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Scientific Journal of E-Business January 2013, Volume 2, Issue 1, PP.1-10

Survey on Online Auction and Several Problems for Further Research Ding-wei Wang School of Information Science and Engineering, Northeastern University, Shenyang, 110819, China Email: dwwang@mail.neu.edu.cn

Abstract Online auction is an active research area with wide applications. Firstly, we analyze Nash equilibrium based auction theory and main types of common auctions. The several types of online auctions are discussed. Then, we survey the research situations of the reverse auction for online centralized procurements of government and large enterprise groups, personal article auction in public C2C auction websites, keyword auction of online search engines and double auction of grid resources. We introduce the research progress of optimal auction mechanism design, reputation evaluation of auction websites, recognition of ill-mannered behaviors in auction and customer behavior analysis for online auction. Finally, several problems for further study on online auction are presented. They include other description methods of non-probabilistic theory of auction models, mechanism design of reverse auction, position auction of online search engine with consideration of public interest, and experiment analysis of customer behaviors in auctions. Keywords: Auction Model; Online Auction; Auction Mechanism Design; Research Survey

网络拍卖的研究综述与有待研究的几个问题* 汪定伟 东北大学 信息科学与工程学院,辽宁 沈阳,110819 要:网络拍卖是一个倍受关注且有着广泛应用前景的研究领域。从分析基于 Nash 均衡的拍卖理论和多种常见拍卖

的基本类型入手,介绍了当前网络拍卖中的最常见的几种主要形式。对政府与大型集团企业的网上集中采购的逆向拍 卖,C2C 公共网络拍台上的个人物品拍卖,互联网上搜索引擎的关键词拍卖和网格资源的双向拍卖的研究情况进行了 综述。对网络拍卖中的最优拍卖机制设计问题,拍卖交易中的网站信誉度的评价,拍卖中的不端行为的识别以及顾客 行为分析的相关研究情况作了介绍。还进一步提出了网络拍卖领域有待研究的几个关键问题,包括拍卖理论的非概率 论的描述方法,采购逆向拍卖的机制设计,将公众权益引入搜索引擎排位拍卖中的方法,以及拍卖顾客的行为的实验 分析的研究等。 关键词:拍卖模型;网络拍卖;拍卖机制设计;研究综述

引言 随着网络经济和信息技术的的发展,电子商务获得了迅猛的发展,在国民经济和人民日常生活中已成 为不可或缺的一个重要环节[1, 2]。据统计,从2002年到2007年,我国的网络购物的用户数已从843万户增加到 5500万户,网上购物总金额也从18亿元增加到594亿元[3]。网络拍卖作为电子商务的一个重要的领域应用日 益广泛,在国民经济中发挥着重要作用[4]。 拍卖作为一种古老的经营活动方式,一直在许多经济领域中发挥着作用。从古代的奴隶或土地的拍 *

基金资助:国家自然科学基金重点项目(70931001)资助。 -1www.sjae.org


卖,到现代的艺术品的拍卖,采矿权、排污权、输电权、供货权的拍卖,都采用不同模式的拍卖作为交易 方式[5, 6]。 网络拍卖是以互联网为媒介的一种拍卖形式。由于网络拍卖的经营成本低,参拍者参入方便,拍卖这种 交易方式在互联网环境中越来越普及。不仅一些过去非网络形式的拍卖转移到网上进行,一些过去不采用拍 卖形式的交易也采用了网络拍卖的方式。比如,顾客对顾客(C2C)的个人物品拍卖便是其中的一个典型[7-9]。 此外,互联网应用的本身也产生了一些新的拍卖形式,比如,网上通用搜索引擎的关键词的“排位拍卖 (Position Auction)” [10-12],网格技术中网格资源的拍卖,都是网络上特有的拍卖交易形式[13-15]。这些网络带 来的新的拍卖形式给拍卖这种古老的交易形式赋予了更加鲜活的生命力。 随着拍卖的应用日益广泛,对拍卖的理论与方法的研究也日益活跃。以“Auction”或“拍卖”为主题 词,对 SCI、EI 和中国期刊全文数据库2006-2011近5年间的论文进行搜索,分别获得了1643、3673和14253 篇论文。这些数据表明,拍卖已经成为学术界和商业界广泛关注的一个主题。鉴于网络拍卖在国民经济中 的重要地位和在学术研究中普遍关注性,我们将对这一领域的研究情况进行综述,并进一步展望有待研究 的关键问题。

