中国科学院数学与系统科学研究院期刊网

2018年, 第38卷, 第8期 刊出日期:2018-08-09
  

  • 全选
    |
    论文
  • 李俊儒, 汪寿阳, 魏云捷
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1905-1918. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1905-14
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文研究了一种基于波动率测量误差的波动率预测模型,并做了非线性扩展,期望改进预测效果.考虑到文献中关于波动率可能长记忆性和非线性并存的观点,本文以具有长记忆特征的HAR(heterogeneous autoregressive)模型为基础,加入波动率测量误差后模型持续性有所提高,结合非线性的时变参数模型则达到结构变化和减弱异方差的效果.本文用2652天的沪深300高频数据计算的已实现极差波动率来验证模型效果.固定参数下,在HAR型模型中加入测量误差作为调节变量可以较显著地改善样本外预测效果.时变参数下,加入测量误差的HARQ型模型预测效果大多优于对应的HAR型模型.时变参数模型总体上可以改善固定参数模型的预测效果,尤其在预测期较长的情况下改善均是显著的.
  • 周仁才
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1919-1929. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1919-11
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    文章通过将标的资产波动率分解为不相关的两个组成部分,构建了期权定价模型,并求解了相应的期权定价公式.分析新模型在标的资产收益率的偏度与峰度、隐含波动率等方面的重要特征,并利用市场数据对模型进行了拟合.研究表明:将波动率进行分解,以适应于其组件不同的运动过程,从而扩展了模型的适用场景;利用波动率组件的相互作用,即使在波动率参数较低时,也可以令短期期权获得明显的尖峰、波动率微笑等形态特征,从而有效地规避了单因素随机波动率模型的缺陷;同时,通过波动率分解引入新的风险源,模型具有更好的定价效率.
  • 伍慧玲, 董洪斌
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1930-1945. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1930-16
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    考虑通货膨胀的影响,研究了一个确定缴费养老计划退休后期最优投资决策问题.自退休时刻开始,退休者定期从账户里抽取一定的金额维持日常支出,然后将剩余的财富投资于一个无风险资产、一个股票指数和一个通胀指数债券,直到强制购买年金的时刻.为保障退休后的正常生活,退休者在每个时刻设定投资的目标值,采取二次效用函数衡量投资财富水平和目标值的差距,并选择最优的投资策略以最小化平均累计差距.运用动态规划和随机控制方法,得到了没有上方惩罚的目标值、最优投资策略、最优值函数、破产概率以及终端财富与目标值差距的分布函数等指标的显式表达式.运用数学分析和数值分析手段,得到了每个时刻目标值的性质,分析了终端目标值和消费金额对破产概率的影响,研究了物价指数的瞬间变化率和波动率对财富值与目标值的差距、各时刻财富均值以及破产概率的影响.
  • 杨兴雨, 刘悦, 杨晓光, 张卫国, 张永
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1946-1959. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1946-14
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在多期投资组合选择过程中,频繁调整投资比例将会产生一系列的交易费用,是影响投资决策的一个重要因素.在线投资组合属于多期投资组合;投资比例需要按照投资期数逐步调整,而不是一次性确定的.本文将交易费用引入到在线投资组合模型中,应用集成有限个专家意见的弱集成算法设计在线投资组合策略.首先探讨了专家意见为在每阶段都固定地投资于单只股票的情形,得到了考虑交易费用的单一集成策略,证明了与最优专家意见相比,他们的累积收益平均值之间的差值存在渐进形式的下界.其次,讨论了专家意见为在每阶段都固定地投资于多只股票的情形,得到了带交易费用的混合集成策略,并给出了该策略的竞争性能分析.基于纽约证券交易所的股票数据,数值算例进一步说明了本文给出的带交易费用的单一集成策略和混合集成策略几乎与最优专家意见的性能一样好,并分析了交易费用对策略性能的影响.
