基于信息相似度分类的多agent 公开信息拍卖模型
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
收稿日期:2009唱03唱12;修回日期:2009唱04唱13
作者简介:柴玉梅(1964唱),女,河南郑州人,副教授,硕士,主要研究方向为人工智能、机器学习(ieymchai@zzu.edu.cn);赵月(1982唱),男,硕士,主要研究方向为分布式人工智能;王黎明(1963唱),男,CCF高级会员,教授,博士,主要研究方向为分布式人工智能、软件工程、分布式数据挖掘.
基于信息相似度分类的多agent公开信息拍卖模型
柴玉梅,赵 月,王黎明
(郑州大学信息工程学院,郑州450001)
摘 要:针对大多数拍卖模型中的标的只有一个属性,构造一个标的兼有共同价值和私人价值两个属性的拍卖模型Riacpv,考虑在拍卖过程中公开标的信息,分别给出此模型下买家agent在第一价格密封拍卖和第二价格密封拍卖规则中的竞价策略函数。
提出一个公开信息的分类算法LISC,使得买家agent在提交竞价时能准确分类当前拍卖信息,精确估计标的的共同价值。
实验结果显示,与基于互信息特征选取的分类算法MI和朴素贝叶斯算法NB相比,LISC具有较高的分类性能。
关键词:公开信息;多agent拍卖;共同价值;私人价值;相似度
中图分类号:TP181;TP301畅2 文献标志码:A 文章编号:1001唱3695(2009)12唱4532唱03doi:10.3969/j.issn.1001唱3695.2009.12.037
Multi唱agentrevealedinformationauctionmodelbasedon
classificationofinformationsimilarity
CHAIYu唱mei,ZHAOYue,WANGLi唱ming
(SchoolofInformationEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)
Abstract:Inmanyreal唱worldcasesanobjecthasbothfeatures.Proposedanauctionmodelwithrevealedinformation:Ri唱
acpv.Theobjectforsalehadcommonvalueandprivatevalue.Involvedrevealedinformationwithauctionmodelinfewpa唱pers.However,ithadn’tbeenstudiedinmostliteraturesthatbuyers/sellersandequilibriumstrategieswouldbeimpactedwhentheauctioneerrevealsinformationabouttheobjectforsale.Theauctioneercouldunderstandhowhemustrevealinforma唱tionabouttheobject,whichcouldmaketheselleragentobtainmorerevenue.Onthebasisofthesimilarityamongattributes,gavealocalinformationsimilarityclassifiertothebuyeragentstolearnandclassifyinformationinauctions.Obtainedsomepositiveresultsinexperiments.Successinlearningandclasssifyingrevealedinformationshowstheeffectivenessandvaluable唱nessofthisalgorithm.
Keywords:revealedinformation;multi唱agentauction;commonvalue;privatevalue;similarity Mikouchevaa等人
[1]
指出,在共同价值拍卖中,如果买家获
得了额外信息,将会增加拍卖期望的效率。
当买家数量趋于无穷大的时候,拍卖员公开信息能使拍卖的效率和卖家的收益有机地统一,但这只是在私人价值模型中才能成立
