系统科学与数学

肖成龙，张重鹏，王珊珊，张睿，王万里，魏宪

2020, 40(8): 1325-1341. DOI: 10.12341/jssms13926

摘要 ( 168 )

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现有的子空间聚类方法以数据全局线性分布为前提, 利用先验约束估计未标记数据点的低维子空间, 并将其聚类到相应组中, 对非线性结构的数据处理存在一定缺陷. 受启发于深度学习以其强大的非线性学习表征能力在众多应用中取得巨大成功, 文章在数据表示中加入成对约束, 并运用流形正则化理论, 采用$k$近邻构造全局相似度矩阵, 通过与自编码器的联合学习, 提出基于流形正则化与成对约束的深度半监督谱聚类算法(MPAE). 该算法一方面在学习数据的低维表示时同时保留数据的可重构性和局部流形结构的全局特征, 另一方面将已知样本间的成对约束信息融入目标优化设计, 使学习到的低维特征更具有判别性, 这在很大程度上提高了所得算法的聚类性能. 实验结果表明文章算法能够取得理想的聚类结果.

基于WSN时钟同步的双迭代算法研究

李泽山，郭改枝

2020, 40(8): 1342-1351. DOI: 10.12341/jssms13927

摘要 ( 104 )

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采用双向消息交换机制, 有效地解决了无线传感网络中的同步问题. 利用非同步本地时钟的仿射模型, 建立同步最大似然估计器, 得到最佳一致解. 但是, 直接实现最大似然估计器通常是困难的, 因为最大似然成本函数是高度非线性和非凸的. 为了有效地获得最大似然估计器, 提出一种新的双迭代算法, 该算法通过搜索传感器源节点信息和时钟参数(频率偏移和相位偏移)来获得最大似然估计器. 从而证明算法的收敛性, 并分析了该算法对传感器及时钟参数的估计精度在低噪声条件下近似达到克拉美罗界. 与已有方法相比, 该算法具有计算效率更高、锚节点更少、通信开销更小等优点.

基于TOPSIS的网络舆情态势等级模糊多指标综合评价模型

杨靛青，韩清云

2020, 40(8): 1352-1364. DOI: 10.12341/jssms13928

摘要 ( 145 )

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网络舆情是社会舆情在网络空间中的映射,体现了社会稳定和谐程度.网络舆情态势分析对于有效预测和把握舆情导向具有重大的意义.文章主要研究构建基于TOPSIS的网络舆情态势等级模糊多指标综合评价模型.首先,根据网络舆情态势演化形成原因和发展规律,建立了网络舆情态势等级评价三级指标体系,提出了基于有序比值方法的网络舆情态势等级评价指标权重的确定方法.然后,构建了基于TOPSIS的网络舆情态势等级模糊多指标综合评价模型.最后,通过魏则西事件验证了该模型的有效性和适用性,并与线性加权综合评价模型进行对比分析,说明了文章模型的优越性.研究结果对政府和相关舆情监管人员及时有效的管理和引导网络舆情具有重要的指导意义与参考价值.

云服务资源调度机制的协同与优化研究

李桂君，寇晨欢，胡军，李慧嘉

2020, 40(8): 1365-1383. DOI: 10.12341/jssms13929

摘要 ( 139 )

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数据中心是云计算的核心基础设施,但传统数据中心存在成本高、服务器使用效率低等问题.共享经济模式能够将闲置带宽集成起来进行二次调度分配,大幅缓解当前计算需求与计算能力之间的矛盾.文章为共享云服务提供商及其多名用户的效益优化设计一个新的服务机制,并从博弈论的视角出发,构建模型来对云服务提供商以及其多名用户之间的关系进行了描述.首先,云服务提供商通过选择提供适当的服务器,并针对用户请求制定合适的分配策略,以降低能源消耗同时满足用户需求.其次,对于每个用户,文章建立了考虑任务完成度和时间效率的效用函数,使得用户在云服务提供商的分配策略下最大化自身的效益,且用户之间博弈结果是一般纳什均衡.最后,文章通过设计迭代算法来模拟上述服务机制的全过程,仿真数值也说明了选择合适的服务器并制定适当的分配策略能够有效地提高云服务提供商和用户的效益.结论表明,迭代算法能够对传统的云服务机制进行改进,是一种切实有效的创新方法,也为中国共享经济背景下云服务产业的革命性发展提供了理论依据.

