1 | package agents.anac.y2015.AgentX;
|
---|
2 |
|
---|
3 | import java.util.ArrayList;
|
---|
4 | import java.util.Collections;
|
---|
5 | import java.util.HashMap;
|
---|
6 | import java.util.List;
|
---|
7 | import java.util.Random;
|
---|
8 |
|
---|
9 | import genius.core.Bid;
|
---|
10 | import genius.core.issue.Issue;
|
---|
11 | import genius.core.issue.IssueDiscrete;
|
---|
12 | import genius.core.issue.IssueInteger;
|
---|
13 | import genius.core.issue.IssueReal;
|
---|
14 | import genius.core.issue.Value;
|
---|
15 | import genius.core.issue.ValueInteger;
|
---|
16 | import genius.core.issue.ValueReal;
|
---|
17 | import genius.core.utility.AdditiveUtilitySpace;
|
---|
18 |
|
---|
19 | public class bidSearch {
|
---|
20 | private AdditiveUtilitySpace utilitySpace;
|
---|
21 | private negotiatingInfo negotiatingInfo; // 交渉情報
|
---|
22 | private Bid maxBid = null; // 最大効用値Bid
|
---|
23 |
|
---|
24 | // 探索のパラメータ
|
---|
25 | private static int SA_ITERATION = 1;
|
---|
26 | static double START_TEMPERATURE = 1.0; // 開始温度
|
---|
27 | static double END_TEMPERATURE = 0.0001; // 終了温度
|
---|
28 | static double COOL = 0.999; // 冷却度
|
---|
29 | static int STEP = 1;// 変更する幅
|
---|
30 | static int STEP_NUM = 1; // 変更する回数
|
---|
31 |
|
---|
32 | public bidSearch(AdditiveUtilitySpace utilitySpace,
|
---|
33 | negotiatingInfo negotiatingInfo) throws Exception {
|
---|
34 | this.utilitySpace = utilitySpace;
|
---|
35 | this.negotiatingInfo = negotiatingInfo;
|
---|
36 | initMaxBid(); // 最大効用値Bidの初期探索
|
---|
37 | negotiatingInfo.setValueRelativeUtility(maxBid); // 相対効用値を導出する
|
---|
38 | }
|
---|
39 |
|
---|
40 | // 最大効用値Bidの初期探索(最初は効用空間のタイプが不明であるため,SAを用いて探索する)
|
---|
41 | private void initMaxBid() throws Exception {
|
---|
42 | int tryNum = utilitySpace.getDomain().getIssues().size(); // 試行回数
|
---|
43 | maxBid = utilitySpace.getDomain().getRandomBid(null);
|
---|
44 | for (int i = 0; i < tryNum; i++) {
|
---|
45 | try {
|
---|
46 | do {
|
---|
47 | SimulatedAnnealingSearch(maxBid, 1.0);
|
---|
48 | } while (utilitySpace.getUtility(maxBid) < utilitySpace
|
---|
49 | .getReservationValue());
|
---|
50 | if (utilitySpace.getUtility(maxBid) == 1.0) {
|
---|
51 | break;
|
---|
52 | }
|
---|
53 | } catch (Exception e) {
|
---|
54 | System.out.println("最大効用値Bidの初期探索に失敗しました");
|
---|
55 | e.printStackTrace();
|
---|
56 | }
|
---|
57 | }
|
---|
58 | }
|
---|
59 |
|
---|
60 | // Bidを返す
|
---|
61 | public Bid getBid(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
62 | // Type:Realに対応(暫定版)
|
---|
63 | for (Issue issue : negotiatingInfo.getIssues()) {
|
---|
64 | switch (issue.getType()) {
|
---|
65 | case REAL:
|
---|
66 | try {
|
---|
67 | return (getRandomBid(threshold));
|
---|
68 | } catch (Exception e) {
|
---|
69 | System.out.println("Bidのランダム探索に失敗しました(Real)");
|
---|
70 | e.printStackTrace();
|
---|
71 | }
|
---|
72 | break;
|
---|
73 | default:
|
---|
74 | break;
|
---|
75 | }
|
---|
76 | }
|
---|
77 |
|
---|
78 | // Type:Integer and Discrete
|
---|
79 | try {
|
---|
80 | Bid bid = getBidbyAppropriateSearch(baseBid, threshold); // 閾値以上の効用値を持つ合意案候補を探索
|
---|
81 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
82 | bid = new Bid(maxBid);
|
---|
83 | } // 探索によって得られたBidがthresholdよりも小さい場合,最大効用値Bidを基準とする
|
---|
84 | return bid;
|
---|
85 | } catch (Exception e) {
|
---|
86 | System.out.println("Bidの探索に失敗しました");
|
---|
87 | e.printStackTrace();
|
---|
88 | return baseBid;
|
---|
89 | }
|
---|
90 | }
|
---|
91 |
|
---|
92 | // ランダム探索
|
---|
93 | private Bid getRandomBid(double threshold) throws Exception {
|
---|
94 | HashMap<Integer, Value> values = new HashMap<Integer, Value>(); // pairs
|
---|
95 | // <issuenumber,chosen
|
---|
96 | // value
|
---|
97 | // string>
|
---|
