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A Two-Player Coalition Cooperative Scheme for the Bodyguard Allocation Problem

Journal of Computer Science & Technology 2018年第4期33卷 823-837页

作者： Jose Alberto Fernandez-Zepedu daniel brubeck-salcedo daniel Fajardo-Delgado Hector Zatarain-Aceves Department of Computer Science Center for Scientific Research and Higher Education of Ensenada Ensenada BC 22860 Mexico Department of Systems and Computation Instituto Technol6gico de Ciudad Guzmdn Guzmdn JAL 49100 Mexico

We address the bodyguard allocation problem （BAP）, an optimization problem that illustrates the conflict of interest between two classes of processes with contradictory preferences within a distributed system. While a class of processes prefers to minimize its distance to a particular process called the root, the other class prefers to maximize it; at the same time, all the processes seek to build a communication spanning tree with the maximum social welfare. The two state-of-the-art algorithms for this problem always guarantee the generation of a spanning tree that satisfies a condition of Nash equilibrium in the system; however, such a tree does not necessarily produce the maximum social welfare. In this paper, we propose a two-player coalition cooperative scheme for BAP, which allows some processes to perturb or break a Nash equilibrium to find another one with a better social welfare. By using this cooperative scheme, we propose a new algorithm called FFC-BAPs for BAP. We present both theoretical and empirical analyses which show that this algorithm produces better quality approximate solutions than former algorithms for BAP.

关键词： bodyguard allocation problem coalitional game graph algorithm Nash equilibrium

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