系统科学与数学

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曹娟, 任凤丽

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1181-1190. https://doi.org/10.12341/jssms20369

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给出自适应控制下, 两个不同拓扑的耦合网络在有限时实现聚类改进投影同步的充分条件. 首先, 根据聚类改进投影同步的定义以及对角矩阵排列因子~(scaling factor), 得出误差系统的具体形式. 然后通过设计恰当的自适应控制器和李雅普诺夫函数, 在已有的引理支撑下, 得出两个不同拓扑的耦合网络之间的同步准则. 结论表明该有限时聚类改进投影同步实现的停时不仅依赖于初始时刻, 还依赖于所设计的自适应控制器的参数以及自适应更新法则. 为了使结论更具一般性, 文章对该网络仅仅加了较少的假设和限制, 从而更方便应用于实际. 最后, 通过数值模拟, 结合图中的标注验证了所给的两个具体网络的聚类改进投影同步实现的可行性.

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年龄等级结构捕食系统模型的最优控制

何泽荣, 周楠

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1191-1202. https://doi.org/10.12341/jssms20172

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研究一类捕食系统的最优收获问题, 食饵与捕食者种群内部具有年龄等级结构. 运用相对紧性和极值化序列方法证明了最优解的存在性, 通过构造适当的共轭系统并结合凸集的切锥法锥理论完成了最优策略刻画，给出了最优策略及种群密度的仿真方法和算例.

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PMSM伺服系统的神经网络动态面控制

吴峰, 于洋

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1203-1214. https://doi.org/10.12341/jssms20285

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针对永磁同步电动机(PMSM)伺服系统中存在负载扰动和参数不确定问题, 提出一种新型的基于预估器的自适应神经网络动态面控制算法. 采用神经网络在线辨识系统的不确定项. 在控制设计中引入神经网络预估器, 并利用预估偏差学习神经网络的权值向量. 通过引入动态面控制技术克服传统反步递推控制设计中存在的``复杂性爆炸"问题. 所提控制算法可以在实现快速自适应的同时, 避免了控制输入中可能存在的高频信号和控制输入漂移问题, 进而提高PMSM伺服系统的位置跟踪控制性能. 仿真结果验证了所提控制算法的有效性, 并且与现有自适应神经网络控制方案相比, 基于文章提出的自适应神经网络动态面控制方案的PMSM伺服系统具有更好的位置跟踪性能.

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带丢包不确定广义系统鲁棒Kalman预报器

陶贵丽, 刘文强, 张兴华, 牛晓霞

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1215-1232. https://doi.org/10.12341/jssms20104

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针对一类带丢包和不确定噪声方差的广义系统, 设计了鲁棒时变Kalman预报器. 利用矩阵的非奇异线性变换, 通过增广状态方法和虚拟噪声技术, 将原系统转化为两个仅带有不确定噪声方差的降阶非广义子系统. 根据极大极小鲁棒估计原理, 基于带噪声方差保守上界的最坏情形子系统, 得到子系统的鲁棒时变Kalman 预报器. 根据降阶子系统和原广义系统之间的关系, 给出原系统的鲁棒时变Kalman预报器和预报误差方差阵. 应用Lyapunov方程方法证明其鲁棒性, 使得对于所有容许的不确定性, 它的实际预报误差方差阵被保证有相应的最小上界. 仿真例子验证了所提算法的有效性和正确性.

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基于维数学习和二次插值的混沌飞蛾火焰优化算法

王秋萍, 郭佳丽, 王晓峰

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1233-1244. https://doi.org/10.12341/jssms19307

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针对K-means算法对初始聚类中心敏感和容易陷入局部最优的问题, 首先提出一种基于维数学习和二次插值的飞蛾火焰优化算法以提高基本算法的求解精度和收敛速度, 即采用Tent混沌映射产生多样性较好的初始种群, 增强算法的全局搜索能力; 对火焰位置采用维数学习策略生成更优良的火焰来指导飞蛾寻优, 以提高算法的搜索效率; 把二次插值引入基本飞蛾火焰算法, 每次迭代利用二次函数的极值点产生新的飞蛾个体, 增强算法的局部开发能力, 更好地平衡算法的探索与开发能力, 从而改善了解的精度. 选取CEC 2017测试函数进行数值实验测试所提算法的性能, 并与5个先进的元启发式算法比较, 结果表明: 所提出的算法具有更高的求解精度和更强的鲁棒性. 然后, 将改进的飞蛾火焰算法用来优化聚类中心的位置, 5个UCI数据集的实验结果表明改进的算法适用于求解K-means聚类问题, 且取得了好的聚类效果.

