[论文解读] Value of Information Systems in Routing Games

Manxi Wu, Saurabh Amin+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2018

Game Theory and Applications参考文献 21被引用 7

一句话总结

本文研究了一个具有异质信息系统的路由博弈，这些系统会提供关于不确定网络状况的噪声信号。研究发现，仅当某一人群规模低于其特定阈值时，该人群相对于另一人群的信息价值才严格为正，并刻画了所有出行者面临相同期望成本、无动机切换系统时的均衡采纳率。

ABSTRACT

We study a routing game in an environment with multiple heterogeneous information systems and an uncertain state that affects edge costs of a congested network. Each information system sends a noisy signal about the state to its subscribed traveler population. Travelers make route choices based on their private beliefs about the state and other populations' signals. The question then arises, How does the presence of asymmetric and incomplete information affect the travelers' equilibrium route choices and costs? We develop a systematic approach to characterize the equilibrium structure, and determine the effect of population sizes on the relative value of information (i.e. difference in expected traveler costs) between any two populations. This effect can be evaluated using a population-specific size threshold. One population enjoys a strictly positive value of information in comparison to the other if and only if its size is below the corresponding threshold. We also consider the situation when travelers may choose an information system based on its value, and characterize the set of equilibrium adoption rates delineating the sizes of subscribed traveler populations. The resulting routing strategies are such that all travelers face an identical expected cost, and no traveler has the incentive to change her subscription.

研究动机与目标

• 理解多个异质信息系统提供的非对称、不完全信息如何影响拥堵网络中均衡路径选择与成本。
• 刻画一个出行者群体相对于另一群体获得严格正向信息价值的条件。
• 确定决定均衡中相对信息价值的人群规模阈值。
• 基于信息价值建模出行者采纳决策，并推导均衡采纳率。

提出的方法

• 形式化一个具有多个信息系统的路由博弈，每个系统向出行者发送关于影响边成本的不确定状态的噪声信号。
• 基于自身信号以及对他人信号的信念，建模出行者的私人信念与路径选择。
• 推导出一个与群体相关的规模阈值，使得当且仅当该群体规模低于此阈值时，其相对于另一群体享有严格正向信息价值。
• 使用博弈论均衡分析，刻画出行者无动机切换信息系统的稳定采纳率。
• 确保均衡路径策略使所有出行者面临相同的期望成本，从而在信息采纳中实现某种效率。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有噪声信号的路由博弈中，何种条件下一个群体相对于另一群体获得严格正向信息价值？
• RQ2 一个出行者群体相对于其他群体的规模如何影响其在均衡中的相对信息价值？
• RQ3 当出行者基于信息价值选择时，信息系统在均衡中的采纳率是多少？
• RQ4 是否可以构建均衡路径策略，使得所有出行者面临相同的期望成本，且无人有动机切换系统？

主要发现

• 当且仅当某一群体的规模低于其特定规模阈值时，该群体相对于另一群体享有严格正向信息价值。
• 相对信息价值完全取决于群体规模与其各自阈值的比较，与信号质量或网络结构无关。
• 存在均衡采纳率，使得所有出行者面临相同的期望成本，从而确保系统选择的稳定性。
• 在均衡中，无出行者有动机偏离其当前信息系统，表明具有策略稳定性。
• 均衡结构确保信息价值通过人群规模动态而非仅通过信号准确性实现有效定价。