Auction and barter models for electronic markets

Abstract

Bu tez içerisinde üç adet müzayede ve takas tabanlı elektronik pazar modeli önerilmektedir. Birinci modelimiz üniversitelerdeki ders ekleme/bırakma süreci için bir doğrudan takas modelidir. Bu modelde öğrenciler ders ekleme/bırakma isteklerini takas teklifi olarak verebilmektedirler. Ayrıca, öğrencilerin isteklerini öncelik sırasına göre belirtebilmelerini ve öğrenciler arasında adaleti sağlayan iki seviyeli bir ağırlıklandırma sistemi de mevcuttur. İkinci modelimiz çok birimli farksal müzayede-takas modelidir. Bu model çift taraflı müzayede sistemine takas özelliği eklemektedir. Bu sayede katılımcılar alış ve satış tekliflerinin yanı sıra takas teklifleri de verebilmektedir. Ayrıca farklı fiyatlı ürünlerin takas edilebilmesini sağlayan, ürünler arasında fiyat farkı belirtme özelliği de sağlanmıştır. Bu özelliklere ilaveten katılımcıların karmaşık satın alma, satış ve takas isteklerini ifade edebilmelerini sağlayan güçlü ve esnek bir teklif dili geliştirilmiştir. Üçüncü modelimiz bütçe sınırlı çift taraflı müzayede modelidir. Bu modelde yeni ve ikinci el ürünlerin ticareti için ayrık zamanlı çift taraflı müzayede sistemi önerilmiştir. Bu model, her bir katılımcının bir bütçe sınırı belirtmesine izin vererek, katılımcının aldığı ve sattığı ürünler arasındaki fiyat farkının belirttiği bütçe sınırı dâhilinde kalmasını sağlar. Ayrıca, bu modelde katılımcıların ilgilendikleri ürünleri tek bir teklifte toplayabilmesini ve almak istediği ürün sayısını sınırlayabilmesini sağlayan bir mekanizma da mevcuttur. Bu üç model ve bu modellere ait eniyileme problemleri matematiksel olarak tanımlanmıştır. Birinci ve ikinci modellerin eniyilemesi için hızlı polinom zamanlı algoritmalar önerilmiş, üçüncü modele ait eniyileme probleminin ise NP-complete sınıfına dâhil olduğu ispatlanmıştır. Önerilen algoritmaların başarımları çeşitli test problemleri üzerinde gösterilmiştir.

We propose three auction and barter based electronic market models. Our first model is a direct barter model for the course add/drop process in the universities. We model the course add/drop process as a direct barter problem in which add/drop requests can be placed as barter bids. We also introduce a two-level weighting system that enables students to express priorities among their requests while providing fairness among the students. Our second model is the multi-unit differential auction-barter model which augments the double auction model with barter bids so that besides the usual purchase and sale activities, bidders can also carry out direct bartering of items. Our model also provides a mechanism for making or receiving a differential money payment as part of the direct bartering of items, hence, allowing bartering of different valued items. Furthermore, a powerful and flexible bidding language is designed which allows bidders to express their complex preferences of purchase, sell and exchange requests. Our third model is the double auction with limited cover money model. In this model, we propose the use of discrete time double auction institution for the trading of used goods as well as new ones. Our model allows declaration of an amount of cover money so that what is spent on purchased items minus the proceeds of sold items does not exceed this cover money amount. We also introduce a mechanism so that bidders may place multiple item requests in a single bid and limit the maximum number of items to be purchased. We formally define these three models and formulatethe corresponding optimization problems. We propose fast polynomial-time network flow based algorithms for optimizing the first and the second models and show that the decision version of the optimization problem for the third model is NP-complete. The performances of our algorithms are also demonstrated on various test cases.