Agent-based modeling of a price information trading business

We describe an agent-based simulation of a fictional (but feasible) information trading business. The Gas Price Information Trader (GPIT) buys information about real-time gas prices in a metropolitan area from drivers and resells the information to drivers who need to refuel their vehicles. Our simulation uses real world geographic data, lifestyle-dependent driving patterns and vehicle models to create an agent-based model of the drivers. We use real world statistics of gas price fluctuation to create scenarios of temporal and spatial distribution of gas prices. The price of the information is determined on a case-by-case basis through a simple negotiation model. The trader and the customers are adapting their negotiation strategies based on their historical profits. We are interested in the general properties of the emerging information market: the amount of realizable profit and its distribution between the trader and customers, the business strategies necessary to keep the market operational (such as promotional deals), the price elasticity of demand and the impact of pricing strategies on the profit.Comment: Extended version of the paper published at Computer and Information Sciences, Proc. of ISCIS-26, 201

Uso de técnicas de negociación automática para la asignación de canales en IEEE 802.11

XII Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2015), 14/10/2015-16/10/2015, Palma de Mallorca, EspañaLas redes inalámbricas actuales deben dar soporte a cada vez más servicios telemáticos que demandan mayores prestaciones. Puesto que el espectro radioeléctrico en el que estas redes se basan es limitado, aumentar su eficiencia es ya una exigencia. En este trabajo se aborda el problema de la asignación de canales a puntos de acceso IEEE 802.11n con el objetivo de que los clientes de la red vean mejorada su experiencia de utilización. Las técnicas que se emplean con tal objetivo se basan en la negociación automática, comparándose con otras alternativas. Los resultados muestran que las técnicas de negociación son muy adecuadas para resolver el problema en cuestión, siendo capaces de obtener prestaciones superiores al resto de métodos con los que se han comparado.Comunidad de MadridMinisterio de Economía y Competitivida

Exploring Trading Strategies and Their Effects in the Foreign Exchange Market

One of the most critical issues that developers face in developing automatic systems for electronic markets is that of endowing the agents with appropriate trading strategies. In this article, we examine the problem in the foreign exchange (FX) market, and we use an agent‐based market simulation to examine which trading strategies lead to market states in which the stylized facts (statistical properties) of the simulation match those of the FX market transactions data. Our goal is to explore the emergence of the stylized facts, when the simulated market is populated with agents using different strategies: a variation of the zero intelligence with a constraint strategy, the zero‐intelligence directional‐change event strategy, and a genetic programming‐based strategy. A series of experiments were conducted, and the results were compared with those of a high‐frequency FX transaction data set. Our results show that the zero‐intelligence directional‐change event agents best reproduce and explain the properties observed in the FX market transactions data. Our study suggests that the observed stylized facts could be the result of introducing a threshold that triggers the agents to respond to periodic patterns in the price time series. The results can be used to develop decision support systems for the FX market

Aproximaciones a la aplicación de políticas de consenso en escenarios de negociación automática compleja

En escenarios de negociación complejos es frecuente la negociación de múltiples atributos interdependientes. En la negociación multiatributo es usual que existan distintas ofertas que proporcionen un mismo nivel de utilidad para el agente. Para un agente inmerso en una negociación la selección de una oferta no es trivial. Para llevar a cabo esta selección, un criterio que se suele emplear habitualmente como componente clave en muchos modelos de negociación es el criterio de similaridad. En escenarios con preferencias no monótonas y/o discontinuas este criterio se debilita debido a la ausencia de información suficiente acerca de la estructura de preferencias del oponente. Como primera contribución, esta tesis propone un protocolo de negociación que pueda trabajar de forma eficiente en espacios de utilidad complejos donde la aproximación basada en similaridad falla. En esta tesis se plantean mecanismos de negociación que permiten abordar negociaciones multiatributo complejas con espacios de preferencias no diferenciables. El protocolo propuesto extiende algunos de los principios de la búsqueda basada en patrones para realizar una búsqueda distribuida en el espacio de soluciones. Con objeto de incorporar el principio básico de exploración iterativa por patrones en nuestro protocolo, proponemos pasar de un protocolo de interacción basado en el intercambio de contratos (puntos del espacio de soluciones) a un protocolo basado en el intercambio de regiones. El protocolo define un proceso de exploración conjunta de forma recursiva. Podemos entender este proceso como una contracción iterativa del espacio de soluciones. Una vez que la región sobre la que se realiza la búsqueda es lo suficientemente pequeña como para ser interpretada como si fuera un único contrato, los agentes deciden que la negociación ha terminado. La extensión de los mecanismos de negociación descritos a un entorno de negociación multilateral exige que se incorpore un procedimiento para la agregación de las preferencias de los distintos agentes. En este contexto, y teniendo en cuenta los requisitos de privacidad y escalabilidad de las soluciones, parece natural la utilización de aproximaciones mediadas. En las aproximaciones mediadas, un mediador intenta optimizar algún tipo de métrica del bienestar social. Sin embargo, pocos trabajos han tratado de incorporar algún criterio de bienestar social en el proceso de búsqueda. Para este tipo de escenarios, se hace necesario definir nuevos conceptos de bienestar social. Esta tesis presenta además mecanismos de negociación que permiten incluir en el proceso de búsqueda de acuerdos políticas de consenso, que podrán ser definidas en términos lingüísticos, de forma que es posible especificar el tipo de acuerdo que se persigue. Para validar las contribuciones de la tesis, se ha realizado una evaluación experimental exhaustiva empleando tanto escenarios tipo como escenarios aleatorizados. Los experimentos realizados han confirmado que nuestra propuesta basada en los principios de búsqueda por patrones permite superar las limitaciones de las aproximaciones basadas en similaridad y alcanzar acuerdos consistentes con políticas de consenso definidas en el mediador de forma efectiva, abriendo una nueva línea de trabajo en el ámbito del diseño de mecanismos de negociación automática multilateral de múltiples atributos para espacios de utilidad complejos. Por último, se explora la aplicabilidad de los protocolos de negociación para espacios de utilidad de alta complejidad a escenarios reales. En concreto, se estudia el escenario de asignación de frecuencias en redes inalámbricas Wi-Fi, en el que varios proveedores de red deben acordar la asignación de frecuencias a los puntos de acceso bajo su control. Este trabajo supone la primera aplicación de este tipo de protocolos en entornos reales. Los resultados muestran que es posible alcanzar acuerdos que mejoran los obtenidos por las heurísticas que se emplean actualmente e incluso los conseguidos por optimizadores con información completa

