2025年, 第45卷, 第9期　刊出日期：2025-09-15

  

• 全选
  |

• Select
  基于ε-嵌入的端口哈密顿微分代数系统的保结构模型降阶

  黄天, 肖志华, 祁振中

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2701-2714. https://doi.org/10.12341/jssms23857

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对端口哈密顿微分代数系统,通过$\varepsilon$-嵌入将其转化为含参数$\varepsilon$的端口哈密顿常微分系统.然后基于此参数化系统,提出了两种保结构的模型降阶方法.一是参数矩匹配法:构造参数系统相应频率参数$s$和嵌入参数$\varepsilon$的参数矩,进而通过参数矩匹配获得参数系统降阶模型.得到的参数降阶系统匹配原系统的若干参数矩.最后,取嵌入参数$\varepsilon=0$,得到原始端口哈密顿微分代数系统的保结构降阶模型;二是低秩平衡截断法:利用Laguerre函数构造参数系统的可控和可观Gram矩阵的低秩分解因子,通过投影变换得到近似平衡系统,最后截断较小Hankel奇异值对应的状态变量构造降阶模型.此过程具有一定的自适应性,可以构造满足给定精度的降阶模型,并且计算复杂度较低.上述两种算法均通过施密特正交化构造投影矩阵以保持原系统的微分代数结构.最后,通过数值算例验证了算法的有效性.
• Select
  切换基因调控网络耗散性分析与控制

  程子舟, 王后能, 李自成, 陈龙, 谢徐欢

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2715-2725. https://doi.org/10.12341/jssms240169

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究一类基于平均驻留时间切换机制的切换型基因调控网络的耗散性分析与控制问题,并考虑时变时滞参数.通过构造多李雅普诺夫函数以及耗散性能指标函数,结合线性矩阵不等式方法,可以得到系统严格$\left\langle Q,S,R\right\rangle-\gamma$耗散的充分条件.通过舒尔补引理,证明满足$\left\langle Q,S,R\right\rangle-\gamma$耗散的基因调控网络系统是指数稳定的.进一步设计状态反馈控制器,通过求解线性矩阵不等式得到控制器参数,并证明所设计的控制器能够确保系统是$\left\langle Q,S,R\right\rangle-\gamma$耗散的.最后,通过数值实例验证了所提方法的正确性和有效性.
• Select
  带有折扣衰减项的离散仿射非线性系统最优控制

  夏星宇, 李媛, 程园园

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2726-2738. https://doi.org/10.12341/jssms240338

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对离散仿射非线性系统,利用自适应动态规划提出了一种新的带有折扣衰减项的最优控制方法.首先,引入了衰减项构造性能指标函数,克服了传统研究中折扣因子忽略后续时刻对系统性能的影响,提高了系统的控制性能.其次,不同于传统的折扣因子算法,文章对性能指标函数序列进行分析,证明了折扣衰减项能够提高系统的灵活性,避免传统迭代过程中的局部收敛问题,并利用神经网络实现了该算法.接着,构造了单调递增或递减的迭代性能指标函数序列并证明了系统的渐近稳定性.最后,通过仿真实例验证了算法的有效性.
• Select
  具有量化输入输出的不确定非线性系统的鲁棒非脆弱控制

  吴泽彬, 沈艳军, 吴晨光

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2739-2757. https://doi.org/10.12341/jssms240263

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  文章研究了一类具有量化输入和输出的不确定非线性系统的鲁棒非脆弱输出反馈控制.采用一个输出滤波器对所考虑的非线性系统进行扩展,构造扩展非脆弱观测器,避免量化误差和测量噪声引入到观测器每个状态中,并采用扰动估计器对系统噪声和扰动进行估计.在此基础上,设计具有量化输入和输出的鲁棒非脆弱控制器.此外,引入两个时变矩阵不等式解决观测器和控制器增益存在不确定摄动问题.稳定性分析表明,闭环系统中的所有信号最终都是有界的.通过两个数值仿真案例以验证所提方案的准确性和有效性.
• Select
  基于能量的间歇通信下二阶时滞多智能体系统的自适应一致性控制

  孙鉴, 孙海鹏, 张建新, 单麒赫, 刘磊, 闫婧

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2758-2774. https://doi.org/10.12341/jssms23500