1

拍卖的基本理论与常见主要类型 对拍卖的理论与模型的研究有着悠久的历史,从 60 年代 Friedman 的竞争投标模型和 Vickrey 的基于博

弈论的模型[16, 17],到 80 年代 Myerson 的最优拍卖机制设计和 Milgrom 的拍卖中的 Nash 平衡理论[18, 19],构 成了拍卖理论的经典[20]。

1.1 多种类型的拍卖的研究 拍卖的基本要素包括:卖方、买方和标的物,拍卖的组织者多半是拍卖中介机构或是卖方,在逆向拍 卖(招标)中拍卖则大多由中介方或买方组织。最基本的拍卖的竞价形式包括:英式拍卖、荷式拍卖、第 一价格封标拍卖和第二价格封标拍卖[1,21]。在拍卖中,标的物的基本属性是价格。当标的物的质量、多重性 能指标等多个属性参与竞价时,就构成了标的物的多属性。 根据买方、卖方和标的物的数量或属性的不同,以及竞价模式的不同,构成了丰富多彩的拍卖方式。 表1 给出了部分常见的拍卖方式。 表1 近年常见的多种拍卖形式 拍卖方式

卖方数

买方数

标的物数

标的物属性

常规拍卖

1个

多个

1个

单属性

谈判

1个

1个

1个/多个

单/多属性

组合拍卖

1个

多个

多个

单属性

多属性拍卖

1个

多个

1个

多属性

多属性组合拍卖

1个

多个

多个

多属性

逆向拍卖/招标

多个

1个

1个

单属性

逆向组合拍卖

多个

1个

多个

单属性

逆向多属性拍卖

多个

1个

多个

多属性

双向拍卖

多个

多个

多个

单属性

连续双向拍卖(CDA)

多个

多个

连续计量

单属性

-2www.sjae.org


1.2 拍卖的基本理论 拍卖的基本理论是建立在 Nash 平衡的基础上的,Milgrom 和 Weber 对于最基本的对称的私有信息的英 式拍卖理论描述如下[19]: 设标号1,2,…,n, 代表 n 个买者; X=[X1, X2, … , Xn], 是买者对标的物的价值的估计; S=[S1, S2, … , Sm],是竞价中获得的其他买者价值估计的信息; Y=[Y1, Y2, … , Yn-1],是其他买者对标的物价值估计的从大到小的降序排列; 当价值估计的概率密度函数 f(s,x) 已知且对称时,可以计算出 S1, S2, … , Sm , X1, Y1, Y2, … , Yn-1 的联合 密度函数为 f(s1, s2, … , sm , x1, y1,y2, … ,yn-1)。 那么,当有k 个买者已经退出竞价,其退出价格分别为:p1< p2< … pk 时,基于 Nash 平衡解的出价策 略如下:

b0* ( x)  E V1 | X1  x, Y1  x,..., Yn1  x, bk* ( x | p1 ,..., pn )  E V1 | X 1  x, Y1  x,..., Yn 1  x, bk*1 (Yn  k | p1 ,..., pk 1 )  pk ,..., b0* (Yn 1 )  p1 .