Simulation of automated negotiation

Durch die Automatisierung von Verhandlungen sollen bessere Verhandlungsergebnisse erzielt werden können als bei Verhandlungen zwischen Menschen und neue Koordinationsformen für autonome Agentensysteme ermöglicht werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation solcher Systeme für automatisierte Verhandlungen, da operative Systeme zur Zeit noch nicht verfügbar sind. Die Arbeit basiert auf einer Erhebung und Diskussion der aktuellen Literatur im Bereich der Simulation automatisierter Verhandlungen. Existierende Ansätze weisen einige Unzulänglichkeiten bezüglich deren praktischer Umsetzbarkeit in einer offenen Umgebung wie dem Internet auf, wo automatisierte Verhandlungen nicht nur sehr schnell durchgeführt werden sondern sich auch Software-Agenten und Verhandlungsprobleme ändern können. Diese Defizite thematisierend werden Verhandlungssysteme für automatisierte Verhandlungen vorgeschlagen. Diese bestehen zum einen aus Software-Agenten, die generische Angebots- und Konzessionsstratgien verfolgen, zum anderen aus Interaktionsprotokollen, die es Agenten erlauben ihre Strategien vorübergehend oder permanent auszusetzen. Ergebnisse der Simulation dieser Systeme, mit Verhandlungsproblemen aus Verhandlungsexperimenten mit menschlichen Probanden als Input, werden für unterschiedliche Ergebnisdimensionen -- Übereinkunftshäufigkeit, Fairness, individuelle und kollektive Effizienz -- zwischen Systemen und auch mit den Ergebnissen der Experimente verglichen. Trotz fundamentaler Zielkonflikte zwischen den einzelnen Ergebnisdimensionen erzielen einige Systeme konsistent bessere Ergebnisse sowohl im Systemvergleich als auch verglichen mit den Ergebnissen der Experimente. Diese Systeme bestehen aus Software-Agenten die systematisch Angebote mit monoton abnehmendem Nutzen unterbreiten und erste Konzessionensschritte tätigen solange der Opponent bisherige Konzessionen erwidert hat. Das verwendete Interaktionsprotokoll zeichnet sich dadurch aus, dass es den Agenten erlaubt ungünstige Angebote zurückzuweisen und damit neue Angebote des Opponenten einzufordern, durch diese Unterbrechung der eigenen Angebotsstrategie können ungünstige Verhandlungsergebnisse vermieden werden.Automated negotiation is argued to improve negotiation outcomes by replacing humans and to enable coordination in autonomous systems. As operative systems do not yet exist scholars rely on simulations to evaluate potential systems for automated negotiation. This dissertation reviews the state of the art literature on simulation of automated negotiation along its main components - negotiation problem, interaction protocol, and software agents. Deficiencies of existing approaches concerning the practical application in an open environment as the Internet - where automated negotiation proceeds fast, with changing opponents, and for various negotiation problems - are identified. To address these deficiencies we develop and simulate automated negotiation systems, consisting of software agents that follow generic offer generation and concession strategies and protocols that allow these agents to interrupt their strategy to avoid exploitation and unfavorable agreements. Outcomes of simulation runs are compared across systems and to human negotiation along various outcome dimensions - proportion of agreements, dyadic and individual performance, and fairness - for various negotiation problems derived from negotiation experiments with human subjects. Though there exist trade-offs between the different outcome dimensions, systems consisting of software agents, that systematically propose offers of monotonically decreasing utility and make first concession steps if the opponent reciprocated previous concessions, and an interaction protocol that enables to reject unfavorable offers - without immediately aborting negotiations - in order to elicit new offers from the opponent, performed best. These systems performed very well in all outcome dimensions when compared with other systems and were the only that outperformed negotiation between humans in all dimensions