  • 张海亮, 张誉发
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1960-1967. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1960-08
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在庞氏风险理论框架下,引入信息模糊策略构建新金融平台的竞争决策模型,进一步分析新金融平台的风险聚集和演化过程.对竞争环境下异质性平台的博弈关系进行建模并研究其最优模糊策略,然后通过数值模拟分析关键参数对平台资金的影响.结果表明:高承诺率平台将选择高模糊策略,低承诺率平台将依据效率优势选择相应策略,高承诺率与高杠杆率会增加平台风险.平台是稳健型时,高模糊策略使得平台收益增加,加快资金积累;平台是脆弱型时,高模糊策略能延缓平台危机爆发,但无法挽回平台危机;平台是恢复型时,高模糊策略使平台危机期延长.
  • 彭盼, 任心原, 范英, 朱磊
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1968-1982. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1968-15
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    自巴黎气候大会顺利召开之后,全球各国在立即开展相关措施应对气候变化上已达成更深的共识.人类需要实施更多的努力减缓温室气体排放,以此将大气中温室气体浓度控制在450 ppmv以下,将很大可能达到IPCC提出的21世纪末全球平均温度上升在2摄氏度以内的预期目标.全球各国的经济和技术发展存在较大的差异,甚至像中国这样最大的发展中国家,其不同地区的经济发展和资源禀赋也存在较大的差异.因此,非常有必要构建相关多区域模型研究全球乃至中国不同地区在应对气候变化背景下经济发展和能源技术演变的规律.本文基于全球多区域综合评估模型(WITCH)建立全球-中国多区域WITCH-China模型,根据地区经济发展和资源禀赋的差异性,将中国地区划分至东、中、西三部分,以研究在全球温控目标下中国不同地区的能源技术演化和碳排放路径的变化规律,同时对比中国和其他世界各地区的宏观经济水平受到气候变化影响的差异性.
  • 顾光同, 许冰
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1983-1993. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1983-11
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    工业增加值是衡量实体经济成效的重要指标,随着中国经济不确定性加剧,更及时地预报其增速显得尤为重要.本文首先建立前沿的混频结构向量自回归模型,再从中导出预报数学表达式并给出向前滚动预测形式,并将预报模型化为状态空间结构,采用Bootstrap重要性抽样步骤实现模型的稳健性检验.基于1996年1月至2016年3月的相关月度数据,实证研究表明:预报模型合理、参数估计具有收敛性和稳健性;除工业增加值自身惯性影响外,货币政策M2和消费方面社会消费品零售总额滞后1~2期对工业增加值增速半月频率具有显著正向冲击影响;全样本预报、部分样本预报和预见性外推预报合理可行,半月预报能有效预警工业增加值波动规律.最后,针对性地提出相关政策启示和展望.
  • 邱朵, 杨洪明, 赖明勇
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 1994-2005. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-1994-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    智能区域代理商整合区域内电动汽车(electric vehicle,EV)参与电力市场交易,然而在联营市场(包括日前和实时市场)交易机制下,联营市场电价的随机性增加了代理商的市场交易风险.基于此,提出了以联营市场条件期望购电成本最小为目标的报价决策模型,该模型考虑了联营市场电价的随机特性,并将模型转换成带条件风险价值约束的随机优化问题.由于含随机性变量概率密度函数的积分计算困难,因此利用蒙特卡罗模拟,预测电价分布特性,采用抽样平均近似法对模型进行离散化处理,并通过构造函数将原问题化为凸优化问题进行求解.数值实验表明代理商通过控制EVs参与联营市场竞价交易,对EVs进行充电管理,可有效降低峰谷差,有助于电网的稳定性.
  • 范小军, 王成付, 刘艳
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2006-2017. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2006-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    自有品牌质量定位是自有品牌成功的关键因素,本文在考虑自有品牌相对制造商品牌成本差异的条件下,探讨不同质量定位的自有品牌引入策略及其渠道效应.研究表明:当低质量制造商品牌的批发价格足够高时,适合引入廉价自有品牌;当高质量制造商品牌的批发价格足够高时,适合引入溢价自有品牌.无论引入何种自有品牌,不同制造商品牌的批发价格和零售价格均下降,但下降程度会随着自有品牌相对成本优势下降而减少;引入廉价自有品牌时,制造商品牌批发价格和零售价格的下降程度均会随着自有品牌质量提高而增加;引入溢价自有品牌时,制造商品牌批发价格和零售价格的下降程度均会随着自有品牌质量提高而减少.无论引入何种自有品牌,制造商品牌的利润均会下降,但其下降幅度会随着自有品牌相对成本优势下降而降低;无论引入何种自有品牌,零售商利润均会提升,引入廉价自有品牌和溢价自有品牌,其提升幅度会随着自有品牌相对成本优势下降或自有品牌质量的增加而增加;在三类自有品牌中,引入溢价自有品牌对零售商利润的提升更显著.更为重要的是,无论引入何种质量的自有品牌,渠道的整体利润均会增加.
