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    1. 大数据背景下的抽样调查
    金勇进, 刘晓宇
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 2-16.   DOI: 10.12341/jssms21449
    摘要378)      PDF (669KB)(258)    收藏
    大数据具有体量大、种类丰富、增长速度快等特点,同时也 存在价值密度低、代表性差等问题,为抽样调查带来了机遇与挑战.大数 据背景下的抽样如何适应新的变化、具有怎样的发展和应用? 文章从三个 角度进行了讨论.一是在数据流环境下产生了一些适应性强的新型抽样方 法,能够高效、准确地获得有代表性样本,并兼顾存储空间、处理的时 间与能力.二是借助网络开展调查或进行社交网络数据的收集,发展出 一些无抽样框的非概率抽样方法,能够以低廉的成本在短时间内获得大量分析 样本.三是综合大数据与抽样调查的优势,进行线上、线下调查数据的融合,文章 针对线上样本是非概率样本、线下样本是概率样本的情况,提出了融合的 基本思路:一方面,通过概率样本对非概率样本进行``概率性检验'',另一 方面,通过提取概率样本的信息,基于模型或基于伪随机化对总体进行推断.
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    2. 自动驾驶测试评价研究综述
    余唯之, 苏奕敏, 王琳
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 495-508.   DOI: 10.12341/jssms21113
    摘要336)      PDF (660KB)(245)    收藏
    随着自动驾驶技术研究的兴起,对自动驾驶车辆建立一个科学完善的测试评价体系也逐渐受到重视.自动驾驶车辆的测试评价体系主要包括测试方法,以及评价方案与指标的选取.各个国家也为自动驾驶车辆的技术发展和应用制定了标准和法规,对于评价体系的建立有所帮助.因此,文章针对于自动驾驶车辆的测评研究进行了相关的调研工作,从现状背景、测试方法、评价方案、不同国家政策标准等方面进行了梳理和介绍.现状背景方面介绍自动驾驶车辆测评的意义和应用.测试方法方面具体介绍了蒙特卡洛方法、博弈论方法、测试矩阵评价方法和最坏场景评估方法四种,并详细阐述了对自动驾驶加速测试方法.评价方案方面,文章选取了中国自动驾驶仿真技术研究报告、德国PEGASUS项目、中国智能车未来挑战赛和欧洲AdaptIVe项目四个项目,针对其中的评价方案进行了具体说明,另外,也介绍了其他学术文献中提到的评价方案.最后,文章对中国、美国、欧洲等国家和地区近年来为自动驾驶制定的各类标准和政策进行了整理,并介绍了各国的研究现状、参与研究的公司和现有的仿真软件.
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    3. 基于超像素合并的高光谱图像分类
    谢福鼎, 李旭, 黄丹, 金翠
    系统科学与数学    2021, 41 (12): 3268-3279.   DOI: 10.12341/jssms21388
    摘要335)      PDF (653KB)(201)    收藏
    超像素级的高光谱图像分类是一类有代表性的谱-空分类方法.与像素级分类方法相比,超像素级的分类方法在分类精度和分类效率方面都有明显的优势.然而,超像素级分类算法的主要缺点是分类结果严重依赖于超像素的分割尺度.已有的工作表明,最优超像素分割尺度的获得往往是一个实验结果,很难预先确定.为了削弱这种依赖性,文章提出了一种基于超像素合并的超像素级高光谱分类算法.该方法首先采用局部模块度函数对所构造的稀疏加权超像素图进行合并;然后通过新定义的映射将每一个超像素块表示为一个样本点,使用流行的KNN方法对合并后的超像素图像进行超像素级分类.超像素的合并增强了空间信息在分类中的作用,有效地削弱了分类结果对超像素分割尺度的依赖性,并提高了分类精度.为了评价该方法的有效性,在4个公开的实际高光谱数据集上,将所提出的方法与一些竞争性的高光谱图像分类方法进行了实验和对比.实验结果和比较结果表明,该方法不仅有效削弱了超像素分割尺度对分类结果的影响,且在分类精度和计算效率方面都有十分明显的优势.
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    4. 基于DMP-RRT的机械臂轨迹学习与避障方法
    金宇强, 仇翔, 刘安东, 张文安
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 193-205.   DOI: 10.12341/jssms20224
    摘要230)      PDF (7577KB)(131)    收藏
    针对机械臂在工作空间中运动轨迹规划难的问题,文章提出了一种基于示教学习的轨迹学习与避障方法,该方法融合了高斯混合模型(GMM)、动态运动基元(DMP)和快速扩展随机树(RRT)方法.通过GMM表征预处理后的轨迹数据集,提取运动特征,优化轨迹点分布并回归生成示教轨迹.利用DMP模型对优化轨迹进行编码,学习生成复现轨迹,并具有一定的轨迹泛化能力.同时,在工作空间中存在障碍物的情况下,采用RRT算法在DMP生成轨迹的基础上进行修正,快速得到避障路径.最后在Franka-Panda七自由度机械臂平台上进行物块搬运实验,实现了机械臂抓取-放置作业的快速部署与精准操作,结果验证了文章所设计方法的有效性.
