CN111078373A

CN111078373A - 一种拍卖系统的优化方法

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Publication number: CN111078373A
Application number: CN201811215389.6A
Authority: CN
Inventors: 杨晨曦; 张逸
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-04-28

Abstract

本发明公开了一种拍卖系统的一种优化方法，该方法使用“顶部随机”算法对基于团购的资源拍卖进行优化排序，其在拍卖算法中经济属性的约束下，为计算机通信领域的资源拍卖提供了一种更为高效的资源拍卖算法。

Description

一种拍卖系统的优化方法

技术领域

本发明涉及计算机及通信领域中的资源拍卖技术。

背景技术

资源拍卖：资源拍卖是一种采用激励机制刺激各方（资源拥有方，资源需求方，中间方）参与资源“交易”，并为各方提供一定“效益”的资源分配方式。在通信领域中，资源拍卖则常用于频谱资源的分配（spectrum allocation）等领域。频谱资源的拥有者将其空闲的频谱资源通过中间方拍卖给零散的频谱资源需求者。在计算机领域中，资源的拥有者（如微云）在向资源需求方（如移动用户）提供资源时往往伴随着自身的损耗（计算、存储、网络、能量等资源），基于个体的自私性，卖方往往不愿为买方无偿地提供服务。因而引入激励机制通过一定的利益来刺激卖方分享其拥有的计算等资源就显得十分必要了。而资源拍卖就是这样的一种激励机制，卖方为资源的拥有者（微云），买方为资源的需求者（移动用户），双方通过一定的拍卖方法进行合理的资源“交易”，从而灵活并且高效地将卖方的资源分配给合适的买方。

团购：团购（Group purchase）就是团体购物，指认识或不认识的消费者联合起来，加大与商家的谈判能力，以求得最优价格的一种购物方式。例如，在计算机领域的移动云计算中，团购则是多个移动用户联合为一个整体而后与微云进行拍卖，通过拍卖赢得的微云资源再按各个移动用户的出资比例进行分配。通过团购的方式能够有效地提升移动用户在资源拍卖中的竞争力并且使得资源分配更加快速、充分。

资源评价（valuation）：在资源拍卖领域中，不同的卖方（seller）可能拥有不同的资源（数量，质量，种类等）。对于卖方拥有的资源，买方（buyer）根据自身的需求对不同的资源会有不同的资源评价，对于那些偏爱的或者价值高的资源（资源质量好，通信时延低）往往会有相对高的资源评价，而对价值不高的、甚至是达不到需求的资源则评价较低。

结算价格（clearing price）：当拍卖系统中存在中间方（拍卖人，中继节点等）时，买方与中间方的成交价格即为买方的结算价格；卖方与中间方的成交价格即为卖方的结算价格。当拍卖系统中没有中间方时，买卖双方或的成交价格即为该系统的结算价格。此时的卖方结算价格即为买方的结算价格即为系统的结算价格。

保留价格（reserve price）：在资源拍卖领域中，卖方为买方提供资源或服务时会给自身带来一定的损耗（cost），卖方根据自身的损耗会产生一个保留价格，只有当成交价格大于这一保留价格时卖方才可能与买方或中间方答成交易。

效益：当交易答成时，参与交易的各方所获取的利润即为各方获得的效益。买方的效益为获得资源的价值（买方对该资源的评价）减去买方的结算价格；卖方的效益为卖方的结算价格减去卖方的保留价格；中间方的效益为买方的结算价格减去卖方的结算价格。

系统效益：各参与方通过拍卖系统得到的效益之和，体现的是整个拍卖系统分配资源结果的好坏；系统效益越高表示分配结果越好，当系统效益足够高时，表示拍卖系统中的资源拥有方的资源被合理地分配给了与其十分匹配的资源需求方。

本发明的目的是克服计算机和通信领域中现有的基于团购的资源拍卖方法的缺点与不足。该领域现有的基于团购的资源拍卖方法中，为了确保整个拍卖系统服从经济属性（economic properties）的约束，特别是诚信（truthfulness）这一经济属性。在其算法的第一阶段，即各中间方（中继节点，接入节点等）计算其连接的买方（用户）对各个不同卖方（频谱拥有方，微云）资源的总体预算，为了确保拍卖系统运行在诚信的前提下，中间方会依某种规律（如按买方出价的高低、买方性价比的大小等）随机的选取部分买方赢得拍卖，并为其分配资源。

通常的做法为，拍卖人将其下连接的用户依据其对各个卖家的不同预算，按顺序（预算从大到小，或性价比从高到低）排序为A，而后在不超过卖方资源承载能力（资源容量）的前提下，随机选取A中前m个用户。例如，某个拍卖人i连接有n_i个用户，每个用户对卖家k的预算都不同。拍卖人i则根据这n_i个用户对k的不同预算计算出i对k的总体预算，具体如下：