98 | List<Issue> issues = utilitySpace.getDomain().getIssues();
|
---|
99 | Random randomnr = new Random();
|
---|
100 |
|
---|
101 | Bid bid = null;
|
---|
102 | do {
|
---|
103 | for (Issue lIssue : issues) {
|
---|
104 | switch (lIssue.getType()) {
|
---|
105 | case DISCRETE:
|
---|
106 | IssueDiscrete lIssueDiscrete = (IssueDiscrete) lIssue;
|
---|
107 | int optionIndex = randomnr.nextInt(lIssueDiscrete
|
---|
108 | .getNumberOfValues());
|
---|
109 | values.put(lIssue.getNumber(),
|
---|
110 | lIssueDiscrete.getValue(optionIndex));
|
---|
111 | break;
|
---|
112 | case REAL:
|
---|
113 | IssueReal lIssueReal = (IssueReal) lIssue;
|
---|
114 | int optionInd = randomnr.nextInt(lIssueReal
|
---|
115 | .getNumberOfDiscretizationSteps() - 1);
|
---|
116 | values.put(
|
---|
117 | lIssueReal.getNumber(),
|
---|
118 | new ValueReal(lIssueReal.getLowerBound()
|
---|
119 | + (lIssueReal.getUpperBound() - lIssueReal
|
---|
120 | .getLowerBound())
|
---|
121 | * (double) (optionInd)
|
---|
122 | / (double) (lIssueReal
|
---|
123 | .getNumberOfDiscretizationSteps())));
|
---|
124 | break;
|
---|
125 | case INTEGER:
|
---|
126 | IssueInteger lIssueInteger = (IssueInteger) lIssue;
|
---|
127 | int optionIndex2 = lIssueInteger.getLowerBound()
|
---|
128 | + randomnr.nextInt(lIssueInteger.getUpperBound()
|
---|
129 | - lIssueInteger.getLowerBound());
|
---|
130 | values.put(lIssueInteger.getNumber(), new ValueInteger(
|
---|
131 | optionIndex2));
|
---|
132 | break;
|
---|
133 | default:
|
---|
134 | throw new Exception("issue type " + lIssue.getType()
|
---|
135 | + " not supported by Atlas3");
|
---|
136 | }
|
---|
137 | }
|
---|
138 | bid = new Bid(utilitySpace.getDomain(), values);
|
---|
139 | } while (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold);
|
---|
140 |
|
---|
141 | return bid;
|
---|
142 | }
|
---|
143 |
|
---|
144 | // Bidの探索
|
---|
145 | private Bid getBidbyAppropriateSearch(Bid baseBid, double threshold) {
|
---|
146 | Bid bid = new Bid(baseBid);
|
---|
147 | try {
|
---|
148 | // 線形効用空間用の探索
|
---|
149 | if (negotiatingInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
150 | bid = relativeUtilitySearch(threshold);
|
---|
151 | if (utilitySpace.getUtility(bid) < threshold) {
|
---|
152 | negotiatingInfo.utilitySpaceTypeisNonLiner();
|
---|
153 | } // 探索に失敗した場合,非線形効用空間用の探索に切り替える
|
---|
154 | }
|
---|
155 |
|
---|
156 | // 非線形効用空間用の探索
|
---|
157 | if (!negotiatingInfo.isLinerUtilitySpace()) {
|
---|
158 | Bid currentBid = null;
|
---|
159 | double currentBidUtil = 0;
|
---|
160 | double min = 1.0;
|
---|
161 | for (int i = 0; i < SA_ITERATION; i++) {
|
---|
162 | currentBid = SimulatedAnnealingSearch(bid, threshold);
|
---|
163 | currentBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
164 | if (currentBidUtil <= min && currentBidUtil >= threshold) {
|
---|
165 | bid = new Bid(currentBid);
|
---|
166 | min = currentBidUtil;
|
---|
167 | }
|
---|
168 | }
|
---|
169 | }
|
---|
170 | } catch (Exception e) {
|
---|
171 | System.out.println("SA探索に失敗しました");
|
---|
172 | System.out.println("Problem with received bid(SA:last):"
|
---|
173 | + e.getMessage() + ". cancelling bidding");
|
---|
174 | }
|
---|
175 | return bid;
|
---|
176 | }
|
---|
177 |
|
---|
178 | // 相対効用値に基づく探索
|
---|
179 | private Bid relativeUtilitySearch(double threshold) throws Exception {
|
---|
180 | Bid bid = new Bid(maxBid);
|
---|
181 | double d = threshold - 1.0; // 最大効用値との差
|
---|
182 | double concessionSum = 0.0; // 減らした効用値の和
|
---|
183 | double relativeUtility = 0.0;
|
---|
184 | HashMap<Issue, HashMap<Value, Double>> valueRelativeUtility = negotiatingInfo
|
---|
185 | .getValueRelativeUtility();
|
---|
186 | List<Issue> randomIssues = negotiatingInfo.getIssues();
|
---|
