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Un’interessante asta per riassegnare frequenze poco utilizzate – Liveblogging from IJCAI16

Osservando l’utilizzo delle frequenze di trasmissione negli Stati Uniti, la Federal Communication Commission si è accorta che alcune bande recentemente assegnate sono già sovraccariche, quelle legate all’accesso ad internet su mobile, mentre altre, assegnate tempo fa a diverse aziende di comunicazione televisiva sono sottoutilizzate. Con l’aiuto di una grande società di consulenza in aste (Auctionomics, che a quanto pare ha anche consigliato il governo italiano in un’asta del 2011) hanno concepito e messo in atto una delle più complesse aste mai realizzate, che si stima possa apportare alle casse federali fino a 30 milardi di dollari, ma generando soprattutto un enorme valore economico grazie ad una redistribuzione più efficiente delle frequenze.

Kevin Leyton Brown, della University of British Columbia, ci spiega ad IJCAI16 come funziona quest’asta utilizzando un esempio calzante. Supponiamo di essere una compagnia aerea e di avere in partenza un aereo da 300 passeggeri mezzo vuoto. Per risparmiare decidiamo di far volare un’aereo più piccolo, dovendo quindi eliminare le due file centrali di sedili. I passeggeri sulle file laterali hanno il volo confermato, quelli sulle file centrali restano a terra, non importa se siano in prima, business, o classe economica (l’overbooking non guarda in tasca a nessuno). La compagnia offre 1000 euro a ciascun passeggero lasciato a terra come ricompensa, ma restano comunque alcuni posti liberi sulle file laterali dell’aereo più piccolo, e perché perderci? La compagnia abbassa il rimborso a 600 euro. Qualcuno rifiuta e chiede di essere rimesso sull’aereo più piccolo in partenza. La compagnia aerea ricalcola l’assegnamento dei posti, e vede che la prima classe dell’aereo è ora piena. A questo punto la compagnia è obbligata a pagare 600 euro ai passeggeri di prima classe che ha lasciato a terra, siccome il mercato si è chiuso per questa categoria. Ma restano posti nelle classi sottostanti! La compagnia abbassa ancora il rimborso per i passeggeri di business ed economica, a 500, e poi a 400 fino a riempire una delle due classi (probabilmente la business). Il procedimento continua fino a riempire l’aereo e rimborsare il meno possibile i passeggeri restati a terra.

L’esempio mette un po’ in cattiva luce l’organizzatore dell’asta – la compagnia aerea nella storiella, la FCC nella realtà – ma spiega bene l’idea di una “reverse auction”: la FCC ha innanzitutto raccolto in una asta ascendente (la classica asta che va al miglior offerente) le offerte delle aziende di telefonia mobile per avere nuova banda, e poi gioca una reverse auction con le aziende televisive per rimborsarle al minor prezzo possibile della perdita delle loro concessioni. L’equivalente delle diverse classi sull’aereo sono i diversi settori geografici: la prima classe per esempio potrebbe essere New York, la seconda Los Angeles… Due volte al giorno lo stato ribassa l’offerta e “riposiziona” i passeggeri/aziende televisive sul territorio nazionale, in uno sforzo computazionale che ha reso necessario lo sviluppo di affascinanti tecniche di intelligenza artificiale.

Complimenti agli economisti della FCC per aver ideato un meccanismo così interessante – e speriamo efficiente – e per la fiducia accordata agli informatici nello sviluppo dei risolutori che ogni giorno ricalcolano l’assegnamento delle frequenze in maniera ottimale. Per farsi una vaga idea, in un problema così complesso hanno usato diversi risolutori SAT (qualcosa a che fare con la logica) ed euristiche, ricombinati in maniera automatica grazie a tecniche di machine learning fatte girare sui dati di previsione della FCC. Chiaro?

[La procedura chiamata “incentive auction” è spiegata in dettaglio qui]