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    5. 高维多项式微分系统Zero-Hopf分岔分析及算法推导
    黄博, 韩德仁
    系统科学与数学    2021, 41 (12): 3280-3298.   DOI: 10.12341/jssms21399
    摘要228)      PDF (459KB)(160)    收藏
    针对高维多项式微分系统的Zero-Hopf分岔进行分析.首先,我们将分岔分析问题约化为代数问题,并基于半代数系统求解的符号算法给出微分系统存在~Zero-Hopf~分岔点的判定方法.然后,基于二阶平均方法推导出微分系统Zero-Hopf分岔分析的算法框架,并利用符号计算方法通过具体算例开展了极限环分岔研究,得到了一些新结果.最后提出几个相关的研究问题.
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    6. 多元多项式矩阵等价的进一步结果
    李冬梅, 桂盈盈
    系统科学与数学    2021, 41 (12): 3299-3310.   DOI: 10.12341/jssms21407
    摘要213)      PDF (307KB)(115)    收藏
    多维系统常用多项式矩阵来描述,系统理论中的多维系统等价问题也常被转化为多项式矩阵等价问题进行研究.文章主要研究两类多元多项式矩阵的等价问题,得到这些矩阵分别与其Smith型等价的判别条件.这些条件的检验是比较容易实现的,文章中也通过具体的等价实例进行说明.
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    7. 两类最优循环局部修复码的构造
    陈敏, 开晓山
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 487-494.   DOI: 10.12341/jssms21261
    摘要201)      PDF (295KB)(93)    收藏
    局部修复码是一种能修复多个故障节点的纠删码,在分布式存储系统中被广泛使用,构造最优局部修复码是目前分布式存储编码理论研究的热点问题之一.文章利用有限域$\mathbb{F}_{q}$上循环码构造了以下两类具有局部修复性$(r,\delta)$的最优局部修复码:1)$[3(q+1),3(q+1)-3\delta+1,\delta+2]$,其中$q\equiv1(\bmod~6)$,$r+\delta-1=q+1$,$2\leq\delta\leq q-1$是偶数;2)$[3(q-1),3(q-1)-3\delta+2,\delta+1]$,其中$q\equiv7(\bmod~9)$,$r+\delta-1=q-1$,$2\leq\delta\leq\frac{2(q-1)}{3}$是偶数且$\delta\not\equiv0(\bmod~6)$.
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    8. 基于岭回归模型大数据最优子抽样算法研究
    李莉莉, 靳世檑, 周楷贺
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 50-63.   DOI: 10.12341/jssms21494
    摘要195)      PDF (514KB)(155)    收藏
    随着大数据时代的来临, 为了提高计算效率, Wang等(2018)提出 基于logistic 回归的最优子抽样算法, 在保证参数估计精度的前提下, 节省了大量的 运算时间. 为解决变量间的多重共线性, 文章提出基于岭回归模型的最优子抽样算法, 并 证明岭回归模型中参数估计的一致性与渐近正态性. 利用数值模拟与实证分析对最优子抽 样算法进行评估, 结果表明, 利用最优子抽样构建的模型与全样本构建的模型在参数估计 的精度相近, 并大幅减少了运算时间.
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    9. 基于分层贝叶斯时空Poisson模型的流行病建模研究
    梁永玉, 田茂再
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 462-472.   DOI: 10.12341/jssms20374
    摘要191)      PDF (537KB)(115)    收藏
    流行病的广泛传播对经济发展以及日常生活造成了巨大的冲击.因此,收集流行病相关数据并分析其发病率或感染强度的时空规律对制定相应的控制策略,经济恢复政策等方面至关重要.文章讨论了基于分层贝叶斯时空Poisson模型的流行病建模方法,具体包括数据模型,过程模型以及参数模型的不同设定,参数先验分布的讨论,模型选择等.基于这种思路对流行病的传播和发展进行分析,可以研究不同地区的空间差异性及其他协变量对流行病趋势的影响,同时也可以研究病毒传播的时空依赖性和空间效应的异方差结构.所讨论的建模方法可为相关问题研究提供理论参考.对于参数估计,可利用已有的软件WinBUGS和OpenBUGS中默认的马尔可夫链蒙特卡罗算法(MCMC)下的Gibbs抽样算法.
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    10. 非参数局部多项式回归估计的最优子抽样算法
    牛晓阳, 邹家辉
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 72-84.   DOI: 10.12341/jssms21475
    摘要188)      PDF (551KB)(155)    收藏
    随着科学技术的发展, 虽然人们提高了收集和处理数据 的能力, 但仍存在一些大数据集超出了现有计算机的计算能力. 目前, 抽取一 部分样本来替代全样本进行建模计算是减轻计算负担的一种方法. 大数据背景 下线性模型的子抽样方法已经得到了相对成熟的研究, 在减轻计算量方面获得 了很大的优势. 文章将线性模型下的子抽样方法推广到非参数回归模型, 并推 导出了基于子样本的加权最小二乘参数估计对全样本加权最小二乘参数估计的收敛速度, 以及子样本参数估计的条件渐近正态性. 通过最小化渐近方差的准则, 提出了非参数局部多项式回归模型下的OPT和PL两种抽样方案, 最后在均方误差、计算成本和拟合效果等方面进行数值模拟, 比较了OPT子抽样和PL子抽样相对于均匀子抽样和杠杆子抽样的差别, 其结果表明于OPT准则和PL准则的子抽样方法在提高估计精确性和减少计算负担方面具有很大优势.