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具有时滞概率分布的电力系统负荷频率稳定性分析

罗小丽, 戴璐, 练红海, 李谟发, 邓鹏

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1245-1255. https://doi.org/10.12341/jssms20279

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基于概率分布理论和Lyapunov-Krasovskii (L-K)泛函分析方法, 研究一类时滞电力系统的概率分布相关负荷频率稳定性问题. 首先, 考虑模型中通信时滞的概率分布特征, 将安装有PI负荷频率控制器的电力系统转换为一个闭环的随机时滞系统. 其次, 充分利用随机时滞的概率分布信息, 构造合适的增广L-K泛函, 进而使用积分不等式和改进的逆凸组合技术对L-K泛函导数进行估计, 导出电力系统的时滞概率分布相关负荷频率稳定准则. 最后, 通过案例仿真分析表明了所提方法的有效性和优越性.

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基于区间对偶犹豫模糊信息双向投影技术的双边公平匹配决策方法

曲国华, 许岩, 曲卫华, 张强

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1256-1275. https://doi.org/10.12341/jssms20199

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针对现有的双边匹配决策双方主体满意度最大而忽略双方匹配是否公平的问题,提出一种新的双边匹配决策方法.首先,定义了值为区间对偶犹豫模糊数的得分函数,使用投影技术将区间对偶犹豫模糊矩阵转化为贴近度矩阵;然后,以双方各自的贴近度最大化和双方贴近度差值最小化为目标,考虑双边公平匹配的约束条件,构建了基于贴近度的双边公平匹配模型;通过求解该模型得出``最优''双边公平匹配.最后,以物流运作中供应商与第三方电商平台的双边公平匹配问题为例,说明区间对偶犹豫模糊信息双向投影技术下的双边公平匹配方法的有效性与实用性.

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能力差异下建筑供应链企业应用BIM的博弈均衡研究

李健, 宋昱光, 张文, 冯晓东, 余乐安

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1276-1290. https://doi.org/10.12341/jssms20211

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BIM对建筑供应链管理的作用不言而喻, 但BIM的实际应用还是不够理想.文章研究了一个由总承包商和分包商构成的两级建筑供应链,建立了一个两阶段的动态博弈模型, 来讨论应用BIM的能力对各应用方最优决策的影响. 同时, 该模型引入公平关切心理, 讨论了公平关切对各应用方最优决策的影响. 分析结果发现: 只有总承包商和分包应用BIM的能力差别不大时, 二者才会都应用BIM. 而且, 总承包商的领导作用能影响分包商应用BIM的积极性, 但公平关切心理不利于双方参与BIM应用的合作.

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基于前景理论的毕达哥拉斯模糊有序加权距离TOPSIS法

李美娟, 卢锦呈, 蔡猷花

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1291-1304. https://doi.org/10.12341/jssms20242

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针对现有毕达哥拉斯模糊有序加权距离测度法在集结距离测度时忽略决策者主观偏好的问题,文章引入前景理论来反映决策者面临损失和收益时的主观价值感受,根据不同类型决策者构建了基于前景理论的毕达哥拉斯模糊有序加权距离测度方法(PTPFOWD),并构建了基于均衡视角的权重修正系数,以防止过度依赖决策者主观偏好造成的偏误,尽可能保留原始数据中的客观信息;同时,讨论了PTPFOWD与现有距离测度之间的联系,证明了相关定理.在此基础上,将PTPFOWD引入到TOPSIS法中,提出了基于PTPFOWD的TOPSIS法,以实现对多样性信息进行有序的集结.最后,通过实证分析来验证方法有效性.

