[发明专利]一种并行机多代理拍卖协商调度方法

权利要求书

1.一种并行机多代理拍卖协商调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化并行机多代理调度：

步骤1-1：设定参与拍卖协商调度的代理集合为{A₀,A₁,A₂,...,A_i,...A_n}，其中A₀为资源代理，A_i为用户代理，n为代理总数，i＝1,2,...,n；

步骤1-2：设定用户代理A_i具有一组待加工工件集其中表示用户代理A_i的第k个待加工工件，n_i表示用户代理A_i的待加工工件总数；

设定待加工工件的加工时间为截止日期为且收益为ρ⁽ⁱ⁾为工件延迟给用户代理A_i造成的单位时间损失率，ρ⁽ⁱ⁾∈(0,1)；

所有用户代理的待加工工件集定义为J：

其中表示用户代理A_i的第k个待加工工件的信息，用户代理A_i将信息公布给资源代理；

步骤1-3：设定资源代理A₀拥有m台同速并行机{M₁,M₂,...,M_j,...M_m}，j＝1,2,...,m，且m≤n；δ为同速并行机单位时间运行成本，且工件集J需在m台同速并行机上完成加工；

步骤1-4：设定拍卖协商调度过程共有G个阶段，G＝max(n₁,n₂,...n_i,...n_n)，每一阶段用S_g表示，其中g∈{1,2,…,G}；每一阶段由用户代理A_i选出1个工件参与拍卖；

令g等于1；

步骤2：用户代理确定并发送参与拍卖工件相关信息：

步骤2-1：用户代理A_i从待加工工件集的待加工工件中选择对应截止日期最早的工件参与拍卖，若最早的不唯一，则从相同的最早中选择对应加工时间最长的工件；

步骤2-2：用户代理A_i发送参与拍卖工件信息给资源代理A₀，以向量形式表示；所有用户代理发送的工件信息向量集为F_g：

步骤3：资源代理A₀确定并发布拍卖时间槽集合：

步骤3-1：计算表示参与拍卖工件的加工时间之和；定义C_g为S_g阶段结束后同速并行机的最早结束时间，即S_g+1阶段同速并行机最早空闲时间，C_g-1为S_g-1阶段结束后同速并行机的最早结束时间，即S_g阶段同速并行机最早空闲时间；

得到参与拍卖的连续时间槽集合为其中，每一个时间槽C_g-1+t代表一个时间单位[(C_g-1+t)-1,C_g-1+t]；表示参与拍卖的同速并行机结束时间；当g＝1时，C_g-1＝C₀＝0；

步骤3-2：资源代理A₀向所有用户代理发布拍卖时间槽集合H_g；

步骤4：资源代理A₀提出对拍卖时间槽初始要价：

资源代理采取非歧视要价策略，即初始要价只与同速并行机单位加工成本有关，与用户代理无关；对资源代理的初始要价为单位时间成本δ，即

步骤5：用户代理确定并发布投标信息：

步骤5-1：定义工件的可行完工时间集满足式(1)：

步骤5-2：用户代理A_i分别按式(2)和式(3)计算可行完工时间对应的投标价格和目标函数

其中，λ为给定的加价增量系数，λ∈[0,1]；

步骤5-3：用户代理A_i选出最大目标函数值按如下方式确定投标时间段和对应的投标价格，并向资源代理A₀发出投标：

步骤5-3-1：当只有一个时，其最优解是唯一的，对应的投标时间段是唯一的：

步骤5-3-1-1：投标时间段为个连续时间槽组合；则确定投标时间段方式：从H_g中选出以为结束时间的个连续时间槽组合，以表示；

步骤5-3-1-2：将带入式(2)求得投标价格

步骤5-3-1-3：用户代理A_i的投标方案为其中表示投标时间段为

步骤5-3-2：当有多个时，其最优解有多个，对应的投标时间段亦有多个：

步骤5-3-2-1：投标时间段为个连续时间槽组合；确定投标时间段方式：从H_g中选出以为最晚结束时间的任意个连续时间槽组合，表示为共有Num个时间段，其中

步骤5-3-2-2：对于多个最优由于相等，将任意带入式(2)即求得投标价格所有投标时间段的投标价格均为

步骤5-3-2-3：用户代理A_i的投标方案为其中表示投标时间段为之间任意个连续时间槽组合；

步骤6：资源代理A₀进行定标决策：

步骤6-1：资源代理接收投标，判断是否存在投标时间冲突：

若对于进行投标的用户代理数量小于等于1，则证明不存在投标时间冲突，所有用户代理全部中标，中标方案即为其投标方案，转到步骤8-2；否则，如进行投标的用户代理数量大于1，则继续执行步骤6-2；

