中国科学院数学与系统科学研究院期刊网

2024年, 第44卷, 第1期　刊出日期：2024-01-25
  

封面文件 目录文件
  • 全选
    |
  • 具有饱和控制的时滞反应扩散谣言传播模型
    董浩祖, 肖敏, 丁洁, 周颖
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 1-16. https://doi.org/10.12341/jssms22546
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    Hopf分岔是一种比较简单而又重要的动态分岔问题，是指系统参数变化经过临界值时，平衡点由稳定变为不稳定并产生极限环.基于Hopf分岔，文章提出了一个具有饱和控制的时滞反应扩散谣言传播模型，其更好地反映了现实生活中谣言传播的特性，并且研究了其Turing不稳定和Hopf分岔，同时选择时滞为分岔参数，给出了分岔阈值的解析表达.最后，通过数值模拟仿真验证了理论结果的正确性，其结果表明扩散和时滞均是导致系统不稳定的原因.传统的谣言传播模型只考虑了时间演化，而该模型从时间和空间两个维度刻画了传统的谣言传播模型，使其更加贴切地反映了谣言在现实生活中的传播规律，为谣言传播的治理提供新的思路.
  • 基于自适应动态规划的随机时滞线性二次型最优跟踪控制
    谭旭峰, 李媛, 刘洋
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 17-30. https://doi.org/10.12341/jssms23366
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对模型未知且带有时滞的随机线性二次型（SLQ）最优跟踪控制问题，提出了一种自适应动态规划（ADP）算法.首先，利用双因果坐标变换导出原时滞系统的等效系统，构造一个新的由等效系统和命令生成器组成的增广系统，并给出该增广系统的随机代数方程.其次，为了解决随机线性二次最优跟踪控制问题，将随机问题转化为确定性问题.然后提出ADP算法，并给出该算法的收敛性分析.为了实现ADP算法，设计了三种神经网络，分别近似最优性能指标函数，最优控制增益矩阵和系统模型.最后，通过一个数值算例验证算法的有效性.
  • 一种带泛化性能的动态混合模型求解大范围TSP问题
    柯琳, 杨笑笑, 陈智斌
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 31-44. https://doi.org/10.12341/jssms23177
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    旅行商问题（TSP）是组合最优化中的典型问题，求解TSP问题的现实意义重大.随着深度强化学习（DRL）在工业界的广泛应用，利用DRL模型自动设计学习算法成为近期的研究热点.为提升DRL模型在大范围TSP问题上的泛化能力，文章提出一种动态图卷积网络编码和空间注意力机制解码的混合模型求解大范围TSP问题.动态图卷积模块可以动态编码节点信息，从而有效地更新每个节点的隐藏层状态；空间注意力有利于捕捉节点之间的全局联系，进而通过加权所有局部特征计算和提取关键特征.实验结果表明文章模型将TSP50的训练策略泛化至TSP250/500/750/1000时的优化性能超越了先前DRL模型，且在TSPlib标准数据集上的测试结果也显示出模型对优化性能的提升.
  • 无需精确初始误差的纯反馈系统实用预设时间保性能控制设计
    谭燕, 吴刘仓
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 45-59. https://doi.org/10.12341/jssms23313
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    暂态行为、稳态精度、调节时间和收敛速率是评价控制系统闭环性能的四个关键指标.文章针对非匹配的不确定纯反馈非线性系统，提出了一种同时满足以上四个指标的跟踪控制设计方案.该方案通过设定性能函数来保证系统输出信号始终保持在由该函数边界形成的包络范围内.同时，在一种新颖的误差转换机制控制下，闭环系统的稳态精度和调节时间可以被预先设定.文章使用神经网络来逼近完全未知的非线性函数，其中神经网络的权值可以通过自适应律在线更新.另外，文章在自适应律中加入σ-修正项以避免估计参数发生漂移现象.最后，仿真结果验证了所提控制方法的有效性和在控制性能上的优越性.
  • 区域约束环境下柔性关节机械臂的一致性控制
    吴梦洋, 杨吉康, 于晋伟
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 60-70. https://doi.org/10.12341/jssms23219
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    文章研究了柔性关节机械臂在区域约束条件下的一致性控制问题，提出了一种基于区域势函数约束环境下的柔性关节机械臂一致性控制算法，该算法能够有效控制柔性机械臂同步态的范围，无需计算最终的同步态，因而适用于实际多柔性关节机械臂区域内的协同控制和应用.进一步地，基于网络拓扑结构特征，给出了实现柔性关节机械臂区域可达一致性控制的充分条件.最后，文章给出了数值模拟以验证所提算法的有效性和正确性.