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一种考虑证据权重和可靠性的混合型多属性群决策方法

张兴贤, 王应明

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1305-1327. https://doi.org/10.12341/jssms19415

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考虑混合形式属性评价值以及决策者对语言评估的不确定性, 提出一种考虑证据权重和可靠性的混合型多属性群决策方法. 首先将混合形式的属性评价值转化为统一的区间信度结构, 然后基于证据推理~(ER) 规则建立非线性优化模型并对方案的定量指标和定性指标的区间信度结构进行融合, 进而得到~``先属性综合后专家决策'' 和~``先专家决策后属性综合'' 两种信息融合策略下的方案总的区间信度结构分布式评估向量, 再结合期望效用理论对方案进行排序. 最后, 通过一个供应商选择案例验证所提出方法的有效性和合理性. 分析结果表明, 文章方法同时考虑证据的权重和可靠性以及属性评价信息的异质性不仅符合现实决策, 同时与现有方法相比, 文章方法在信息融合过程中具有较好的排序一致性和信息完整性, 所提出的决策方法可以看成是对现有方法的有效扩展.

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基于改进TOPSIS 的三参数区间灰数多属性决策方法

王霞

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1328-1338. https://doi.org/10.12341/jssms20383

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针对属性值为三参数区间灰数的多属性决策问题, 提出了一种基于改进~TOPSIS 的三参数区间灰数多属性决策方法. 文章根据三参数区间灰数的取值特征, 定了三参数区间灰数相容度的概念; 其次分析了经典~TOPSIS 方法的不足, 结合三参数区间灰数的相容度, 定义了方案的加权相对相容度, 依据加权相容度对方案进行排序; 最后将可变熵拓展到决策信息为三参数区间灰数的情况, 建立了确定属性权重的可变熵优化模型, 并通过实例验证了该方法的有效性和合理性.

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网络舆情对中国上市金融机构系统性风险影响研究

欧阳资生, 李虹宣, 杨希特

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1339-1354. https://doi.org/10.12341/jssms20216

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使用2015年1月到2018年12月期间东方财富网45家上市金融机构1000万余条发帖信息为研究载体, 从网络关注度和网络情绪两个角度构建``网络关注度''、``网络情绪''和``网络意见分歧''共3个网络舆情指数; 然后使用DCC-GARCH模型估计CoVaR度量系统性金融风险指标; 之后采用系统广义矩估计(SGMM)和差分广义矩估计(DGMM)方法实证分析了网络舆情对系统性金融风险的影响效应. 研究发现: 网络关注度对系统性金融风险具有显著影响, 投资者网络关注度越高, 系统性金融风险水平越高; 网络情绪对系统性金融风险的影响具有非对称性, 并且网络积极情绪较之消极情绪对系统性金融风险的影响更大; 另外, 网络意见分歧越大, 系统性金融风险水平越高. 文章研究表明, 基于``互联网+风险管理''对系统性金融风险的防范和化解具有重要的理论及现实意义.

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国际原油期货对中国新能源股指影响: 从多项式拟合到复杂网络

李盼盼, 董志良, 武天娇

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1355-1368. https://doi.org/10.12341/jssms20164

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中国传统能源对外依存度不断攀升及环境污染等问题日益严重, 新能源的发展越来越受到政府和学者的关注. 为研究国际原油期货对中国新能源股指的影响以及传导规律, 文章将多项式拟合与复杂网络方法相结合, 以WTI原油期货价格与中证内地新能源主题指数为样本数据, 将多项式拟合模型作为节点, 节点间传导关系作为边构建网络. 结果表明, 油价对中国新能源股指的影响及传导方式具有规律性, 关键节点具有较高影响力、吸引力和媒介力显著影响着网络信息传输; 关键节点的传导方式也并非随机; 原油对新能源股指的影响程度在年中最强. 通过研究为相关交易提供理论支持, 也为研究原油对中国新能源股指的影响提供了新视角.

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考虑双渠道随机需求的垄断型制造商最优决策

楼振凯, 侯福均, 楼旭明

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1369-1380. https://doi.org/10.12341/jssms19296

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对同时运营线上与线下销售渠道的垄断型制造商, 在同时考虑过度生产损失和缺货机会损失的情况下, 研究其在随机需求下的最优生产与定价决策. 以最大化期望利润为目标函数, 建立了制造商的随机决策规划模型. 基于两个销售渠道随机需求的概率密度函数恒正的假设, 证明了在最大化期望利润的情况下, 每个渠道的生产量都是两个渠道销售价格的二元函数. 在分析模型解的过程中:对于目标函数最大值在可行域边界取得的情形, 提出了渠道妥协的概念;对于目标函数最大值在可行域内部取得的情形, 给出了必要和充分的判定条件. 进一步地, 分别对备货量关于销售价格的不同函数表达形式给出了当目标函数最大值在可行域边界取得时最大期望利润的求解方法.

