云计算环境下动态资源分配优化方法研究

云计算理论中动态资源分配优化模型研究有待完善,本文提出处理动态资源分配优化问题的群智能处理模型.通过建立博弈量 子场数学模型,探讨基于价格机制的博弈理论,进一步通过发掘群智能原型中群体行为,并发现其内在的自组织行为和合作行为 机制,从而研究模型的自治性、平衡态和稳定性.最后针对宽带网络的带宽分配问题应用实例,定义了需求偏差函数,采用需求 满意度大以及需求偏差小的优化目标验证了模型性能,研究结果表明：本文基于价格机制博弈策略的模型是有效和可行的,不仅可以满足供需双方的利益,而且提高了资源的利用率.     

多智能体量子多目标进化算法及其在EELD问题中的应用

环境经济负荷分配问题是电力系统中重要的多目标优化问题。求解多目标优化问题的关键在于找到尽可能多的Pareto最优解。在基于量子进化理论,智能体的竞争、学习能力和生物的进化策略的基础上,提出了一种用于求解多目标优化问题的量子编码的多智能体进化算法。该方法将智能体分布在多智能体网络环境中,智能体之间通过量子进化来生成问题的可行解。将该算法应用于经济环境负荷分配的两目标(燃料成本和NOx排放)与三目标(燃料成本,NOx排放和SO2排放)优化问题,通过与经典多目标优化算法进行比较,表明了该算法的有效性。     

基于CIS值的双边链路形成策略优化两型博弈方法

博弈论作为网络形成模型求解的主流工具,在该领域得到了广泛应用,但现有研究主要采用合作或非合作的单一博弈论方法对网络形成问题进行求解,未能很好地反映问题实质。对此,采用非合作-合作两型博弈方法,研究网络链路形成的策略优化问题,可以有效地结合非合作阶段的策略设计与合作阶段的联盟收益分配。首先,在非合作博弈阶段,进行策略设计并形成第二阶段合作博弈的竞争局势。其次,在合作博弈阶段,基于第一阶段非合作博弈的竞争局势,形成联盟及其合作博弈,并采用Semi-CIS值求解各个竞争局势下合作博弈的局中人(节点)分配值。然后,将得到的分配值作为第一阶段非合作博弈的局中人支付值,计算非合作博弈的纯策略纳什均衡解,进而得到双边链路形成的两型博弈模型的最优解(链路连接)。最后,通过数值实例验证了所建模型与方法的有效性和可用性，为研究更加复杂的网络形成问题提供了理论方法。     

收益为区间值的双边链路形成策略优化非合作-合作两型博弈方法

网络经济下各实体或节点为了最大化自身收益(如信息流量),需要决定不同的链接形式,但链接形式的选择会受到联盟结构及收益分配的影响,同样联盟结构及收益分配也会根据链接形式的不同而发生变化.若单纯采用传统的非合作博弈无法解决这些网络外部性问题,传统的合作博弈又未涉及策略设计问题.同时,由于现实的不确定性和获得精准收益的数据比较困难,通常采用大致范围即区间表示联盟收益.为了有效解决区间型收益情形同时考虑链接形式选择和区间收益分配的双边链路问题,本文提出了一种新的基于区间Banzhaf值的区间非合作-合作两型博弈模型.该模型由局中人、策略、联盟形式及联盟收益四个基本元素构成,分为区间非合作博弈和区间合作博弈两部分.其中,区间非合作博弈的分配值并未直接给出,而是由区间合作博弈部分通过本文新定义的区间Banzhaf值分配确定,进而求解所构建的区间非合作博弈,得到纳什均衡解.这保证了区间非合作-合作两型博弈可以体现并追溯网络效率属性问题,也是与传统非合作博弈、合作博弈最大的本质区别.通过数值实例验证所建模型与方法的有效性、可应用性,可为解决复杂竞争与合作问题提供新途径.     

基于利益分配的创新网络合作密度演化研究

针对创新网络中各个主体对合作利益与机会利益的不同诉求,结合复杂网络与演化博弈的相关理论,运用计算机仿真方法,研究了合作利益分配以及机会利益诱导下,创新网络合作密度的演化现象.研究结果表明:创新网络的规模及利益分配影响创新主体合作行为的稳定演化;合作利益的不合理分配仅对小规模创新网络合作密度产生影响并使其退化;机会利益的诱惑使创新网络合作密度产生波动,并导致小规模创新网络合作密度的衰减.     