[2]。
根据Mil唱
grom等人
[3]
的“联接法则”:如果拍卖员拥有标的信息,他的最
优策略是完全公开标的的所有信息,才能满足卖家收益最大化的政策。
这些拍卖模型中都只考虑标的的一个属性。
然而现实中很多情况下标的同时具有私人价值(privatevalue)和共同价值(commonvalue)
[4~6]
两个属性。
例如一件艺术品的拍卖,
如果买家只是由于个人爱好而去竞拍,这是一个私人价值模型的拍卖;如果买家是因为商业目的(转售获取更高的利润)而竞拍的,这件艺术品就同时具有了私人价值和共同价值两种属性。
Fatima等人[5,6]
以Goeree等人
[4]
的单标的模型作为基础,
研究了同时考虑共同价值和私人价值的多agent英式拍卖策
略。
Chai等人
[7]
放宽了买家预算受限这个假设,允许每个
agent不受限制地参加两次拍卖。
但这些模型中都没有考虑拍卖员公开信息带来的影响。
Beno绷t等人
[8]
指出拍卖员对买家公
开信息的好处是能够减弱买家之间“勾结串谋”的潜在危险。
基于上述思想,本文构造一个标的兼有共同价值和私人价值属性的公开信息的拍卖模型Riacpv(revealedinformationauc唱
tionwithcommonandprivatevalue),拍卖员为增加收益将在拍
卖过程中公开标的信息,分别给出买家agent在第一价格密封拍卖和第二价格密封拍卖规则中的竞价策略函数。
面对不同拍卖中不同的公开信息,买家agent如何能更准确地估计标的的共同价值,如何从历史拍卖信息中学习,使得在新拍卖中最
终既能赢得标的,又不会遭遇“赢家诅咒”[9]。
正是基于这样的考虑,提出了以局部拍卖信息属性间的相似度来表示新拍卖信息分类的算法LISC(localinformationsimilarityclassifier)。
在
与Yang等人[10]
的以互信息为特征选取的MI(mutualinforma唱tion)算法、传统的朴素贝叶斯算法NB(naiveBayes)相比时,实验结果显示LISC具有较高的分类性能。
1 Riacpv拍卖模型
当拍卖中的标的具有共同价值属性时,买家agent会担心其估值高于标的真实价值,利润受到损失,就可能压低竞拍价格,不愿意“说实话”,这显然会影响到拍卖的收益及效率。
为使买家agent的出价更具有进取性,拍卖员公开标的的信息,如标的数量、特点、质量、性能等,根据这些属性买家agent能更准确地估计当前标的的共同价值,减少“赢家诅咒”的顾虑,敢于在竞拍过程中“说实话”。
该拍卖模型遵循对称
第26卷第12期2009年12月
计算机应用研究
ApplicationResearchofComputers
Vol.26No.12Dec.2009
性的假定,能够满足“收益均衡”定理[11]。
1畅1 拍卖模型及假设
如果考虑拍卖中公开信息,Goeree等人在文献[4]中构造拍卖模型的假设就显得过于严格,与实际不相符,显然满足不了需要。
本文提出的Riacpv拍卖模型是在文献[4]的基础上放宽假设,把公开信息进行量化,加入到拍卖模型中。
假设1 用Y=(Y1,Y2,…,Ym)表示公开标的信息的属性。
假设变量y1,y2,…,ym独立且在[-b,b]上同取均匀分布,并且分别表示拍卖中公开信息属性Y1,Y2,…,Ym的取值。
买家agenti的个人偏好决定其私人价值,所以ci的取值独立于信息Y的公开,不受外界影响。
但其对标的共同价值的估值(以下简称估值)vi会受到公开信息Y的影响,进而会改变估值的大小(提高、不变或是降低)。
vi与Y之间的关联为
Vi=u(vi,y
1
,y2,…,ym)(1)这里Vi表示买家agenti修改后的估值。
将函数u定义为非负,连续单调上升,并且Vi随着vi和Y任何一个变量的增加而增加。
假设2 模型满足对称性,即所有买家agent竞拍的决策都一样,多是以自身效用最大化为目标。
买家agent采用的竞拍策略函数为b=B(s)(其中s是买家agent的盈余,即surplus),买家agenti对标的拥有越高的surplus,它的竞拍价格就越高。
对于标的真实的共同价值V,尽管不同的买家有不同的估计,但其值却是惟一的,取所有买家agent估值的均值定义为标的共同价值V,如下:
V=1n∑n