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基于贝叶斯的部分线性单指标复合分位回归的研究及其应用

张永霞, 田茂再

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1381-1399. https://doi.org/10.12341/jssms20418

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从贝叶斯角度出发对部分线性单指标复合分位回归模型展开研究,并将其用于非寿险精算领域中的累积索赔金额数据建模.文中在建模过程中,考虑到数据中常见的解释变量缺失,在复合分位回归的目标函数中进行加权,然后基于复合非对称拉普拉斯分布(CALD)对模型中的参数采用贝叶斯方法进行估计.模型中单指标部分基于三次B-样条展开,为了减少模型中的待估参数, B-样条的系数给定狄利克雷过程先验.文章的主要贡献包括:一、首次从贝叶斯角度出发对部分线性单指标复合分位回归模型进行研究;二、考虑到解释变量的缺失,对复合分位回归的目标函数进行加权,其权重由logistic回归结果确定;三、将文章的模型运用于非寿险精算领域中的累积索赔金额预测中,从模型结果可看出,文章中所提方法比现有方法更优.

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高阶空间自回归模型的选择与平均估计

廖军, 文丽, 尹建鑫

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1400-1417. https://doi.org/10.12341/jssms20504

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文章研究了高阶空间自回归模型的模型选择方法, 该方法可以同时进行空间权重矩阵和协变量的选择. 模型选择方法在Kullback-Leibler 损失意义下的渐近有效性得到证明. 此外, 文章进一步提出了高阶空间自回归模型的模型平均方法, 并证明了其渐近最优性. 数值模拟结果展示了模型选择方法的价值, 也表明了模型平均具有进一步提升模型选择效果的优势.

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非均等最小值排序集抽样下Power-Lindley分布的极大似然估计

董艳飞, 陈望学, 沈炳良, 王硕

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1418-1429. https://doi.org/10.12341/jssms20324

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在统计推断里, 参数估计的好坏很大程度上依赖于抽样设计, 所以有效的抽样设计将是一项重要的研究课题. 文章分别在简单随机抽样~(SRS)~和非均等最小值排序集抽样~(RSS)~下研究了~Power-Lindley~分布中参数的极大似然估计~(MLEs). 数值结果显示非均等最小值~RSS~下的~MLEs~ 比~SRS~的~MLEs~更有效.} \Keywords{排序集抽样, 极大似然估计, Fisher 信息矩阵.

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带有公共交货时间窗的单机最小化广义提前/延误惩罚排序

陈仁霞, 李士生

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1430-1441. https://doi.org/10.12341/jssmsE19340

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研究一类单机带有公共交货时间窗的广义提前/延误惩罚排序问题. 在交货时间窗内完成的工件没有惩罚费用. 目标是同时寻找一个工件序列以及公共交货时间窗的位置和大小, 使得包含时间窗的位置、大小、提前、延误、加权提前和误工工件数的总费用达到最小. 首先对一般问题设计多项式时间算法, 然后将其分别推广到以下4种情形: 工件的加工时间依赖其加工位置、开工时间、资源分配以及安装时间依赖其先前加工序列的总加工时间.

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基于边缘检测的屏幕检测研究

高岩, 申立勇

系统科学与数学. 2021, 41(5): 1442-1454. https://doi.org/10.12341/jssms20368

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在电子屏幕的生产中, 缺陷检测是生产线中重要一环. 目前很多生产线仍然通过人工观察的方式, 其结果依赖人工经验而不稳定, 且生产成本高, 因而人工检测需通过机器智能技术替换. 针对工业生产中要求简单可靠、准确实时, 且需快速应用于新生产线的特点, 文章设计了一种基于图像处理的屏幕缺陷检测算法. 基于新的边缘检测算法, 通过比较正常区域与有缺陷区域之间图像的灰度差异来检测缺陷部位, 进而对屏幕中不同类型的缺陷进行高效准确的定位.

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2021年, 第41卷, 第5期　刊出日期：2021-05-25

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