(1) ,

(2)

这里,b0*,…, bk* 分别为不同参拍人的最优出价,E[ .] 表示数学期望,可以通过对联合密度函数 f(s1, s2, … , sm , x1, y1, y2, … , yn-1) 在积分区间上的多重积分来计算。 其他不同类型的拍卖模型基本上都是上述模型在不同条件下的扩展[4]。 由于根据出价信息推测各个买者对标的物价值估计的概率密度函数 f(s,x) 在实际中不易获得,联合密度 函数为 f(s1, s2, … , sm , x1, y1, y2, … , yn-1) 的计算更是不易,所以上述模型实际上很难在实际中应用[22]。 Fang 等提出了基于模糊集的拍卖理论模型 [22,23]。在该方法中,根据各个买者对标的物的模糊估值和表 达出价愿望和赢标可能的模糊集,用 Bellman 和 Zadeh 的模糊决策原理[24],就可以计算出不同参拍人的最优 出价策略和赢标的可能性。由模糊集理论表达拍卖模型为简化拍卖的定量描述提供了一条可行之路,但是 由于这项工作还没有推广到更多的拍卖类型,离实际应用同样也还有一定距离。因此,如何用更加简洁、 实用的模型来描述不同类型的拍卖问题仍是一个有待解决的问题。

2

网络拍卖的主要形式 虽然多种传统的拍卖交易形式都可以在网络上进行,但是当前在网络上的拍卖形式主要包括如下几种

类型。

2.1 政府和企业集中采购的逆向拍卖/招标 近年来,政府部门和大型企业集团为了压缩采购成本,杜绝采购中的腐败现象,大多采用了集中采购 的方式[25,26]。 对于网上采购的逆向拍卖的研究,国内外都有大量的文献发表。Wagner 和 Schwab 在文献[27]中,对于 电子逆向拍卖 Electronic Reverse Auction (ERA)做了一个很好的综述,并对拍卖组织成功的主要因素进行了 详尽的分析。 采购逆向拍卖/招标大多采用封标拍卖的方式[28],Hur 等用仿真试验的方法对网上逆向拍卖的收益进行 了分析[29]。由于大宗采购中标的物的质量、性能指标都是必须考虑的因素,因此采购问题大多表述为多属 性的逆向拍卖,胜标的计算成了一个多目标的决策问题,其计算方法得到许多研究者的关注[28, 30]。 大宗采购中标的物往往有多种,为了提高拍卖的效率,逆向组合拍卖是最常用的方式 [31-33]。由于组合 拍卖中组合数量爆炸问题,胜标的确定一直是一个难点问题 [34] 。近年来,通过对多个标的物进行“打包 -3www.sjae.org


(Bundling)”的方法逐渐被采用[35,36]。那么,如何对标的物“打包”,使其既可以满足参拍人的需求,又可 以从拍卖中获取最大利益,同样是一个有趣的组合优化问题。

2.2 C2C 的大众化的网上个人物品拍卖 由于互联网上拍卖的费用几乎等于“零”,使得过去只用于昂贵商品交易的拍卖走入了普通老百姓的 生活。今天哪怕仅仅是一颗廉价的别针也可以在网上拍卖。许多电子商务网站都提供 C2C 的个人物品拍卖 的交易平台[37]。除国际知名的亚马孙(Amazon)、电子港湾(eBay)等网站外[38, 39],我国的当当网、易趣网、 拍拍网等也都开有C2C交易的平台[37]。 网上 C2C 的个人物品拍卖大多采用英式拍卖方式 [7] ,单从拍卖模型看并没有特别值得研究的地方。 Suter 和 Hardesty 研究了如何极大化卖者的收益并使参拍的买方感到价格公平的方法[7]。van Heijst 等介绍了 eBay 的C2C 拍卖的组织方法以及最终成交价格的预测方法[40]。 在 C2C 拍卖的研究中,最重要的问题是如何保证交易的安全性。在线信任度测量的模型,网站信誉的 反馈系统都是近年来关注的主题[8, 9, 41-43]。

2.3 搜索引擎的排位拍卖 搜索引擎的排位拍卖(Position Auction)或称“关键词拍卖”是互联网上独有的拍卖形式。谷歌、雅虎、 百度等著名的公用搜索引擎都将关键词搜索结果的“排位”进行拍卖,谁愿意为“点击量”付较高费用, 谁就排在前面。这种拍卖目前已成为公用搜索引擎网站的最主要的盈利模式[44]。 Lim 和 Tang 用 Bayes-Nash 平衡模型讨论了2个商号竞拍排位的最优出价策略,并给出了保持均衡的条 件