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  文章研究二阶时滞非线性多智能体系统在间歇通信下的自适应一致性控制问题,主要贡献是提出了一种新颖的基于能量的间歇通信机制,其中工作时间和休息时间可以根据系统当前误差状态的能量进行在线灵活调整.在该通信方案中,通过将非负实数区域划分成三个子区域,工作时间和休息时间由预先给定的子区域和描述误差状态的能量函数决定,然后通过施加基于相邻智能体状态估计的分布式自适应控制协议,在基于能量的间歇通信下实现整体一致性.与现有的基于时间的间歇通信方案相比,所提出的基于能量的方案可以容许更多的休息时间.最后,通过一个具有两种情况的仿真示例验证了所提出方法的有效性.
• Select
  隐蔽拒绝服务攻击下的异构多智能体系统安全协同控制

  刘庆, 张丹

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2775-2790. https://doi.org/10.12341/jssms240235

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  文章研究了存在拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击的异构多智能体系统输出一致性控制问题.首先,针对网络攻击行为多变且其攻击统计特性无法精确获取的问题,提出了一种基于双隐Markov模型的拒绝服务攻击行为建模方法,将攻击行为导致的通信中断转化为多智能体网络的拓扑切换.其次,设计了一种分布式异步动态观测器,以解决通信拓扑模态(communication topology mode,CTM)和转移概率模态(transition probability mode,TPM)发生不匹配时的异步问题.第三,基于随机Lyapunov理论和线性矩阵不等式,得到了系统输出一致性问题可解的充分条件.最后,通过一个仿真实例验证了所得到结果的可行性和有效性.
• Select
  布尔网络的弱干扰解耦

  程颖, 李一峰, 杨志春

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2791-2803. https://doi.org/10.12341/jssms240283

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  文章研究布尔网络的弱干扰解耦问题.首先,利用矩阵半张量积,给出了布尔网络弱干扰解耦问题可解的充分必要代数条件.其次,基于着色-状态转移图,利用有向图划分方法,提出了布尔网络弱干扰解耦问题可解的图论条件.这些条件清晰地反映原始干扰解耦和弱干扰解耦之间的关系.并且,所得图论条件为弱干扰解耦的控制器设计提供了图论角度.最后,通过例子说明了所得结果的有效性.
• Select
  基于双重注意力与拷贝机制的时序事件预测

  王蓓, 唐锡晋

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2804-2818. https://doi.org/10.12341/jssms240215

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  当今各类社会事件频繁发生,对人们的日常生活和社会发展产生深远影响.对未来事件的预测可以帮助分析人员理解社会动态,做出快速、准确的决策.文章提出了一种时序图学习模型,将事件的目标实体预测问题形式化为时序事件图中的推理任务.该方法首先根据历史事件信息构建了时序事件图,为了挖掘不同类型事件间的相互影响,设计了基于节点和边的双重注意力机制进行信息聚合.之后,模型通过门控循环单元编码时间信息,将嵌入向量输入全连接层实现对事件目标实体的预测.此外,鉴于许多社会事件在历史时间轴上重复出现的特点,模型进一步引入了拷贝机制,对预测函数进行了修正.在多个社会事件数据集上的实验表明,该方法优于其他的对比基线模型.
• Select
  大规模设备更新改造背景下中小规模养殖企业粪污治理策略研究——基于系统动力学演化博弈模型

  贾晓菁, 于长江, 牟善栋

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2819-2841. https://doi.org/10.12341/jssms240902

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  当前,中国推出了大规模设备更新改造政策,规模养殖粪污收集处理设施的更新改造涵盖在内,这一政策将如何影响规模养殖粪污治理及资源化利用,现有研究还未曾涉及.为此,文章构建了中小规模养殖企业“更新设备”策略与第三方公司“分类收费”策略的演化博弈流率基本入树模型,并在中小规模养殖企业的决策中引入前景理论与心理账户理论,充分考虑中小规模养殖企业的风险偏好意识,将期望效用函数与价值感知函数结合使用,基于“谁投资,谁获得设备更新补贴”的原则,论证了由哪个主体实施更新改造更有利于政策的推行,并对不同策略进行仿真分析,总结了规模养殖粪污收集处理设施更新改造的系统基模.研究发现:第一,将大规模设备更新补贴给予第三方公司,由第三方公司为中小规模养殖企业的粪污收集处理设施进行更新改造,更有利于政策的推进;第二,第三方公司应积极实施“分类收费”策略;第三,基于大规模设备更新改造的养殖粪污收集处理系统构成了成长上限基模,其杠杆解在于解除平衡回路的制约,即通过政策补贴鼓励第三方公司投资中小规模养殖企业的粪污收集处理设施,并采用分类收费策略获得更高质量的粪污原料,促进养殖企业投入粪污治理,进一步增加养殖企业获得补贴的比例.
• Select
  考虑银行下侧风险控制的绿色农产品供应链融资运作决策研究