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    11. 问卷分割设计的成组序贯子问卷分配法
    杨昊宇, 秦祎辰, 李扬
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 17-34.   DOI: 10.12341/jssms21515
    摘要187)      PDF (1305KB)(76)    收藏
    抽样调查在大数据时代仍是不可或缺的研究工具. 然而, 传统 调查方式当前面临执行成本增加与数据质量降低的双重挑战. 作为降 低受访者负担的有效途径, 问卷分割设计逐渐受到研究者重视. 文章研 究针对问卷分割设计中的子问卷分配过程展开讨论: 在假设受访者招募 服从泊松过程前提下, 以降低协变量的子样本间差异为目标设计成组序贯 随机过程. 理论和数值分析显示该过程相较现有随机化方法具有优良的 表现, 可以更好地平衡子样本间协变量差异并提高估计量的估计精度.
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    12. 排序集抽样下Inverse Rayleigh分布的Fisher信息量及其在参数估计中的应用
    陈蒙, 陈望学, 邓翠红, 杨瑞
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 141-152.   DOI: 10.12341/jssms21498
    摘要179)      PDF (335KB)(123)    收藏
    文章分别在简单随机抽样和排序集抽样下研究 了Inverse Rayleigh分布中对应样本所含刻度参数$\theta$的Fisher信息量. 数值结果表示, 同等样本容量的排序集样本比简单随机样本提供更多关于$\theta$的信息. 接着分别基于简单随机样本和排序集样本构造了$\theta$的一些优良估计, 并对估计结果进行了数值比较.
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    13. 大规模数据下子抽样模型平均估计理论
    宗先鹏, 王彤彤
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 109-132.   DOI: 10.12341/jssms21524
    摘要160)      PDF (487KB)(142)    收藏
    随着信息时代的来临, 如何从海量数据中快速、有效地挖掘有用信息是目前面临的新挑战. 子抽样方法作为大规模数据分析的有效工具, 已经受到国内外学者的广泛关注. 不过, 传统的子抽样方法通常没有考虑到模型的不确定性. 当模型假设不正确时, 后面的统计推断将会出现偏差, 甚至导致错误的结论. 为了解决该问题, 文章利用频率模型平均的方法构建了子抽样模型平均估计(简称SSMA估计). 理论上, 文章证明了SSMA估计是全部数据下模型平均估计的一个渐近无偏且相合的估计. 另外, 我们 基于Hansen (2007)的Mallows模型平均方法提出了SSMA估计的权重选择 准则, 并证明了方差已知和未知时权重估计的渐近最优性. 在这些理论性 质的研究中, 文章同时考虑了模型和抽样设计带来的双重随机性. 最后, 数值分析进一步说明了所提出方法的有效性.
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    14. 基于区块链的知识社区中通证激励分配垄断对用户知识贡献的影响
    李志宏, 谢永靖, 许小颖
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1362-1374.   DOI: 10.12341/jssms22018ZX
    摘要157)      PDF (834KB)(123)    收藏
    区块链通证激励的兴起,为解决用户内容创作动力不足的问题提供了新思路,但其在实际落地过程中仍面临着诸多挑战.文章以基于区块链的知识社区Steemit为研究对象,通过采集区块数据,从激励平等性和知识贡献效率两个维度分析了社区通证激励机制的现状及问题,从而揭示社区通证激励分配垄断的现象,并探究了通证激励分配垄断对用户知识贡献的影响.研究结果表明:社区的通证激励分配被少部分头部用户所垄断,且社区的激励分配机制不能有效反映用户的知识贡献水平;通证激励分配的不平等性降低了用户的内容生产和内容发现水平.
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    15. 基于AdaBoost的投资组合优化
    钱龙, 韦江, 赵慧敏, 倪宣明
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 271-286.   DOI: 10.12341/jssms21059
    摘要154)      PDF (1184KB)(79)    收藏
    文章利用AdaBoost集成学习技术提升均值-方差(MV)策略的表现.首先,文章对二次期望效用损失函数进行了分歧分解,从理论上表明集成学习技术有助于提升投资组合策略的表现.其次,文章将收益率均值和协方差压缩估计量中的压缩强度设定为样本外绩效驱动,并利用迭代有效集法和梯度下降法最大化效用的值函数,从而构建了参数化的MV策略作为文章策略AdaBoost.PT的弱学习器.在实证方面,文章利用A股近25年和美股近40年的全股票样本数据,考察了集成投资组合策略在夏普率、标准差、换手率和最大回撤方面的样本外表现,并利用假设检验对夏普率差异的显著性进行验证.基于因子组合数据集的实证结果显示,基于收益率均值压缩估计量的集成策略在4个评估指标下和差异性统计检验中能够取得优于基准策略的结果,此外,使用行业组合数据集的稳健性检验同样显示出一致的结果.