[10]

。Varian 等则以 google 和 Yahoo 的排位拍卖为例,讨论了多个参拍人情况下的 Bayes-Nash 均衡性质

[11]

。Bu 等证明对于所有排位参拍人的出价策略,若采用第二封标拍卖,则存在唯一的 Nash 均衡解[45]。 国内方面,张娥和汪应洛最先展开了对“排位拍卖”的研究,他们讨论了在 All-Pay 和 Winner-Pay 两种

支付模式下的收益等效性 [12]。侯乃聪和沈向洋则针对广告商如何在有限预算下实现多个关键词的参拍的优 化提出了相应的计算方法[46]。戎文晋和刘树林研究了关键词拍卖的最有保留价格[47]。 搜索引擎的排位拍卖是一个新兴的研究领域,从当前的研究情况看,发表的论文还较少,特别是国内 的研究工作还远未受到人们的重视。另外,由于搜索引擎商家片面追求利润,让不良商家通过付费来赢得 客户推销伪劣产品,从而造成了不良的社会影响。如何对搜索引擎的广告“排位拍卖”进行拍卖机制改 革、监管和立法仍然是我们面临的重要问题[48]。

2.4 基于 Agent 的网格资源的双向拍卖 网格资源拍卖是互联网带来的一种全新的拍卖问题。随着网格技术的发展,服务提供商通过网络交互使 用剩余的计算资源为建立信息时代的节约型社会提供了一条可行的技术途径。通过开放的网格资源市场 (Open Grid Market),多个资源需求方和多个资源提供商通过交易平台,用双向拍卖的方式进行资源交易[13]。 由于网络资源交易要求的快速性,这种双向拍卖大多通过拍卖代理(Agent)来实现[49, 50]。 由于不同用户在不同时段需要不同数量的网格资源,双向拍卖的赢标的确定实际上是一个十分复杂的 资源分派和人物调度问题。Schnizler 等将上述问题描述为多属性的双向组合拍卖,并用仿真模块嵌入到 CPLEX 优化软件来求解实际规模的问题,获得了很好的结果[15]。Huang 和 Qiu 设计了一个支持网格资源交 易的6层结构的 Agent 系统,并用仿真的方法验证了系统的性能[50]。Stuer 等提出了基于拍卖和商品性的网络 资源定价方法,并证明了取得的价格的稳定性和公平性[14]。 国内方面,王兴伟等提出了用遗传算法和群体智能的网格资源拍卖的胜标确定方法 [51, 52]。翁楚良和陆 鑫达则提出一种改进的双向拍卖机制,该机制能够满足优势激励、预算平衡以及个人理性,并证明了机制 的有效性[13]。 -4www.sjae.org


网格资源拍卖是一个新兴的研究领域,目前国内主要是信息学科领域从事网格研究的学者在进行该方 面的研究,管理学者还没有投入到这个领域中去。网格资源拍卖是一种多属性的、动态的双向组合拍卖, 并和资源调度密不可分,无论从优化计算方法还是Agent支持系统的研发的角度看都有很高的研究价值,并 有很强的应用意义。

