快手雙邊市場的復(fù)雜實驗設(shè)計問題
一、問題背景
1、雙邊市場實驗介紹
雙邊市場,即平臺,包含生產(chǎn)者與消費者兩方參與者,雙方相互促進。比如快手有視頻的生產(chǎn)者,視頻的消費者,兩種身份可能存在一定程度重合。
雙邊實驗是在生產(chǎn)者和消費者端組合分組的實驗方式。
雙邊實驗具有以下優(yōu)點:
(1)可以同時檢測新策略對兩方面的影響,例如產(chǎn)品 DAU 和上傳作品人數(shù)變化。雙邊平臺往往有跨邊網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),讀者越多,作者越活躍,作者越活躍,讀者也會跟著增加。
(2)可以檢測效果溢出和轉(zhuǎn)移。
(3)幫助我們更好得理解作用的機制,AB實驗本身不能告訴我們原因和結(jié)果之間的關(guān)系,只能告訴我們所作事情會得出什么樣的影響以及數(shù)據(jù)變化。但是生產(chǎn)端與消費端之間的作用機制,就需要更加復(fù)雜的實驗設(shè)計和更多的實驗指標(biāo)才能把這些問題看清楚。
2、雙邊實驗的例子
這里通過一個直播美顏的例子,幫助大家進一步理解雙邊實驗。
假設(shè)在直播場景中加上美顏的效果。從表格中橫著看,兩行的實驗的觀眾組,控制觀眾是否可以看到直播美顏前后的差異。表格中的列表示主播有沒有美顏對實際的影響。將以上兩方面結(jié)合,當(dāng)且僅當(dāng)實驗組主播對照實驗組觀眾時,才給視頻開美顏功能。實際另外三個組無法看到美顏功能。但是 BC 看不到美顏,和 D 看不到美顏存在區(qū)別。AD 的區(qū)別是常規(guī)的 AB 實驗的常見場景。本場景通過雙邊設(shè)計可以觀察到觀眾側(cè)是否存在溢出。
針對主播美沒有美顏功能,若不存在觀眾溢出,則 BD 應(yīng)該數(shù)據(jù)表現(xiàn)一致,但實際上,數(shù)據(jù) BD 若存在差異,如果主播沒有美顏功能,觀眾在其他主播側(cè)看到美顏功能,則實際效果就存在了正影響或者負(fù)影響。同理,主播側(cè)的溢出也可以通過此種雙邊實驗,更好理解實驗中的作用機制,和實驗雙方是否存在溢出。
二、激勵策略的挑戰(zhàn)
供給側(cè)-消費側(cè)生態(tài)體系內(nèi)部,業(yè)務(wù)時長有政策性流量扶持的需求,這就是激勵策略,主要包括以下三種場景:
(1)運營引入優(yōu)質(zhì)作者,但不確定作者在平臺上的數(shù)據(jù)表現(xiàn);
(2)某些業(yè)務(wù)需要挖掘特定類型作者,給一些宏觀調(diào)控上的流量扶持,予以更強的流量分發(fā)力度;
(3)平臺意志場景下,按照某種特定方向發(fā)展,認(rèn)為改變流量分配方式強化某些對應(yīng)內(nèi)容供給。
在以上場景下往往并非網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的方式,而是通過人為的角度對平臺流量做宏觀的調(diào)控。針對關(guān)注相對長期的,需要觀察學(xué)習(xí)效應(yīng)(促生產(chǎn)等),時間片輪轉(zhuǎn)之類的方法不太試用。例如如下場景:給一類定向流量的作者流量的支持,來研究這樣的流量在長期場景下,互動以及生產(chǎn)是否可以長久。
