[1] | 1 | package agents.anac.y2015.DrageKnight.etc;
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---|
| 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 |
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---|
| 19 | public class bidSearch {
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---|
| 20 | private AdditiveUtilitySpace utilitySpace;
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---|
| 21 | private negotiatingInfo negotiatingInfo; // 交渉情報
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---|
| 22 | private Bid maxBid = null; // 最大効用値Bid
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---|
| 23 |
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---|
| 24 | // 探索のパラメータ
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---|
| 25 | private static int SA_ITERATION = 1;
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| 26 | static double START_TEMPERATURE = 1.0; // 開始温度
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---|
| 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 |
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---|
| 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
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---|
| 38 | }
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---|
| 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)
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---|
| 41 | private void initMaxBid() throws Exception {
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---|
| 42 | int tryNum = utilitySpace.getDomain().getIssues().size(); // 試行回数
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---|
| 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
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---|
| 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
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---|
| 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 |
|
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| 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) {
|
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| 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 | } |
---|