3

最优拍卖机制的设计的研究 从 Myerson 提出最优拍卖设计的概念之后,如何选择、构建最合理的拍卖模式,使得拍卖的利益极大

化就成为一个引人注目的研究课题 [18]。同时针对不同的拍卖问题,设计新的拍卖机制或者改进原有拍卖机 制的工作一直都在进行中[53]。 Reynolds 等以 eBay 的运行数据为基础,分析了卖者保留价格、起拍价铬、拍卖时间长度、参拍人数等 诸多因素对最终成交价格的影响,为C2C拍卖的优化设计提供了研究的基础 [54] 。Choi 等针对双向拍卖问 题,提出了一种多方参入的组合拍卖机制,称为 N-BOCA (N-Bilateral Optimized Combinatorial Auction) [55]。 Ha 等在分析现有双向拍卖协议的弱点的基础上,提出了一种能防止“假标”的改进的双向拍卖协议 [56] 。 Park 和 Rothkopf 则针对组合拍卖的可行组合数爆炸问题,提出一种可由参拍人来预先确定标的物组合的拍 卖形式[57]。 国内在拍卖机制设计上也有很多的工作。黄海新和笔者针对更为复杂的多物品双向拍卖问题设计了一 种新的拍卖机制,并提出了成交的清算价(Cleaning Price)的计算方法[58]。黄河等设计了一种新的多因素采购 组合拍卖的动态机制(规则),目标是使系统(包括买方和卖方)的效用极大化 [32]。武刚和冯玉强等则针 对防止采购中的腐败问题,提出了一种带有监督反馈的多属性电子拍卖的机制 [59]。孙文凯提出一种分阶段 拍卖的机制,并证明分阶段拍卖能提高拍卖的收益 [60]。殷红和王先甲则利用商品的互补性,提出一种两类 互补标的物的拍卖机制[61]。 最优参拍人数的研究也应该归于拍卖机制设计的范畴。早在1956年,Friedman 就提出了描述参拍竞争 人数与成交价格关系的数学模型[4, 16]。唐小我等提出了以获取行业平均利润为期望利润的条件下,投标人获 取承包合同或赢得拍卖品的概率最大化为目标的参拍人数优化的模型 [62]。敬辉蓉和李传昭则研究了封标拍 卖中拍卖人数与竞争的充分性和社会成本的关系[63]。 从上述介绍的国内外研究情况看,拍卖机制的设计优化的确是一个特别有研究价值的研究领域。当前 的拍卖设计优化的目标基本上都是以拍卖人(卖方或逆向拍卖的招标方)利益最大为目标。由于网络是一 个公共媒体,网络拍卖的机制除了考虑拍卖人的利益更应该考虑公众的利益,即拍卖的社会效益。如何将 社会利益考虑到拍卖机制设计优化中,将是一个特别值得研究的问题。

4

网络拍卖中的顾客行为研究 网络拍卖中的顾客行为研究一直是一个备受人们关注的课题,这是因为网络拍卖比起普通拍卖有着更

大的风险。由此,对于网站信任度的测评、欺诈的防范、顾客的心理和行为的研究都大量在国内外的文献 中出现[8, 9, 64]。

4.1 顾客信任度的测评 顾客对拍卖网站的信任是愿意参与拍卖的前提,因此顾客信任度的测评是一项顾客行为分析的最基础 的工作[42]。Jones 和 Leonard 用天然信任感(NPT)、网站质量感(PWSQ)、买卖双方的信任(OTBS)以及第三 方的感知(TPR)等 4 个指标对多个运行中的 C2C 拍卖网站的进行了测评,获得了可信的效果[8]。Yang 等提 出了一个测评网站信誉的反馈系统,用以奖励诚信的卖者,惩罚有欺诈行为的卖者 [41]。张巍和朱艳春改进 Sporas 信任模型,提出了一个包含用户反馈评分、近期信任度、评分人信任度、交易价值和评分人权重 5 个因素的 C2C 拍卖的交易人的信任度测量模型[9]。朱艳春、刘鲁等进而用上述模型对“信任诋毁”和“信 -5www.sjae.org


任榨取”等网络不端行为进行了仿真研究 [43]。迟国泰等则用层次分析的方法建立了拍卖中买方的信任评价 系统[42]。

4.2 网络欺诈识别方法的研究 如何识别欺诈是网络拍卖中确保安全的重要的一环,因此这一领域的研究也有很多论文见诸国内外文 献。Chua 和 Wareham 用生态学的观点指出“网络欺诈”对网络交易的“寄生性”,并引喻寄生虫的识别方 法来识别欺诈[65]。Ha等则从拍卖交易机制的设计上杜绝“假标”的产生 [56]。王彦和李楚霖分析了参拍人串 通出价对拍卖收益的影响,并提出了拍卖人的防范方法 [66]。黄涛则从买方的角度研究如何识别买方代理人 的干扰出价伎俩的方法[67]。 拍卖中顾客行为的研究还有很多成果,限于篇幅在此不一一展开。 从我国现行情况看,虽然阿里巴巴旗下的淘宝网的用户互评系统,支付宝支付系统在确保网络交易安 全方面起了很好的作用。但是,我国在拍卖中的顾客行为研究方面还相对比较落后,这个方向仍然是一个 重要的有待深入研究的领域。