  陈建新, 卢轩涛, 周永务

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2842-2858. https://doi.org/10.12341/jssms240161

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  当农户资金不足向银行贷款时,考虑由农户、农产品公司和银行构成的三层级绿色农产品供应链系统.在考虑银行下侧风险控制时,构建了银行、农产品公司和农户的期望利润模型,并求解了各自的最优策略包括:银行的最优利率、农产品公司的最优收购价格与绿色技术投入水平,以及农户的最优种植量.同时,探讨了绿色农产品供应链的关键参数对这些均衡策略的影响.结果表明:1)给定银行贷款损失比,银行风险容忍度低于一定的阈值时,其下侧风险控制将影响绿色农产品供应链的各均衡策略;2)若银行风险控制有效,农产品公司绿色投入水平将随银行的贷款损失比和风险容忍度的增加而提升,且始终随消费者偏好系数的增加而增加,随农产品种植努力成本系数的上升而减少;3)银行最优贷款利率受银行的风险控制参数和农产品平均产出的影响.
• Select
  贸易政策不确定性与新质生产力——基于企业绿色全要素生产率视角

  余东升, 李小平, 余娟娟

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2859-2881. https://doi.org/10.12341/jssms240575

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  新质生产力本身就是绿色生产力,其发展关键在于提升绿色全要素生产率.企业如何通过提升新质生产力,尤其是绿色全要素生产率,以适应和缓解贸易政策变动带来的风险,是当前亟待解决的问题.文章基于1998--2014年中国工企、海关、污染、专利、美国从中国的进口关税数据以及WTO的tariff download facility数据库的合并数据,运用DID模型从企业绿色全要素生产率视角探讨了贸易政策不确定性与新质生产力的关系.研究发现:1)企业绿色全要素生产率在考察期内增长率为4.50%,主要驱动力来源于技术进步,区域维度增速有:东部$>$中部$>$东北$>$西部,行业维度有:高技术$>$资源型$>$中等技术$>$低技术.2)贸易政策不确定性下降显著提升了企业绿色全要素生产率,有助于培育和发展新质生产力,该结论在进行一系列稳健性检验后依然稳健.这种促进作用在混合贸易、纯一般贸易、东部地区以及高技术行业企业表现的更加显著.3)贸易政策不确定性下降所产生的规模效应、技术效应、结构效应和收入效应均存在,规模效应主要是通过企业出口的“质”来实现的,技术效应则是通过企业专利的“量”和“质”来共同实现的.
• Select
  绿色产品价格竞争下区块链技术采纳策略研究

  姜珂, 张小娟

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2882-2901. https://doi.org/10.12341/jssms240140

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于绿色产品属性差异,分别构建边际成本密集型绿色产品(marginal cost-inten-sive greenproducts,MIGPs)和开发密集型绿色产品(development-intensive gre-enproducts,DIGPs)制造商均不采纳、仅MIGPs或DIGPs制造商采纳以及两者均采纳区块链的四种竞争模型,研究绿色产品价格竞争下区块链不同采纳技术对于产品绿色度、定价策略、市场需求和利润改进水平的影响.研究结果表明:1)在市场价格竞争加剧且消费者信任度较高的环境下,制造商倾向于推行高质量、高价格的绿色产品;同时,制造商在采纳区块链技术后,产品在环保属性上表现更为优异,尤其是对于DIGPs.2)区块链技术的引入显著增强了消费者对于绿色产品的信任度,进而促使制造商获得市场定价优势.3)制造商单一采纳区块链技术时均能比竞争对手获得更高的利润,但采纳策略的选择取决于采纳成本、市场价格竞争强度以及制造商成本投入水平等多个因素的综合影响.
• Select
  基于最近目标的偏好DEA效率评价方法