步骤6-2，资源代理利用贪心算法形成临时调度方案：

步骤6-2-1：资源代理按式(4)计算针对所有投标方案的自身目标函数

步骤6-2-2：对按从大到小的顺序，将对应的投标方案进行非递增排序，若相同则优先排列i较小的得到序列记为L_g；

步骤6-2-3：按步骤6-2-2中排序依次将L_g中安排在m台同速并行机中上一轮结束时间最早的同速并行机上，判断对应用户代理A_i是否中标，及确定中标方案：

步骤6-2-3-1：当安排时，若存在同速并行机M_j，j＝1,2,...,m在投标时间段是空闲的，表明能被安排即用户代理A_i中标，中标方案为其投标方案，即若m台同速并行机在投标时间段中任意时间槽上均被占用，则表明无法被安排即用户代理A_i失标；

步骤6-2-3-2：当安排时，若存在同速并行机M_j，j＝1,2,...,m在之间的Num个投标时间段中至少有一个是空闲的，表明能被安排即用户代理A_i中标，中标方案为：

步骤6-2-3-2-1：如果空闲时间段有且只有一个，中标时间段为此空闲时间段，中标工件和中标价格保持不变，分别为和

步骤6-2-3-2-2：如果空闲时间段有多个，选取完工时间最小的时间段作为中标时间段，中标工件和中标价格保持不变，分别为和

若m台同速并行机在投标时间段中任意时间槽上均被占用，则表明无法被安排即用户代理A_i失标；

步骤6-2-3-3：通知用户代理A_i是否中标，将中标方案发送给中标的用户代理；

步骤6-3：资源代理更新拍卖时间槽要价：

令η_it＝1表示时间槽C_g-1+t被分配给用户代理A_i，η_it＝0表示时间槽C_g-1+t没有被分配给用户代理A_i，i∈{1,2,...,n}，对于资源代理对C_g-1+t的要价按式(5)进行更新：

步骤7：用户代理调整投标信息并再次投标：

步骤7-1：对于已中标的用户代理A_i，投标方案为其中标方案；

步骤7-2：对于未中标的用户代理A_i，执行以下步骤：

步骤7-2-1：根据原有可行完工时间集按式(6)和式(7)重新计算对应的投标价格和目标函数值

步骤7-2-2：用户代理A_i选出最大目标函数值按如下方式确定投标时间段和对应的投标价格，并向资源代理A₀发出投标：

步骤7-2-2-1：当只有一个时，其最优解是唯一的，对应的投标时间段是唯一的：

步骤7-2-2-1-1：投标时间段为个连续时间槽组合；则确定投标时间段方式：从H_g中选出以为结束时间的个连续时间槽组合，以表示；

步骤7-2-2-1-2：将带入式(2)求得投标价格

步骤7-2-2-1-3：用户代理A_i的投标方案为其中表示投标时间段为

步骤7-2-2-2：当有多个时，其最优解有多个，对应的投标时间段亦有多个：

步骤7-2-2-2-1：投标时间段为个连续时间槽组合；确定投标时间段方式：从H_g中选出以为最晚结束时间的任意个连续时间槽组合，表示为共有Num个时间段，其中

步骤7-2-2-2-2：对于多个最优由于相等，将任意带入式(2)即求得投标价格所有投标时间段的投标价格均为

步骤7-2-2-2-3：用户代理A_i的投标方案为其中表示投标时间段为之间任意个连续时间槽组合；

步骤8：当前阶段拍卖协商调度完成：

步骤8-1：循环执行步骤6至步骤7，直至所有投标的用户代理全部中标；

步骤8-2：所有用户代理中标方案组成第g阶段局部调度方案，按照局部调度方案更新当前阶段同速并行机最早结束时间C_g；

步骤8-3：用户代理A_i将已被安排工件从原工件集中移除，更新待加工工件集

步骤9：令g加1，当g＝G时，所有阶段局部调度方案组成最终全局调度方案，结束调度过程；否则，当gG时，转到步骤2。