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    被引次数: CSCD(1)
    16. 基于迁移学习的GH159螺栓热镦后头部缺陷识别
    黎磊, 马钰淋, 故刚, 孔雪峰, 杨军, 许彦伟
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 175-192.   DOI: 10.12341/jssms21526
    摘要149)      PDF (4308KB)(102)    收藏
    为准确进行GH159螺栓热镦后头部缺陷识别, 提出了基于 迁移学习的缺陷识别方法, 其中, 不同场景亮度下的数据集分别设 置为迁移学习的源域, 目标域. 首先, 考虑域条件分布的多簇特点, 使 用K-means算法对同类缺陷数据进行簇划分, 确定簇中心, 并基于其构造 新的分布差异度量; 其次, 为有效提升迁移学习计算效率, 使用簇中心 间距离以及各簇中心与该簇样本间距离, 建立新的类内差异度量; 最后, 以 分布差异度量与类内差异度量的加权和最小化为目标, 准确识别不同场景 亮度下的缺陷. 针对所提出方法的参数设定需求, 基于反向验证理念设 计伪精度, 并以其最大化进行参数确定. 基于收集的GH159螺栓热镦后头部 缺陷数据集, 开展缺陷识别分析应用, 验证所提出方法的有效性.
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    17. 基于DCSBM模型的受访者驱动抽样调查估计量改进
    蒋妍, 孟珠峰, 王天佳, 刘晓宇
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 85-99.   DOI: 10.12341/jssms21627
    摘要140)      PDF (646KB)(76)    收藏
    大数据背景下, 将受访者驱动抽样(RDS)用于网络抽样调查, 解决了传 统抽样调查难以获得可用抽样框、难以接触被调查者以及难以获得回答等问题, 也使得网络调查可以实现概率抽样, 得到一定误差范围内的总体参数估计. 然而, 在实 际抽样过程中, 同质性问题(即样本单元在推荐同伴时倾向于推荐那些与自己有相同属 性的同伴)会导致RDS估计量的方差增大. 为解决该问题, 文章假定目标总体服从度修 正随机块模型(DCSBM), 利用区块间的经验转移概率对样本进行区块的事后分层, 提出了事后分层与逆概率加权相结合的PS-IPW估计量. 通过模拟不同的同质性水平的目标总体社交网络和RDS抽样, 比较PS-IPW估计量的相对效率; 并通过实证分析, 利用样本分块矩阵的谱性质选择分层变量, 进一步验证RDS抽样的适用性以及PS-IPW估计量的有效性.
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    18. 基于确定性等价进行等权重调整的组合投资策略研究
    王宗润, 谭郭玺
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 287-303.   DOI: 10.12341/jssms21202
    摘要133)      PDF (1144KB)(75)    收藏
    由于估计误差的存在,均值方差投资策略的样本外表现并不尽如人意,与此同时,等权重投资策略由于没有估计误差和良好的样本外表现而逐渐被关注,且在策略组合中发挥重要作用.因此文章引入等权重投资策略对原有的均值方差资产配置进行调整,基于确定性等价衡量不同投资策略样本外表现的优劣,确定子策略的加权系数,构建组合投资策略.研究结果表明:就单一投资策略而言,均值方差策略在降低标准差、控制风险方面更占优,而等权重策略则在增大夏普比率、提高收益方面发挥更大的作用;就组合投资策略而言,基于确定性等价构建的组合投资策略一方面可以降低投资组合的尾部风险,帮助投资者规避极端损失,另一方面可以显著提高投资组合的夏普比率和索提诺比率,获取更高的风险调整后收益.
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    19. 基于牛顿定律设计的无模型不确定性控制系统
    开平安, 申忠利
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 206-223.   DOI: 10.12341/jssms20206
    摘要133)      PDF (774KB)(50)    收藏
    在工程实践中,针对工业过程的不确定性设计便于使用和维护的控制器具有重要意义.牛顿定律是广大工程技术人员最熟悉的物理定律之一,文章基于牛顿定律提出了一种无模型不确定性控制系统及其设计方法,该方法通过构建被控系统的位置、速度和加速度三个状态变量,应用卡尔曼滤波器理论设计了牛顿运动力学观测器ONLM,并基于观测到的位置、速度和加速度设计了闭环系统补偿器,构成MFCNLM (Model-Free Control based on Newton's Laws of Motion)无模型控制系统,使得系统输出跟踪期望的输出轨迹.本文更进一步地提出了PID (Proportional IntegralDerivative)控制器设计的牛顿力学原理,分析和论证了MFCNLM控制方法与PID控制方法在控制系统设计上的牛顿力学统一性原理.文章所提出的设计方法不需要被控对象的数学模型,仅需控制工程师给出闭环控制系统期望的过渡过程时间$T$.文章给出了4个仿真研究和工程应用例子,具体展示了基于牛顿定律的MFCNLM控制系统与PID控制器的设计方法,结果表明所提方法对不确定系统具有良好的控制品质和鲁棒性能.
