[發明專利]基于雙向拍賣的移動群智感知及其資源分配及激勵機制方法

在審

• 申請號: 201810360743.8
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108596746A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 楊綠溪;楊堤;李卓青;徐琴珍;李春國;黃永明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q30/08
• 分類號: G06Q30/08
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.基于雙向拍賣的移動群智感知及其資源分配及激勵機制方法，具體步驟如下，其特征在于：

(1)系統建模；

考慮有m個可以提供資源的資源補給方即賣家，以及n個智能設備攜帶用戶即買家，兩者之間的資源分配問題可以建模成一個單向多物品雙向拍賣模型，每一位買家私密的提供他們的報價，每一位賣家私密的提交他們的索價給拍賣商，也即參與拍賣的每一位完全不知道其他任何人的信息；

對于每一個買家b_i∈B，B＝{b₁,b₂,...,b_n}來說，每一個買家b_i對賣方的報價向量可以表示為這里表示買家b_i對賣家s_j∈S,S＝{s₁,s₂,...,s_m}的報價，報價的矩陣包含了所有買家的報價向量，記為R＝(R₁；R₂；...；R_n)，對于S中的每一個賣家來說，賣家的索價向量表示為A＝(A₁,A₂,...,A_m)，這里A_j表示賣家s_j∈S的索價，買家對于不同的賣家而言，由于買家會針對不同的任務需求對賣家有自己的偏好，因此對不同的賣家有著不同的報價，而賣家由于只關注與分享自身的資源并從中收集報酬，因此賣家的索價是不會區分買家的，盡管買家的報價對賣家來說是保密的，但是資源補給方在進行拍賣之前，還是需要給出一些特定的信息例如計算容量、數據信譽質量以及網絡帶寬等，以便于用戶根據這些特性對所選的資源補給方進行估值，資源補給方的成本信息是絕對保密的；

給定向量B,S,R,A，拍賣商決定獲勝買家以及獲勝賣家W_S和W_B之間的匹配關系γ:{j:s_j∈W_S}→{i:b_i∈W_B}、選取出獲勝的買賣雙方之后拍賣商和獲勝買家b_i∈W_B之間的結算價格PB_i、拍賣商支付給獲勝賣家s_j∈W_S的報酬PS_j，為了強調獲勝買賣雙方之間的匹配，在特定情形下也使用PB_ij和PS_ij表示買家需支付的結算價格和賣家得到的報酬；

除了上述的買家結算價格和賣家報酬之外，買賣雙方的效用還取決于買家對賣家提供的服務所需要的其他服務以及成本的估值，令V_i^j表示買家b_i從賣家s_j得到服務的價值，C_j表示賣家s_i提供服務的成本，買家b_i的價值向量可以表示為V_i＝(V_i¹,V_i²,...,V_i^m)，對于一個買-賣匹配i＝γ(j)，買家b_i和賣家s_j的效用如下表示：

也用UB_ij和US_ij表示買家b_i和賣家s_j之間的匹配成功之后的效用，顯然，需要保證效用UB_i＞0，也即智能設備攜帶用戶作為買家收集到來自資源補給方的資源之后得到的價值要高于其支付給拍賣商的結算價格，所以，UB_i表明了智能設備攜帶用戶對收集到的資源的滿意程度，對于賣家來說，作為賣家的資源補給方的效用US_i代表的是其得到的報酬超過其本身成本的程度，也即資源補給方的效用表示其分享資源之后所能得到的利潤；

(2)算法設計；

雙向拍賣中操縱整個拍賣的是第三方可信的拍賣商，該拍賣商在拍賣中，需要根據拍賣的約定機制決定獲勝的買方集合W_B、獲勝的賣方集合W_S、買賣雙方之間的匹配關系、獲勝買方之間的結算價格集合PB_w和支付給獲勝賣方的報酬PS_w，其數學表達式為Ψ＝(B,S,R,A)，提出了一種基于雙向拍賣的資源分配機制DAIM；

DAIM算法由兩個子算法組成，即粗略候選人匹配算法和一對一匹配算法，在粗略候選人匹配算法中，得到粗略的獲勝候選集合，并將這些集合作為輸入，在一對一匹配算法中得到最終的一對一匹配獲勝結果；

在粗略候選匹配算法中，首先拍賣商為每一個參與賣家s_j決定買家的候選，接著決定需要向買家收取的結算價格和支付給賣家的報酬，這里，有一個很關鍵的比較基準，報價和索價需要與該基準benchmark進行比較，從而進行選擇，用A_-j表示所有賣家索價中去除賣家s_j之后的索價向量。每一次比較的基準，由向量A_-j中去除最大值和最小值之后得到的平均數表示；

為賣家s_j決定獲勝的買家候選，根據B^j中元素的個數有兩種情形；

當B^j中的元素僅有一個的時候，也即只有一個買家b_i的報價不少于A_j：如果r并k且A_j≤benchmark同時滿足時，則將買家加入到買家的候選集合W_B，同時價格定為benchmark；其他情況下，買家不能和賣家達成成功的交易；

當B^j中的元素有兩個或者更多的時候，也即有超過一個買家b_i的報價不少于A_j：如果這當中最高的報價小于benchmark的話，沒有買家b_i可以取得賣家sj的服務；其他情況下，有著最高報價的買家或者如果最高報價的買家不止一個隨機選擇其中之一，會被加入到買家候選集合W_B，同時s_j被加入到賣家候選集合W_S，選擇的買家所需支付的結算價格和相應的賣家的報酬為benchmark與第二高報價中的最大值；

尋找基準算法是選擇獲勝買賣方的重要依據，同時也是確定買方結算價格以及給予賣方報酬的重要依據，對于基準的選擇，為了避免極端賣方索價數據對基準的影響，同時借鑒其它賣家的索價信息，選擇除去賣家索價向量中當前賣家索價數據之后的數據向量，剔除該向量中的最大最小值之后的平均數作為基準benchmark；

在粗略候選匹配算法中，由于買家候選集合W_B中的買家可能會匹配兩個或者多個賣家候選集合W_S中的賣家，因此需要執行算法3.4一對一匹配算法，為買家確定唯一一個最優的賣方，拍賣商選擇可以讓相應買家達到最大效用的賣家，同樣的，如果有多個賣家可以讓效用達到最大，則隨機選擇其中之一賣家，執行完一對一匹配算法之后，每一個買家b_o(j)∈W_B都有與之一一對應匹配的獲勝賣家s_j∈W_S。