自私路由博弈与排序博弈的均衡效率研究

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本文主要研究了两类博弈,自私路由博弈(selfishroutinggame,见论文第二章与第三章)及排序博弈(taskallocationgame,见论文第四章).   一.自私路由博弈是网络阻塞博弈(congestiongame)的经典模型之一,它主要利用博弈的方法研究网络路由问题.我们研究了极小化极大系统目标下的非对称原子型自私路由模型,给出了当参与者的损失分别用延迟及负荷两类不同的形式表示时,最差均衡效率(priceofanarchy,简记为PoA)[84]的变化情况.具体工作包括:   (1)在环形网络结构下的自私路由延迟博弈中,我们研究了每条边的延迟函数为线性的情况下最差均衡效率(PoA)问题.我们利用动态的2人合作来提高自私路由的效率,提出了与纳什均衡相对应的鲁棒纳什均衡(robustNashequilibrium)的概念,并给出了在鲁棒纳什均衡的意义下最差均衡效率(PoA)的一个上界10.16,这相对于之前的关于PoA的最好上界16有了很大的提高.   (2)对于环形网络结构下的自私路由延迟博弈,当边的延迟函数为线性时,我们利用非线性优化的方法证明了PoA的上界为2,根据已有的结果可知,PoA的下界也是2[24].因此在这种情况下PoA的值严格等于2.这是极小化极大系统目标下的非对称原子型自私路由模型中关于PoA的第一个精确的界.   (3)对于环形网路结构下的自私路由负荷博弈,我们证明了PoA没有常数上界.因此,我们提出了联合的概念,即允许不超过k个人联合起来同时改变策略(其中k为一个比较小的正整数).在这种情形下我们给出了k-强纳什均衡(k-strongNashequilibrium)以及k-SPoA的概念,并且证明了2-SPoA没有常数上界;然而当k≥3时,k-SPoA≤2,特别地,k-SPoA=2.   二.排序博弈(或者称为自私调度)部分我们主要研究了当机器类型相同的情况下均衡的效率问题.与传统的模型中只把工件看成自私的参与者不同,我们将工件及机器同时看做自私的参与者,提出了这种模型下的稳定状态—对偶均衡(dualequilibrium),并且证明了在对偶均衡意义下PoA的值严格等于1.4,这与传统模型中PoA的值(传统模型中PoA=2)有着显著的差别.因此,我们的结果说明在有些情况下,个体的自私性对均衡系统的效率会起到促进作用.
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