Other | | arXiv:2610.31114

What Comes Next and Why: Interpretable Next-Event Prediction with Neuro-Symbolic Rules

可解释下一事件预测:神经符号序列规则与残差网络

🧭 神经符号规则 · 可解释事件预测

Saarland University · CISPA Helmholtz Center for Information Security

Tim Nico Bauerschmidt, Isabel Valera, Jilles Vreeken

学习序列规则 RULES,并与残差网络组成 RUNES,在保持精度同时提供可解释规则与残差调整

📌 工作参考价值

  • 电商行为序列预测可用学到的规则如「搜索→点击→加购 ⇒ 购买」作为可解释基础层,配合残差网络提升精度;规则部分直接给运营/风控提供可读理由。
  • 架构上采用规则+残差加性组合,线上可单独审计或配置规则部分,残差网络吸收长尾和非规则模式,适合需要业务可解释与合规审计的场景。
  • 用于搜索词/query 推荐时,可将 query 和用户行为离散化为事件,学习「query A 后 query B」类规则,为推荐生成可解释理由。
  • 规则集可作为冷启动先验或模型诊断工具:先在合成/历史数据上验证规则恢复能力,再接入残差模型,避免黑盒覆盖关键业务规则。

动机 实际序列事件预测中,可解释性往往与精度同等重要。现有神经序列模型预测准但内部不透明;神经符号方法可学习符号规则,但延伸到带时序依赖的下一事件预测较困难。

方法关键点 提出 RULES,直接从数据学习顺序规则,表达形如 A⇒B 的事件依赖;进一步与残差网络组合为 RUNES:规则部分提供透明、可解释的预测基底,残差网络以加性方式修正规则预测,从而保留神经网络对复杂模式的拟合能力。推理时可查看哪些规则被激活,以及残差如何调整最终预测。

关键结果 在合成数据上 RULES 能准确恢复 ground-truth 规则;在真实数据上发现紧凑、可解释的规则集。RUNES 在保持与神经基线有竞争力的预测精度同时,提供对规则和残差调整的透明访问。代码已开源。