a market-based model for resource allocation in agent systems

20

Upload: hoanghanh

Post on 30-Jan-2017

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

�������� ����� ��� ����� �� ����� ���

������� �� ������� �����

�������� �����

����� �� ���� ����� �!���� "���

�� ���� ��!���

�������� ����� #�$������%

&�������% �� "�������

� ���������� ���� ���

������� � ������� �� �����

�����

�������������

������ �������� ��� ���

������ ����� �����

������ ���������

��������

Page 2: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

��������

�� ��������� �� ������� �������� ������� ����� ���� � ���������� � ������� ��������� � �������� ���� ��� �������� ������������� ������� ������� � ��������� ������� ��� ����� ��� � ������� ���������� ��� �� ������������ �� ����� �� ��� ��� � ������� � �������� ����� �������� ���� ������ ����������� ������ ���� ��� �������� ������� ��� ��� � ����� ������� ������ ��� ������ ��� �������� ������������ ����� ��� ��� ��� ��� � �������� ������� �� ������ ��������� ��� ���������� �� ���� ���� ��

� ����� ������ �������� ������� ������ ��� ����� ��������� �� ������� ���� ������� ����� � ������� �������� �� ����� ����������� ���������� ��� ������ ��� ����� ������ ������� ����� �� ���� � �������������� ������� �� � � �� ����� � ������ � �������������� ��� �� ���������� �������� ��� ����� �� ������ �� ������� �� ����� ����� � �� ��� �� �������� ��� ������ ���� ������ ������������� ������� ���������� ��� �����!� ���� �� ���� ������� ���� ��� ����� ���� ��������� �� ������� ������ ��� �����

��� �� ������ ������� ��� ������ ��� � ��� ���� ��� ��� ������"�� ������ �� ��������� ������ ������ ������� ��� �� � ���������� ����� ������ �������� ��� ������������ ��� ���� ������� ������!������ ��� �� ������� ����� �#��� ������! ����������

��� ����������

������ ��� ��� �������� �� � � ��������� ����������� ������� ��� ����������� ��� �������� � �� ����� � � ���� ���� ������� �� ����� ��������������� ������� � �������� ��������� �� ������ ���� ����� �������� � ��� �� �� � ����� � ����� ������ ���� ���� ���� ������������ ����� ������� �� ��� ���� ��� ����������� �� ��� ��� ���� �� � ���� �� ��� �������� ������ � ���� ����� ��� � ������ ���� �������� � � �������� ������ �� ��� � � �� ���� ��������� ������� ! ��� �"� �� ���������� ������ �� ��� ��� ������ � ��� ���� �������� �� #����� ��� ������ ������ �� ������� $ �������� ������ ���� � �������� � � ���� ����� ��� �������� � � ��������� � ������ ��� ��� � ����� ��� ���

�� � �� ����� �� ���� �� ������ ������ ��� ���� �� ������ � �������� ��� ������� �� ��� ���� ���� ���� ���� ��� ������%� ���� ������ ��� �������� � ��������� ��������� ������� &���� ������� � ��� ������% ������ � ��� ���� ��� ����� ���� ��� �� � �� �����%� ��� ��� ��� ������ ������� � ������ �� � ��������� ������� � ���������

�� ����� �� '��� � (�) ���� ������� � �� �� ���� �� ���� �������� �� ����� �������� �� '��� � (�*� �� �������+� � �� �� ���� � ��� �� ���� � ����� ��������� � � � ��� ������� �� �� ���� � ��� ����� ��� � � �� �� '��� � (�, � ���� �� ������ �� �� ����� � �������+� � � ��� �����%� �"���� � ���� � � ������� � ����� ����� � �������� '��� � (�- �������� ������� � ������ � ������ �������� � ��� ����� ����� ����� ��� � � ��� �� �� � ���� �� �#������ ��� ����+�� ������ �� ����� � ��� ����� ��� ���� �� ������� �� �����%� ���� ����� ���

Page 3: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�� %������ &

������ ������� �� ���� �� ���� ��������� �� �������+� ������� ������� �� �� '��� � (�. ��� ���� �� /������ �� �� ������ ������� ������ ���� ��������� ��� ���������� � �� ������ � � �� ������ ����� ��������� '��� � (�0�

�� �������

�� �� � �� ����� ����������� ����� ������% � ������� ��� �������������� ��� � �� � ���������1 ����� ��� ������� ������ ��� ����� �������� ������ � � ���� ��� &� � �����+� ����� ���� ������ 2����� ���������� ��� ��� ����� � ��� ������ � ���� � ����� ������� ���� ��������� ������� �� � ����� � ���� � ���� ����� ���� ������ ���� � � �� ����"����� � �������� ����� ��� ������� ��� � ����� ����� ��������� ��� ����������� ���� �� �� � �� �� ���� � � ������� �� ��� ��� �"���� � ����������������� � ��� ����� �� ���� ���� �� �� ���� � �������� �������� � ������� ��������� ������ � ����� ��������

agents sellservices

agents sellservices

sysadminsdistribute priviledgesto users

agents buyresources

deploy agentsusers

�� ���� '�� (� � ������ �� �� ������� ��������

3�� ������� �� ������� ��� �� ������ ��������� ��� ������� ����� ���� ���� ���� ����� �� � � ���� ������ �� �� ����� ������� � �������� ���� ������� ! ��� ������� �������� ���� ���� ������������ � ����������� �� ��� ��� ������ � ���� ����� �� ������� 4����� (�5 ���������� �"����� � � ��� �� �� �������

$������ �"����� �� ������ �� ���� ���� � �� ���� � ����� ����������� � ������ ��� �������� ���������� �� ��� � �� ���� � ��� �� �����%������� ���������� ��� � ������ � �� �� ��� ���� ��� $������ �"������� �� � ���� �� ��� ������ ��� � �� ���� � ����� ���������� � ������������� ��� ����� � ������% ��� ���

6 �� ��� ��� ������� ���� ������ ��� � ��� �"����� ���� ������������&��� ���� �� ���� 7��� �� ��� ������ �� � ������� �������� ���

Page 4: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

)

����&�� ��� �������� ���� ���� � ������ �������� � ���� ��� ��� ���� ����� �� ����� �� ����� ��� �� ����� � ������ � �� � ���� � ������

�� � ��� ��� ���� ������� ����������� �"����� ������ ������ ���� ����������� � � ��� ������ ����� 8�'� � ��� � !���� ��� ������ ����&��� ��� ��� �� � �� ��� ����� ��� �������� � �� �������� ��� ����&�� � �������� ���� �������������� � ����� �� �� /�"���� 2�� ��� ����� ��� ��������� ��������� � ������ ������ ����� � ����� �� ����� ��� �� � ������$ �������� ������ ����������� �� ��� ���� ����� �"���� ����� � ��������� ��� ���� � � �"��� ������� � ������ �� ������ ������ ��� �����

�� ��� � ����� �"������ �� ��� � � ������ ������� 9���� �������� ��� � ������% ��� �� ��� � � ������ � ��� � ������� ���������� � �� ��� ����� ��� ��� ����� ���� ��� ����� ������� ������ ������� ����� ����� � ����� ������� �� �� ��� ���� ��� ��� ��� ������� �� :)-� ;<�

��� ����� ������������

��� &��� ���� � ����� ����������� ��� ������ �� � �� � �� ���� �� � ������ �"������ ��� � �� ��� �� ���� � ����� �������� �� �� � ����&���������� ' �������� �"����� �������� � �� ���� =��� ������ ��������� �� ���� ���������� � �� � � � � ������� ����� ����� � ��������������� �� ������� ������ �� ��� � � ����� �� �� ����� ������ ������ ��� � &�� ��� ��� ����� ���� ���� �� � ������� �� ��� ����� ����� ���� ���������� �� ���������� � � ������ � ��� ������ ��� ������� ��� � ���� �� � ��� ��� ���������� ������� 4����� ������ ��� ��������� ���=�� � ��� ������ � ����� � ���� ��� �� ����� ���� �������� �������� � ��� ��� ������ �� ����&�� � � �� ��� ���� �������� �������� ��� ����� 2������� �������� � ��� �"����� � ���� ������ � ������� � ������ �������

����� ������

����� ��� ���� �"������ ���� �� ������ ������� :5)� 5-� 5;� )(<� �� ��� � � ����� �� ���� ���������� ���� �� ������ ��� � �������� � ����� �� ����� �� � � ��������� ������ :,<� 3�� ������ �� ����&������� 9>9 ��� ����� � � � ������� �� ������ � � ���� ���� �������� �������� ��� ���� ��� � ��� �"������ � �� ����� ��������� �� �� �� ����� 6 �� � ��������� ������� ���� �������� ������ ����������� � ������� � ��������� ������ � ������% ������ � �� � � � �������&��� ������ �� �������� ����� ������ ������ ����� ������ �� � � ������� �� ����� � � �� ������ � � ?����@ ������ � ���� �� � �� ����� 6����� ���� �� ������ ������ :5)<� ���� � ����&��� � �������������� � ��� �� ��� � � � ��� ����� �������� ���

Page 5: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�& *����� '���������� +

����� ������� ��������

�� �� ��������� ��� ��� ���� �������� �������� � �� �� ������ ������ ��������� � � ������ �� �� ���� ������� � �� � �� � ��� �#��� � ���������������� � ������� ������ ������ ��� ����� � ���� �� ���� ���"�� � � �������� �� � ������� �� �� ��� ���� ��� ��� � � ��� �� ��� ��� �"����� � �� � �� � �� � �� �����

$������ ������� � �� ���� ������ ����&�� � ��������� � ���� 9� ������� ������ �� � ������ ��� � ��� �� � ������ ������ � �� ��������� ���� ��� ����� ��� ���� ��� �� ����� �� ��� ����� 9� ������ � ��������� �� � ����� � ��� �� ����� � ������ � � �� �� ����� �� ����� ������ �"���� � ����� ����� ��� ����� ��� � ��� ����� �� �� ��� ���� ���� � ��� ����� �� ���� � ������� ��� � �������� � ��� � �� � ����� ��������� ��� �������

���� �� ��� ����� �� � ����� � � � ��� � � ��� � ��� ������� �������� ���� �� �� �� � ���% ���� ��������� � �� ���� ���� ��� ������ �"���� ������ ������� �� ����������� � ������ � � ������� �� �� ���� �� ��� ������� �������� �� ����&� � �� � ��� �� �� �� ������� �� ���� ���� � � ������� ���� ������ ������ � � ��� � �� � � ���������� �� ��� �"������

������ ���� �� ������ ���� � ��������� ������� �� �� ���� ��� ���������� ������� ��� ������ � ��� �� ������ ����� � � ��������� ������� � � ������� �� ��� ���� �� ��� �������� �������� � ������� � ������ ������� '��� � ������ �� ����� ����� ��������� � � ��%� �� �� ������������ �� �������� � � ��� � �� ��� ������ � ������� �"�� � ���� �����"����� � ������ � ���� ����� �� ������ � ����� ����� �� ���������������� � �� �� ����� ������ ��� ���� ���� ���� �������� � �� ��������� ������� ������ � � ���� ������ � :)<�

����� �������

���� �� ������ ���� �� ���� ���������� �� ����� �� ��� ���� �� �������� ��� ��������� �� �� ���� ���� �� � �� � ��� �� �� �� �������� � ���� �������� �� ������� ���������� �������� ����� ��� �� ���� ���� �� ������ ���� ����� �� �� ������ �������� ��� � ������ ��� ������ � ��� ����� ����������� � ���� �� ��� �������� ��� �� ���� ������������ ������� �� � � � ��� ������ ����� � :,<�

�� �� ������� �� � � ������ ������� � � � ������� ����� ������ �� ��������� ���� ��� �������� �� ��� ������� ���� ��� ����� � � ��� ��� ����� �� �� �"������ ������� ��� ������� ��� �� �� ��� � ����� ���� � ��� ���� � ��� �������� � �� � ��� ������ ��� �� �� ������ �� � ������������ ����� �� ������� ���� ��� �������� �������� �� ��� ������� ���������� ����� � ��� ������� ��� � ������ �� ����� � �� � � ������ ��� � �� � ������� ���� �� �"������ ��� ������� ������� � �� ������% ����� ������� �������� � �� �� � ���� �� �������� ��� �� � �� 4����� (�)�

Page 6: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

,

AgentArbiter

Bank

Agent A

transaction + collateral

collateral

collateral

collateralAgent B

�� �� � '�� ������� ���� �� ������ ���������� �������� ������� ����� ���- ���� ������ ��� ������������� � � ������� ����� ����� ��� ������� ������.��� ��� ������� ����� ��������� ������� ��� ���������� �� ������� ��� ������ ��� ������ � ���������� ���� �� ������ � ������ �� ������� ����� ��� ����� ��� ������� ���������� ������ � �������

����� ������ �������

� �������� ��� ��� ��� � ��� ���� ��� ����� � �� ��� A%������ � ��������� ������� ����� � �� ������ ��� � ��� � ����� �� ��� �������������������� :5*<� ����� ������ ��� ���� ����� � � � ����� ����� ��������� ���� ���� ��� � ��� ��� ������� � �������� ��� ������� � ����� 2�� ����������� ��� ������ ��� ��� ��� ���� �������� � �� � � �� ����� ���� ������ � �������� �� ������� �� ����� ��� � ��� ��� ������� � � �������� ��� ������ �� �� � � ��� ����� ������� � ��� � ��� ��� �� ��� ������� � ������� � ��� ������� ��� ��� �������� � ������ ��� ��� ��� ������� � �� �� ����������� � ������ �������

2�� ��� �������� � � ������ ����������� �� � ���� ��� ��� ����� &� ��������� ��� ��� ������� � ������� $������ ��� ���� ��� �������������+�� � ���� � ������� � ���� ���� ��� ����� '����� ��� ����������� ��� � �� � ������ � ������� ���� � � � ���� ������ �� ���� ��� ������

��� ���������� ���������

�� � � �� ���� � ����& ������ � �� � � ��� �� � ����� ������� � � � ��� ������� 4 � � � �� ��� � �� ������ � ������ �� �� ����� ��� ������� :.� -<� �� � ��� ������� � � � ��� ������ ����� �������� � ���� ���� �� ������ �� ��� ����� � ��� ������� ��� ���� �� � �� ���������� � � � �������� ������� � ������ � ���� ��� ������ � ��� ����+� �������������� ��� ��� ����+��� �� ��� �� ���� � �������� � � ������ � ��� � ������ ��� ����� ������������ �� �� � ��� � � ��� ����� �������� � ������+� ��� ���� ����� � �"���� � ������ � ������ ��� ��������� �������� � � � �������� �������

4 � �"����� �� ����� ��� ���� � �������� �� ����� �� �� ����� �� ������ ����� ����� � ������� ��� ��������� �� ����� �� �� ����� ��� ����

Page 7: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�) ����� %�������� /

������ ��� ����� � �� �������� �� � ������� ���� ���� ��� ����� 4����� (�*������ ��� �����%� �"���� ���������� 7�� � ��� ����� ����� ���� ��� ����������� ��� � � ��� ����� � ��� � �� � ����� ��� ���� �������

��������������������

��������������������

imageretrieval

imageprocessing

imagedisplay

�������������������������������������������������

�������������������������������������������������

agent �� ���� � ���� � � ����� �����!� ���������� '������� ���� ����� �� ��� ������ ��� ��� ���� ������ ������ � ������� ������ ��� ��������

����� �� ����� &������ � �"���� �� ��� ��������� ��� ����� ���������7�� � �� #��� �� � � ������� �� ������� � ��� ��� � ������ �� �������� � �"���� ����� ������� � ��� � ��� ��� ����� �� �� � ��� ���������� ���� ��������� ����� �� ���� ��� ������ �� ��� � � ���� � ��� ���������� ���� ����� ������� ������ �� � ���� ���� � ��� ��������� ���� � ������� � �� ����� ��� �����%� ���� ���� ������� � ��� ��� � � ���� ��� � ���������� �� B

�� �

��� ' ��� ���� ����� ������ ��� ���� �� ���� � �� � ����

�C

�� B ���

����

��� D ����

��(�5

����� ���� B �� � ��� ���������� ��� ��� � ������� ������% ����� ���

�� ��� � ���� �� ����� ������ � ����� ��� ���� �� ��� ��+� � ��� = ����� ������� �� ��� ������� �� ����� ��� ���� ��C

��� B����

�� D ���

������

�(�)

��� �� ��� � ������ �� ����� ������ �� ��� ���� ���� �������� �� ��� ���������� ���� ��C

��� B����

�� D ���

���� �(�*

Page 8: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

0

�� ������ � ������� �������� ���� ������+�� ��� ���� � ����� �������%� ��������� ����� �� ����� � ��� ���������%� ���� ��+��� ��� �� ���� ������� ������ ���� ��� �������� � � � ��� � �� �������� � &"�� ������ ��������� ��� ��� �������� � ���� ��� ����� ��� � ���� � � ������ �������� � ����� ��� ��� � ����� �� �����

�� ����� �� �������� ���� ��� �����%� ��� �� ��� �� ��� ���� ������������� �� � � ����� ����� ���� �����&���� �� ���� ��� � ��� �����%� ����4� � ���� �������� �� �� ������ �����

� � ��� ���� �����%� ����� ��� �� ���

&��� � �� �� � ����� � � ������� ������% ����� ����

� ��� �����%� ������������ �������� � � ��� ���� ��C

�� B ������

B ��"

���� � �����

�� D ������

� (

�� � �(�,

��� ���������� ��� ��� ��� �� ������� ��� ���� �����%� ��������� ��� ��� ����� � ��� � ��� �� �� �����C

�� B � ��� ���

�����

���� �(�-

�� B��

���

�(�.