  • 事件触发下多智能体系统规定时间二分一致性
    王君, 韦娅萍
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 71-85. https://doi.org/10.12341/jssms23433
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    针对线性合作竞争多智能体系统（MAS），考虑到可能受到的外部干扰，研究了系统基于事件触发机制的规定时间二分一致性控制问题.首先，设计干扰观测器估计系统受到的外部干扰，且针对每个智能体给出了事件触发条件，以减少智能体间的通信频率，节省有限的通信网络资源，同时证明避免了Zeno现象，其次，为了明确地预先分配稳定时间，结合干扰观测器的估计值，设计了一种合作和竞争并存拓扑结构的规定时间事件触发控制协议，以保证所有智能体在受到外部干扰的情况下仍然达到二分一致.最后，利用仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.
  • 线性控制系统的最小时间函数的性质分析
    罗平, 蒋毅
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 86-98. https://doi.org/10.12341/jssms22390
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在自反巴拿赫空间中，考虑线性控制系统的时间最优控制问题.运用非光滑分析，研究最小时间函数关于初始值和控制集规模两个变量的连续性等基本性质.将已有关于目标点为原点的结果推广到任意点.
  • 不确定周期离散时间系统的预见饱和控制
    李丽, 卢延荣, 宋沈忆
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 99-114. https://doi.org/10.12341/jssms22362
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    文章考虑一类具有输入饱和的不确定周期离散时间系统的预见饱和控制问题.由于时变不确定矩阵及输入饱和的存在，预见控制理论中经典的差分算子方法无法适用.为此，文章引入状态辅助变量，利用系统状态向量与状态辅助变量之差代替通常的状态差分，成功地构造出输入饱和不确定离散系统的扩大误差系统.通过扩大误差系统的构造，将原系统的预见饱和控制器的设计问题转化为扩大误差系统的镇定问题.利用改进的扇形条件处理饱和非线性项并结合线性矩阵不等式（LMI）技巧，导出了闭环系统渐近稳定的充分条件.最后，仿真例子表明了文章结果的有效性.
  • 基于BERT的短文本分类模型及在铁路CIR设备故障诊断中的应用
    张奕林, 叶含瑞, 张玲玲, 薛倚明
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 115-131. https://doi.org/10.12341/jssms22891
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在设备故障诊断领域，操作说明、维修记录等文本数据具有极大的应用价值，充分挖掘和利用这类数据能大幅度提升故障诊断的工作效率.现有研究常用语义特征抽取及无监督聚类方法挖掘文本数据，辅助进行故障定位，但这类方法通常无法解释故障原因和给出提供相应维修方案的理由，据此生成的故障维修方案不易于理解.文章基于现有的成熟预训练语言模型BERT （bidirectional encoder representation from transformers），提出了一种基于BERT的短文本分类模型和知识图谱结合的故障定位方法，以充分挖掘和利用铁路CIR设备的文本数据中蕴含的知识和规律.所用方法首先基于CIR设备的功能层次关系确定故障模块，然后借助基于BERT的文本分类技术实现故障的初步定位，最后结合知识图谱进一步确定故障原因等信息辅助进行故障诊断，基于知识图谱积累的故障诊断知识提供故障维修方案易于维修人员理解，有助于知识的管理和工程效率的提升.在文本分类技术方面，文章利用铁路CIR设备故障维修台账记录数据进行实验，实验结果证明，基于BERT的短文本分类模型相较传统分类模型在性能上有较大的提升；在故障诊断方面，文章提出的文本分类和知识图谱结合的故障定位方法为经验相对不足的设备维护人员进行快速故障诊断提供了支持，也具备一定的实践意义.
  • “无票免税”政策下跨境电商报税策略与供应链网络联合优化
    王长军, 薛如梦
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 132-150. https://doi.org/10.12341/jssms22133
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    随着在跨境贸易的数字化，跨境电商得以快速发展.为此，国家分批设立了165个跨境电商综合试验区（综试区），并出台了“无票免税”政策，吸引中小企业参与跨境电商的创新实践中.文章在考虑综试区和“无票免税”政策的基础上，研究了跨境电商企业供应链网络构建与报税策略选择的联合优化.考虑到跨境贸易场景的不确定性，构建了两阶段非线性随机规划模型；并对模型进行了线性化，设计了最优求解的L型算法.实例应用结果表明：“无票免税”政策能够有效吸引企业入驻综试区，而新实施的“区域全面经济伙伴关系协定”会弱化海外仓与国内仓的差别，促使企业布局少数有地理优势的海外仓.两者均能够有效减轻企业供应链网络的布局代价.