  徐林明, 孙逸芳, 林鸿熙

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2902-2918. https://doi.org/10.12341/jssms240607

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  传统基于最远目标的数据包络分析方法通过最大化松弛变量来改进非有效单元,具有较高的改进难度和成本,同时现有的基于最近目标的数据包络分析方法得到的权重无法很好地反映决策者的主观偏好和实际决策需求的问题.因此,文章对已有模型中的偏好设置方式做出改进,使其能够更好适用于最近目标的模型中.基于此,提出考虑偏好的RAM-DEA模型和基于最近目标的RAM-DEA偏好模型,构建基于最近目标的偏好DEA效率评价方法,使其在考虑改进方案经济性的前提下,能够更好应用于各种偏好情况下的效率评价当中,特别是对于一些中小企业具有一定降本增效的实践意义.最后通过专精特新中小企业的案例数据进行应用分析,验证了模型改进的有效性.
• Select
  突发公共卫生事件下多周期防护物资生产设施选址与订单分配研究

  吴鹏, 谢华鑫, 储诚斌

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2919-2938. https://doi.org/10.12341/jssms240069

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在公共卫生事件如COVID-19发生时,防护物资产能不足会极大增加疫情蔓延的风险,合理生产和分配防护物资是应对突发公共卫生事件的关键.公共卫生事件根据感染人数、蔓延速度等显著特征可划分为出现、爆发、波峰及衰减四个阶段,本研究针对一类突发公共卫生事件下多周期防护物资生产设施选址与订单分配问题,以最大化防护物资生产综合效益为目标,优化工厂的产能迁移、生产计划以及分配中心的库存与交付决策.首先,将上述问题建立为一个混合整数非线性规划模型;其次,通过挖掘问题特性开发了一种混合自适应大邻域搜索算法,设计了融合问题特性的固定分解优化策略和基于问题特征的四种成对算子以提升算法寻优能力.大量数值实验结果表明:1)所提出的算法在求解小规模算例时,能在9秒内获得距离最优解平均差距为3.25%的满意解;求解大规模算例时,所提出算法能够在平均求解时间缩短82.1%的情况下获得距离最优解平均差距为5.44%的满意解;2)在公共卫生事件发生时,产能迁移策略可以为疫情严重区域提供更为有效的物资保障,同时在后疫情时代缓解供应链的产能过剩现象.
• Select
  “农贷”还是“农保贷”?农村电商供应链融资模式研究

  浦徐进, 丁玉婷, 金德龙

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2939-2955. https://doi.org/10.12341/jssms240238

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  考虑家庭农场等新型农业经营主体受资金约束以及农产品产出不确定性,分别在“农贷”和“农保贷”两种电商融资模式下,构建由单个家庭农场和单个电商平台组成的供应链融资决策模型,分析不同融资模式的运作机理,提出农场和电商对于不同融资模式的偏好条件.研究发现:保险费率和消费者对价格的敏感程度是影响农场和电商选择融资模式的关键因素.当保险费率相对较低时,农场和电商始终偏好于“农保贷”模式.当保险费率相对较高时,农场和电商的偏好会受到消费者对价格敏感程度的影响而发生变化.如果消费者对产品价格相对不敏感,那么农场和电商会偏好“农贷”模式;如果消费者对价格非常敏感,那么农场和电商会更偏好“农保贷”模式.
• Select
  基于在线评论的肉类生鲜产品属性权重确定研究

  王育红, 黄亦远, 徐子鸣, 任友阳

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2956-2969. https://doi.org/10.12341/jssms23074

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  产品属性权重表示消费者对产品属性的重视程度,是消费者进行产品选择和商家进行产品优化的重要依据.但目前基于在线评论确定属性权重的方法存在主观性较大和结果易偏差的弊端.因此,文章提出了一种新的产品属性权重确定方法.首先基于改进LDA主题模型挖掘出产品属性,然后基于属性情感分析对评论中属性满意度进行标注.之后先对满意度标注样本进行$N$折交叉处理,然后计算所有不同样本下各属性的信息增益值,以此对各属性重要性值分布进行参数估计.然后,计算两两分布的距离因子,最后运用AHP方法确定属性权重.文章以肉类生鲜产品为对象进行实证分析,结果表明,该方法能够为各属性准确赋权来表达消费者对属性的重视程度.
• Select
  “双碳”目标下基于Heston模型的碳期权定价及实证分析

