互联网付费搜索拍卖建模与系统仿真研究

摘要

基于搜索引擎结果网页(Search Engine Result Page,SERP)排名的付费搜索(Sponsored Search)广告业务是当今互联网广告市场中占据最大份额的一种商业模式,其成功很大程度上依赖于以“按点击付费(Pay-Per-Click,PPC)”和“广义第二价格(Genenalized Second-Price,GSP)”为基本特征的独特拍卖机制。付费搜索业务为搜索引擎企业带来的巨额利润从根本上决定了亿万搜索用户能够持续地免费享受搜索服务,然而拍卖对SERP排名客观性的改变却对搜索用户利益产生了负面影响,并且这种影响在处于高速成长期、新用户比例居高的新兴搜索引擎市场中尤为严重。如何解决付费搜索拍卖的经济效益与社会效益之间的内在矛盾是当前中国大陆搜索引擎企业生存和发展的第一要务。
　　 付费搜索拍卖蕴藏的巨大商业价值及其对搜索用户利益的重大影响共同决定了关于付费搜索拍卖的研究具有深远的现实意义,而GSP机制与维克里拍卖机制的天然相似性又为相关研究赋予了深厚的理论价值。然而,目前国内外学术界关于付费搜索拍卖的研究进展却明显滞后于实践。本文基于博弈论建模和系统仿真方法对当前付费搜索拍卖研究中尚未解决的若干重要问题进行了深入研究,并结合对实际案例的分析从拍卖机制设计者的角度提出了若干改进建议和实施对策。本文研究是国家教育部哲学社会科学重点攻关项目“创意经济及其中国发展战略研究”(06JZD0021)之子课题“互联网创意经济研究”成果的集中体现,同时也得到了国家自然科学基金项目“网格化管理及其应用前景基础研究”(70450001)的资助。
　　 本文的主要研究内容包括以下四个部分:
　　 1.基准价值递减物品拍卖建模研究
　　 以基准拍卖模型的前提假设和理论框架为基础,建立了一类基准价值递减物品拍卖模型,阐述了该模型的广义收益等价性定理,求解了GFP(GenenalizedFirst-Price)和GSP两种机制下的竞拍人均衡竞价策略,讨论了对拍卖人最优的直接显示机制,并进一步阐述了基准价值递减物品拍卖与其他相关拍卖的理论关联。
　　 2.价值递减物品重复拍卖建模研究
　　 将重复拍卖引入基准价值递减物品拍卖模型,建立了价值递减物品重复拍卖模型,证明了局部无嫉妒条件、无嫉妒匹配与纳什均衡的关系,讨论了GFP机制和GSP机制下均衡的存在性及多重性,并分析了价格级别对竞价系统动态稳定性和拍卖收益的影响。
　　 3.基于三元市场结构的付费搜索拍卖机制维度研究
　　 从“搜索引擎-广告主-搜索用户”三元市场结构出发,基于顺序浏览方式的用户搜索模型讨论了用户点击数和浏览数随SERP位置变化的分布特征,确立了区分变换函数的事前概念与事后概念的方法,然后通过对广告主价值结构的分析,给出了广告主估价函数的一般形式,并进一步剖析了出价单位划分方式和排名规则的理论含义及其实际影响,最后对付费搜索拍卖机制的维度进行了归纳。
　　 4.付费搜索拍卖动态系统建模仿真与应用实例研究
　　 在理论研究的基础上,建立了付费搜索拍卖动态系统模型,利用SIMJLINK软件完成了对模型的仿真实现,进一步研究了付费搜索拍卖机制主要维度取值变化对拍卖收益和用户搜索效率等重要结果变量的影响,最后在理论研究的基础上对BD公司实际的付费搜索拍卖机制的改进设计问题提出了对策建议。
　　 本文的创新之处主要体现在以下四个方面:
　　 创新点1:求解了GSP机制下基准价值物品递减拍卖中竞拍人对称均衡策略的显性形式。本文通过创建基准价值递减物品拍卖模型,建立了从标准拍卖到付费搜索拍卖的理论衔接和逻辑关联,并在线性变换函数条件下求出了GSP机制下基准价值递减物品拍卖中竞拍人对称均衡策略的显性形式,从而推进了不完全信息条件下GSP拍卖中竞拍人策略的定量研究进展。