  • 陈靖, 董明
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2018-2031. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2018-14
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以一个提供生鲜品运输服务的速递企业为研究对象,考虑客户对生鲜品出货新鲜度要求对该企业集配策略进行研究.首先,基于生鲜品质量变质特性的数量集配策略采用随机更新理论建立生鲜产品集配模型,决策使平均期望总成本最小的集配数量.分析模型指出集配中平均期望运输成本与平均期望集配惩罚成本的内在变化规律,指出平均期望总成本关于集配数量的变化规律及企业是否采用集配策略与需求速率、固定运输成本与单位惩罚成本相关,及采用集配策略后的最优集配数量取决于需求、成本与产品环境的联合作用.发展模型求解算法,数值实验出示集配数量、保鲜成本及期望成本与企业所处的需求、成本与产品环境的关系,为生鲜产品物流速递企业制定集配策略提供借鉴.
  • 扈衷权, 田军, 冯耕中
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2032-2044. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2032-13
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    政企联合储备应急物资能够有效地改善政府单独储备物资所面临的储备过量或不足的困境,而通过市场化的契约机制实现政企联合储备可以克服行政强制手段带来的弊端.基于此,本文建立了基于期权采购的政企联合储备应急物资模型,通过推导获得政企双方的最优决策后,给出了企业参与联合储备的条件,以及在不同的现货市场条件下,与政府单独储备模式相比,政企联合储备模式能够提高物资总储备量且降低政府库存水平时契约参数的取值范围.在此基础上,本文给出了供应链达到协调以及政企双方实现合作共赢时的条件.最后,本文通过数值模拟对上述结论进行了验证,并进一步研究物资需求量不确定性对两种储备模式的影响,结果表明随着需求量不确定性的增加,与政府单独储备模式相比,政企联合储备模式的优势越发明显.
  • 陈雪龙, 王亚丽
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2045-2056. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2045-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    利用证据理论处理多属性应急决策时,通常假设信息源独立,有悖于现实情况.因此,提出考虑信息源相关性的多属性应急决策方法.首先,给出基于证据理论的多属性应急决策问题表示;其次,提出信息源相关程度的计算方法及考虑信息源相关度的证据合成规则,以融合证据信息;再次,给出基于Pignistic概率值的应急备选方案选择方法,扩大各方案之间的信度差异,以实现多属性应急决策的目的.最后,通过算例分析验证该方法在多属性应急决策中的有效性.分析结果表明,考虑信息源之间的相关性不仅使应急决策结果更加客观,同时弱化了证据理论有关信息源独立性的假设,扩大了其在实际应用中的范围.
  • 张秦, 方志耕, 陶良彦, 刘思峰
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2057-2067. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2057-11
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    串并案是指一个或者一伙罪犯所作的系列案件聚类成的案件集.在应急情景下、受害人、证人以及刑侦人员等对案情的描述具有多元异构性和不确定性特征,导致串并案信息具有多元不确定性的特点,而传统的多属性聚类决策方法对串并案研究有着一定的局限,因此本文根据串并案问题,对其指标体系的权重配置进行了深入研究.首先针对串并案信息的多元不确定性特点,提出在某一特定条件下所有不确定数均可统一转化为广义标准区间灰数,然后建立广义灰色相似度模型,测算属性指标以及整体案件的相似度,并构建串并案指标体系广义区间灰数熵客观权重配置模型,求解串并案指标的广义区间灰数熵权重.最后通过案例研究,证明了本文模型的合理性与可行性.