管理层权力、外部治理与股价崩盘风险:来自中国股市的证据

常嘉路，许荣，陆超，戴静雯

2020, 40(8): 1384-1406. DOI: 10.12341/jssms13930

摘要 ( 149 )

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以~2007--2016 年中国沪深两市所有~A 股上市公司为样本, 实证检验了管理层权力与股价崩盘风险之间的关系, 并进一步研究制度环境, 宗教传统, 媒体报道三种外部治理机制对上述关系的影响. 文章研究发现: 管理层权力的增大会引起公司未来股价崩盘风险显著上升, 且这种关系在地方国企和民营企业中表现尤为显著. 外部治理因素中, 媒体报道从整体上显著抑制了管理层权力与股价崩盘风险之间的正相关关系. 而制度环境对地方国企管理层权力治理作用表现显著, 宗教传统则对民营企业管理层权力治理作用表现显著. 文章研究不仅从股价崩盘风险角度发现了管理层权力对公司价值的负面影响, 还进一步验证了制度环境~(正式制度), 宗教传统~(非正式制度), 媒体报道三者相辅相成, 互相补充的外部治理机制.

基于改进PSO-BP神经网络的旅游客流量预测方法

陆文星，戴一茹，李楚，李克卿

2020, 40(8): 1407-1419. DOI: 10.12341/jssms13931

摘要 ( 225 )

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提高旅游风景区日客流量的预测精度,对旅游风景区的日常运营管理和旅游资源的保护有重要意义. PSO-BP被广泛应用于预测中,针对PSO算法的惯性权重采取线性动态变化时无法满足粒子多样性和易陷入局部极值等缺陷,文章提出一种利用改进后的PSO-BP方法,利用粒子适应度值对惯性权重进行动态非线性变化,同时结合粒子迭代周期增加位置扰动,对粒子群算法进行改进. 将改进后的PAPSO算法(particle swarm optimization algorithm with position disturbance and adaptive inertia weight, PAPSO)对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,建立黄山风景区日客流量的Matlab预测模型,对黄山旅游客流量数据进行实验,结果表明文章提出的基于PAPSO算法优化BP神经网络的预测模型有效地提升了预测精度.

偏好序阈值约束下的三边单向非循环稳定匹配

杨洋，赵晓冬

2020, 40(8): 1420-1431. DOI: 10.12341/jssms13932

摘要 ( 133 )

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文章针对单向非循环偏好下的三边匹配问题, 提出了一种基于偏好序阈值约束条件下的匹配算法. 首先, 基于单向非循环偏好结构, 给出了三边单向非循环匹配及其稳定性的有关定义, 并建立了一对一情形下满足系统稳定性需求的数学模型; 然后, 通过设置偏好序阈值对模型进行约束限制, 提出了偏好序阈值约束下的两阶段逐边优选算法, 并分别对该算法的时间复杂度及输出匹配的稳定性进行了计算和证明. 最后, 通过一个算例验证文章所提算法的可行性和有效性.

机队运力配置和USApHMP问题的联合决策模型与算法

张培文，吴江，汪瑜，孙宏

2020, 40(8): 1432-1446. DOI: 10.12341/jssms13933

摘要 ( 171 )

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针对\, USApHMP\, (无容量限制的单分配枢纽网络设计)方法忽略了航空公司航线运力配置决策对单位客流量成本的影响问题, 以枢纽机场选址、确定枢纽与非枢纽连接关系、航线机型及其频次选择为决策变量, 综合考虑各城市对市场需求量、航线最大飞行频次、机队可用飞行时间等限制因素, 以实现航线运力配置成本和枢纽设置成本最小化为目标函数, 建立航线机型匹配及频次选择问题和\, USApHMP\, 问题的联合决策优化模型, 设计遗传算法进行求解. 算例分析表明: 考虑 \;4\;种机型、\;10\;个城市和 \;90\;个城市对的情况, 与传统枢纽网络设计方法相比, 联合决策模型的网络总成本降低了\;9.39$\%$, 且航线最大飞行频次是影响枢纽网络设计方案的重要因素.