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    20. 大数据背景下产品质量抽样调查的样本量设计
    张璇, 赵静, 丁文兴
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 133-140.   DOI: 10.12341/jssms21654
    摘要132)      PDF (434KB)(65)    收藏
    产品质量抽样调查是政府质量监督部门监管产品质 量状况的重要手段, 在历年的产品质量抽样调查中, 也累积了大 量的实际数据. 文章将大量数据提供的先验信息和抽样调查中的样本量设计进行了有效的结合, 利用大数据提供的有价值信息作为辅助信息, 使用聚类等方法对调查对象进行分层, 根据各层的不同特点利用优先数系确定各层间相对误差限的关系, 进而确定分层随机抽样样本量, 使得样本量确定方式兼顾了科学和实用的优点. 同时, 通过对不同层的监督总体选取不同水平的参数, 在调查费用有限的条件下, 提高了监督的有效性.
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    21. 统一精度指标及与香农定理的联系
    刘亚文, 马文博, 杜子芳
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 64-71.   DOI: 10.12341/jssms21482
    摘要131)      PDF (451KB)(74)    收藏
    统计推断通常以置信度和误差两个指标衡量估计精度,但当置 信度和误差其大小均不同时,估计量之间的精度比较将十分困难.文章 提出了一个可广泛使用的无量纲精度指标,当估计误差不一,置信度也 不一时,也能够进行精度比较.另从解释精度影响因素及其作用机制出发,发 现了样本量确定公式与信息论之香农定理的逻辑一致性,并借此给出了关于样本量确定公式物理意义的一个新视角下的解释.
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    22. 机器学习方法研究肝癌预测问题
    胡雪梅, 李佳丽, 蒋慧凤
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 417-433.   DOI: 10.12341/jssms21168
    摘要129)      PDF (751KB)(76)    收藏
    肝癌在所有癌症中病死率高居第二名.由于机器学习方法能改进疾病预测精度,因此文章将利用它们研究肝癌前期诊断问题,提高肝癌的预测精度.首先选取影响肝癌的10个指标作为预测变量,将579位肝癌患者分为两组:随机抽取492位患者构成训练样本,剩余87位患者构成测试样本.接着利用训练样本建立6个分类器:逻辑回归、$L_{2}$惩罚逻辑回归、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)和极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost),其中逻辑回归和$L_{2}$惩罚逻辑回归采用Newton-Raphson算法得到模型参数的迭代加权最小二乘估计,计算患者肿瘤细胞为恶性和良性的概率估计,确定最佳阈值预测肿瘤性状.最后用测试样本计算混淆矩阵、灵敏度和特异度,绘制ROC曲线评价预测精度.结果表明$L_{2}$惩罚逻辑回归预测精度最高,SVM预测精度排第二,XGBoost预测精度排第三,逻辑回归预测精度排第四,GBDT预测精度排第五,ANN和随机森林预测精度最差.
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    23. 一种Jerk平滑的非对称正弦轨迹规划设计方法
    朱其新, 金雨昇, 刘红俐, 朱永红
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 555-567.   DOI: 10.12341/jssms21307
    摘要127)      PDF (1539KB)(45)    收藏
    为了减小运动控制中三角函数类型轨迹规划在减速段产生的振动和冲击,文章提出了使减速段Jerk平滑过渡的非对称正弦轨迹规划的系统的设计方法.首先,根据S曲线的闭合形式非对称设计方法,将其在正弦算法中实现;然后,针对正弦加加速度在减速段存在突变的问题进行优化,并提出不同目标行程下确定运动参数的方法;最后,通过频域分析和仿真实验的方法验证了该算法的有效性.
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    24. 电力消费、产业结构与经济增长的关系——Large基于甘肃省地级市数据面板向量自回归(PVAR)模型的研究
    刘淳, 马超, 冯永春, 王著秀
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 599-613.   DOI: 10.12341/jssms21249
    摘要123)      PDF (822KB)(200)    收藏
    电力作为支撑经济发展的基础性产业,电力消费与产业结构和经济增长间关系密切.因此,文章基于甘肃省地级市2004--2018年城市面板数据,运用面板向量自回归(PVAR)模型,实证检验了甘肃省产业结构、电力消费与经济增长之间的因果关系.研究结果表明:甘肃省产业结构和经济增长之间相互影响,经济增长对电力消费具有正向促进作用,全社会固定资产投资推动经济增长和产业结构优化.未来甘肃省的经济发展应秉持"稳增长、调结构"的目标,通过政策驱动风电和光电等清洁能源的快速发展,提高能源投资和能源利用效率,引导和扶持第三产业发展,实现甘肃产业结构优化、经济发展和节能减排的多重目标.
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    25. 一种基于YOLO深度学习架构的路口交通灯信息车辆间共享方法研究
    李江天, 罗定生
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 370-385.   DOI: 10.12341/jssms21395
    摘要121)      PDF (3063KB)(59)    收藏
    公交车作为城市交通的重要组成部分,由于其高度明显高于多数车辆,在行驶过程中极易对后方车辆驾驶者观察交通灯的视线造成遮挡.这种遮挡容易造成后方车辆在路口盲目跟随公交车从而导致违规驾驶、车辆追尾等后果.为了解决驾驶视线遮挡问题,文章构建了一种基于YOLO深度学习架构的路口交通灯信息车辆间共享系统,该系统通过摄像设备对路况影像数据进行收集,运用图像预处理手段提高图像的质量,运用基于深度学习架构的目标检测模型对路况影像中是否包含交通灯及交通灯的状态进行实时识别,并将识别结果实时显示在电子屏幕上,从而对后方及周围车辆驾驶者进行提醒,以达到信息共享的目的.为了降低系统对于计算资源的需求,在基于YOLOV3的交通灯识别模型的基础上又开发了基于YOLO Lite的轻量化模型,该模型可以较流畅地运行于CPU i5-750之上.基于实际路况数据在开发板上对系统表现进行了实验验证,证明了此方案的可行性.