5

有待研究的关键问题 通过对国内外拍卖和网络拍卖的研究现状的综述和分析,我们认为有如下关键的科学问题有待研究:

5.1 更加简捷实用的描述拍卖理论的方法 当前的基于概率论、博弈论和 Nash 平衡的拍卖理论的描述方法过于繁琐,计算可行性不高,理论分析 尚可使用,实际应用却很难奏效。因此,如何利用模糊集、粗糙集或其他不确定性的描述方法来表述拍卖 理论是一个极具挑战性的问题。

5.2 网上集中采购的最优拍卖机制设计问题 政府和大型企业集团网上集中采购的逆向拍卖有着广阔的应用,但是其最优的拍卖机制设计问题并没 有很好解决。比如:招标的组织、参拍人数的控制、标的物的“打包”[68]、多轮拍卖、迭代组合拍卖[69]、 多网站的同时和交叉投标[70, 71]等等都是有待研究的问题,而最优采购拍卖机制的解决势必为政府和大型企 业节省巨大的采购费用,创造出可观的效益。

5.3 将公众权益引入到搜索引擎排位拍卖中的方法研究 纵观现有的拍卖机制设计,都是以拍卖人的收益最大或者买方获胜的概率最大为目标的,根本没有考 虑拍卖的社会效益或者公众的权益。最典型的就是搜索引擎的排位拍卖单从拍卖收益出发带来的社会负面 影响。网络是一个公众传媒,网上的交易活动必须符合公众权益和社会效益。因此,研究如何将公众权益 引入到排位拍卖的胜标确定机制中,通过网络监管层推动执行,将有可能获得较好的社会效益 [72]。同时这 种方法比起单纯的法律手段也更容易为搜索引擎经营商接受。

5.4 网络拍卖中顾客行为的实验方法的研究 网络拍卖中的顾客行为的分析是信任度测评和欺诈防范的基础,当前的研究大多是以网站的统计数据 为基础。鉴于行为科学常采用实验的方法来进行研究 [66],可以设想,开发一个网络拍卖实验网站,招收实 验自愿者或者用激励的方法来吸引公众参加拍卖实验,从而为更加科学的研究拍卖中的顾客行为打好基 础。那么,研究以分析参拍人行为为目标的拍卖实验系统的研究也将是一个关键问题。

6

结论 网络拍卖是一个研究十分活跃,并有着广泛应用前景的研究领域。随着互联网技术的发展,近年来出 -6www.sjae.org


现了许多新的研究问题。本文从网络拍卖的主要形式,最优拍卖机制设计和网络拍卖的顾客行为研究三个 方面对网络拍卖的当前研究情况进行了文献综述,并在研究综述的基础上进而提出了有待研究的关键问 题。特别是:(1) 政府机构和大型企业集团的网上集中采购的逆向拍卖机制设计;(2) 考虑公众权益的搜索引 擎排位拍卖的机制设计;(3) C2C 公共电子商务平台上交易安全机制的设计,有着非常重要的现实意义。此 外,提出的非概率论的拍卖描述方法的研究则将为拍卖理论的研究提供一条新的途径,并为我国的学术创 新和学术繁荣作出贡献。

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【作者简介】 汪定伟(1948- ),男,江西彭泽人,汉族,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:建模 与优化,进化计算,生产计划与调度,电子商务等。东北大学自动化仪表专业学士,华中 科技大学系统工程专业硕士,东北大学控制理论与应用专业博士,曾在美国北卡罗来纳州 立大学做博士后研究。 Email: dwwang@mail.neu.edu.cn

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Survey on online auction and several problems for further research