Efficient analysis of stochastic consumption games

Bc. Martin Kučera

Master's thesis

Abstract:

Stochastické hry so spotrebou sú hry dvoch antagonistických hráčov, hráča 1 a hráča 2 s nekonečným horizontom. Počas hry sa spotrebúva zdroj, ktorý je možno vo vybraných stavoch doplniť na plnú kapacitu. Hlavným predmetom našej štúdie je dosiahnuteľnosť, kde cieľom hráča 1 je dosiahnuť niektorý z požadovaných cieľových stavov pričom úroveň hodnoty zdroja musí byť neustále nezáporná (teda sa zdroj nesmie úplne vyčerpať). Prezentujeme polynomiálny algoritmus pre korešpondujúci výpočetný problém. Algoritmus implementujeme a ukážeme, že ponúka škálovateľnú výkonnosť.

Abstract:

Stochastic consumption games are stochastic games of two antagonistic players player 1 and player 2 with an infinite horizon. During the game a level of a diminishing resource is kept. At designated reloading states, the resource can be reloaded to full capacity. The main objective we study is consumption-reachability, where the goal of the player 1 is to reach a designated set of target states while ensuring that the available amount of resource stays non-negative (this corresponds to avoiding the total depletion of the resource). We provide a polynomial time algorithm for the corresponding computational problem. We implement the algorithm and show that it offers a scalable performance.

Keywords

game theory, games on graphs, Markov decission processes, stochastic games, energy games, consumption games, one-counter stochastic games

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 30. 6. 2016
• Supervisor: doc. RNDr. Tomáš Brázdil, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Jan Obdržálek, PhD.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Theoretical Informatics