i=1Vi=1n∑n
i=1
u(vi,y
1
,y2,…,ym)=
1
n∑
n
i=1
E(vi|Y)(2)
如果买家agenti以价格b获得标的,则赢家的效用表示为V-ci-b,V-ci是其盈余surplus[4]。
可以看出买家agent的效用和盈余的表达式中并没有直接涉及拍卖中公开的信息。
1畅2 均衡竞价策略
第一价格密封拍卖规则[12]是每个买家agent密封提交自己的竞价,互相之间都不知道对方的竞拍价格,竞价最高的买家agent最终赢得标的,并按其提交的价格支付;而密封第二价格拍卖规则[12](又称Vickrey拍卖)是竞价最高的买家agent赢得标的,但却只需支付第二高的竞拍价格。
这里买家agent的策略函数是用盈余来表示的。
考虑拍卖中的公开信息,重新生成了Riacpv拍卖模型中买家agent的竞价策略。
S1n是所有n个买家agent中最高的surplus,S1n-1为除赢家agenti外其他(n-1)个买家中最高的surplus,Si为agenti的surplus,则第一价格密封拍卖规则下买家agent的竞价策略为
B(x)=E(V-ci|Si=x,S
1n=x,Y=(Y
1
,Y2,…,Ym))-
E(S
1n-S
1
n-1|S
i=x,S1
n=x,Y=(Y
1
,Y2,…,Ym))(3)
因第一价格密封拍卖需要赢家支付最高竞价,为了避免“赢家诅咒”,买家agent提交的竞价应低于其心中标的的真实价值。
式(3)等号左半部分表示agenti心中标的的真实价值,右半部分表示为使他自己既能获胜又能避免“赢家诅咒”而降低竞价的最大值。
第二价格密封拍卖规则下买家agent的竞价策略为
B(x)=E(V-ciSi=x,S
1n-1=x,Y=(Y
1
,Y2,…,Ym))(4)
如果agenti要想赢得标的,必须提交一个比S1n-1高出一点点的竞拍价格,取极限其竞价策略就等于式(4)。
如果
agenti提交的竞拍价格比式(4)低,则它将无法赢得标的;如果agenti提交的竞拍价格比式(4)高,则它就会增加成本,带来负利润。
所以买家agent在第二价格密封拍卖规则下的最优策略就是“说实话”。
考虑两个极端情况,如果拍卖员拒绝公开标的相关信息,那么Y=0,这就演变为普通的密封投标拍卖;如果拍卖员披露标的所有的信息,那么这个拍卖也就变成了纯私人价值的拍卖,标的将不存在共同价值。
1畅3 收益分析
拍卖员如何公开标的信息才能使卖家agent获得最大收益?Milgrom等人[3]的“联接法则”认为:如果拍卖员拥有与标的相关的信息,他最优的策略就是对所有买家诚实且完全公开这些信息,这样才符合卖家最大化收益政策。
但在本文提出的拍卖模型下,此结论并不完全成立。
本文提出的Riacpv拍卖模型服从对称性假设,根据文献[13],这两种拍卖规则下卖家agent的收益均为
E(R)=E(S
1
n-1)=(V-c
i)=
(1/n)∑
n
i=1
u(vi,y
1
,y2,…,ym)-ci(5)因为每个买家agent的私人价值独立于信息Y的公开,易得,当u(vi,y1,y2,…,ym)取最大值时,公开信息才能给卖家a唱gent带来最大收益。
每个变量依据对买家agent的积极、消极影响取不同的值,当买家agenti认为公开信息的一个属性Yx对标的共同价值的估计起到积极影响时,称之为属性Yx能使买家agent提高估值,则yx取正值;反之,则取负值。
在一次拍卖所公开的信息中,设(Y1,Y2,…,Ya)对买家agenti有积极影响,属性(Ya+1,Ya+2,…,Ym)对买家agenti起消极影响。
令X1=y1+y2+…+ya,X2=ya+1+ya+2+…+ym,可得出两种类型变量的概率密度均为
φX
1,2
(x)=
1
2b
x≤b
0x>b
解此式可得Y的概率密度为
φY(X1+X2)=
0 |X1+X2|>2b
2b+X1+X2
4b2
-2b≤X1+X2≤0
2b-X1-X2
4b2
0≤X1+X2≤2b
(6)
由式(6)可知,当X1+X2=0时,公开信息Y的概率密度函数取最大值,也就是说只有当公开信息的属性中产生的积极效应和消极效应达到等量时,卖家agent的收益才能达到最大,但这并不等同于拍卖员需要完全公开标的所有信息。
可见文献[3]中的说法在本文模型中并不完全成立。
2 LISC算法
