We present a fully polynomial-time approximation scheme (FPTAS) for computing equilibria in congestion games, under smoothed running-time analysis. More precisely, we prove that if the resource costs of a congestion game are randomly perturbed by independent noises, whose density is at most $\phi$, then any sequence of $(1+\varepsilon)$-improving dynamics will reach an $(1+\varepsilon)$-approximate pure Nash equilibrium (PNE) after an expected number of steps which is strongly polynomial in $\frac{1}{\varepsilon}$, $\phi$, and the size of the game's description. Our results establish a sharp contrast to the traditional worst-case analysis setting, where it is known that better-response dynamics take exponentially long to converge to $\alpha$-approximate PNE, for any constant factor $\alpha\geq 1$. As a matter of fact, computing $\alpha$-approximate PNE in congestion games is PLS-hard. We demonstrate how our analysis can be applied to various different models of congestion games including general, step-function, and polynomial cost, as well as fair cost-sharing games (where the resource costs are decreasing). It is important to note that our bounds do not depend explicitly on the cardinality of the players' strategy sets, and thus the smoothed FPTAS is readily applicable to network congestion games as well.


翻译:我们提出了一个用于计算拥堵博弈中均衡的全多项式时间近似方案(FPTAS),并采用了光滑运行时间分析。更精确地说,我们证明如果拥堵博弈的资源成本受到独立噪声的随机扰动,且噪声密度至多为 $\phi$,那么任何 $(1+\varepsilon)$-改进动态序列在期望步数内将达到一个 $(1+\varepsilon)$-近似纯纳什均衡(PNE),该步数在 $\frac{1}{\varepsilon}$、$\phi$ 以及博弈描述规模上是强多项式的。我们的结果与传统最坏情况分析设定形成鲜明对比,在传统设定中,已知对于任何常数因子 $\alpha\geq 1$,最佳响应动态收敛到 $\alpha$-近似PNE需要指数级长时间。事实上,计算拥堵博弈中的 $\alpha$-近似PNE是PLS-hard的。我们展示了如何将我们的分析应用于各种不同的拥堵博弈模型,包括一般成本、阶梯函数成本和多项式成本,以及公平成本分摊博弈(其中资源成本递减)。值得注意的是,我们的界限不显式依赖于玩家策略集合的基数,因此光滑FPTAS同样适用于网络拥堵博弈。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员