  • 唐洪婷, 李志宏
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2068-2078. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2068-11
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    基于在线社区的协同创新作为一种汲取用户智慧的有效机制,有利于企业发掘其产品创新方向.然而大数据时代下,信息过载及失真为社区中的知识获取带来了诸多挑战,且已有研究主要聚焦于利用价值较低的高频知识的提取.因此,为了充分挖掘用户经验与创新知识,本文基于社区知识间的共现关系构建了知识超图模型,并利用超图划分算法hMETIS对知识超图进行了探索性分析,同时结合关联规则算法FP-Growth进一步研究了知识间的关联关系,以此获取不同领域的价值知识.最后,本文通过一个实例证明了该方法的有效性.本文的研究实现了对社区知识的深度挖掘与分析,提出的领域知识发现方法对企业社区管理和产品创新极具指导意义.
  • 黄海燕, 刘晓明
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2079-2087. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2079-09
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为更好地解决一致决策过程中不同决策者的偏好信息表示,以及一致程度判定等问题,提出一种基于区间复合标度的二元语义模型,可实现从词到数值区间的转化过程以及数值区间到词的再转化过程.提出一种基于个人区间复合标度的一致决策模型,决策者个人有不同的语言表示模型,同时突出决策过程中的转化和再转化过程,可对整个决策过程的一致状态进行判断.提出的模型考虑了人们思维的模糊性以及认知的差异性,并为解决复杂的一致决策问题提供了量化模型与评价依据.
  • 赵雪梅, 肖玲玲, 王邹
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2088-2097. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2088-10
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文考虑线性单中心城市中居民的个体差异,构建空间均衡模型,探讨了交通补贴对城市居民福利效用的影响.首先,从离散型的用户异质性角度,根据时间价值的差异,将用户分为若干异质群体.然后,将异质性用户从离散型拓展至连续型,分析两种不同的土地所有权情形.如果城市居民不具有土地所有权,在空间均衡下,交通使用者都会从其所得的交通补贴中获利,且时间价值越高者获益更多;而在交叉影响分析中,私家车用户的效用不受公交车补贴的影响,但私家车补贴却导致公交车用户的福利降低,时间价值越低者损失越大.如果城市居民就是土地所有者,在一定条件下,时间价值较高者受益于其交通补贴的提高,而时间价值较低者受损.
  • 郭利泉, 杨忠振
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2098-2109. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2098-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    从封闭区域以港口为节点的对外运输系统(以下简称外运系统)的内部运输社会福利最大的角度,研究多港口地区的港口整合问题.首先,分析外运系统的内部运输社会福利最大的经济学原理,提出衡量外运系统的内部运输社会福利的内部成本计算方法;其次,比较不同港口群规模下的内部成本,以确定封闭多港口地区的最适港口群规模.然后,针对多港口地区港口供给过剩的状况,提出港口多期投资和资产闲置的整合方法.最后,以东北地区为实证研究对象,研究其实质性港口整合问题.研究成果对多港口地区的港口资源整合和协同运营具有重要的实践价值和理论意义.
  • 赵宇哲, 周晶淼, 匡海波, 冷毅
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2110-2122. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2110-13
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对航运资产整合后新企业的海运网络重建问题,从营运船舶的角度提出了轴-辐式网络和多港挂靠相结合的混合模式.结合混合模式对基于航线、路径、船舶一体化决策的可能约束,建立了总成本最小化为目标函数的线性混合0-1规划问题,设计了拉格朗日分解、次梯度、预处理与可行解构造的求解算法.通过一组准实例的数值仿真,验证了该求解算法在解决大规模问题时具有较强的计算性能.结果表明:航运资产整合可为新企业带来明显的规模优势,但海运网络重建成本控制的关键在于船队规模及其结构的再优化;新企业应选择合适数量的枢纽港口来布局主干网络,并通过优先保证分支网络上适当船型的配置和兼顾主干网络上大型船舶的充分利用的方式来提升船舶利用率.
  • 郭海湘, 黄媛玥, 顾明赟, 潘雯雯
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2123-2134. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2123-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    甲状腺释放甲状腺激素以调节人体的新陈代谢速率,甲状腺激素过多或过少分别会引起甲亢或甲减,都属于甲状腺疾病.在实际医疗数据中,甲状腺疾病数据属于典型的不均衡数据.传统的分类方法往往忽略了不均衡数据存在的异构现象(不均衡程度,特征维度,类别数目在不同数据集中各不相同).针对甲状腺疾病数据的类分布不均衡现象以及异构现象,本文提出一种自适应多分类器系统(adaptive multiple classifier system,AMCS),构造多分类器集成系统,自适应地对异构不均衡甲状腺疾病数据进行分类来辅助甲状腺疾病的诊断.AMCS系统包括特征选择,集成框架,基分类器以及集成规则四个组成部分,每一组成部分由不同的算法组成候选池,根据不同数据存在的异构现象,自适应地为异构数据选择最优集成算法.本文采用KEEL和UCI提供的10组异构甲状腺疾病数据进行实验,验证了本文所提出的方法在辅助甲状腺疾病诊断的有效性.