不管实际拍卖使用哪个规则,在提交竞价前,每个买家agent都会根据公开信息对自己的估值作出相应调整。
本文算法的分类值即是买家agenti学习到的估值增量与原估值之间的比值。
在分析拍卖信息的属性时,发现只有与当前公开信息存在属性相关性的历史拍卖信息才具有学习价值。
在agent所经历Riacpv模型的拍卖中,若某两次拍卖公开的信息存在取值相同的属性,则称这两个拍卖中的信息具有属性相关性。
具有属性相关性的拍卖信息称为数据集的局部信息。
相似度是测量变量间相关关系程度的统计指标。
对具有属性相关性的拍卖信息而言,两个拍卖中公开信息属性值的相
・3354
・
第12期柴玉梅,等:基于信息相似度分类的多agent公开信息拍卖模型
似度越大,两者分类的相互参考价值就越大,属于同一个分类的概率就大。
基于以上分析,本文提出了一个以局部拍卖信息属性间的相似度来进行分类的算法,简称LISC。
相似度可以用两个拍卖公开信息属性值的余弦相似度来判断,其公式如下:
sim(YA,YB)=cos(YA,YB)=
∑mi=1
AiBi/∑mi=1
(Ai)2
∑m
i=1
(Bi)
2
(7)
其中:YA、YB表示两个具有属性相关性的拍卖信息;m表示公开信息属性的个数。
两个拍卖公开信息的向量越接近,说明两者的相似度越大。
History代表所有历史拍卖信息的数据集,搜索History中
与需分类信息Y具有属性相关性的拍卖信息加入到集合H。
信息Y属于分类Cir的概率P(Cir|Y)由式(8)给出:
P(Cir|Y)=1
|Ci|
∑|Ci|
r=1sim(Y,Yd)P(Cir|Yd)(8)
其中:d=1,2,…,|H|,|H|表示集合H中拍卖的总数量;P(Cir|Yd)表示集合H中第d个拍卖公开的信息Yd是否属于类别Cir,如果是则其值为1,否则为0;|
Cir|表示类别Cir中拍卖的总数量。
分类结果将输出P(Cir|Y)值最大的Cir,并把它当做Y的类别。
以下为LISC分类器的构造过程。
输入:历史拍卖公开信息History。
输出:拍卖中公开信息的分类结果Cir。
a)将概率表L置空,删除集合H中所有元素。
b)遍历数据集History,把每一个与Y存在属性相关性的拍卖信息加入到集合H。
c)遍历集合H,用式(7)计算其中每一个拍卖的公开信息和Y的相似度。
d)用式(8)求出集合H中的P(Cir|Yd),将值更新到概率表L。
e)查找概率表L,输出最大值,即新拍卖公开信息的分类结果Cir。
基于分类结果Cir,不论拍卖规则是第一价格密封拍卖还是第二价格密封拍卖,买家agenti都能确定学习后的标的共同价值的估值(Vi=vi×(1+Cir))。
3 实验及分析
本文实验数据的生成和算法的测试均是在MATLAB中实现的。
数据集的描述如表1所示。
类别数表示数据集中Cir的个数,即分类的数目。
实验的目的就是要在九个不同属性个数和不同类别数的数据集中,对比测试本文的LISC、MI和NB算法的分类性能。
表1 数据集的描述
数据集属性数类别数历史拍卖次数数据集属性数类别数历史拍卖次数A3018400F2013500B1511550G138200C85200H1813300D2515350I2816200E
10
5
300
-
-
-
-
把每个数据集分成五份,其中四份作为算法的训练数据集,一份用于结果对比的测试数据集。
其中,分类正确表示根据已公开的信息,买家agent应对估值作出正确的修改动作。
分类的正确率是买家agent对估值作出正确动作的拍卖次数占总拍卖次数的百分比。
Vi<V的概率表示在分类正确的拍卖中,买家agenti提交的估值Vi低于标的真实价值V的拍卖次数占分类正确拍卖总次数的百分比。
测试结果如表2所示。
表2 算法的测试结果
数据集分类正确率/%
LISC
MI
NB
Vi<V的概率/
%LISC
MI
NB
A95.6289.9186.5588.1283.8279.68B82.1880.5978.9577.6875.5967.81C80.4677.2472.8573.2669.6460.15D91.5885.4984.0785.2879.3674.07E
80.6277.7273.2774.4270.9261.23F86.2183.4583.3883.8176.7573.19G81.1478.6776.4275.3473.1765.74H84.0682.7279.8680.9677.0270.56I