　　 创新点2:基于信息距离(Distance of Information Transition,DIT)理论确立了一种基于用户信息代价标准的搜索效率测度方法。本文从付费搜索拍卖三元结构的系统观出发,运用DIT理论确立了一种基于用户信息代价标准的搜索效率测度方法,并将该方法运用于考察付费搜索拍卖机制维度取值对用户搜索效率的影响,从而为定量评价拍卖机制改进的长期效果提供了一种有效的途径。
　　 创新点3:以“搜索引擎-广告主-搜索用户”三元市场结构为前提,关于单纯排名和有效排名的比较研究得到了若干新结论。基于二元市场结构的付费搜索拍卖研究认为,有效排名相对于单纯排名能够提高拍卖总收益。本文基于三元市场结构的建模研究指出,当考虑用户搜索信息代价因素时,有效排名代替单纯排名反而导致拍卖总收益降低,但搜索引擎收益变化不显著,因此搜索引擎采取有效排名的真正意义是在保证自身收益的前提下降低用户搜索信息代价。
　　 创新点4:提出了搜索引擎关于SERP结果显示方式和付费结果质量控制的策略匹配原则,进一步指出将分开显示方式制度化是付费搜索行业政策发展的必然趋势。对搜索引擎而言,SERP结果显示方式和付费结果质量控制的策略匹配结果之间存在一定的占优关系,特别地,当采取分开显示方式性时,理性的搜索引擎会配以“高质量”的控制策略。“付费结果和自然结果分开显示方式制度化”是中国大陆搜索引擎行业政策法规发展的必然趋势,搜索引擎企业应做好充分的应对准备。本文的主要结论可以归纳为以下7点:
　　 结论1:对满足估价可变换条件、变换单调性条件和偏序一致性条件的异质物品拍卖问题,GSP机制可以看作是对VCG机制的一种简化和近似,但是在拍卖物品大于1个的情况下GSP机制并不是一种激励相容的显示机制。
　　 结论2:基准价值递减物品拍卖具有与单物品基准拍卖类似的广义收益等价性和最优直接机制,但GSP机制下的竞拍人比单物品第二价格拍卖中的竞拍人具有更加复杂的均衡策略。
　　 结论3:在重复进行的价值递减物品拍卖中,理论上GSP机制相对于GFP机制具有更好的稳定性,但是当允许竞拍人以非均衡策略出价时,GSP机制的稳定性优势并不显著,但是却能给搜索引擎带来更多的期望收益。
　　 结论4:无论从对VCG-机制简化条件的满足程度来看,还是从风险分担与信息不对称分布的一致性程度来看,按点击付费都是付费搜索拍卖中最为合理的出价单位划分方式。
　　 结论5:当考虑SERP结果排名对实际浏览数和点击数的影响时,有效排名相对于单纯排名在收益性方面具有劣势,但是在搜索效率方面具有优势,搜索引擎采取有效排名代替单纯排名的真正意义是提高搜索效率而非提高拍卖收益。
　　 结论6:给定其他条件不变,混合显示方式相对于分开显示方式能够为搜索引擎带来更高的期望拍卖收益。对搜索引擎来说,选择显示方式和实施付费结果质量控制策略之间存在一定的匹配关系。为了维护搜索用户的利益和促进付费搜索市场的可持续发展,付费搜索市场的规则制定者和监管者应当利用搜索引擎的理性策略匹配,通过明确的法规或行业标准要求搜索引擎明确区分付费结果和自然结果。
　　 结论7:BD公司对其付费搜索拍卖机制的历次改革与本文给出的相关结论基本吻合,但是现行的“凤巢”系统依然存在一定问题,需要根据中国大陆付费搜索市场的环境变化进一步对拍卖机制进行改进设计,具体包括:区分关键词市场竞争结构来确定和调整最小竞价水平、利用和分享统计信息帮助广告主制定竞价策略、提高竞价变动单位以提高竞价系统稳定性、强化分开显示方式以适应搜索用户群体成熟化进程、从维度匹配角度出发提高付费结果质量以及实施“分开显示+高质量”的长期策略以规避政策法规风险等。