В чем суть и преимущества гибридной модели Prophet и XGBoost

Что проверяют

Понимаете ли вы, какую слабость каждой модели закрывает другая, а не просто знаете два названия. Следом обычно спрашивают, как именно вы соединяли модели, как валидировали и выиграл ли гибрид у простого бейзлайна.

Как отвечать

Начните с того, почему одной модели мало:

• Prophet: аддитивная модель из тренда, сезонностей через ряды Фурье и эффектов праздников. Хорошо держит тренд и сезонность, быстро даёт интерпретируемый прогноз, но плохо ловит нелинейные эффекты внешних факторов и их взаимодействия;
• XGBoost: градиентный бустинг над деревьями. Отлично работает с лагами, календарём, ценами, промо, погодой, но деревья не экстраполируют: прогноз не выйдет за диапазон целевой переменной на обучении, растущий тренд он «срежет».

Отсюда две рабочие схемы:

• обучение на остатках: Prophet прогнозирует тренд и сезонность, XGBoost учится на остатках y - yhat по внешним признакам, итог это сумма двух прогнозов;
• компоненты как признаки: колонки trend, weekly, yearly и yhat из прогноза Prophet подаются в XGBoost вместе с остальными признаками.

Выигрыш в том, что тренд берёт модель, умеющая его продолжать, а сложные зависимости достаются бустингу. Проверять это нужно на временной кросс-валидации с расширяющимся окном, а не на случайном сплите, и сравнивать с сезонным наивным прогнозом и с каждой моделью по отдельности. Метрики: MAE, WAPE, MASE. С MAPE осторожно, на нулях и малых значениях он взрывается.

Расскажите, на какой задаче вы это делали и какой был прирост. Если гибрид не дал выигрыша, так и скажите: для собеседования это сильнее, чем пересказ общих плюсов.

Где спотыкаются

Допускают утечку. Prophet обучают на всём ряде, включая тестовый период, и его компоненты на тесте уже знают будущее. К тому же подгонка на обучающих данных точнее реального прогноза, поэтому остатки там меньше, чем будут в проде. Prophet нужно переобучать внутри каждого фолда.

Берут лаги, недоступные на горизонте прогноза. Лаг в один день бесполезен, если вы прогнозируете на две недели вперёд без рекурсивной схемы.

Обещают, что гибрид всегда точнее. Без сравнения с бейзлайнами на честной валидации это утверждение ничего не стоит.