[发明专利]一种基于云容器服务的批处理拍卖机制

权利要求书

1.一种基于云容器服务的批处理拍卖机制，其特征在于，定义一个资源池中的资源种类为R，每种资源的容量定义为C_r.在跨度为{1,…,T}的时段内I个投标者随机到达，每个投标者提交一个标：{M,t_i,G_i,N_im,H_im,d_i,B_i}，其中M是每个投标者的子任务数量，t_i是投标者到达时间，G_i是子任务的关系图，N_im是完成每个子任务所需的时隙数，H_im表示每个投标者子任务的资源配置集合，d_i,B_i分别表示完成任务的最后期限和投标价格，投标者投标后拍卖商根据需求已经资源量判断是否中标，以期得到社会福利最大，且每一个投标者都会给出一个真实的估价v_i，这个估价不受其他投标者的影响，这时的拍卖机制是真实的，则包括以下步骤：

步骤1：在拍卖机制真实的前提条件下，运用Compact Exponential Optimization对上社会福利最大化的云容器拍卖写成整数线性规划进行简化，用Γ_i来表示每个投标人符合约束条件的调度集合；

$\max imize\underset{i}{\Σ}\underset{S:t\∈S}{\Σ}{B}_i{x}_{iS}$

$subjectto:\underset{i}{\Σ}\underset{S:t\∈S}{\Σ}{f}_{ir}^S\left(t\right)x_{iS}\≤C_r,\∀r,\∀t,$

$\underset{S\∈{\mathrm{\Γ}}_i}{\Σ}{x}_{iS}\≤1,\∀i.$

$x_{iS}\∈\{0,1\},\∀i,\∀S.$

步骤2：利用原始对偶算法写出对偶线性规划，得到两个对偶变量u_i与κ_r(t)，其中，对偶变量u_i表示投标者的效用，κ_r(t)表示时隙t的资源价格：

$\min imize\underset{i}{\Σ}{u}_i+\underset{t}{\Σ}\underset{r}{\Σ}{C}_r{\mathrm{\κ}}_r\left(t\right)$

$subjectto:u_i\≥B_i-\underset{t}{\Σ}\underset{r}{\Σ}{f}_{ir}^S\left(t\right){\mathrm{\κ}}_r\left(t\right),\∀r,\∀t,$

$k_r\left(t\right),u_i\≥0,\∀i,\∀r,\∀t.$

步骤3：一旦投标人i的schedule S使得对偶约束变紧，即，就更新原始变量x_iS，而且每个投标者的效用不能为负值，u_i>0，所以

$u_i=max\{0,{\max }_{{\mathrm{\Γ}}_i}(B_i-{\mathrm{\Σ}}_r{\mathrm{\Σ}}_t{f}_{ir}^S(t\left){\mathrm{\κ}}_r\right(t\left)\right)\};$

步骤4：将原始变量x_i，表示示是否将投标人i的容器m分配给时隙t的函数z_im(t)，表示时隙t中已被分配的资源的函数w_r(t)以及对偶变量u_i初始化为0，将κ_r(t)初始值设为其中系数k为大于1的数，参数σ定义为在时间范围T内所有种类资源的最小占用率，F_r表示最小单位资源价格，即

步骤5：每等待θ个时隙处理一次，将到来的所有投标者放入集合ρ_q，用ψ表示中标者的集合，当ρ_q为空集时，一轮批处理拍卖结束；

步骤6：将属于集合{ρ_q/ψ}的投标者进行处理，得到每个人的效用u_i，最优schedule S_i，所需最小费用cost_i以及所分配的每个时隙占用的资源量集合

步骤7：计算步骤7中所有用户的单位资源价格，并挑选出单位资源价格最大的投标人；即，

$\mathrm{\μ}={\mathrm{argmax}}_{i\∈{\mathrm{\ρ}}_q/\mathrm{\ψ}}\left\{\frac{B_i}{{\Σ}_r{\Σ}_t{f}_{ir}^S\left(t\right){\mathrm{\κ}}_r\left(t\right)}\right\}.$

步骤8：如果投标人的效用u_i>0，将该投标者放入集合ψ，按照scheduleS_i为该投标人分配资源，并收取费用cost_i；同时将时隙t∈S_i的剩余资源数量w_r(t)以及价格κ_r(t)进行更新，价格的更新公式为：

${\mathrm{\κ}}_r\left(t\right)=\frac{{\mathrm{\σF}}_r}{k}{\left(\frac{{\mathrm{kD}}_r}{{\mathrm{\σF}}_r}\right)}^{\frac{w_r\left(t\right)}{C_r}}.$

其中，D_r与F_r分别代表最大和最小单位资源价格，这两个是预估参数，w_r(t)代表在时隙t时的已使用资源量；

步骤9：如果投标人的效用u_i<0，该投标者被拒绝，将该投标者从集合ρ_q中删除，同时进入下一轮循环，直到集合ρ_q为空集时，结束循环。