1、i将这n_i个用户按一定顺序（对k的预算或性价比）从大到小排序为A。

2、根据k中的资源总量或资源承载能力，依照1中的顺序，在不超出k的承载能力的前提下，计算出这n_i个用户最多能有多少个用户获胜，计算出的数量记为s。

3、从[1, s-1]（或[s/2, s]）中获取一个随机整数，记为m。

4、则A中前m个用户即为潜在的获胜者，价格（单位价格）为A中第m+1个用户的价格（或性价比），i收获的总体预算即为A中前m个用户的价格之和。

当各个拍卖人都计算出其对各个卖家的总体预算后，系统根据这一预算矩阵及各卖方的保留价格进行交易，根据一定规律选出最终获胜的用户和卖方以及分配方案。在这一阶段中，总体预算越高越容易赢得最终的拍卖。

这些现有的基于团购的资源拍卖算法，为确保拍卖系统符合经济属性，“牺牲”了很大一部分本可以被分配资源的买方用户。这样一来，往往会带来如下问题：

1、中间方从买方用户收取到的对各个不同卖方的总体预算偏低。

2、买方用户的获胜率低，卖方的资源利用率低，整个系统的成交率低。

3、拍卖系统的整体系统效益低，资源没有得到很好的分配。

发明内容

针对上述不足，我们提供了一种更为高效的基于团购的资源拍卖算法，本发明主要包括两个方面：

1、将“顶部随机”的思想引入了基于团购的资源拍卖中。

2、在拍卖算法中经济属性的约束下，为计算机通信领域的资源拍卖提供了一种更为高效的资源拍卖算法。

在实现本发明时，我们采用的基于团购的拍卖总体流程如下：

1、各个中间方根据其下连接的用户对不同卖方资源的偏爱程度依次计算出其对各个不同卖方的总体预算。

2、由各中间方对各卖方的总体预算矩阵及卖方自身的保留价格，按照一定规则进行匹配、交易。

3、对最终胜出的买卖双方和中间方收取（给予）相关的费用（即结算价格）。

本方法具有如下的优点和积极效果：

在符合一般拍卖技术所要求的经济属性——包括个体合理性原则（individualrational）、预算平衡原则（budget balanced）以及诚信原则（truthfulness）——的前提下显著提升了用户团体对每个卖家的总体预算。

总体预算的提升使得卖方和中间方的效益得到提升，并提高了拍卖交易的成交率，从而进一步提高了系统效益。经实验证明（模拟环境下），本算法的系统效益在原算法的基础上提升了10.51%。

改进后的基于团购的资源拍卖算法使得更多的用户能够使用卖方的资源，提高了买方用户的获胜率，模拟实验证明用户的获胜率提升了8.97%，使得更多的用户能够得到服务。同时也提高了卖方资源的利用率，在模拟实验中资源的利用率提升了9.97%，使得资源的分配更加合理、充分。

模拟实验证明，当中间方连接的用户数量增多时，上述优势将更加显著。

其具体包括以下步骤：

1、中间方将其下连接的用户依据其对卖方的估价按照一定顺序（性价比、价格等）从高到低排序为A。

2、根据卖方的承载能力，计算出该卖方最多能服务A中的前多少个用，记为s（即该卖方最多能为A中的前s个用户提供服务）。

3、调用“顶部随机”算法计算出合理的m值。

a)对A中的s个用户，令x从1取到s-1，分别计算A中的前x个用户所对应的总体预算。

b)对上述生成的s-1个总体预算从大到小排序，将排名前三（前二亦可）的总体预算对应的x值记为x₁，x₂，x₃。

c)在{ x₁，x₂，x₃}中随机取一值，记为m。

4、A中前m个用户即为潜在的获胜者，价格（性价比）暂定为A中第m+1个用户的价格（性价比），该中间方对该卖方的总体预算即为A中前m个用户的价格总和。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

1、在通信领域的频谱资源拍卖中，频谱资源的拥有者（Spectrum Holder (SH)）的资源对单个用户而言往往过于昂贵。因此，零散的用户组团成为一个个二级网络（Secondary Networks (SNs)），并通过二级网络中的接入节点（Secondary Access Point(SAP)）与SH进行交易。SAP节点在计算其连接的用户团体对SH中不同频道（channel）的总体预算时就可以应用本专利的方法提高其用户团体的总体预算。

2、在计算机领域的移动云计算环境下，微云资源的拍卖同样适用。在给定的网络中，移动用户（Mobile Users (MU)）通过网络接入节点（Access Point (AP)）与网络相连接，微云（Cloudlet）中的资源对于单个的MU太过富余并且价格高昂。因而MU纷纷通过自身连接的AP节点与微云进行交易。与1中类似，亦可运用本专利提升用户团体对卖方的总体预算，从而优化拍卖系统。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种拍卖系统的优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，

中间方将其下连接的用户依据其对卖方的估价按照一定价格顺序从高到低排序为A；

根据卖方的承载能力，计算出该卖方最多能服务A中的前多少个，记为s；

调用顶部随机算法计算出合理的m值；

对A中前m个用户即为潜在的获胜者，价格暂定为A中第m+1个用户的价格，该中间方对该卖方的总体预算即为A中前m个用户的价格总和。

2.如权利要求1所述的拍卖系统的一种优化方法，其特征在于，所述顶部随机算法包括，

对A中的s个用户，令x从1取到s-1，分别计算A中的前x个用户所对应的总体预算；

对上述生成的s-1个总体预算从大到小排序，将排名前三（前二亦可）的总体预算对应的x值记为x₁，x₂，x₃

在{ x₁，x₂，x₃}中随机取一值，记为m。