  • 基于联系度的动态TOPSIS评价方法
    徐林明, 贺新娟
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 151-163. https://doi.org/10.12341/jssms22846
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了比较多个待评价对象在不同时刻的发展水平，以及在某一时间段内的总体发展水平，进行动态评价显得十分必要.传统TOPSIS评价方法仅考虑数据序列之间的距离关系，没有考虑距离间的相关性，为解决以上问题，文章将集对分析联系度思想引入TOPSIS，采用联系向量距离代替欧氏距离计算贴近度，加入时间维度，提出基于联系度的动态TOPSIS评价方法.该方法不仅可以得到反映评价指标值差异程度的评价值及排序结果，还可以得到反映评价指标值增长程度的评价值及排序结果，同时还能得到同时考虑以上两种情况的综合评价值及排序结果.将该方法应用于2016$-$2020年长江经济带绿色发展水平评价，通过实例验证了该方法在实际应用中的有效性.
  • 模糊厌恶视角下具有通货膨胀影响的鲁棒最优再保险和投资
    杨鹏
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 164-178. https://doi.org/10.12341/jssms23498
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    文章在同时考虑模糊厌恶和通货膨胀风险下，研究鲁棒最优再保险和投资问题.保险公司的盈余过程通过扩散逼近模型定义，金融市场由一个无风险资产和风险资产组成.保险公司通过采取比例再保险减少索赔风险，通过在金融市场投资增加财富.通过通货膨胀对风险资产价格进行折算，得到通货膨胀对投资的影响.利用Radon-Nikodym导数和Girsanov定理，得到模糊厌恶下，保险公司的财富过程.以期望效用最大化为目标，得到鲁棒最优再保险和投资策略的解析解.最后，通过数值实验探讨模型参数对所得理论结果的影响，研究结果可以有效地指导保险公司的再保险和投资决策.
  • 政府补贴下电商平台与商家联合公益营销的微分博弈模型
    吴鑫, 柳键, 张永明, 唐艳群, 张颖
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 179-199. https://doi.org/10.12341/jssms23492
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    伴随着互联网公益的兴起，以阿里巴巴和京东为代表的电商平台为国内公益事业的发展注入了强大的动力，但其慈善行为往往包含公益和盈利的双重动机.文章在考虑政府对平台的补贴政策和从事社会公益活动具有多周期动态变化特征的情况下，构建平台和商家的3种微分博弈模型，探讨双方开展联合公益营销的合作问题.研究表明：1）政府的补贴政策可以激励平台和商家加大对社会公益事业的投入，促使平台愿意为商家分担更多的公益成本.2）平台为商家分担公益成本在一定条件下不仅能提升商家的社会公益投入，还能实现双方利润的Pareto改善.3）政府补贴可以提升公益成本分担契约对平台和商家利润的Pareto改善效果，但平台可能会保留部分政府补贴，不会将其全部投入社会公益.4）在协同合作的公益营销情形下，平台、商家和整体的效益以消费者剩余和社会福利都是最优的.最后，通过算例分析验证了结论，以期为平台和商家联合公益营销提供理论依据和参考.
  • 碳限额与交易机制下企业减排技术授权策略研究
    林志炳, 张娟
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 200-216. https://doi.org/10.12341/jssms23034
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在碳交易机制背景下，考虑消费者具有低碳偏好的情况，文章通过构建一个竞争性双寡头垄断市场，研究了创新型企业的最优减排技术授权策略的选择问题，分析了固定费用、特许费用和两部制费用三种授权策略，并探究了技术授权策略对环境产生的影响.研究发现：1）两部制费用授权策略对技术持有企业来说总是最优的，而固定费用授权和特许费用授权二者之间的优劣，由产品间替代度和减排率两个因素共同决定；2）无论创新程度如何，固定费用授权对环境的影响最大，而当减排率很小时，两部制费用授权产生的碳排放总量最小.否则，特许费用授权下的碳排放总量最小.
