摘要：
作為網際網路多媒體市場的一部分,網際網路廣告以豐富的内容、生動的形式、巨大的浏覽量以及指數級增長的市場佔有率成為新興廣告媒體中最重要的組成部分,其每年為網站的營運商以及參與競拍的廣告商都帶來巨額的利潤。在網際網路廣告位銷售中,營運商使用拍賣的方法為廣告資源制定合理的配置設定規則及支付規則,使得參與競拍的廣告商能靈活展示自己的偏好、高效便捷的配置廣告資源、并且最優化各方利潤。在該拍賣系統中,拍賣的組織者通過設計合理的拍賣機制,保證拍賣系統的激勵相容性、個體理性、配置效率等有利性質;競拍的參與者則作為理性的博弈參與者,根據不完全的資訊制定出最有利的競價政策。本文從資源擁有者和競拍者兩個角度,圍繞網際網路廣告組合拍賣機制的理論研究與實際應用,以最優化各方收益為目标展開研究。針對現有拍賣機制的非激勵相容性,提出最優收益競拍政策;對新興的網際網路媒體廣告視訊網站的廣告配置設定問題進行形式化定義,設計了兩種拍賣機制分别提升拍賣者的收益和全局配置效率;針對實際應用中面臨最優化目标無法在多項式時間内求解到最優解問題,設計高效演化算法進行優化。本文的主要研究内容和創新點為:(1)首先從資源競争者的角度出發,提出基于精英保留優化的競拍者政策模型:針對廣義第二價格拍賣中的非激勵相容性,提出一種多元多選擇背包競拍模型,并利用基于精英保留政策的協同量子粒子群算法對該問題進行了求解。該算法對粒子之間的運動趨勢進行了分析,充分利用粒子的尋優趨勢保持種群的多樣性。将該算法應用于多元多選擇背包标準資料集并與其它進化算法進行了比較,測試算法的求解能力。并将該算法應用于所提出的競拍模型中,在仿真平台上驗證所提出的競拍模型及優化算法的收益能力。(2)以最大化資源擁有者收益為目标,設計基于嵌釘拍賣的異質多物品預算限制拍賣機制:根據視訊廣告的特性對該問題進行形式化描述,對投智語言、拍賣機制及性質進行定義。在不限制競拍者估值的分布條件下,針對帶有預算限制的視訊廣告問題的特點,提出了一種符合激勵相容,個體理性和無正向傳播的拍賣機制,給出了相應的性質證明。對該機制下拍賣者的配置設定、支付和收益值的上下限進行了數學分析和證明。最後通過仿真實驗對機制的收益情況和社會福利進行了比較分析。(3)以最優化被拍賣标的物的配置設定效率為目标,改進二進制量子粒子群算法對競勝标問題的求解:對組合拍賣機制設計的基本問題“競勝标确定問題(Winner Determination Problem,WDP)”進行了研究。WDP是NP難的問題,且對該問題的求解精度直接影響了機制的收益及其他性質。是以文中提出了一種針對WDP問題的懲罰函數,對基本的二進制量子粒子群算法中的預初始化,局部吸引子和轉移函數的選擇進行了針對性的改進,根據種群的多樣性變化加入位置擾動因子,最後通過一系列的實驗驗證了算法的有效性。(4)為了實作對視訊廣告拍賣時長的最優化配置,設計基于VCG機制的視訊廣告拍賣機制及近似優化求解:放松預算限制的條件,針對視訊廣告市場環境設計了一種激勵相容的拍賣機制,采用最優化社會資源配置為目标,對機制的激勵相容性和個體理性等性質進行了證明。随後針對最優化社會福利的配置設定函數面臨的非線性規劃問題,應用量子粒子群競勝标确定算法進行求解,最後對參與競拍的競拍者價值函數進行了分析,使用仿真實驗對算法的有效性進行了驗證。
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