187 | Collections.shuffle(randomIssues);
|
---|
188 | ArrayList<Value> randomValues = null;
|
---|
189 | for (Issue issue : randomIssues) {
|
---|
190 | randomValues = negotiatingInfo.getValues(issue);
|
---|
191 | Collections.shuffle(randomValues);
|
---|
192 | for (Value value : randomValues) {
|
---|
193 | relativeUtility = valueRelativeUtility.get(issue).get(value); // 最大効用値を基準とした相対効用値
|
---|
194 | if (d <= concessionSum + relativeUtility) {
|
---|
195 | bid = bid.putValue(issue.getNumber(), value);
|
---|
196 | concessionSum += relativeUtility;
|
---|
197 | break;
|
---|
198 | }
|
---|
199 | }
|
---|
200 | }
|
---|
201 | return bid;
|
---|
202 | }
|
---|
203 |
|
---|
204 | // SA
|
---|
205 | private Bid SimulatedAnnealingSearch(Bid baseBid, double threshold)
|
---|
206 | throws Exception {
|
---|
207 | Bid currentBid = new Bid(baseBid); // 初期解の生成
|
---|
208 | double currenBidUtil = utilitySpace.getUtility(baseBid);
|
---|
209 | Bid nextBid = null; // 評価Bid
|
---|
210 | double nextBidUtil = 0.0;
|
---|
211 | ArrayList<Bid> targetBids = new ArrayList<Bid>(); // 最適効用値BidのArrayList
|
---|
212 | double targetBidUtil = 0.0;
|
---|
213 | double p; // 遷移確率
|
---|
214 | Random randomnr = new Random(); // 乱数
|
---|
215 | double currentTemperature = START_TEMPERATURE; // 現在の温度
|
---|
216 | double newCost = 1.0;
|
---|
217 | double currentCost = 1.0;
|
---|
218 | List<Issue> issues = negotiatingInfo.getIssues();
|
---|
219 |
|
---|
220 | while (currentTemperature > END_TEMPERATURE) { // 温度が十分下がるまでループ
|
---|
221 | nextBid = new Bid(currentBid); // next_bidを初期化
|
---|
222 | for (int i = 0; i < STEP_NUM; i++) { // 近傍のBidを取得する
|
---|
223 | int issueIndex = randomnr.nextInt(issues.size()); // 論点をランダムに指定
|
---|
224 | Issue issue = issues.get(issueIndex); // 指定したindexのissue
|
---|
225 | ArrayList<Value> values = negotiatingInfo.getValues(issue);
|
---|
226 | int valueIndex = randomnr.nextInt(values.size()); // 取り得る値の範囲でランダムに指定
|
---|
227 | nextBid = nextBid.putValue(issue.getNumber(),
|
---|
228 | values.get(valueIndex));
|
---|
229 | nextBidUtil = utilitySpace.getUtility(nextBid);
|
---|
230 | if (maxBid == null
|
---|
231 | || nextBidUtil >= utilitySpace.getUtility(maxBid)) {
|
---|
232 | maxBid = new Bid(nextBid);
|
---|
233 | } // 最大効用値Bidの更新
|
---|
234 | }
|
---|
235 |
|
---|
236 | newCost = Math.abs(threshold - nextBidUtil);
|
---|
237 | currentCost = Math.abs(threshold - currenBidUtil);
|
---|
238 | p = Math.exp(-Math.abs(newCost - currentCost) / currentTemperature);
|
---|
239 | if (newCost < currentCost || p > randomnr.nextDouble()) {
|
---|
240 | currentBid = new Bid(nextBid); // Bidの更新
|
---|
241 | currenBidUtil = nextBidUtil;
|
---|
242 | }
|
---|
243 |
|
---|
244 | // 更新
|
---|
245 | if (currenBidUtil >= threshold) {
|
---|
246 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
247 | targetBids.add(new Bid(currentBid));
|
---|
248 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
249 | } else {
|
---|
250 | if (currenBidUtil < targetBidUtil) {
|
---|
251 | targetBids.clear(); // 初期化
|
---|
252 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
253 | targetBidUtil = utilitySpace.getUtility(currentBid);
|
---|
254 | } else if (currenBidUtil == targetBidUtil) {
|
---|
255 | targetBids.add(new Bid(currentBid)); // 要素を追加
|
---|
256 | }
|
---|
257 | }
|
---|
258 | }
|
---|
259 | currentTemperature = currentTemperature * COOL; // 温度を下げる
|
---|
260 | }
|
---|
261 |
|
---|
262 | if (targetBids.size() == 0) {
|
---|
263 | return new Bid(baseBid);
|
---|
264 | } // 境界値より大きな効用値を持つBidが見つからなかったときは,baseBidを返す
|
---|
265 | else {
|
---|
266 | return new Bid(targetBids.get(randomnr.nextInt(targetBids.size())));
|
---|
267 | } // 効用値が境界値付近となるBidを返す
|
---|
268 | }
|
---|
269 | } |
---|