基于复杂网络与随机动态稀释机制的演化博弈分析

借助复杂网络的理论与方法，以演化博弈理论为基础，提出了随机动态稀释机制，并探讨了该机制对复杂网络上演化博弈的影响。对无标度网络、小世界网络和规则网络这三种典型网络上的博弈过程进行了模拟，并分析了结果。通过同质性网络与异质性网络上合作行为的比较研究，发现随机动态稀释机制能使同质性网络产生局部异质性，从而促进合作。并且当随机概率P=P^＊时，会出现最佳合作行为。     

网络博弈合作剩余收益分配的协商方法

参与者在进行网络博弈时有机会与其相邻参与者签署协议进行合作,此时参与者之间的博弈关系构成了一个网络结构,并可以使用无向图来表示.参与者之间依据网络结构选择合作对象进行合作,进而产生剩余收益,而剩余收益通过协商的方式在两个参与者之间进行分配.本文依据协商理论与匹配理论,研究网络博弈环境下参与者之间如何签署协议进行合作,进而分配合作产生的剩余收益的问题,称为网络协商博弈,并给出基本的可行解的形式.通过限制参与者可以签署协议的数量,本文对网络协商博弈进行分类,使用协商与匹配方法研究每一类网络协商博弈的合理解的具体形式并设计求解方法.本文的结果表明:参与者之间的合作以及合作收益的分配不仅与网络博弈自身有关,而且与参与者能够签署的合作协议数量有关.研究拓展了协商方法在网络协商问题中的应用,为多边合作对象的选择以及合作剩余收益的分配提供了参考.     

多目标合作博弈最小二乘预核仁与核仁解

在实际生活中,常常存在许多带有不对等的联盟和不止一个关联或无关目标的复杂博弈情景.对此,本文首先构建了带有与联盟、目标相关的综合权重的多目标合作博弈,并在此基础上提出含有关联目标与无关目标的混合多目标合作博弈最小二乘预核仁与核仁解求解模型.其次,我们将经典的合作博弈最小二乘预核仁求解方法与核仁解算法推广到多目标合作博弈中,利用拉格朗日乘子法与伪逆理论得到了多目标合作博弈的最小二乘预核仁的显性表达式与最小二乘核仁解算法,并通过凸函数的性质,重新证明了该算法的有效性.最后,利用水资源的数值算例,说明并验证了文中构建的模型的正确性与有效性,并通过对比可知所构建模型的优越性.     

三层级设施选址-路径规划问题建模及算法研究

基于有向图针对物流网络三层级设施选址——路径规划问题(3E-LRP),建立了数学模型,并提出了量子进化算法(QEA)与遗传算法(GA)协同的双智能算法集成求解方案.QEA算法负责设施选址(FLP)和设施分配(FAP)优化问题,将得到的FLP和FAP方案传递给GA进行路径规划(VRP)优化,GA将优化后的路径规划方案反馈给QEA,双智能算法协同完成3E-LRP系统优化.本文提出了基于可达配送区域的搜索策略和基于路径长度为权重的设施分配优化策略以提高算法效率.实例计算表明,提出的数学模型和组合智能算法可有效解决3E-LRP,为ME-LRP提供了理论与方法指导.     

施工网络进度计划的多目标优化

通过对施工网络进度计划的研究 ,提出一种新的评价准则——工程质量 ,并建立了网络计划的数学模型 .同时综合前人已研究出的各种优化方法 ,得出网络计划的多目标优化模型 .由于各优化目标之间的矛盾性 ,用多目标决策理论可以科学客观地优化网络计划.     

仿真网格中资源分配的进化博弈研究

网格环境中用户的有限理性使得资源分配不能直接实现纳什均衡.针对网格用户理性的局限性,提出了一种基于进化博弈的网格资源分配策略,从动态角度来考察网格用户群体行为的演化过程.该策略先将网格环境中多用户竞争同一计算资源的问题形式化为一个多人博弈;然后建立了用户之间的进化博弈模型,利用复制动态方程求得用户出价博弈的进化稳定策略;最后研究了不同情况下用户群体的进化稳定点和评估函数特性.仿真实验结果表明进化博弈方法能够通过反复博弈使得网格用户不断学习并调整策略,逐步达到进化稳定均衡,从而实现了网格资源的优化分配.     