�� B�� ���

�����

���� �(�0

����� � �� ��� �����%� ��������� ��� �������� ������� � ������ ���� ������ �� ����� ����� ���� �� ���� ��� � ���

�����%� ���� �� ���� ������� �� ������� �������� � � �� ���� ����������% ���� ���� �� &����� �� ���������� ������� ��� �� ���� � ������%������� ����� �� ��� �����&��� �� �� &�� ��� ���������� �� ������ �������� �����%� ������� ����� � � ���� � � � ���� �� � � ��� ��������� ������ � ���� ������� ��� ��� ��� ��� ���� � ��� ��� � � ����������% ����� ���

�� ���� ��� ������ ���� � ����� ��� ������ ��� ��� � ���

���� ������ ��� ����� ��C

�� B ���� B��� � ����

)���

���5 D

5 D

,�����

��� � ���� �

�� �(�;

Page 9: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�) ����� %�������� 1

���� � � �(� ����� ��� �� B ���� B ( ��������� ��� ����� � ����� ����������� ��� ���� �� ���� ��� ����� �� ��� � ����� �� ��� &��� � ��� ������� �� ��� ���� ��� ��� ����� � �� � � ���� �� ��� � ��� � �� ������������ ��� ������ ��� � ���� ������ �� �� ��� �� ����� �� ��������� ���� �������� ���� ���� ���� ������ � �� ������ � �� ��������� � ������ ���� ��� �� ����� ��� �� ������� �� � �� ������ � ������� E ����� �� � �� ���� +�� ���� ��� ����� ���� � � ��� ��� ����� �� ���� "����� ��� ������� ��� ��������� �� �� ���������� ��� � ������ ���� � ���� ��� ����� ���

0 1 2 3 4 50

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Congestion: θ1

Bid

: g(θ

1)

base g(θ1)

larger endowment increased future consumption g(θ

1) = θ

1

�� ���� '�� ��� � �������!� ��� �� � ������� �� ���� ��������� � ���������� � ��� �����!� ��������� ���������� ��� �������� ����� ������� ����������� ��� ��"� � ������ ����������� �� � ����� ������������

4����� (�, ������� ����� �"����� � ������% ������� ����� �� � � �����"� ����� ��� ����� �� ��� � ��� � ��� ��� ����� �� �������� 4����� � � ��������� ������ ���� ��� ���������� ���� ��� ����� �� ����� ��� ������ ��� ������ ��� � ������ �� ����� ������� ��� ���� ���� ��� ��� ������ �� � ��� � ��� ����� �� ���� �� ��� ��� ��������� � &���� ������������ ����� ������ ���� �� ����� ��� ��� ����� � �� ����� �� ��� ���� �� ��� ����� ����� ��������� 4����� ����� ����� �� �� ��� ������

�� ����� ��� �������� � � �� ��� ����� ��� � � �� �� � ����� ��� ����� � ������ ��� ���������� ��� ��� ��� �� ���� ������� ��������������� ������ ��� �������� ����� � ��� ���� ��� �� ����� ��� ������������ ��������� ��� � �� ������� � ��� ������� ����� ��� ���� ����� ���&��� � ���� � � �� ���� � B

�� ��� ��� � ���� � ����� � � ��� ��

������ �� ��� ���� � ��� ���� ����� ���� � ����� ���� ���� ���������� �E��� ���������� � � ��� ��������� � �� �������� ����� �� ����� �� �� �� ������ ���� ����� �� � ������ � � � ��� ��� ��� ��� ��� � �� ���������� ����� ��� �� ����� � ��� ����� 4����� (�- ��� �������� �� �"���� �5. ������% ������� ����� � ��� ��� �������� ����������� ���� �� �� � ����� ��������� � � ��� ��� � ��� ��������� ������� ����� ��� ��� ,-Æ ������ :.<� �� �� �� ���� ���� ����� ��� �� � � �� ������ �� � ������� ������� �"��� �� ������� ��� �� ���� ������ �� �� �����&�� ���� ����� ����

Page 10: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

2$

0 200 400 600 800 10000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Congestion: θ1

All

bids

: Σi g

i(θ1)

Σi g

i(θ

1)

θ1

�� ���� *�� � � � ������ � 2, ������! ���� � �������� � ��� ��� � � ���� ����� ������� 34�������� ������ �� ��� ����������� � �������� ��� ��� ��� ���������� ����� � ����� ������� ������ ��� ����

����� ����� ������� ����� ��� ���� ����� ���� ��� ��������� ���� ��� ������� E��� �����������

E �� ���� � ����+� 7����� � (�;� �� ����� ���� ������ ���� � �������� � ���� �� �� &" ��� ��� ��� ����� �������� � � �� ����� � ����� �������� �� ����� � ��� ��� �� ��� � � ���� ��� � ��� � ����� � ������+��"���� � ���� ����� ��� ������ �������� �� E9� ������ ��� �� ��� ����� ��������� �� ����� ���� �� ��� � ���� ��� ������� �� ��� ���� ������ :5� -<� �� ��� ������� � ����� � �� ������ ���� ��� �������� �������� � ���� "����� ����� � ����� ���� ���� ����� �����������

�� � ���� ���� ��������� ��� ���� ����� �� ��� 7����� � (�;� �� ���������� ����� � ��� ��� ��� ���������� � � ����� ����� ��� ������� ����� � ���������� ��� ���� ����� � � ��� ���� ��� ����� ��� �����%� ���� = �� ����� ������� ��� �#��������� � ��� �������� �� ��� ��"� ���� ��

��� ���������

�� �������� � ���� �� � � �� ���� ��� >����6 �� ����� ���� �� � � � �� ������� � :0< � �������� � ������� � � � ���� �� � � ���������� ��� �� ��� '���� ������� � ������ :5.<� �� >����6� � ���� �� ������ � � �������� ������ � ������� � ����� ������� ���� � ������ ��� ����� ��� �� �� ������� � ���� 5(( � �� � ��� �� ����� ���� � ������� � ������F����� �� � �� � �"��������� �������� �� � �� ���� �� ����� ���� � � � � ������ = � �"���� � ������

! �� ������ �� ���������� �� � � ������� �������� >������� ���� �������� ���� � � ������ ����� ! ��� #�� �� � ����� ������� � � ��������� ���� ��� ������ �� � 9 ��� � ���� ���� ��� �� �� ��� ���� ���

�� ����� �� �� ���� ��� ����� �� ��������� � ����� ��� �� ��� ����� � ������ ���� ���� � ��� ������� � �� � � ���� ��� ������ � ����� �������� ����������� �� �"� ������� ������������ �� � �� ����� ���� ���

Page 11: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�+ *������� 22

�� � ��� ����� ������� ���� � ��� #��� �� �� ������� ��� = � ��+�� ��������� �"� ������� � 9���� ������������ �� � �� ��� ��� ����� � ��� � ������� �������� ���� � ������� �������� �� ��� ��� � ��� �����%����� ��+��� ���� ���� � ������� ���������� ��� �����%� ����%� ������������� ��� ����� ������ ��� ��������� ������

��������� � ������ ���� �� ��� ���� �

25 ���� 56�7 �������� 56 ��5 ��� ��� ���� � #����� ������� ���� �� ��������� ��&5 �� 56 8������������� ��� � ��� � ���������9

:�� ;���

�<�;�;�

��

�: ;���

�<<<

)5 � ���� � �� ����+5 ���� 56 ��7 �������� 56 �,5 ��� �/5 ��� ���05 ������ ��������

�� ����� 5 ��� �������� � � ������ � �� ���� ����� � ������ 4 � ���� ��� ��"� ��� � � ��� � �� �������� ��� ����� ���� � ����� ����� ����������� ������� ��� ��� ������ �� ��� � � � ��� #����� ��� ���� ���������� ����� ������� ���� ����� �� �� � ����� �� ������� ���� ���

� � ���� ��� ��� ��"� ���� � �� ��� �� ���� ������+�� ��� ��� � �"���� � �������� ���� �� �������� ����� � � ��� ��"� � �� ����� �� � ����� �� ����� �������� ��� ������

���� �� ����� ������� �� ��� ����� �� ����� ����� � &������� ��� ��"����� �� ��� ����� ��� ����� ������� ���������� ��� ��� ��� ��� �� � 7������ �� (�-�(�0� � ������� ��� ������ ���� ��� ������ � ��� � � ������� ���� �� ���� �� ����� ) � ������������ ��� ���� �������� �� ����� ������� ��������� ��� �� ����� � ��� � �������� ��� ����� ��

�� ���� � ��� �����

� ������ � ����� � &�� � � ������ ���� � � �� ���� � ����� ������ � ����� ��� ����

����� � ���!����

�� � �� ��� � &��� ������ ���� �� ��� ����� ��� � ���� � ������&��������% ���� ����� �� � ���� ���� ����� �� ����� ��� ���� �� ��� ������ ������� ������ �� ��������� ����� ������ � � ��� ������ � �� ���� ������������ ���� ������ � ����� � �� � ����� � �� ��� ��������� ������������ ����� ��� ������ ���� ��� ���� �� �������� ������� ��� �� �� ������ ���� ��� ������ �� �� ������� ��� ���� ����� � ��� ���� ������������ ���� �� �� ������ �� � ���� �� ���� +�� ��� ��� ������ ������ �����+�� ������� �� ��� �� ����� ���� �� � ��� ����� � �� � ����� � ������� #�� ������� � ����� ��� �����%� ������������ ��� ���� ������ � ������� ��� ��� ��� � ��� ���� �� �������� ������� �� � ��� ����� �� � ��

Page 12: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

2�

��������� � ������� ��������� ��� ���� �

25 ���� ���� ���5 � 56 ���� ����� ��� ������=�� ������&5 ��� ��� ������ � ��)5 ������ � �;�< ��� ����� �!� ��������+5 ��� ���,5 ��� ��� ����� � ����� �� ������ �����/5 ��� ��� ������ � ��05 4���� ����� � �� �� �� ��� �15 ��� 34������ $�+�$�/ � ���� �;�<2$5 ��� ���225 ������ �� � 6

��

��� �;�< �� ;$�����;�����<<

2�5 ��� ��� ������ � ��2&5 ��� 56 � �;�<��2)5 ��� ���2+5 ��� ����

��� ��� ���� �������� � �� ��� ��� = � ����� ���� � ���� ����� ��������������� �����

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

μ−2σ μ−σ μ μ+σ μ+2σ

Idea

l Tim

e/A

ctua

l Tim

e

Endowment

exponentialPareto

�� ���� 3������� ���������� ���� ������� � ���������� �� � ��� ����������� ��� �������� ���������� �� ���� ����������� �� �� �� �������� �������� �� �������� ����������� �� ����� ��� ������������� �� .�� �� �������� ��� �� ������� ������������ �� ��"�� ��� ������� ���� � >���� �������������

�� ��� � �� �"��������� � �� � � � ������ ��� ��� ����+��� ����� ����� �������� ��������� ��� �"���������C � �� �� ��� ����+��� �� ��� �� � �� ��� ��� ��#���������� �� ������% = � ��+� ���������� �� 3�� � �� ������ �� �"� ������ ���������� � ��� ��� ���� ���� � 9���� ���������� ��

����� ��� �� ���� � ����+��� � �� ��� �"��������� 3�� ��� �� ���� "������� 0( ������ � ������ ���� ��� ���� ��� ������ �������� ���� = �� � �� �� 5,( ������ � ������� �� ��� ����� ������� �� �� ���� �� ��� ������� � �� ������ �� � � �� ��� � ����� ����� ������

4������ (�. ��� (�0 �� � ��� ���� ����� � ������ ���� ��#����� ��� ������� �� 0( ��� 5,( ������ ����+��� �� ����������� �� � � ��� ����� ���� �� ��� �������� ������� �� � � ��� ��� ����� ���� ��� 9���� ����������� � ��� � ��� ��� ������ ���� �� �"� ������ ���������� � ����

Page 13: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�+ *������� 2&

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

μ−2σ μ−σ μ μ+σ μ+2σ

Idea

l Tim

e/A

ctua

l Tim

e

Endowment

exponentialPareto

�� ���� 3������� ���������� ���� ������� � ��������� ���� ����� ��4����� ������� �� ������ �� � ����������� �� �������� ����������� �� ����� ��� ���� ��������� ��

��� ���� �"����� ����� !��� ����� ��� � �� ��� = �� ���� ��� ������� ������ ��� ������ ���� 9���� ����������� = �� ������� ���� �� ���������������� � �� ����� ���� �� �� ���� �"� ������� ����������� = � ��+���

�� ��� �"��������� ��� �� 0( ������ ����+��� �� ����� �� � ���� ���������� ����� ������� ������% �"��������� ��� ����� ���� ������ '��� ��������� �� � �� ���� � ������� ����� �� ���� ���� � ����������� ������������� ���� � ��� ������ � ���� �� ��� ���� ����� � ������ ���� �������� �������

���� ����� ������ �"���� ������ ������� � ������ � ��� ���� ��� ��� ��� ������ � � � ����� ������ � ����� ����� ������ �� ���� ������ ������ �� � ��� �� ����� ����� ������� ������% ��� ����� ��� ���� �������� ������ ���� ��� ������ �� � ��� ���� � � � ����� ����� = ���

����� "��#��$ %����

3�� ������� � ������ ������� �� ��� ����� ���� ���� ��� ��������� � �������� � �� ����� ������� ��� ����� � ��� � ��� �� ���� ���� ������� ������� ��� ����� ������� �� ������ =������ �� � �� � �� � �� ����������� ���� ������ ��� ����� � ������� ��� ������ ����� � ��� ���� ������ ��������� ��� �������� ����� ����� ������% ��� �� ��� �������� ����������� ���� ��� ����� ��

4����� (�; ��� �������� ���� ������% ���� ����� ����� ������� �� ��������� � ����� ���� �� ��� ����� � ��������� ��� &���� � �� ���� �� ���� ������ � � �������� ���� �� ���� ��� ���� ����� ���� ������ ������ ����� �������� ���� ��� �� ������ ���� ��������� ���� �� ����� � �� � ������ �� ��� ����� ��� � � ������� �� �������

����� &��� '�������

4����� (�G �� �� � ���� ���� � ��� ������� � ���� � ������� � �� ������� �� �� ������� �� �� ������ ���� ���� �� ��� ���� �����������

Page 14: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

2)

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0 2 4 6 8 10

Per

form

ance

(1x

= b

ase)

Delay Multiplier

�� ���� '�� ���� ���������� � ������ ��� � ��������� ���� ������ ������� ����� ������� � ������� ��������� � ������ ������� �� � ������ ����� ���� ���� ��� � ���

��� ����� ���� � ��� ��� ���������� �� ������ �� �"��� ���� ���� ���� ����� � � ��� � �� ����� ��������� ���� �������� ��� ������ ���� �� ����� ������

0 2 4 6 8 10 120

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

ln (θ)

Fre

quen

cy

observedGaussian

�� ���� �������� � ���������� � ���� �� � ������ ����� �� ������ ���� ���� �� ����� ������������������� �������� �� �������� ��� ����� ����� ����� ������

����� ���� �� � ������ � ��������� ������% ������ � ����� ����������� ���� ��� ���� � ������� �� ����� �� �� ��������� ��� ��� ���� �� ����� �� ������� ��� ��= ���� � ��� � ��%� ������� �� ��� ���� � ����� � ��� ����� ���� ��� ���� �� ����� ���� ������% ����� ��� ��� �� �� ��� ��� / � � ������ ��� ��� ������ �������� ' �� �� ��������� ������� � ��%� �� �� � � �� ��� � ��� ������ ��� � � �� �"������ ���� ������� ���� �� ��� � ��� ���������� � ������% ���� ����� ��� �� '��� � (�0�� �� ������ ���� �� � � ������ � ����� ���� � ������� ����� ���� ������ �������

Page 15: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�, ?����� ��� 2+

��� ������ ����

7 � �� ����� � � ��� ��� ������� �� ��� ���� ��� � � ���H �� �����"����� '�������� ���������� ���� �� � ������ ������ ���� �� ������� :)*<� '���� �� ������� ��� � �� ���� � �� ������ ���� ������� ��� � �� ������� :)-<� �� '����� ������ ���������� �� ���� �� � ��� �� ���� � ���� � ��� ������� ��� ��������� = ��� ��� ������ ������ �������� �� ��� �� ���� = �� ��� ���� ��� ����+��� � �� ����������� ��������$�������� �� �� ��� � ��� ���� �� � � � ������ � ����� ������ ��� ��� ���� ������ �� � ������� :5(<� ��� ����� �� ���� ����� ��� ���� ���� ��� � �� �#������ � ���� ���� ������ ������ � �� � ��� �������

4 ��� � ������������ ��� ���� ���� � ���� � � ��������� �������� �� � ��� &��%� ����������� 3�� � ��� &��� � ��������� �������� ��������� :).<� ���� ��� � ������ ����� ��� ������� ������� ����� ������ ����?�������@ � ���� ����& ��� ����� � ������%� � ��� ���������� ��� �������%� �������� ���� ������� ��� �����%� �������� � ������ � � �� ��� ��� ��� � ����� ������� � �� ���� ��� ��� ������� � � �� ������ � �� � ���� � � � ��� � ����� � �� � ������ �� ��� � �� � � ����&��� ���� ���������

��� >����� 6��������� �� =�� :),< ������ ������ ����� � � ��� $98����� ��� ��� �� � �������� ?�����������@ ���������� � ��� �� ��������������� �� � 9 ����������� �������� ! �� ����� ���������� ��� ������� �"������� ��� �� ��� � ��� ���� ��������� �� ��� ������� �����������

939$32E :)5< �� � ������ � � ������������ ? ��������@ � � ��� ���� ���� ��� 939$32E ������� �������� � �� ��� �� ��������������� ��� ��� ��� � � ��� ���� �� F����� ������ � � � � �� ����� ����� ���� � ����� ����� ������ ������� �� � ���� ����� �� � ���� � � � ������ � ��� ����� �"����������� ������ ���� ��� ������ �� � �� � � ������ ������ ������� �������� �� 939$32E �� ���� � � ����� ������� � ���������� �� ����� ����� �������� � �� �� ������� �� ������� 3�� ������ ��� �� ������� ��� � ��� ������ ���� ����� ���� ��� �� �� � ���� ������ ��� ��� ������ ��� � ������ � � ������� ����� � ���� ��� �"�����������

F ������ �� �� � �� ��������� ��� ����� ��� � �� ���� :*<� �� �� ����&�� � ������ ��������� ����� �� �� ���� �� � � ������ � ������������� ����� ����������� ��� F ������ �� �� ��� �� ��� �� ��� �� ��������� ���� � ����� ����� � � ��� ���� ������� ���� ������� ������� ������ �� ���� �� �� ���� �� � � ����� � �"����� ����� ���������� � ����� ��������� ���� ����� �� �������� ��������� ���� �� ���� � ����� ��� ��� �� ����� �� � ���� ��� ���� � �� ����� ���� ������� ��� ���� ����������� �� ���� ����� � �� ��� �� �������� � ����������� � ���� ����� ��� �������� �� ������+�� ��� � �� ������ ���� ���� �� � ���� ���� �� ����� � �������� �� � ��� ��� ����� ��� ����� ��� ��� �� ���� ������� ��� � �� �"��������

��� ������� �� �� ���� ������+�� ��� ����� ��� � ���� � ����������� ���������� ��=��� ������� �� ���� �� ���� ��� � �����% �������

Page 16: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

2,

������ ��� ��I2�' �� ����� :G< �� � ������ � � &����� ���������� ���������������� ���� ���" ������ ����� �� ��� ����� �� �� �� ����������������� �� � �� �� �� ��� � � �������������� � � �� �� ���� � ��� ���� ������� � � � ��� � ���� ���� �� �� ��������������� �� �� �����

6����������� ��� ��� ��� ������� �� ����� ������� � ��� ����������� �� 5GG0� ������ ����� :50< ������� � ����� ��� �� 2'� I��� � ����� � -.���� ��������� �������� �������� ��� �� =�� �� �� � ���� �� ����� ���� ����� � �� ���� � ����� � ��� �� � ��� ��� ���� � �����% �������� ��� ���� � ��� ������ ���� � ��� ��� ����� ������� � ���+��� � ������ ������ ��� ���+� �� � �� �������� ������� � � �����% ���������� ���� ���� �� ������ ������

�� ���� ��� � ������������ ��� �� 7�� � $ �������� ��% :5,< ������������� � ���� �� ��������� ����� �� �� ��� ��� ����� 7�� � $ ��������� ��% ��� ���� �� ���� ����� ������ ��������� � ���� ��� ������ �� ��� ����� ����� �� $�������� ����� �� ��������� � ��������� � � ������ ��� ������� E�� J �� ��� I � �������

��� ���������

�� �� ���� ��� ������ �� �� � ���� � ���� ������������ ��� ���� ����� A%����� � ��������� ������� ���� ������ �� ������ � ����� ������������ �� ��� ��� ������� ������� ������� ������ � � ����� �������� ������ �� ����� ����� ���� �������� �������� � � � ���� ������ � �� �������� ��� ����� � ���� �� �� ���� � ��� ����� ��� � ���� � � � �������� �� ��� ���� ��� ������ �� �� ����� ���� � �� � � ��� ����� � ����"���� � � � ������� � ����� � ������+� �"���� � ���� ����� � ������ ���������

�� �� � ����� � ��������� �� ����� ������� �� ������ ���� ���� ��� ������ � ������+� ����� ���� �"���� � ����� �� �"����� � � �� ����� ����� � �� ���" ���� ������� �� ��� 3�� � �� ������ � ������� ����� ����� � � =��� � ��� ���� �� �� � �� ��� �� ������ ������+��"���� � ���� � � ��������� ������ 8���� �� � ��� �� �� � ����� � � ���� ��� �������� ��� ����� 4 � �"����� �� �� ���� �� �� ����� �� ���������+�� ���� � � / � ��� � � ���� �� ��������� �� ���� ���� # ����������

�� ������� �� � ��� � �������� ��� ������ ����� �� ������� ��� ������ � �� � ���� �� ������ ������ ��#����� � �� ��� ��� ������� ����� ������� �� ����� ��� ���� ��� ���� ��������� �� ��� ���� ������� ���� ������% ��������� ������ ���� �� ������ �������� ������� �� ����� �� ����� �������� ��� �������� ���� ������ �� ���� � �#������ ���� �� ����� ���� �� ����� ��� ����� ��

�� ������ ���� ����� �� �� ������� �� ������� �� �� � ������ ������ ���� � ������ ���� ���������� � ������% ���� ����� ��� �� �� ��������� � � ����� � ���� ��� �� ����� � � � ����� ������ �� ���� �� ����

Page 17: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

$�/ @������� 2/

������ ��� ������� 4 � ���� ���� �� �� ��� ������� ���������� ��������� �������� ����� � ��� ����� � ��� �� � ������� � � ��� � ����� �� �������� ������ ��� � � ��� ������ �� � ��� ������� � �� � ����&�� ���� ������� �� ��� ������� ����� �� ��� �� � ������ �� ������% ���� ������ ������ ���������� ��� ����� ���� �� �����%� ���� ����� �� �� ��������� �� ��� ����� � �� ��� �� � � ��� ������� ��

�� ���� ������� � ���� �� � �� �� ���� �� ������ ���� �� �� �����������+� ����� ������� � ��� ��� ��� ��� ���� � � ����� � �� ��������� ��� � � ���� �� ��� �� � ����� � ��� ���� ���� �� ��� ? �������� �� ��� �����@ �� ����� ������� �� ���� ������ ��� ��� ����� ������� ��� ��� ��� ������ ��� ���� �� ��� � ������� ��� ������� �� ���������� � ���� �� � �� �������� ���� �� ��� �� � �� ����� � ���������� ��� ������ ��� ���� �� �� ������� 4 � �"����� � �� ������ ��� ����� ������� ����������� ���� �� ����� ��� ��� � � ����� ���� ����� ��� � ����� ���� ����� ��� �� ���� ������ ���� �� ���� ������

������� ���� ������ ��� ��� � ����� ��� ���� � ������� ��� ����&�� �� ���� ��� �� ��� �� ��� ��������� ���� �� ����� ��� ����������� �� � � � � �� ����� 2������ � ������ ����� ��� ���� ��� �# ������� � ����� � ����� ���� ��� ���� � ������ :*� 55� 5G� ))<� ' ��������� ��� � � ���� � ��� �� ��� � ���� �������� � ����� �� �� ������ ��� ����� ����� �� =��� ����������� � ����� ������� � � ��������� �� � ��� � ��������� �� ������� ���� � ����� ��� � � +�� ���� ���� � ������ �� �� ���� �� ����� � ��� � ��� �� ��� �� ���� ����� � ��� ������ ��� ���� � �������

������������� '��� ��� �� �� ���� �� ��� �� A� ������� � A������������� %B?� C)1,�$�1/�2�$&0�� A ?> ������� C&$,$��10���$2$/� ��� �� ?.=3>?� �������� �� ��� ��� � ����� ?���� D��� �� �� �������� ������ A! ����� ������ ��� E� 3����� �� �� �������� ��� �������� �������� ����������� ������� ������ ���� '��

Page 18: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

20

Page 19: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

��

2� ������ �� �� ����� �� �� ��� ��� ������ �� �� ������� ������ ����������������� �� ������������� >������� F�� B �� *���� ?����� GE� 211&�

�� �������� �� � ��� ��������� �� ������������ -���� -��� G�� H��� GH�210)�

&� ��� ������ ��� ��������� � �� ��� �� � �� �� *�4������ ������� �� ��������� � �������� ���� �� ������������� �� ��������� �� ��� ������!������ "���� ���������� �� ����#���� ���������� ;*������ *������ 2111<�

)� ������� ��� � �� !�� ��� ���� !� %����������� ������� ���� �� ����������� �� ��������� �� ��� $���� ������������ ���������� �� ��������������� ;%����� ��� %G� %�� 2110<� @% >����� � 21/I�$)�

+� ������� ��� � �� !�� ���� !�� ����"����� �� ��� #���� ��� ��� ���$����� @� ������� ������� � ������� ���������� �������� *�������� ����������� ����� �� %����!���� $������ � A������� 2111�

,� ������� ��� ����"����� �� ��� #���� ��� ���$��� ��� � �� !�� ��� ����!� ������������� �������� � ���������� ������� ������� �� ���!������ �� ��� ������ ������������ ���������� �� ���������� ����� ;E����$$$<� ' � ����

/� ���%�� � �� ��� &������ '� D'��'%5 D����� '��� ������������ �� ����� 211,� ��� 5==�����������������=���=3���J�����=������=������������"�

0� ���%��� ��� ��(��� ��� ��� ���� )� @�������5 ��������� �������� ����������� ������� ������� �� ��������� �� ��� ����� ���������������������� �� ���������� ����� ;%����� A� ?��� @ � 211/<� @% >�����

1� ������ �� *�� ��� +������� � )� '�� � K? * �������5 ���������� ����������� �� ��������� � ������ �4�������� ������� "������ ��������������� ��������� &' ;2110<� 2I�&�

2$� �����"� ��� �� ,�� ��� ����� ��� !����� �� ��� �-�������� �� *����������� ����� ������������ ����� �� %�����!(��� �������� *� F� @���������3�� ��� *��������� *���� ��� 211,� � �+&I�/&�

22� .��������� /�� ��0 ��1���"�� �� ��� ������� /� '����� ��� �� �������� �� ����� � ���������� �������5 . ���� ��� � ������� � � ������� �� ��������� �� ��� ������������ "���� ���������� �� ����#���� ���������� ;*������ *������ 2111<�

2�� ��������� ��� ������� �� � ���� �� ��� ����� )�� ��� �� ��%�����)� '�� %������ ��� �� ���� ������ �������� �������� )��� )��)�* "������ &� 2 ;������ 211,<� � �� C���� ����������� ��� ���� ���@��������� A������� 211+�

2&� ���0� �� ���� ���� � +�,�*�� �� ������ ��*���!���� ������� >�A �������A������� @���� E��� 211/� ������ �� A������� @� ���� *������'������� ?� �� '?10�&�/�

Page 20: A Market-Based Model for Resource Allocation in Agent Systems

�$ 2$

2)� �������� �� 3��� @����������� �������� ���� �������� ��������� ������ A������� 2111� >���� ������������������������� �������������������������������������� ��

2+� ��� ��� !� �� ��"� �� ,�� ��� ����-��(� 2� .� ������ ����������������� ���� '���� �� �� 'L' -� K���������� %����� F�� GE�211)�

2,� ���� ��� ��� ���(��� � ��� !������� �� ��� ���-�� ��� �� '�� *������������ ������� 2111� ��� 5==���������������= ������=������

2/� ��"���� ��� �� ���� �� ��� ������� )�� -2� � !�� ����3����� ���!�2� �� )�� ��� �������� �� ���������������� ��� 5==��������������������������� %���� �$$$�

20� 2������ �� ��� ��� ��%���(0� �� �������� ������ ��������� �� ����������������� K� �� %�M����� ��� E� >� -����� 3��� %�' >����� @��������� % �211/� � )$2I)2+�

21� )��(��� !� �-����5 �� ������ ��������� ���� ����� ������� �� ����������� ��� ��% ���������� �� ���������� �������� ;A������ @.� G�� 2111<�

�$� )�� ������ ��� ,�� ��� ,�� ��� � ���� � G��@����5 ���������� ���� �� ������ ���� �������� �� -$�� . )������� �� ���������� ��������;*� ������ 2110<� B*3G�N ��������� � �+I&,�

�2� ����%� ��� ��� 2����� 2� '�� >.>@.?G ������O �� ���� ������ ���� ������� ��������� �� ��������� �� ��� ����� ������������ ������������ ���������� �� ����������� ��������� ;@�������� *@� .��� 2110<� @%>����� � 2)0I2+/�

��� ��������� �� � ������� �� ���� ������������ �� ���������� ��������� �� ��������� �� ��� ������������ "���� ���������� �� ����#���� ����!������ ;*������ *������ 2111<�

�&� �� �������� #� '� ������� ������ �� �� ���� ����� �������������� ����� ��% &&� , ;E��� 21,0<� ))1I)+2�

�)� ��-������ �� .� . �� ������� ������ �� ���� ���� �� ��������� ����� ����� )������� �� %�*��� ����� ;-����� �� 211/<� � 20,I21/�

�+� +����3������ �� ��� ,���� ��� ,� ������ �� ��� �3��� � �� ��� ���� ���� �� +� �� * ���5 ����������� �� ������� ������ ��� �����!������� �� $������� ��������� &/� � ;C��� 211�<� 2$&I22/�

�,� +�� �� �� '� '������ � �������5 %��� ������� D����� %���� �����>� ��� 211,