一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖方法

本发明涉及移动边缘计算网络中计算资源分配，尤其涉及一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖方法。

背景技术：

1、物联网设备和大数据的普及催生了广泛的创新型移动应用，如智能家居自动化、增强现实(augmented reality，ar)零售和实时交通管理系统。这些应用通常依赖于复杂的数据分析计算，给电力和电池供应有限的单个设备带来了显著挑战。幸运的是，移动边缘计算(mobile edge computing，mec)作为一种流行技术，将通信、计算和存储资源引入网络边缘，促进了异构网络实体间的响应和成本效益资源共享。然而，由于边缘服务器(资源提供者)资源供应有限和日益增长的资源需求(资源请求者)，确保延迟敏感应用的顺利实施面临困难。为在资源供需之间建立互利桥梁，双重拍卖作为一种有前景的工具，可形成激励性资源交易市场，在资源卖家和资源买家之间进行服务交易，从而提升资源利用率和整体网络性能。众多研究探讨了移动边缘网络中拍卖促进的资源分配问题，但是普遍存在效果较差的缺陷。

技术实现思路

1、第一方面，本发明的实施例提供了一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖方法，该方法包括：

2、s1，对mec网络进行初始化以及参数定义；

3、第一阶段，包括s2-s4：

4、s2，令mec网络中的各个资源卖家和各个资源买家以密封方式向拍卖平台提交报价，并通过预设交易算法来执行预双重拍卖，根据不同的超售率测试结果来确定最优资源分配和合同条款；

5、s3，利用预双重拍卖阶段的结果来优化资源分配，减少实时交易中的决策延迟，确保资源卖家和资源买家的合同能够在实际交易中直接履行；

6、s4：重复s2-s3，直到找到最佳超售率，并获得最终的资源分配和合同条款；

7、第二阶段，包括s5-s7：

8、s5，基于资源买家的实际出席情况和资源卖家的空闲资源情况筛选出参与第二阶段拍卖的资源买家；

9、s6，更新参与第二阶段拍卖的资源买家；

10、s7，执行第二阶段拍卖，得到最终的匹配矩阵和定价方案。

11、在第一方面的一些可实现方式中，s1包括：

12、设定存在多个终端用户作为资源买家，表示为b＝{b1,…,bn,…,b|b|}，各个bn∈b，由四元组{tn,vm,n,bidm,n,αn}表示，其中，tn表示资源需求，vm,n表示单位估值，bidm,n表示单位出价，αn～ber(an,1―an)表示参与概率；

13、设定存在多个边缘服务器作为资源卖家，表示为s＝{s1,…,sm,…,s|s|}，各个sm∈s，由三元组{cm,askm,rm}表示，其中，cm表示单位成本，askm是单位价格，rm～bin(dm,rm)表示资源供应；

14、设定存在一个云服务器作为拍卖平台。

15、在第一方面的一些可实现方式中，s2包括：

16、成员选择：重新排列资源买家和资源卖家列表，按资源买家的平均出价和资源卖家的要价排序，确定关键资源买家和关键资源卖家的索引，确保预算平衡；

17、合同设计：使用二分搜索算法确定获胜资源买家的最终支付金额，并确保合同条款符合双方的利益；

18、超售率优化：通过测试不同的超售率，记录每种情况下的长期合同条款，选择能带来最高预期社会福利的合同方案。

19、在第一方面的一些可实现方式中，s5包括：

20、初始化匹配矩阵，支付和收入为空集，志愿者集合为空集；

21、遍历所有资源卖家和资源买家，检查资源买家到场情况和资源卖家空闲资源情况，提取符合协议的资源买家，将其加入志愿者集合，并更新相关参数。

22、在第一方面的一些可实现方式中，s6包括：

23、遍历所有资源卖家和资源买家，检查是否存在符合第二阶段的拍卖条件的资源买家，若存在符合第二阶段的拍卖条件的资源买家，则将其加入资源买家集合，并更新资源卖家的可用资源。

24、第二方面，本发明的实施例提供了一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖装置，该装置包括：

25、初始化模块，用于s1，对mec网络进行初始化以及参数定义；

26、第一阶段处理模块，用于第一阶段，包括s2-s4：

27、s2，令mec网络中的各个资源卖家和各个资源买家以密封方式向拍卖平台提交报价，并通过预设交易算法来执行预双重拍卖，根据不同的超售率测试结果来确定最优资源分配和合同条款；

28、s3，利用预双重拍卖阶段的结果来优化资源分配，减少实时交易中的决策延迟，确保资源卖家和资源买家的合同能够在实际交易中直接履行；

29、s4：重复s2-s3，直到找到最佳超售率，并获得最终的资源分配和合同条款；

30、第二阶段处理模块，用于第二阶段，包括s5-s7：

31、s5，基于资源买家的实际出席情况和资源卖家的空闲资源情况筛选出参与第二阶段拍卖的资源买家；

32、s6，更新参与第二阶段拍卖的资源买家；

33、s7，执行第二阶段拍卖，得到最终的匹配矩阵和定价方案。

34、第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上所述的方法。

35、第四方面，本发明的实施例提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如上所述的方法。

36、在本发明的实施例中，通过预双重拍卖和超售策略，引入了一种新颖的资源分配机制，允许预订的资源超出实际供给量，从而在动态条件下提高资源利用率。该框架设计了边缘服务器与终端用户之间以及边缘与云服务器之间的预签前向交易合同，通过分析供需波动的历史数据，确定适当的超售率以优化资源使用。合同设计被构建为一个多目标优化问题，旨在最大化终端用户、边缘服务器和云服务器的效用。提出的双阶段多边谈判方案促进了各方达成协议。

37、应当理解，技术实现要素：部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s5包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s6包括：

6.一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖装置，其特征在于，所述装置包括：

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

8.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结本发明的实施例提供了一种基于资源超售的快速可信双阶段双重拍卖方法。该方法包括：S1，对MEC网络进行初始化以及参数定义；第一阶段，包括S2‑S4：S2，令各个资源卖家和各个资源买家以密封方式向拍卖平台提交报价，并通过预设交易算法来执行预双重拍卖，根据不同的超售率测试结果来确定最优资源分配和合同条款；S3，利用预双重拍卖阶段的结果来优化资源分配；S4：重复S2‑S3，直到找到最佳超售率，并获得最终的资源分配和合同条款；第二阶段，包括S5‑S7：S5，基于资源买家的实际出席情况和资源卖家的空闲资源情况筛选出参与第二阶段拍卖的资源买家；S6，更新参与第二阶段拍卖的资源买家；S7，执行第二阶段拍卖，得到最终的匹配矩阵和定价方案。技术研发人员：李王明卉,龚炜,李莉,周远强,马磊,许佳受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10