitioning strategy for all kind of graphs and algorithms. Choosing the best partitioning strategy is nontrivial and is mostly a trial and error exercise. To address this problem we provide a cost model based approach to give a better understanding of how a given partitioning strategy is performing for a given graph and algorithm.Con el reciente crecimiento de las redes sociales y el deseo humano de interactuar con el mundo digital, una gran cantidad de datos de interacción humano-a-humano o humano-a-dispositivo se generan cada segundo. Con el auge de los dispositivos IoT, las interacciones dispositivo-a-dispositivo también están en alza. Todas estas interacciones no son más que una representación de como la red subyacente conecta distintas entidades en el tiempo. Modelar estas interacciones en forma de red de interacciones presenta una gran cantidad de oportunidades únicas para descubrir patrones interesantes y entender la dinamicidad de la red. Entender la dinamicidad de la red es clave ya que encapsula la forma en la que nos comunicamos, socializamos, consumimos información y somos influenciados. Para ello, en esta tesis doctoral, nos centramos en analizar una red de interacciones para entender como la red subyacente es usada. Definimos una red de interacciones como una sequencia de interacciones grabadas en el tiempo E sobre aristas de un grafo estático G=(V, E). Las redes de interacción se pueden usar para modelar gran cantidad de aplicaciones reales, por ejemplo en una red social o de comunicaciones cada interacción sobre una arista representa una interacción entre dos usuarios (correo electrónico, llamada, retweet), o en el caso de una red financiera una interacción entre dos cuentas para representar una transacción. Analizamos las redes de interacción bajo múltiples escenarios. En el primero, estudiamos las redes de interacción bajo un modelo de ventana deslizante. Asumimos que un nodo puede mandar información a otros nodos si estan conectados utilizando aristas presentes en una ventana temporal. En este modelo, estudiamos como la importancia o centralidad de un nodo evoluciona en el tiempo. En el segundo escenario añadimos restricciones adicionales respecto como la información fluye entre nodos. Asumimos que un nodo puede mandar información a otros nodos solo si existe un camino temporal entre ellos. Para restringir la longitud de los caminos temporales también asumimos una ventana temporal. Aplicamos este modelo para resolver este problema de maximización de influencia restringido temporalmente. Analizando los datos de la red de interacción bajo nuestro modelo intentamos descubrir los k nodos más influyentes. Examinamos nuestro modelo en interacciones humano-a-humano, usando datos de redes sociales, como en ubicación-a-ubicación usando datos de redes sociales basades en localización (LBSNs). En el mismo escenario también minamos camínos cíclicos temporales para entender los patrones de comunicación en una red. Existen múltiples aplicaciones para cíclos temporales y aparecen naturalmente en redes de comunicación donde una persona envía un mensaje y después de un tiempo reacciona a una cadena de reacciones de compañeros en el mensaje. En redes financieras, por otro lado, la presencia de un ciclo temporal puede indicar ciertos tipos de fraude. Proponemos algoritmos eficientes para todos nuestros análisis y evaluamos su eficiencia y efectividad en datos reales. Finalmente, dado que muchos de los algoritmos estudiados tienen una gran demanda computacional, también estudiamos los algoritmos de procesado distribuido de grafos. Un aspecto importante de procesado distribuido de grafos es el de correctamente particionar los datos del grafo entre distintas máquinas. Gran cantidad de investigación se ha realizado en estrategias para particionar eficientemente un grafo, pero no existe un particionamento bueno para todos los tipos de grafos y algoritmos. Escoger la mejor estrategia de partición no es trivial y es mayoritariamente un ejercicio de prueba y error. Con tal de abordar este problema, proporcionamos un modelo de costes para dar un mejor entendimiento en como una estrategia de particionamiento actúa dado un grafo y un algoritmo.Postprint (published version

Approach research of user experience of various target audiences’ interaction with the portal interface

Recently, much attention has been paid to the convenience and accessibility of software products, websites, mobile applications, etc. It increases interest in user-oriented product design and UX design. When developing digital products, designers use a spe cial pool of tools that allow to conduct empirical studies of user experience and model scenarios for the use of software products and services. Such methods and tools as interviews, observation, customer journey mapping (CJM), Persona Frameworks, User Stories, and heatmap have become widespread. Each of them allows to identify problematic areas of a software product or ser vice application, determine the directions of its update so that it fully satisfies users’ needs. It also solves key business tasks. The purpose of the study is to analyze and identify ways to improve the web portal based on usability testing. The official website for posting information on the preparation of draft regulatory legal acts by federal executive authorities and the results of its public discussion (https://regulation.gov.ru) has been taken as the object of the research. The portal plays a significant role in the tasks of ensuring transparency of normative activities in the field of public administration. In this regard, monitoring the effectiveness of the portal and availability of information for a wide audience on it is an urgent task. The study uses usability testing methods, decision-making interview, user feedback matrix, CJM, HotJar, SpyWord, and SemRush as tools of the research. The article describes the features of usability testing. It draws conclusions about possible directions of the portal modernization in order to achieve its convenience for a wide audience. As a result, a number of specific proposals have been formulated