当期目录

    2022年 第42卷 第5期    刊出日期:2022-05-25
    基于深度强化学习的湿法脱硫系统运行优化
    吴磊, 康英伟
    2022, 42(5):  1067-1087.  DOI: 10.12341/jssms21312
    摘要 ( 64 )   PDF (1100KB) ( 31 )  
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    针对传统石灰石/石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统运行优化方式适应性不强,效率低,资源消耗大等问题,提出了一种基于数据驱动建模和深度强化学习的脱硫系统运行优化方法.首先为解决传统PCA只能衡量特征变量间线性关系的局限性,将互信息(MI)引入PCA中优化主成分分析结果和长短期记忆网络(LSTM)的输入变量;然后利用改进粒子群(IPSO)确定LSTM的最优参数组合,降低LSTM训练成本;最后基于MIPCA-IPSO-LSTM模型构建脱硫系统与强化学习的快速交互环境.考虑到传统深度确定性策略梯度(DDPG)算法存在收敛速度比较慢,训练不稳定耗时长,样本利用效率低的问题,文章提出采用基于累计回报的双经验池回放机制的深度确定性策略梯度(DER-DDPG)算法搭建优化仿真平台.文章以某电厂600MW机组脱硫系统为例,基于Python语言和TensorFlow框架下的仿真结果表明,与传统PCA相比,MIPCA能够保留更多原始数据信息并剔除冗余信息;IPSO可以提高PSO的全局寻优能力和收敛速度,与其他传统模型相比,当LSTM具有2层隐含层时具有更高的预测性能;DER-DDPG算法得出的优化策略在满足脱硫系统实际工艺参数需要的前提下,有效地降低了脱硫的运行成本,相比DQN算法和DDPG算法更具实际应用价值,能满足脱硫系统运行优化的需要.
    带Lévy噪声和Markov切换的随机神经网络的自适应有限时间同步分析
    麻硕
    2022, 42(5):  1088-1099.  DOI: 10.12341/jssms21050
    摘要 ( 54 )   PDF (2466KB) ( 35 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章研究了具有Markov切换和Lévy噪声的随机神经网络的有限时间同步问题.利用随机Lyapunov函数方法和带Lévy噪声的Markov切换系统的有限时间稳定性定理,在自适应控制的作用下,得到系统有限时间同步的充分条件.最后,通过一个算例验证所提判据的有效性.
    具有脉冲效应的切换布尔控制网络的集可控
    苟志丽, 徐勇, 王金环, 沈宇桐
    2022, 42(5):  1100-1112.  DOI: 10.12341/jssms20515
    摘要 ( 47 )   PDF (389KB) ( 14 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章研究具有脉冲效应的切换布尔控制网络的集可控性问题.首先,利用矩阵半张量积方法建立具有脉冲效应的切换布尔控制网络的代数形式.其次,基于该代数表示,分别构造在自由控制序列和网络输入控制下的集可控矩阵,并通过相应的集可控矩阵得到了判定具有脉冲效应的切换布尔控制网络的集可控性的充要条件.最后,给出数值实例说明文章结果的有效性.
    周期离散时间系统的$L_{2}$-$L_{\infty}$预见控制
    李丽, 廖永龙, 孟晓华
    2022, 42(5):  1113-1128.  DOI: 10.12341/jssms21173
    摘要 ( 50 )   PDF (441KB) ( 12 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章研究了一类周期离散时间系统的$L_{2}$-$L_{\infty}$预见控制问题.通过引入辅助变量,用系统状态向量及输入向量与相应辅助变量之差代替通常的状态差分,构造出周期扩大误差系统,将$L_{2}$-$L_{\infty}$预见控制问题转化为扩大误差系统的输出反馈控制问题.针对扩大误差系统,利用Lyapunov第二方法并结合LMI技术,给出了闭环系统渐近稳定及满足$L_{2}$-$L_{\infty}$性能的充分条件.数值仿真表明了文章结果的有效性.
    基于尾部风险差异性态度的多目标投资组合策略
    赵霞, 时雨, 欧阳资生
    2022, 42(5):  1129-1144.  DOI: 10.12341/jssms21444
    摘要 ( 63 )   PDF (649KB) ( 29 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    近年来金融市场危机频发,极端风险在资产管理中受到较大关注.考虑到投资者的尾部风险态度对投资策略的影响,文章利用改进的峰度指标和K-means方法对资产进行分组,对不同类别资产组的尾部极端风险赋予不同的厌恶态度,基于均值-方差-CVaR准则提出了两类优化模型,进行投资组合策略的模拟分析和实证研究.研究结果表明:在给定目标收益的条件下,文章提出的优化模型通过减小总投资比例,减小了投资组合的风险暴露;与不考虑尾部风险态度差异的模型相比,新模型能够更好地控制风险,并具有更稳定的外样本表现;特别是文章提出的第二种模型,可以通过调整投资者对不同资产组的尾部风险厌恶水平,得到个性化的投资策略.