93.2886.5984.3286.48
80.5978.62
从表2中可以看出,LISC在每个数据集上均取得了较高的分类正确率,明显优于其他两个算法。
Vi<V意味着如果买家agenti获胜,因其没有过高估计标的共同价值,就不会遭受“赢家诅咒”带来的损失。
表2显示了在每个数据集中算法LISC能使买家agent免遭“赢家诅咒”的概率最大。
图1、2分别显示了九个数据集中,属性数和分类数对算法
分类性能的影响。
可以看出,属性个数和类别数越多的数据集中,算法的分类正确率就越高,买家agent避免“赢家诅咒”的概率就越大。
但对于类别数相同的数据集,其中有C、E和F、H,它们之间Vi<V的概率并不相同。
可见,在分类性能上,数据集中信息属性的数目起着更为重要的作用。
综合来说,LISC能更好地改进分类的效果,分类性能均优于MI和NB算法。
4 结束语
在多agent系统中,拍卖是资源分配的一项主要机制。
本文Riacpv模型中的标的兼有私人价值和共同价值两个属性,并说明了拍卖员如何公开信息才能给卖家agent带来更大的收益。
文中提出的LISC算法根据属性相关性的定义,搜索数据集中局部属性相关的拍卖信息进行相似度计算。
与算法MI、NB相比,LISC的分类性能有较大的提高,使得买家agent
面对新拍卖中的公开信息时,不论是在第一价格密封还是第二价格密封拍卖规则中,都能提交自己的最优竞价,又不用担心遭受“赢家诅咒”的损失。
Riacpv拍卖模型中买家agent两标的和多标的的竞价策略分析将是下一步研究的工作。
参考文献:
[1]MIKOUCHEVAA,SONINK.Informationrevelationandefficiencyinauctions[J].EconomicsLetters,2004,83(3):277唱284.
[2]GANUZAJJ,ZUASTIJS.Oninformationandcompetitioninprivate
valueauctions,mimeo[R].[S.l.]:UniversitatPompeuFabra,E唱conomicsWorkingPapers(937),2006.
[3]MILGROMP,WEBERR.Atheoryofauctionsandcompetitivebid唱
ding[J].Econometrica,1982,50(5):1089唱1121.
(下转第4538页)
na169唱BJ)、AS9394(CRNETChinaRailway)、AS4538(CER唱
NET)等,其连接情况直观、清晰,具有较强的可读性。
5 结束语
Internet自治域级网络由于节点数量巨大、连接复杂,一直
是网络拓扑可视化研究的一个重要内容。
本文针对自治域级网络拓扑的特性和发现现状,提出了一种基于核数分层的混合拓扑布局算法,并对从实际BGP路由表分析出的AS拓扑数据进行绘制,布局结果均匀、合理,能够反映出网络的基本结构属性;同时结合AS所属国家信息,清晰地绘制出中国大陆AS网络的拓扑图,从中可以直观地观察出AS之间的互联情况。
由于
网络核心结构复杂,本文采用的三维布局坐标在转换成平面坐标显示时,三维显示效果不够明显,下一步将对如何优化显示坐标的计算进行研究。
参考文献:
[1]CHANDSM,CHUAKS,LECKIEC,etal.Visualisationofpower唱
lawnetworktopologies[C]//Procofthe11thIEEEInternationalCon唱
ferenceonNetworks.2003:69唱74.
[2]MUNZNERT.DrawinglargegraphswithH3Viewerandsitemanager
[C]//ProcofSymposiumonGraphDrawing.1998:384唱393.[3]MEDINAA,LAKHINAA,MATTAI,etal.BRITE:anapproachto
universaltopologygeneration[C]//ProcofMASCOTS2001.Wa唱shington:IEEEComputerSociety,2001:346唱353.