模糊语言信息集成与决策分析

傅伟锋，易志洪

2020, 40(8): 1447-1455. DOI: 10.12341/jssms13934

摘要 ( 138 )

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人类语言中存在着大量没有精确边界的模糊表达,建立适当的模型对于研究人类语言内涵和行为特征至关重要. 模糊语言学是模糊集合论与现代语言学相结合形成的一门新兴交叉学科, 对于自然语言的科学处理乃至信息提取和决策支持都有着重要价值.文章旨在拓展模糊语言和科学决策之间的联接桥梁, 具体而言提出了语言概率犹豫模糊集(LPHFS),定义了相关的基本运算法则,给出了语言概率犹豫模糊集上的幂均算子,并从信息聚合的角度提出了一种决策分析模型. 最后以艺术品投资价值为例证实了模型的有效性.

考虑商品订购数量的``货到人''仓储系统订单分批问题研究

李珍萍，韩倩倩

2020, 40(8): 1456-1472. DOI: 10.12341/jssms13935

摘要 ( 222 )

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结合``货到人''仓储系统的订单拣选场景, 在考虑订单中各种商品订购数量和货箱中商品存储量的情况下, 研究了自动小车存储及取货系统的订单分批拣选问题. 对于给定的待拣选订单, 以货箱出库次数极小化为目标, 建立了订单分批问题的整数规划模型, 并利用聚类思想设计了两阶段启发式算法. 利用不同规模的算例进行仿真实验, 验证了模型和算法的有效性. 通过对比按照本文模型和算法得到的分批结果与按照先到先服务策略得到的分批结果, 可以发现, 按照文章模型和算法进行订单分批, 拣选效率大约提升了25\%--45\%. 进一步分析了拣选台容量和相似度加权系数等参数变化对订单分批结果的影响. 最后利用两个具体算例, 对比分析了考虑商品订购数量和不考虑商品订购数量的订单分批模型之间的关系, 验证了考虑商品订购数量的订单分批模型的优越性.

服务员多重休假的易逝品排队库存系统的稳态分析

张玉英，岳德权

2020, 40(8): 1473-1491. DOI: 10.12341/jssms13936

摘要 ( 145 )

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考虑$\left( {s,S}\right)$ 库存策略的易逝品$M/M/1$ 排队库存系统, 其中库存为空时服务员多重休假, 休假时间服从指数分布. 顾客的到达过程服从泊松过程, 服务员的服务时间, 易逝品的寿命和补货时间均服从指数分布. 首先, 利用拟生灭过程给出系统的稳态条件. 其次, 研究忽略服务时间的$M/M/1$ 休假库存系统模型, 并求出了系统的稳态分布. 在此基础上, 进一步研究具有正服务时间的$M/M/1$ 休假排队库存系统模型, 并得到了系统队长, 库存水平和服务员状态的乘积形式的稳态联合分布. 此外, 还计算了系统的性能指标, 并给出了系统单位时间的平均费用函数. 最后, 利用数值算例分析系统参数对一些主要性能指标的影响, 并利用遗传算法计算系统最优库存策略和最优平均费用.

基于机器学习的柱形代数分解变元择序

朱章鹏，陈长波

2020, 40(8): 1492-1506. DOI: 10.12341/jssms13937

摘要 ( 278 )

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柱形代数分解\;(cylindrical algebraic decomposition, CAD)是计算实代数几何的基本工具之一, 在很多领域都有重要应用. 理论和实践表明不同的变元序对\;CAD 的计算效率影响很大. 已有的\;CAD 的选序算法基本上是根据经验来选择, 也有学者研究了用机器学习的方法来选择不同的经验选序算法. 和已有方法不同, 文章用机器学习的方法直接选择变元序. 文章基于多项式组的图结构, 提出了一组新的特征. 实验表明利用这些特征训练出的多分类器预测最佳变元序的能力不仅明显优于随机择序, 也优于\;Maple 命令 SuggestVariableOrder 实现的传统启发式方法.

自共轭互反多项式的推广

胡建，曹喜望

2020, 40(8): 1507-1516. DOI: 10.12341/jssms13938

摘要 ( 178 )

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文章给出有限域~$ \mathbb F_{q^{2}}$上~$x^{q^{n}+1}-\lambda$~的分解和首一不可约~$\lambda$-自共轭互反多项式的计数公式, 其中~$q$~是素数方幂, $\lambda \in \mathbb F^{*}_{q}$. 进一步, 得到了~$\mathbb F_{q^{2}}$上 ~$x^{n}+1$~的自共轭互反多项式因子的计数公式. 将此公式应用在负循环码上, ~$ \mathbb F_{q^{2}}$上厄米特互补对偶负循环码的个数也被确定.

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