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    26. 人口总数估计:基于三系统估计量与比率估计量的组合方法
    孟杰, 杨贵军, 冯国雷, 滑梦珂
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 35-49.   DOI: 10.12341/jssms21520
    摘要121)      PDF (748KB)(86)    收藏
    受多种因素影响,人口普查结果不可避免地偏离真实人口总数,如 何构造一个统计性质优良,适用范围广的人口总数估计量,精准把握人口变动 趋势是政府统计工作的重要议题.本文解读了英国统计局普查年人口总数估计 的经验方法,据此提出三系统估计量与比率估计量组合的人口总数估计方法. 模拟研究结果表明,在人口总体合理分层的基础上,新方法能较好地克服由于两 系统不独立而引起的交互作用偏差问题,提高人口总数估计量的精度.同时,文章 的研究也提出了``第三套人口统计数据资源''的建设思路,这既是构建和应用三 系统估计量的数据基础,也有助于进一步推进统计现代化改革.
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    被引次数: CSCD(1)
    27. 基于张量分解的张量响应回归模型及其参数估计
    徐常青, 宋珊, 冯岩
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 742-752.   DOI: 10.12341/jssms20513
    摘要119)      PDF (429KB)(70)    收藏
    文章研究张量响应回归模型及其系数张量的最小二乘估计.为了提高该模型系数张量的估计精度,首先对模型的系数张量进行张量的CP分解和Tucker分解,构建两个新的张量响应回归模型.这两个模型不仅可以捕捉张量数据内部的空间结构信息,还可以大大减少待估参数的个数.然后,给出模型对应的参数估计算法.最后,通过MonteCarlo数值实验说明改进后的两个回归模型的系数张量的估计精度都有显著的提高,且基于Tucker分解的张量响应回归模型的系数张量的估计精度最佳.
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    28. 多目标调查的MPPS平衡抽样方法研究
    杨贵军, 沈文静, 梁鑫宇
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 715-729.   DOI: 10.12341/jssms21298
    摘要117)      PDF (547KB)(39)    收藏
    平衡抽样是广受关注的利用辅助信息改善样本结构的抽样方法.MPPS抽样在多目标调查中采用的与多变量规模成比例的入样概率,可以在平衡抽样中精确满足.基于MPPS抽样和平衡抽样的性质,文章提出多目标调查下的MPPS平衡抽样,该方法主要思想是将多个调查变量的辅助信息在确定入样概率和随机抽样过程中同时使用,提高HT估计量精度.模拟分析得出MPPS平衡抽样优于等概率平衡抽样、MPPS系统抽样和MPPS泊松抽样.同时,讨论了MPPS平衡抽样HT估计量的理论性质,对于随机排列的总体,给出适用的近似方差和方差估计.最后,以我国主要畜禽调查为例,设计一套符合中国现实的多目标调查方案,用MPPS平衡抽样抽取样本,构造主要畜禽存栏量的HT估计及方差估计,为中国政府统计调查提供新选择.
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    29. 基于外推中间次序分位数的极端条件分位数估计
    杨晓蓉, 李路, 吴士迪, 徐诗展
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 434-461.   DOI: 10.12341/jssms21129
    摘要117)      PDF (3914KB)(35)    收藏
    近年来,条件分位数估计被广泛应用于金融、生物和医学等众多领域.在研究协变量对响应变量在不同分位数水平的影响时,分位数回归方法是一种贴切且有效的估计方法.然而,由于尾部数据的稀疏性,用分位数回归来估计极端条件分位数通常会产生较大的估计误差.文章将极值理论与分位数回归结合起来,利用中间条件分位数外推法,研究线性分位数回归模型尾部极端分位数水平的估计.基于核函数修正了现有方法中对极值指数和极端条件分位数估计的渐近有偏性,得到了一种渐近无偏的尾部估计量,并论证了其渐近正态性.数值模拟和实例数据分析表明,文章所提方法具有一定的稳定性,即中间分位数个数的不同取值对极值指数和极端条件分位数的估计不会产生较大的影响.
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    30. 无约束的$\ell_{2,1}$-分析法重构冗余紧框架下分块稀疏信号的条件
    刘洋铄, 刘宏宇, 葛焕敏
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 509-527.   DOI: 10.12341/jssms21065
    摘要116)      PDF (597KB)(67)    收藏
    文章主要利用分块稀疏信号的凸分解技术分析无约束的$\ell_{2,1}$-分析模型,建立无约束的$\ell_{2,1}$-分析法重构冗余紧框架下分块稀疏信号的条件,其条件基于紧框架下的限制等距性质.首先,利用分块稀疏信号的凸分解技术建立两个重要技术引理.其次,基于发展的两个技术引理建立无约束的$\ell_{2,1}$-分析法恢复冗余紧框架下分块稀疏信号新的恢复条件,其条件基于紧框架下的限制等距性质,改进了现存最好的恢复条件.最后,设计数值实验,说明无约束的$\ell_{2,1}$-分析法重构冗余紧框架下分块稀疏信号的性能.
