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基于计算实验方法的拍卖机制设计研究
其他题名Mechanism Design for Online Auction: A Computational Experiment Approach
张杰
学位类型工学博士
导师王飞跃
2015-05-23
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业计算机应用技术
关键词在线拍卖 机制设计 电子商务 概率机制 人工社会 计算实验 Online Auction Mechanism Design Probabilistic Mechanism Design Artificial Society Computational Experiment
摘要由于关键字广告和实时竞价广告等互联网产品的广泛应用,在线拍卖获得了空前的商业成功。拍卖机制设计问题也随之成为近年来计算机科学与微观经济学交叉领域发展最快的研究课题。与传统商业模式中的标价或议价售卖不同,拍卖活动在规定的拍卖机制下通过卖家及全部潜在买家的共同决策行为决定商品的归属及交易价格。在线拍卖活动因大量的投标人参与获得了售卖效率的提升,然而,这种由集体合作定价的模式也伴随着高复杂性和高动态性,其应用特点带来的高实时性需求,也给拍卖机制的设计,尤其是有大量投标人参加的长期拍卖活动的机制设计带来挑战。除此之外,随着电子商务平台及其竞价广告业务的快速发展,拍卖机制设计问题又有了新的需求:这种新型广告的拍卖机制设计不但需要优化拍卖人的收益及售卖效率,还需要服务本平台上的中小企业,以实现低成本的推广以改善电子商务平台的生态环境。这给传统的完全以激励竞争为主要目标的拍卖机制带来了新的困难。 本课题基于博弈论和最优控制等基础理论,运用人工社会-计算实验方法和自适应动态规划方法,以包括关键字广告及电子商务平台广告在内的在线广告拍卖市场为具体场景,对拍卖机制设计问题展开研究。具体来讲,本课题的主要工作如下: (1) 研究适用于动态环境下的拍卖机制设计问题,提出了一种基于平凡机制组合的概率机制设计方法,该方法在现有机制的基础上构造新的拍卖机制,可在保持原机制中投标人的弱占优对称均衡不变的基础上针对不同应用场景灵活的给出新的拍卖机制。本课题设计的拍卖机制均基于此方法。 (2) 讨论投标人均无预算约束的拍卖机制设计问题,研究基于概率机制设计方法的最优机制设计问题。针对需要维持投标人中标率下限的情况下,构造了期望收益高于二价拍卖的概率拍卖机制。同时,系统地讨论了概率拍卖机制各参数对拍卖各方利益的影响。 (3) 考察长期运营的拍卖活动中,拍卖机制与投标人估值分布的相互影响。给出基于计算实验和自适应动态规划的动态概率机制的设计方法,并通过计算实验分析相关机制的性能,讨论了投标人估值分布及影响投标人估值的多种因素对拍卖人期望收益的影响。以二价拍卖机制为基准,说明了激励投标人竞争、照顾低估值投标人、及提高拍卖人期望收益三个机制设计的准则可通过概率机制设计方法同时达成。 (4) 为了研究复杂环境下的拍卖机制设计问题,针对关键字广告生命周期中的各个决策问题,系统地讨论了硬预算约束下理性投标人的预算分配策略和投标策略。说明了日预算作为广告投标人的决策变量对其投标收益有重要的影响,而在存在硬预算限制的情况下投标人应采用适当的投标价调整策略或日预算调整策略以获得更高的期望收益。 (5) 使用人工社会-计算实验方法研究具有多种类型投标人的复杂环境下拍卖机制设计问题,讨论了有预算限制的非理性投标人及有预算限制的理性投标人对拍卖人收益的影响。实验结果说明投标人的硬预算限制会较大程度降低拍卖人期望收益,此外,有预算限制的理性投标人给拍卖人收益带来的下降要高于有预算限制的非理性投标人。
其他摘要With the rapid development of keyword advertising and real-time bidding services, mechanism design for online auctions has been a commercial success and become a popular topic in both computer science and microeconomics in the past decades. In an auction, the allocation of the targeting object and its corresponding transaction price are determined by the collective decisions of the seller and all the potential buyers under the pre-determined auction mechanism. The collective intelligence brings the seller efficiency and higher payoff along with complexity, dynamics and real-time requirement. It makes mechanism design for large-scale online auctions a challenging task for both the researchers and the industries. The growing e-commerce platforms and their advertising business introduce new demanding features: besides efficiency and interests of the advertising seller, the new advertising auction has to help the small and medium enterprises sales promotion and improve the ecosystem of e-commerce. This brings us new research problems to balance the competitive and subsidy. In this research, we employ a game-theoretic approach to study the mechanism design problem. Utilizing game theory and optimal control, artificial societies, computational experiments and adaptive dynamic programming methods, we investigate mechanism design for online advertising auctions. The main contributions of this research include: (1) An approach for designing probabilistic price mechanism is investigated for online auctions. Utilizing this approach, we introduce simple mechanisms as a tool for probabilistic mechanism design. Properties of the probabilistic mechanisms are also provided. All the mechanisms we designed in this research are based on this approach. (2) Based on a simple mechanism and the classical second price mechanism, we propose a probabilistic second price mechanism for optimizing the seller's expected payoff with bidders' entrance threshold constraints. Such a mechanism brings the seller more profit than employing the classical second price mechanism, and keeps the bidders’ symmetric bidding strategies. (3) For long-running online auctions, we investigate how the distribution of bidders' value is governed by the mechanism, and suggest dynamic probabilistic mechanisms utilizing computational experiments and adaptive dynamic programming methods. The proposed dynamic mechanism also keeps the bidders’ symmetric bidding strategies. (4) In order to study the...
其他标识符201118014629099
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/6676
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
张杰. 基于计算实验方法的拍卖机制设计研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院大学,2015.
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