Resource Allocation Based on DEA and Non-Cooperative Game

Resource allocation is one of the most important applications of data envelopment analysis (DEA). Usually, the resource to be allocated is directly related to the interests of decision-making units (DMUs), thus the dynamic non-cooperative game is one of the representative behaviours in the allocation process. However, it is rarely considered in the previous DEA-based allocation studies, which may reduce the acceptability of the allocation plan. Therefore, this paper proposes a DEA-based resource allocation method considering the dynamic non-cooperative game behaviours of DMUs. The authors first deduce the efficient allocation set under the framework of variable return to scale (VRS) and build the allocation model subjecting to the allocation set. Then an iteration algorithm based on the concept of the non-cooperative game is provided for generating the optimal allocation plan. Several interesting characteristics of the algorithm are proved, including i) the algorithm is convergent, ii) the optimal allocation plan is a unique Nash equilibrium point, and iii) the optimal allocation plan is unique no matter which positive value the initial allocation takes. Some advantages of the allocation plan have been found. For example, the allocation plan is more balanced, has more incentives and less outliers, compared with other DEA-based allocation plans. Finally, the proposed method is applied to allocate the green credit among the 30 Chinese iron and steel enterprises, and the results highlight the applicability of the allocation method and solution approach. Therefore, the approach can provide decision makers with a useful resource allocation tool from the perspective of dynamic non-cooperative game.

     

基于博弈论的区域二次配水方案及其改进遗传算法解

结合水权、水市场的基本制度,以及博弈论、遗传算法原理,建立区域二次配水博弈模型,解决完全水权交易方式和行政调节方式下的区域水资源配置问题.阐述基于博弈论的区域二次配水建模思路和方法,在共同竞争模式下促进节余水资源深度利用和区域利益最大化,并根据模型方程特点对遗传算法的编码方案、适应度函数、交叉算子等进行改进,实现面向水权转让优化的模型求解.实验表明:该模型有效的解决供水方与用水方的利益平衡矛盾,并完成区域二次配水中水资源的配置和优化,为管理者决策提供理论参考.     

一类基于投入约束的资源配置DEA博弈模型

结合数据包络分析(DEA)与Nash讨价还价博弈模型研究有限资源的合理配置问题。首先证明,在投入约束条件下,基于传统DEA模型的资源配置方法将陷入困境。为此,需要考虑各决策单元(DMU)对于有限资源的竞合关系,引入Nash讨价还价博弈模型,并证明最优资源配置方案具有唯一性。最终通过算例说明了本方法的合理性与可行性,与其它DEA分摊方法相比还具有一定优势。     

Resource allocation with minimum transmit power in multicast OFDM systems

To minimize the total transmit power for multicast service in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) downlink system, resource allocation algorithms that adaptively allocate subcarriers and bits are proposed. The proposed algorithms select users with good channel conditions for each subcarrier to reduce the transmit power, while guaranteeing each user’s instantaneous minimum rate requirement. The resource allocation problem is first formulated as an integer programming (IP) problem, and then, a full search algorithm that achieves an optimal solution is presented. To reduce the computation load, a suboptimal algorithm is proposed. This suboptimal algorithm decouples the joint resource allocation problem by separating subcarrier and bit allocation. Greedy-like algorithms are employed in both procedures. Simulation results illustrate that the proposed algorithms can significantly reduce the transmit power compared with the conventional multicast approach and the performance of the suboptimal algorithm is close to the optimum.     

面向ISP的网络资源市场分配方法

随着因特网商业化进程的发展,在网络资源分配中引入价格因素已成为一种新的趋势。现有研究并没有充分考虑到互联网服务提供商的经济角色。鉴于此,针对互联网服务提供商的自治性与异构性,提出了一种面向互联网服务提供商的网络资源市场分配方法。该方法将互联网服务提供商与用户视为经济活动中的生产者与消费者,在完全竞争的市场条件下,通过价格机制来平衡供需,完成稀缺资源的有效配置。仿真实例表明,本方法是可行的、正确的和有效的。     

Distributed Algorithm for Robust Resource Allocation with Polyhedral Uncertain Allocation Parameters

This paper studies a distributed robust resource allocation problem with nonsmooth objective functions under polyhedral uncertain allocation parameters. In the considered distributed robust resource allocation problem, the (nonsmooth) objective function is a sum of local convex objective functions assigned to agents in a multi-agent network. Each agent has a private feasible set and decides a local variable, and all the local variables are coupled with a global affine inequality constraint, which is subject to polyhedral uncertain parameters. With the duality theory of convex optimization, the authors derive a robust counterpart of the robust resource allocation problem. Based on the robust counterpart, the authors propose a novel distributed continuous-time algorithm, in which each agent only knows its local objective function, local uncertainty parameter, local constraint set, and its neighbors’ information. Using the stability theory of differential inclusions, the authors show that the algorithm is able to find the optimal solution under some mild conditions. Finally, the authors give an example to illustrate the efficacy of the proposed algorithm.     

水资源分配冲突的博弈分析

本文试图利用博弈论对流域水分配问题中用水冲突矛盾进行揭示和解释 ,通过对利益冲突各方的行为机理进行分析 ,以探索流域政策制定者和决策者在解决当前流域水资源危机方面应该采取的对策 ,可以为目前我国流域水资源分配及水管理机制改革提供参考.