Peter Cramton

English

Research Papers in Economics

Market Design: Auctions and Matching 
Peter Cramton 
University of Maryland 
17 January 2008 
Economists are increasingly being asked to design markets. Alvin Roth provides a beautiful 
summary of this activity in matching markets. Here I extend the discussion to auction markets and 
emphasize connections between auctions and matching. 
Auctions determine who gets the goods and at what prices. The assignment of goods is simply a 
match. The key difference is that prices—formed from the bids—mediate the match. Auctions are 
matching with prices. 
Interestingly, the major matching results have close analogs in auctions. In matching, stability is 
important. We do not want people to object to the match. Fortunately, stability is easily achieved with 
the deferred‐acceptance algorithm. Incentives are important. We do not want people to game. Although 
there is no strategy‐proof stable mechanism, if markets are thick enough, then the deferred‐acceptance 
algorithm performs extremely well and provides optimal incentives. In auctions, stability is still 
important. We do not want an outcome where a group of bidders could offer the seller a better deal. 
Incentives are still important. Again, there is no strategy‐proof mechanism that always satisfies the 
stability property. However, if markets are thick enough, a variant of the deferred‐acceptance algorithm 
will minimize gaming opportunities and achieve highly efficient outcomes. 
Auction applications are rapidly expanding. Communication and computational advances have 
certainly played an important role, but the development of simple and powerful auction methods has 
been important too. Market designers now have a much richer set of tools to address more complex 
problems. 
One example is a package auction (or combinatorial auction) in which bidders can bid on packages 
of items. In a package auction bidders can express preferences for complementary items without 
running the risk that they will win just some of what they need. This is important, for example, in 
spectrum auctions in which different technologies require that the spectrum be organized in different 
ways. In the past, the regulator has been forced to decide how the spectrum is organized with a specific 
band plan—effectively deciding how much spectrum is available for each technology. A package auction 
enables the regulator to conduct a technology‐neutral auction, which lets the bidders determine the 
band plan through their competitive bids. A good example is the United Kingdom’s 2.6 GHz auction in 
2009: the quantity of paired versus unpaired spectrum is determined in the auction, not by the 
regulator. 
One of the challenges of package auctions is finding an effective way for bidders to convey 
preferences. There are simply too many packages to ask for preferences for all possible packages. A 
common approach is to begin with a clock auction. The auctioneer names a price for each product, and 
bidders respond with their most preferred packages. The price is then raised on all products with excess 
demand, and the bidding continues. This price‐discovery process focuses the bidders’ attention on 
packages that are most relevant. Once this price discovery is over, the bidders are in a much better 
position to submit any additional bids, as well as improve the bids already submitted. An optimization is 
then done to determine the value‐maximizing assignment, as well as competitive prices that satisfy the   2
stability constraints. Typically, there are many such prices, so a further optimization is done to find the 
prices that provide the best incentives for truthful bidding. 
Package auctions are also proposed for auctioning takeoff and landing rights at congested airports, 
such as the three New York City airports. The goal of the auction is to make the best use of scarce 
runway capacity. Left to their own devices, airlines will overschedule flights during peak hours, creating 
congestion and costly delay. The package auction enables each airline to bid for its preferred package of 
slots. The resulting competitive prices motivate airlines to substitute away from expensive slots, either 
by shifting flights to less expensive times or by using larger aircraft to carry the same number of 
passengers with less runway use. 
Another example of market design is electricity markets. Modern electricity markets are organized 
as a number of auction markets. The markets, taken together, are designed to provide reliable electricity 
at the least cost to consumers. Spot markets determine how much each supplier is generating on a 
minute‐by‐minute basis; forward energy markets enable customers and suppliers to lock in medium‐
term prices for electricity; and long‐run investment markets coordinate new entry to cover any 
expansion in electricity demand. These auction markets must be carefully designed to work together to 
achieve the goal of least costly, reliable supply. Design failures can be quite costly, as the California 
electricity crisis of 2000–2001 demonstrated. When the stakes are high, an important step in market 
design is building prototypes and then testing those prototypes in the experimental lab or in the field 
before full‐scale implementation. 
One exciting aspect of market design is working on the forefront of theory and bringing that theory 
to practice. In both auctions and matching, solving real problems has proved to be an excellent way to 
develop new theory. The applications benefit from the improved markets, and the theory is enriched in 
the process. 

Market Design: Auctions and Matching

http://www.cramton.umd.edu/papers2005-2009/cramton-market-design-comment.pdf

Market Design: Auctions and Matching

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Research Papers in Economics