  • 琚春华, 陈彦, 鲍福光
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2135-2146. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2135-12
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    伴随着大量用户内容的创建和交换,社交网络平台中产生了大规模的互动数据和复杂的用户关系,受到了越来越多研究者的关注.但是现有对关系强度研究多是从用户特征属性相似度和社交行为两方面进行,忽略了网络结构对关系强度的影响,且并未考虑社交行为存在的方向性和习惯性问题.基于此,本文提出了不对称的社交网络用户关系强度计算方法(DSTS-ATI),该方法融合用户特征属性相似度、网络结构连接强度、社交行为交互强度三个维度来综合计算用户关系.在计算网络拓扑结构连接强度时,不仅考虑了用户间邻居节点数,还考虑了邻居节点连接边数.社交互动行为发生的方向性和习惯性,会影响用户对关系强度的感知,因此本文计算出不同社交行为的贡献权重,从交互双方感知用户社交强度.实验证明,本文提出的不对称用户关系强度的方法能够提高用户关系强度预测的准确性,有助于微博意见领袖的发现和信息传播机制的研究.
  • 刘涵, 王月岭, 王晓, 林艳艳
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2147-2154. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2147-08
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文提出了基于支持向量机与概率输出网络的深度学习回归模型.该回归模型利用深度学习的深层结构,以及支持向量机的泛化能力、概率输出网络中的条件概率估计特点,建立了多层支持向量机的深度学习结构,避免了深度学习的参数选择问题.其中核参数的选择域呈网格状,通过求取输出对应β分布的累积概率分布和经验累积概率分布的K-S检验,求取一致性的p值最大对应的核参数作为支持向量机模型的核参数.对应的输出为模型提取的特征,作为下一层的输入,直至模型达到结束条件为止.仿真实验通过三个标准的回归数据集证明了本文提出模型的有效性.
  • 唐忠, 李文强, 李彦
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2155-2167. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2155-13
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对可靠性度量时机械结构中存在广义三角模糊数的不确定性问题,提出一种基于证据理论的离散化机械结构可靠度计算方法.为合理地构建不确定性变量的基本概率分配,首先基于证据变量基本概率分配的离散特性,改进了熵等效法在广义三角模糊数去模糊化时的不足,并在改进熵等效法的基础上提出一种广义密度法对其进行去模糊化处理.然后利用离散化方法将随机变量和广义三角模糊数进行证据结构表征,并将离散的连续焦元序列(子区间)作为其证据体,进而构造其基本概率分配.最后利用证据融合法则对证据体进行融合,以实现信任度和似真度的数值计算.将所提出的方法运用于曲柄滑块机构的可靠度计算,并结合蒙特卡罗模拟法验证了该方法的可行性.
  • 曹引, 冶运涛, 梁犁丽, 蒋云钟, 赵红莉, 王浩
    系统工程理论与实践. 2018, 38(8): 2168-2176. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2018)08-2168-09
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    降水无线传感器网络节点布局对于准确分析降水时空分布规律和降低运维成本至关重要,是智慧流域物联网观测系统建设的关键问题和难点.针对高山流域的特点,在考虑路网约束的基础上,耦合回归克里格和模拟退火算法,提出了一种基于并行计算架构的流域降水无线传感器网络优化布局方法.利用该方法分析了雅砻江中下游流域现状站网的合理性,并进行站点优化布局研究.结果表明,基于回归克里格的优化布局方法可以对降水无线传感器网络进行合理优化布局,优化布局站点以相对较低的站网密度很好地捕捉了降水在空间上的分布规律;采用并行设计模拟退火算法进行降水无线传感器网络优化布局可以成倍的节省程序运行时间,显著提高优化布局效率.