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    31. 基于Jackknife模型平均的社会用电量预测研究
    张小圆, 邓昌瑞, 黄艳梅, 鲍玉昆
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 588-598.   DOI: 10.12341/jssms21089
    摘要115)      PDF (500KB)(54)    收藏
    针对社会用电量波动的复杂性,文章将Jackknife模型平均理论引入社会用电量分析与预测研究中,通过加权平均不同模型的预测值,最大限度减少有用信息的遗失,以提高社会用电量预测准确度.通过选取中国和美国不同时期社会用电量数据集,并使用各类预测误差指标以及Diebold-Mariano检验法,来验证所提出的Jackknife模型平均方法的有效性.研究结果表明:Jackknife模型平均方法可以有效降低单个社会用电量预测模型的预测误差,为用电量预测提供了一种新的建模框架.
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    32. 返利模式下风险厌恶型零售商供应链中的定价与协调策略
    张会敏, 侯福均, 楼振凯
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 626-640.   DOI: 10.12341/jssms21326
    摘要115)      PDF (615KB)(72)    收藏
    返利作为一种典型的拉式促销策略,已被越来越多的企业所采用.文章针对由一个返利制造商和一个风险厌恶零售商组成的供应链,考虑到消费者对返利的敏感程度不同,通过建立集中决策和两种分散决策模型,研究返利制造商和风险厌恶零售商的定价策略,并分析零售商风险厌恶程度、返利敏感系数及返利兑现率等对供应链决策和利润的影响.结果表明:集中决策下返利值和整个供应链的期望利润最高,零售商主导情景下次之,制造商主导情景下最低;无论谁主导渠道,制造商的返利值和期望利润都随着风险厌恶程度的增加而增加,零售商的期望利润随着风险厌恶程度的增加而减少,而风险厌恶程度对零售价格的影响取决于谁主导渠道和返利兑现率.进一步,文章还设计了两部定价契约对供应链进行协调,发现两部定价契约实现了供应链的协调.最后,文章通过数值分析验证了上述结论,并得出管理启示.
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    33. 不确定需求下故障共享单车回收周期性车辆路径问题研究
    徐阳, 周亚南, 黎建强, 苏兵, 张欣
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 337-354.   DOI: 10.12341/jssms21208
    摘要114)      PDF (1339KB)(49)    收藏
    为了及时有效地回收城市道路网络中的故障共享单车,对分散于路网边上的故障单车进行聚类形成收集点,考虑聚类收集点上回收需求呈现的不确定性特征,建立以行驶总距离最小为目标的回收周期性车辆路径选择模型.采用基约束鲁棒优化方法,利用有界区间对不确定的回收量进行描述,引入扰动系数和控制系数调节模型的鲁棒性和适应性.针对模型设计近似算法求解,证明近似算法的时间复杂性,分析算法近似比的上下界,用实例验证算法的近似比,结果表明算法性能较好.最后,通过分析回收量发生波动时,即扰动系数和控制系数对目标函数和算法近似比的影响,进一步验证了算法和模型的有效性.
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    34. 考虑零售商公平偏好的绿色供应链决策与协调研究
    王建华, 王琳
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 386-397.   DOI: 10.12341/jssms20527
    摘要113)      PDF (572KB)(91)    收藏
    当制造商在绿色供应链中处于领先地位时,此时的零售商处于跟随地位,会关注供应链内的利润分配情况.为探究零售商公平偏好行为对绿色供应链的影响,分别构建了三种不同情形下的供应链博弈模型,比较产品的绿色度水平、市场需求以及各成员获得的利润和效用.研究表明,零售商的公平偏好能增加自身渠道利润的比重,但对制造商和整个系统是不利的;因此,提出了基于成本共担-收益共享的供应链综合协调契约,以改善零售商行为特征对供应链造成的负面影响.
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    35. 具有饱和脉冲输入神经网络的局部指数同步
    何志龙, 陈小昆
    系统科学与数学    2022, 42 (3): 542-554.   DOI: 10.12341/jssms21186
    摘要111)      PDF (1281KB)(164)    收藏
    文章通过设计一类具有执行器饱和的脉冲控制器来获得驱动响应神经网络的混沌同步.首先分别利用扇区非线性模型法和多面体表示法处理了脉冲时刻的系统的饱和非线性.其次,通过选取适当的二次Lyapunov函数,结合数学归纳法获得了线性矩阵不等式(LMIs)相关的局部指数同步准则.最后,通过一个数值例子验证了结论的有效性.