[4]
MEYERB.Self唱organizinggraphsaneuralnetworkperspectiveof
graphlayout[C]//ProcofGraphDrawingSymposium.Montreal:[s.n.],1998.
[5]AUS,LECKIEC,PARHARA,etal.Efficientvisualizationoflarge
routingtopologies[J].InternationalJournalofNetworkManage唱
ment,2004,14(2):105唱118.
[6]SAGIEG,WOOLA.AclusteringapproachforexploringtheInternetstructure,EES2003唱7[R].[S.l.]:TelAvivUniversity,2003.
[7]GOVINDANR,REDDYA.AnanalysisofInternetinter唱domainto唱
pologyandroutestability[C]//ProcofIEEEINFOCOM.1997:850唱857.[8]
SUBRAMANIANL,AGARWALS,REXFORD,etal.Characteri唱zingtheInternethierarchyformmultiplevantagepoints[C]//ProcofIEEEINFOCOM.2002:618唱627.
[9]
WALTERW,BEICHUANZ,LIXIAZ.Insearchoftheelusivegroundtruth:theInternet’sAS唱levelconnectivitystructure[C]//Proc
ofACMSIGCOMM.2008.
[10]MAHADEVANP,KRIOUKOVD,FOMENKOVM,etal.TheInter唱
netAS唱leveltopology:threedatasourcesandonedefinitivemetric[J].ACMSIGCOMMComputerCommunicationsReview,
2006,36(1):15唱16.
[11]OLIVEIRARV,ZHANGBei唱chuan,ZHANGLi唱xia.Observingthe
evolutionofInternetAStopology[C]//ProcofACMSIGCOMM.2007:314唱324.
[12]FRUCHTERMANT,REINGOLDE.Graphdrawingbyforce唱directed
placement[J].SoftwarePractice&Experience,1991,21(11):
1129唱1164.[13]RouteViewsproject[EB/OL].(2008唱10唱31).http://www.route唱
views.org.
(上接第4534页)
[4]GOEREEJK,OFFERMANT.Competitivebiddinginauctionswith
privateandcommonvalues[J].TheEconomicJournal,2003,
113(489):598唱613.
[5]FATIMASS,WOOLDRIDGEM,JENNINGSNR.Sequentialauc唱
tionsforobjectswithcommonandprivatevalues[C]//Procofthe4thInternationalJointConferenceonAutonomousAgentsandMulti唱
AgentSystems.Utrecht:TheNetherlands,2005:635唱642.
[6]FATIMASS,WOOLDRIDGEM,JENNINGSNR.Ananalysisof
sequentialauctionsforcommonandprivatevalueobjects[C]//Procofthe7thInternationalWorkshoponAgent唱MediatedElectronicCom唱merce.Utrecht:TheNetherlands,2005:25唱38.
[7]
CHAIYu唱mei,WANGZhong唱feng.Optimalagendasforsequential
Englishauctionswithprivateandcommonvalues[C]//Procofthe
9thPacificRimInternationalWorkshoponMulti唱Agents.Guilin:
Springer唱Verlag,2006:432唱443.
[8]
BENO橓TJP,DUBRAJ.Informationrevelationinauctions[J].
GamesandEconomicBehavior,2006,57(2):181唱205.[9]PAGNOZZIM.Sorrywinners[J].ReviewofIndustrialOrganiza唱
tion,2007,30(3):203唱225.
[10]YANGYi唱ming,PEDERSENJO.Acomparativestudyonfeaturese唱
lectionintextcategorization[C]//Procofthe14thInternationalCon唱ferenceonMachineLearning.SanFrancisco:MorganKaufmannPub唱licalionInc.,1997:412唱420.
[11]MASKINE,RILEYJ.Asymmetricauctions[J].ReviewofEco唱
nomicStudies,2000,67(3):413唱438.
[12]KLEMPERERPD.Auctiontheory:aguidetotheliterature[J].
JournalofEconomicSurveys,1999,13(3):227唱286.
[13]MYERSONR.Optimalauctiondesign[J].MathematicsofOpera唱
tionsResearch,1981,6(1):58唱73.
5
AS9505AS7738 6
AS。