基于竞价机制多目标资源分配问题的研究与应用

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边缘计算能够让万物互联产生的信息得到更快的处理,使得很多物联网设备例如电动汽车充电桩的实时分配成为了可能,如何将这些物联网设备合理的分配给用户使用,获取最大的收益,可以抽象为资源分配问题,是云计算新领域中的一个研究热点。资源分配问题在云计算领域已经有很多研究,其中运用较广的一种方式是基于竞价机制的资源分配。本文借助云计算中资源分配模型,改进后运用于边缘计算资源分配问题,以资源公平合理分配及收益最大化为目标,设计资源分配算法及价格支付算法,为云计算领域中的资源分配问题提供一种解决方案。本文对资源分配与定价问题的研究现状进行了分析,针对当前的研究多是基于非可信、单需求的现状,以新能源汽车充电服务为例,将充电服务资源分配问题抽象成数学模型,结合竞价机制设计,提出了一种基于竞价机制的可信的在线多目标资源分配及定价机制(OCRA),这种机制的特点在于资源提供商能获得更多收益,同时能保证用户出价可信。在资源分配问题上提出一种单调的启发式算法,该算法基于带权二分图最佳匹配算法的思想设计了资源再分配,可以保证资源分配最优、资源提供商的收益最大化;定价算法采用VCG定价机制,从而保证机制是公平可信的。本文还考虑到用户有预约充电的需求,提出了一种基于竞价机制的离线多目标资源分配与定价机制(CRA)。该机制在资源分配算法中采用了最大利益优先思想,在价格支付中采用了基于临界值的二分法价格算法。本文基于京东全球运筹优化挑战赛“GOC城市物流运输车辆智能调度”的A榜数据集设计了启发式算法OCRA求得可行的分配方案,并将OCRA与经典算法可获得的社会福利进行对比实验分析,OCRA获得的社会福利较传统算法增加约三成,并且能保证用户出价可信、资源分配最优、弹性价格的优势。
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