  • 基于改进的时空图卷积网络的交通流预测模型研究
    庄伟卿, 曹勇博
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 217-235. https://doi.org/10.12341/jssms23312
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    智能交通系统（ITS）作为协调城市交通的核心正快速发展，而交通流量预测是智能交通系统的重要组成部分，被视为成功部署ITS的关键因素.由于交通网络的复杂空间拓扑结构，使交通流量表现出高阶非线性及动态时空复杂性.为更好地对交通网格数据进行预测，文章提出了一种新的时空网络模型DCSTGCN，具备以下特点：1）将切比雪夫多项式（Ch）应用于图卷积神经网络，结合自扩散卷积将传统的固定式交通拓扑结构进行转换，使其更具有随机性、动态性；2）加入空间Transformer模型，在考虑数据异质性问题的同时，利用多头自注意力机制考虑节点、本地邻居节点以及非本地节点的多属性问题，从高维的子空间进行考虑节点之间的隐藏特征信息；3）将时间Transformer与1 × 1的二维卷积神经网络（Conv2d）相结合，对交通流时间序列信息进行多重权重分配获取重要的时间特征，利用Conv2d网络进行预测输出.通过试验验证，表明该方法模型优于多种对比基线模型.
  • 数字经济何以提升创业活力?——基于劳动力要素和数据要素的中介效应分析
    郑景丽, 颜欢, 尹亚华
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 236-259. https://doi.org/10.12341/jssms23485
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    创新创业是塑造发展新引擎的有效选择.数字经济作为一种新的发展形态，能够为提升地区创业活力提供新机遇.为了验证数字经济在各地区发挥的创业拉动效应，把握其中的路径机制，基于2010--2020年选取的中国30个省份的面板数据，构建固定效应模型、中介模型、面板门槛模型，从劳动力和数据要素配置视角实证分析数字经济对创业活力的综合影响、细分差异与作用机制，并探究知识产权保护水平发挥的边界效应.研究发现：1）数字经济发展对创业活力具有显著的正向作用，其中在互联网应用、数字金融两个方面提升了创业活力，在信息化基础维度的作用不明显.2）数字经济可通过“劳动力配置”和“数据要素利用”两条路径促进创业活力提升.3）在“胡焕庸线”东南半壁，数字经济对创业活力具有显著影响.4）知识产权保护作为重要的制度保障，对数字经济与创业活力的关系起门槛调节作用，其水平处于最优区间时能够发挥最大效应.据此，各地区需进一步完善信息基础设施、提高数字技术应用水平、优化区域要素配置水平以激发创业活力，同时依据区位特点，采取自主创新研发、协同合作的差异化策略，营造与数字经济发展水平相适应的创业环境，释放创业活力.
  • 一类不确定支持向量机问题的鲁棒可行性半径精确公式
    肖彩云, 孙祥凯
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 260-268. https://doi.org/10.12341/jssms22400
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    文章旨在研究一类不确定支持向量机问题的鲁棒可行性.首先借助鲁棒优化方法，引入该不确定支持向量机问题的鲁棒对等问题.随后给出鲁棒对等问题的重构优化问题.最后借助该重构问题和上图集，得到该不确定支持向量机问题的鲁棒可行性半径的精确计算公式.
  • 线性混合效应模型贝叶斯分位回归的变分推断
    王维贤, 殷先军, 张娟娟, 田茂再
    系统科学与数学. 2024, 44(1): 269-284. https://doi.org/10.12341/jssms21675
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    贝叶斯分位回归能够对线性混合效应模型中的参数进行良好的估计.在贝叶斯参数估计中，常用Gibbs抽样方法.为了得到精确的估计结果，Gibbs抽样方法需要进行多次抽样.当模型参数维度较高时，Gibbs抽样方法将会十分耗时.因此，文章采用变分推断来近似参数的后验分布.变分推断采用无条件分布来逼近Gibbs方法得到的条件分布，从而使得计算变得高效.文章将模型参数的先验假定为正态分布，对无惩罚线性混合效应模型的参数进行变分推断.考虑到模型参数可能面临的高维情况，文章将模型参数的先验假定为Laplace分布，对双惩罚线性混合效应模型的参数也进行变分推断.从模拟结果来看，变分推断对模型参数估计的精度虽略小于Gibbs抽样方法，但其运行速度较快.在高维情况下，运行效率依然很高.在大数据时代，时间和资源的消耗是文章首先需要考虑的因素.因此，文章提出的方法可实际运用在高维线性混合效应模型中.
在线期刊
新闻公告 更多