This work focuses on the design of incentive mechanisms in congestion games, a commonly studied model for competitive resource sharing. While the majority of the existing literature on this topic focuses on unilaterally optimizing the worst case performance (i.e., price of anarchy), in this manuscript we investigate whether optimizing for the worst case has consequences on the best case performance (i.e., price of stability). Perhaps surprisingly, our results show that there is a fundamental tradeoff between these two measures of performance. Our main result provides a characterization of this tradeoff in terms of upper and lower bounds on the Pareto frontier between the price of anarchy and the price of stability. Interestingly, we demonstrate that the mechanism that optimizes the price of anarchy inherits a matching price of stability, thereby implying that the best equilibrium is not necessarily any better than the worst equilibrium for such a design choice. Our results also establish that, in several well-studied cases, the unincentivized setting does not even lie on the Pareto frontier, and that any incentive with price of stability equal to 1 incurs a much higher price of anarchy.


翻译:这项工作的重点是设计拥堵游戏的激励机制,这是一个普遍研究的竞争性资源分享模式。虽然关于这一专题的大多数现有文献侧重于单方面优化最坏情况的业绩(即无政府状态的价格),但我们在这份手稿中调查最坏情况优化是否对最佳情况的业绩(即稳定价格)产生影响。也许令人惊讶的是,我们的结果显示,这两种业绩衡量标准之间存在着根本性的权衡。我们的主要结果从无政府状态价格和稳定价格之间Pareto边界的上限和下限角度对这种权衡进行了定性。有趣的是,我们证明,最佳无政府状态价格的优化机制继承了相应的稳定价格,从而意味着最佳平衡并不一定比这种设计选择的最坏的平衡更好。我们的结果还证明,在若干研究良好的案例中,未受奖励的环境甚至不在于Pareto边界,任何稳定价格等值于1的稳定价格的奖励都具有更高的无政府状态。

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