  郭精军, 马爱琴, 程志勇

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2970-2983. https://doi.org/10.12341/jssms23505

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  文章综合考虑期权定价模型的假设条件及碳期权标的资产价格的变化特征,基于2021年1月4日至2021年9月27日EUA DEC22碳期货期权市场数据,利用遗传算法对定价模型参数进行估计.根据稳定的参数估计值对B-S模型、分形布朗运动模型及Heston模型的期权定价效果进行对比分析,选取最适合碳期权市场的定价模型,并为碳市场定价机制的完善及平稳运行提供相关建议.结果显示:Heston模型在碳期权市场的定价表现最优,分形布朗运动模型次之,B-S模型相对较差.因此基于Heston模型对碳期权进行定价,能够提高碳期权定价精度,有助于完善碳市场定价机制,规避碳市场交易风险,保障碳市场的平稳运行,进而促进“双碳”战略目标的实现.
• Select
  粮食三级供应链协调优化模型与算法

  谢小良, 肖梦, 赵祎, 潘灵龙, 唐畅

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2984-2997. https://doi.org/10.12341/jssms240349

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  粮食是安天下、稳民心、惠民生的战略性资源.确保粮食供应链安全稳定是大国经济必须具备的重要特征.在追求经济高效与资源节约的当下,文章以成本与耗损量最小为主要优化目标,构建粮食“供应商-加工商-经销商”协调优化模型,通过引入第二代非支配遗传算法求解,并结合AHP-CRITIC组合赋权法进行精准施策.案例分析表明:NSGA-II算法可以获得数量较多、质量较好的Pareto解,据此找到能最大限度降低粮食三级供应链成本与损耗量的优质解集,以便提升粮食供应链韧性和安全水平,实现三级供应链双重优化,为国家实现“稳粮保供”提供科学决策依据.
• Select
  一种求解l₁正则化问题的积极集Barzilai-Borwein算法

  李凯, 林彭壮汉, 胡子健, 程万友

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 2998-3008. https://doi.org/10.12341/jssms23733

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  Barzilai-Borwein (BB)型算法是一种被广泛应用于求解无约束优化问题的有效方法,其具有存储量小、迭代简单等优点,而积极集识别技术具有准确识别最优解附近的零分量的强大能力,该技术可以将每个迭代点区分成零分量和非零分量两部分.文章提出了一种求解大规模$\ell_1$正则化问题的子空间Barzilai-Borwein (BB)方法,通过积极集识别技术,结合非单调线搜索技术和合适的BB步长,在适当的条件下,文章证明了所提出算法的收敛性.通过数值实验与现有的算法进行比较,证明了所提出算法运行的CPU时间更短、迭代次数更少,数值性能上更优.
• Select
  遗传多效性全基因组关联研究的两阶段分析

  郑天琦, 周菁, 李启寨

  系统科学与数学. 2025, 45(9): 3009-3020. https://doi.org/10.12341/jssms250429

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  全基因组关联研究通常采用两阶段分析策略,两个阶段的结果相互验证,以减少混杂因素的干扰,从而有效地降低假关联比例.现有文献中关于两阶段分析主要针对单一疾病,尚未见对多个疾病的情况.针对多个疾病,文章提出了两种两阶段分析方法:独立分析与联合分析.针对两种方法的不同阶段,分别构建表型与单核苷酸多态性位点关联检验的二次型统计量.在零假设成立的条件下,构建的统计量与混合卡方随机变量加权和具有相同的渐近分布,并利用近似分布给出了检验的$p$-值.数值结果表明,两种方法在不同样本量和显著性水平下均表现出较高的统计功效,当次等位基因频率MAF (minor allele frequency)较小时,联合分析优于独立分析;而当MAF较大时,独立分析优于联合分析,同时随着MAF的增加,两种分析的功效都在增加.基于在小鼠基因型-表型关联研究中的实证结果显示,两种分析方法都能有效识别出48个具有显著关联的单核苷酸突变位点.