Модель машинного обучения для определения оптимальной стратегии в онлайн-аукционе
Ключевые слова:
машинное обучение, аукцион, задача наилучшего выбора, смесь нормальных распределений, EM-алгоритмАннотация
В работе рассмотрено применение модели машинного обучения для определения оптимальной стратегии пользователя для победы в аукционе на покупку товара/услуги с использованием задачи наилучшего выбора. Применение модели наилучшего выбора позволяет участникам аукциона определить стратегию, которая минимизирует ожидаемую стоимость товара/услуги на основе функции распределения его цен. На практике наиболее часто цены на товар, услугу или ресурс имеют распределение, близкое к нормальному или к смеси нормальных распределений. Возникают задачи определения числа компонент смеси нормальных распределений и определения ее параметров. Одним из распространенных методов для определения числа компонент смеси распределений является BIC критерий. Оценить неизвестные параметры смеси нормальных распределений при фиксированном числе компонент можно с помощью EM-алгоритма, однако временные затраты на оценку параметров данным методом возрастают как при увеличении объёма выборки, так и при увеличении числа рассматриваемых компонент смеси. Разработана классификационная модель машинного обучения на основе сверточной нейронной сети для автоматизации и ускорения процесса определения числа компонент смеси нормальных распределений и оценки ее параметров. Приведены результаты тренировки и тестирования модели машинного обучения. Проведено сравнение применения разработанной модели с другими алгоритмами, не использующими нейронные сети. Результаты показывают, что предложенная модель позволяет эффективно определить наиболее подходящее число компонент для смеси нормальных распределений и уменьшает скорость вычисления параметров распределения при применении EM-алгоритма. Модель машинного обучения может быть применена в различных областях, например, в финансовом анализе или для определения оптимальной стратегии в аукционе на аренду вычислительного ресурса.
Литература
2. Сонин К.И. Основы теории аукционов (Нобелевская премия по экономике 2020 года) // Вопросы экономики. 2021. No 1, C. 5–32.
3. Савватеев А.В., Филатов А.Ю. Теория и практика аукционов // Вестник ВГУ. Серия: Экономика и управление. 2018. No 3. C. 119–131.
4. Wang Y., Liu X., Zheng Z., Zhang Z., Xu M., Yu C., Wu F. On Designing a Two-stage Auction for Online Advertising // WWW ’22: Proceedings of the ACM Web Conference. 2022. pp. 90–99.
5. Shmueli G., Russo R.P., Jank W. Modeling Bid Arrivals in Online Auctions. Robert H. Smith School Research Paper No. RHS-06-001, 2004. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=902868 (accessed 26.07.2022).
6. Maslov A., Schwartz J. Imperfect Competition in Online Auctions // Journal of Mathematical Economics. 2022 Advance Access, Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4025920 (accessed 26.07.2022).
7. Harrell G., Harrison J., Mao G., Wang J. Online Auction and Secretary Problem // Int’l Conf. Scientific Computing. 2015. pp. 241–244.
8. Babaioff M., Immorlica N., Kempe D., Kleinberg R. Online auctions and generalized secretary problems // SIGecom Exch. 2008. vol. 7. no. 2. pp. 1–11.
9. Guo X. An optimal strategy for sellers in an online auction //Authors Info & Claims ACM Transactions on Internet Technology. 2002. Vol. 2, Issue 1. pp. 1–13.
10. Mazalov V.V., Ivashko A.A. Online Auction and Optimal Stopping Game with Imperfect Observation // Intelligent Information and Database Systems. ACIIDS 2020, LNCS. 2020. vol. 12033. Springer. pp. 145–156.
11. Мазалов В.В., Фалько (Ивашко) А.А. Задача наилучшего выбора и ее применение в рекламных кампаниях поисковой системы Яндекс // Интернет-Математика 2007. Яндекс. 2007. C. 126–134.
12. Ивашко Е.Е., Черных А., Ивашко А.А., Сафонов Г.Р. Эффективная по цене стратегия аренды облачных ресурсов при неопределенности цены // Математическая Теория Игр и ее Приложения. 2019. Т. 11. Вып. 3. C. 5–30.
13. McLachlan G.J., Lee S.X., Rathnayake S.I. Finite Mixture Models // Annual Review of Statistics and Its Application. 2019. vol. 6, no. 1. pp. 355–378.
14. Jank W., Shmueli G. Modeling Online Auctions. 2010. Wiley. 336 p.
15. Гойхман В., Лапий А. Построение архитектуры нейронной сети для выявления вида распределения случайных величин // Технологии и средства связи. 2016. Вып. 3, C. 36–40.
16. Khoussi S., Heckert N., Battou A., Bensalem S. Neural Networks for Classifying Probability Distributions, Technical Note (NIST TN), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. Available at:
https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=931221 (accessed 12.10.2022).
17. Королев В.Ю., Ломской В.А., Пресняков Р.Р., Рэй М. Анализ компонент волатильности с помощью метода скользящего разделения смесей // Системы и средства информатики. Специальный выпуск. 2005. М: ИПИРАН. С. 180–206.
18. Волков Н.А., Буденный С.А., Андрианова А.М. Смеси вероятностных распределений в задачах регрессии и проверки на аномальность и их применение для PVT-свойств // ТРУДЫ МФТИ. 2020. Т. 12, No 3, C. 17–43.
19. Abba Mallam Hassane, Barro Diakarya, Yam ́eogo WendKouni, Saley Bisso Pricing Multivariate European Equity Option Using Gaussians Mixture Distributions and EVT-Based Copulas // International Journal of Mathematics and Mathematical Sciences. 2021. vol. 2021. Article ID 7648093, 9 pages.
20. Javadi B., Thulasiram K.R., Rajkumar B. Characterizing spot price dynamics in public cloud environments // Future Generation Computer Systems. 2013. vol. 29. Issue 4, June 2013. pp. 988–999.
21. Ivashko A., Safonov G. Optimal strategy modelling in an online auction for the rent of computing resources // CEUR Workshop Proceedings, Volume 2792, 2020, 2nd International Workshop on Stochastic Modeling and Applied Research of Technology, SMARTY 2020; Petrozavodsk; Russian Federation; 16 August 2020. 2020. pp. 66–75.
22. Buduma N., Buduma N., Papa J. Fundamentals of Deep Learning, 2nd Edition O’Reilly Media, Inc., 2022. 296 p.
23. Голубинский А.Н., Толстых А.А. Гибридный метод обучения сверточных нейронных сетей // Информатика и автоматизация. 2021. Т. 20, Вып. 2. C. 463–490.
24. Amazon Inc. Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2). Available at: http://aws.amazon.com/ec2 (accessed 8.06.2022).
25. Kumar D., Baranwal G., Raza Z., Vidyarthi D.P. A Survey on Spot Pricing in Cloud Computing // Journal of Network and Systems Management. 2018. pp. 809–856.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) Анна Антоновна Ивашко, Георгий Романович Сафонов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).