首先是作者側(cè)的擠占:大多數(shù)此類實驗,平臺的總曝光數(shù)量有限,平臺扶持的場景下,實驗組作者曝光增加,不被扶持的對照組曝光量減少。若作者側(cè)冷啟動曝光提升幅度比讀者側(cè)冷啟動曝光幅度更大,就證明存在擠占情況。
根據(jù)上圖根據(jù)實驗組對照組關(guān)系以及開展各組曝光相對基線 diff,可以看出,隨著實驗開始對作者 boost 最后會通過推薦系統(tǒng)不僅傳遞給用戶組 B 也會傳遞給用戶組 A,并且作者 B 用戶 B,作者 B 用戶 A 的曝光 diff 是基本趨于一致的。傳統(tǒng)實驗一直致力于對此種策略扭曲的流量情況矯正。
SUTVA 假設(shè),個體 i 在實驗過程中只與自身被分配在實驗組或者對照組相關(guān),與實驗體系下其他節(jié)點在哪個分組無關(guān),不論其他節(jié)點是合作關(guān)系還是競爭關(guān)系。SUTVA 是 AB 實驗得到有效結(jié)論最基礎(chǔ)的假設(shè)。
實際雙邊網(wǎng)絡(luò)違背了 SUTVA 假設(shè)。
在短視頻場景下,如果把每一種記錄策略看作一種排序算法。不同的激勵策略代表短視頻的不同排序結(jié)果。上圖 RC 代表對照組,RT_25% 實驗組流量是 25% 時的算法排序組合,RT 代表實驗組實驗推全 100% 算法排序組合。BCDE 為實驗?zāi)繕?biāo)用戶類型,即被選中的激勵作者作品。而 D 為當(dāng)實驗推量 25% 時,正好落在實驗組中。假設(shè)通過推薦加權(quán)的方式實驗,D 的排序直接排到前面位置。若策略增加至 100%,BCDE 均被加權(quán),這種情況,D 作品卻排序反而下降。這種場景就是實驗組擠占,以及出現(xiàn)擠占的原因。
三、可選解決方案
1、方案1:逐步擴量
實驗組排序 gap 會隨著實驗組數(shù)據(jù)比例擴大而逐漸接近,擠占的效應(yīng)隨著對照組流量減少而減少。
【先發(fā)優(yōu)勢】實驗過程中發(fā)現(xiàn),針對流量扶持的場景下,相等扶持力度,先扶持作者會始終保持流量優(yōu)勢。更早的扶持和加速發(fā)掘過程本身邏輯是前后一致的。
?分階段擴量的實驗詳情:上圖展示了分階段擴量,縱坐標(biāo)為相對 base 組漲粉數(shù)據(jù)差異。實驗初期,20% 實驗組的情況,只扶持了實驗組 1,實驗組一數(shù)據(jù)指標(biāo)開始上升;當(dāng)實驗放量 60%,實驗組 123 均開始扶持,另外兩組實驗指標(biāo)也開始上升,但始終沒有超過實驗組 1;后面將實驗組改成了 124,發(fā)現(xiàn) 4 也開始提升,但是 4 仍然無法超過實驗組 3。
由此可以得出以下結(jié)論:逐步擴量是有用的,指標(biāo)會根據(jù)擴量提升,提升會不會隨著流量擴大而變小則無法確認(rèn)。目前實驗結(jié)果可以得出,先獲得流量扶持的實驗組數(shù)據(jù)表現(xiàn)會比后獲得流量扶持的實驗組更好。?