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    36. 考虑节假日影响效应的景区客流量预测研究——基于Prophet-NNAR的混合预测方法
    李勇, 李云鹏
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1537-1550.   DOI: 10.12341/jssms21561
    摘要111)      PDF (983KB)(47)    收藏
    近年来,旅游景区因超负荷接待造成游客滞留的事件屡见不鲜,如何准确有效地预测景区客流量、合理调配资源成为眼下景区管理者十分关切的问题.由于节假日等外部因素的影响,景区客流量的时间序列曲线通常呈现非线性的特征,这增加了准确预测旅游客流量的难度.文章提出一种考虑节假日影响效应的景区客流量预测方法,即Prophet-NNAR混合预测方法:首先,基于考虑了节假日影响因素的Prophet模型预测原始景区客流量序列;其次,使用神经网络自回归模型(NNAR)对Prophet模型预测值的残差部分进行预测;最后,将二者相加作为Prophet-NNAR混合模型的最终预测结果.文章以2013年1月1日至2017年7月31日的九寨沟景区历史客流量数据为研究样本,使用R软件验证Prophet-NNAR混合预测方法的有效性,研究发现Prophet-NNAR混合预测方法的预测性能除了优于单一的模型方法(Prophet模型、不考虑节假日效应Prophet模型、NNAR模型)外,还强于季节自回归求和滑动平均(SARIMA)、指数平滑模型(ETS).此外,借助Diebold-Mariano检验进一步确定了Prophet-NNAR模型的优异性.
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    37. 资产波动率为随机的信用等级迁移风险评估模型
    梁进, 周汇慧
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 304-317.   DOI: 10.12341/jssms21346
    摘要108)      PDF (686KB)(37)    收藏
    以公司债券为手段,评估具有随机波动率的信用等级变换的风险.根据公司资产的多少将公司划分为高低两种信用等级,并假设公司资产的变化满足Heston随机波动率模型,且波动率在高低等级下围绕不同的均值波动回归.通过计算这样的资产波动下公司债券的价值,来评估具随机波动率的信用等级变换的风险.利用一张特殊的零息票来对冲由波动率的随机性造成的风险,推导出在信用等级迁移边界上,债券价值关于资产的一阶偏导数连续的偏微分方程.在所建的新模型下,利用ADI差分方法对偏微分方程进行求解,得到公司债券价值的数值解并分析了各个参数的影响和金融意义.
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    38. 多源原油冲击对中国股价的异质性影响分析——来自微观公司层面的证据
    赵万里, 范英, 姬强, 张大永
    系统科学与数学    2022, 42 (2): 255-270.   DOI: 10.12341/jssms21390
    摘要108)      PDF (1406KB)(54)    收藏
    在中国原油对外依存度不断攀升的时代背景下,原油冲击对中国股票市场的影响机制分析受到政府监管部门和投资者的广泛关注.文章根据原油冲击的不同来源,将原油价格序列分解为原油供给冲击因子,总需求冲击因子和原油特殊需求冲击因子三类,分析了这三类原油冲击因子对中国A股上市的1975支股票收益的不同影响机制.研究结果表明:从短期来看,对中国上市公司影响最广泛的是油价特殊需求冲击,其次是油价总需求冲击,且这两类都是负向影响,而油价供给冲击是正向影响,且影响范围较小.从长期来看,三种油价冲击对中国上市公司的长期影响更加广泛.其中,油价供给冲击和油价总需求冲击造成的油价变动会引起中国受影响上市公司平均股价的升高.而油价特殊需求冲击对中国上市公司股票收益率具有负效应.
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    被引次数: CSCD(1)
    39. 考虑消费者偏好的绿色供应链补贴绩效研究
    于晓辉, 张志强, 于亚南
    系统科学与数学    2022, 42 (4): 818-831.   DOI: 10.12341/jssms21459T
    摘要102)      PDF (719KB)(73)    收藏
    In order to improve the green supply chain performance, the government gives retailers green product subsidies, and manufacturers give retailers green promotion subsidies. Based on the Stackelberg game analysis of the secondary supply chain composed of manufacturers and retailers, we explore the impact of green product subsidies and green promotion subsidies on the supply chain performance considering consumers’ green preference. It is found that subsidies have a positive effect on product greenness and profit. When consumer preference is not high or product greenness coefficient is low, green product subsidies are more suitable; When consumers have high preference or green promotion efficiency, green promotion subsidies are more suitable. As an external subsidy of the supply chain, the regulation ability of green product subsidy is limited; As an internal subsidy of supply chain, green promotion subsidy can produce higher performance.
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    40. 基于倾向值匹配的干扰数据检测方法
    刘胜楠, 刘文君, 邹国华
    系统科学与数学    2022, 42 (1): 153-174.   DOI: 10.12341/jssms21660
    摘要101)      PDF (610KB)(63)    收藏
    数据中掺杂干扰数据的现象十分常见, 对于随机出现的干扰数据处理, 目前已有很多方法可以借鉴, 但对于人为的干扰数据, 若继续使用传统方法, 则可能不会达到很好的效果. 倾向值可以用一维数值来描述多维数据的特征, 且当数据具有相近的倾向值时, 其本身常常也很相似, 并可能来自同一总体. 因此, 文章提出一种应用倾向值匹配检测干扰数据的新方法, 即用最佳比例匹配来检测干扰数据. 文章设计了两个算法, 其一用于估计真实数据在原始数据中所占的比例, 同时计算真实数据的总体均值估计; 另一用于提取拟真实数据并进行建模分析. 模拟研究证实了所提出的算法的有效性.
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