2、方案2:劃分小世界
如上圖所示方法,將實驗組和對照組完全隔離,實驗組讀者只能看到實驗組作品,控制組讀者只能看到控制組作品。由此避免出現(xiàn)作者和讀者之間的擠壓情況。
類似的做法有,將作者和讀者的流量分發(fā)當(dāng)成一個網(wǎng)絡(luò)圖,這個網(wǎng)絡(luò)圖并不是處處聯(lián)通,部分讀者只愛看部分幾類作品,基于這樣的網(wǎng)絡(luò)圖可以做實驗組對照組的切分。以上做法與劃分小世界方式思路一致,實踐效果更好,但與此同時也具有更大的計算成本。
劃分小世界主要存在的問題為:
(1)算法推薦系統(tǒng)需要一定的規(guī)模量級才能冷啟動,當(dāng)切分池子一定小的時候,影響實際個性化分發(fā)空間。不同業(yè)務(wù)不同平臺保留推薦彈性效果前提下,對切分結(jié)構(gòu)最細(xì)粒度要求各不相同。大多數(shù)情況,推薦邊際效應(yīng)遞減。
(2)明確的流量隔離,會對樣本進行的實驗數(shù)量和檢驗方式有一定限制。針對并行實驗場景需要不斷得將隔離開的用戶重新打散重新拆分。
從分析方法中矯正而不是實驗設(shè)計的方式矯正:
- 根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)做矯正分析;
- 根據(jù)實驗結(jié)果做一些線性假設(shè)以及其他的一些條件假設(shè)。
采用實驗方式矯正的原因:
首先實際的分析矯正方法中假設(shè)很難驗證,對于差異較大的實驗,網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的溢出擠占情況各不相同,很難在短時間內(nèi)總結(jié)規(guī)律,無法得到通用方法。而實際我們的解決方案希望可以解決一大類問題。
四、構(gòu)建綜合方案
基于排序融合的方案構(gòu)建——本質(zhì)上我們希望可以保證實驗組 RT_a% 的排序和實驗組RT_100% 的實際排序可以保持一致結(jié)果。
實現(xiàn)方式:首先同時用 RT/RC 兩套排序算法進行排序,記錄對應(yīng)的作品順序;將作者分為實驗組和對照組,對于實驗組給讀者展示的為兩個算法的排序融合順序。
將 RC 為當(dāng)前所有作者均沒有扶持的線上排序方案,RT 中將所有知識類作者提權(quán)。將RC 于 RT 的排序結(jié)果融合,先將實驗組 RT 對應(yīng)的作者(T1T2)放在 final 分組的對應(yīng)排序位置上,將對照組的作者根據(jù)原先實驗無關(guān)的次序繼續(xù)保留。保守起見,小流量時期建議除了實驗作品以外,其他作品均按照原先次序填充。若實驗已經(jīng)推全,則全量使用 RT 的結(jié)果。
如果實驗組和對照組競爭同一個位置怎么辦?
根據(jù)以上實驗設(shè)計,如果出現(xiàn)實驗組作品和對照組作品競爭同一個位置,最簡單的方式是隨機選擇。這種情況出現(xiàn)的概率很低。
如果實驗組和對照組都是 a% 的總流量,假設(shè) a=2,
假設(shè)一次推 10 個作品,top10 同時出現(xiàn)實驗組和對照組作品的概率計算如上圖,約為 3.3%。如果兩個算法完全獨立,前 10 相同位置出現(xiàn)沖突的概率更低。
?往往改進具有一定的漸進式的,RC 和 RT 關(guān)聯(lián)性很高,沖突性更小。于此同時也可以通過離線測試的方式提前預(yù)估沖突的概率。
以上雙邊實驗主要的指標(biāo)評估可分為以下三類:?
- 作者側(cè)指標(biāo):作品數(shù)量,生產(chǎn)作者數(shù),直接從作者側(cè)檢驗;
- 報告觀看量指標(biāo):CTR,EVTR,作者作品曝光提升=讀者觀看次數(shù)提升進行推算;
- 讀者側(cè)指標(biāo):讀者側(cè)單邊實驗驗證。
方案可能存在其他一些問題:
首先任何的方案都會存在問題。雙邊市場強的溢出效應(yīng)很難通過一個解決方案解決所有問題。
目前實驗設(shè)計的主要問題包括以下幾個方面:
(1)首先,保留兩套排序從工程側(cè)存在一定成本,若政策激勵會更好推進,算法的角度不容易一直保持兩套不做融合;
(2)其次,從算法數(shù)據(jù)的隔離的角度,部分改進來自于數(shù)據(jù)本身,模型本身存在較大變化,結(jié)果排序算法邏輯不再成立。
(3)第三,計算假設(shè) a=2%,如果更多的流量檢驗小的效果是否可以增加 a 值?隨機選擇比例混排,使得更大流量沖突可能性更小。最后,雙邊問題退換為單邊來解決,是否可以通過雙邊可以解決,待后續(xù)繼續(xù)探究。