    基于集成学习的加权投资组合优化
    孙会霞, 赵慧敏, 张超, 郑田田
    2022, 42(5):  1145-1160.  DOI: 10.12341/jssms21679
    摘要 ( 60 )   PDF (602KB) ( 37 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章将机器学习中的分歧分解框架引入投资组合优化问题中,利用将多个子策略权重进行组合的思想,在全局最小方差(GMV)策略的基础上提出了全局最小方差集成(EGMV)策略.具体地,文章利用机器学习领域中对二次损失函数所进行的常见分解方式-分歧分解,对GMV策略的优化问题进行了修改,在其基础上引入了两个额外的参数,即子策略个数和多样化系数,从而构成了新的EGMV投资组合策略.当多样化系数大于1时,EGMV策略能够输出具有多样化权重的多个子策略,从而对冲各资产权重的估计误差,提高加权策略的样本外绩效表现.为了验证EGMV策略的有效性,文章在A股和美股市场上对EGMV策略,GMV策略和其他多个常见策略进行了实证比较.结果显示,在A股市场中,EGMV策略能够在夏普率和换手率上取得平均意义上优于GMV策略的绩效表现,且这一结论在160个不同参数组合下同样成立,这表明EGMV策略具有较好的稳健性.
    随机视角下的二维二元语义多属性群决策方法
    王泽林, 王应明
    2022, 42(5):  1161-1177.  DOI: 10.12341/jssms20411
    摘要 ( 51 )   PDF (1551KB) ( 21 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    二维二元语义相比传统的二元语义表示法能够更准确的表达语言评价信息,但在多属性群决策问题中,不同维度的语言信息很难得到有效的处理.因此,利用随机多目标可接受度分析(SMAA)的思想,结合蒙特卡罗模拟的原理,提出了基于SMAA-2和考虑随机性的二维二元语义多属性群决策方法.该方法将二维二元语义视为在属性评估值附近波动的随机数,在仅考虑属性权重和专家权重的视角下分别计算中心权重向量、排名可接受度和自信因子这三类指标,并据此进行决策分析.最后通过算例分析说明了该方法能够为决策者提供不同视角下的决策信息并验证了方法的有效性.
    考虑消费者预算约束的耐用品企业租售策略研究
    邓智文, 李健, 王欢, 吴军
    2022, 42(5):  1178-1189.  DOI: 10.12341/jssms20032
    摘要 ( 46 )   PDF (576KB) ( 36 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于消费者效用理论,在考虑消费者预算约束和耐用品生命周期的条件下,通过建立无限周期的数学模型,分析了制造商在租赁和销售渠道中的最优决策,并进行了比较分析.文章研究了当部分消费者存在预算约束时,消费者比例和耐用品质量对耐用品制造商租赁和销售渠道选择决策的影响.研究表明:预算约束型消费者比例的增加,会降低制造商租赁渠道的利润,也会降低销售渠道的利润,但具体影响方式有所不同,而且预算约束型消费者群体整体越富有,两种策略的利润差越大;维护成本是影响租赁公司运营的重要因素,维护成本越高,采取租赁策略的公司越少;对于租赁公司,设备使用时间越长,利润越高,而对于销售公司,其设备存在确定的最佳使用年限.
    不确定非凸半无限优化问题的Mond-Weir型鲁棒逼近对偶性
    莫晓庆, 孙祥凯
    2022, 42(5):  1190-1199.  DOI: 10.12341/jssms21413
    摘要 ( 44 )   PDF (318KB) ( 17 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过引入一类含有不确定信息的非凸半无限优化问题,先借助鲁棒优化方法,建立该不确定非凸半无限优化问题的~Mond-Weir型鲁棒逼近对偶问题,再刻画该不确定非凸半无限优化问题与其Mond-Weir型鲁棒逼近对偶问题之间的对偶关系.
    引入测量误差和马尔科夫转换机制的高频波动率建模与预测
    李红权, 张馨心
    2022, 42(5):  1200-1215.  DOI: 10.12341/jssms21557
    摘要 ( 43 )   PDF (658KB) ( 18 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于现实金融市场同时存在已实现波动率测量误差问题以及市场结构突变现象,将马尔科夫转换机制引入经测量误差修正的模型,构建了具有时变特征的MRS-HARQ族模型,以期进一步提高HAR框架下波动率模型的预测精度.以沪深300指数2005年4月--2021年7月5分钟高频数据为样本的实证研究证实:相比于HAR和HARQ (F)族模型,结合测量误差和马尔科夫转换机制构建的MRS-HARQ族模型具有更优的拟合效果和预测能力,能够更准确地刻画中国股市真实波动的复杂特征,并发现高波动状态持续的时间都不长;更进一步在文章所探讨的16种高频波动率模型中,结合已实现正负半方差的MRS-HARQ-RS模型和结合符号跳跃的MRS-HARQ-SJ模型拥有最佳的样本外预测能力.研究结论在金融风险建模、资产定价和金融预测领域有较好的应用价值.
    分位数回归提升树模型及应用
    蔡超, 黄聪聪, 董皓天
    2022, 42(5):  1216-1233.  DOI: 10.12341/jssms21497
    摘要 ( 52 )   PDF (671KB) ( 24 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决分位数回归树模型预测性能低以及分位数回归梯度提升树模型计算成本高的缺陷,文章基于分位数回归方法和提升树模型,提出了分位数回归提升树模型(QRBT),并给出了其具体算法.该模型一方面优化过程更为简单,节约了计算成本,另一方面加总多个分位数回归树模型,提高了预测性能.通过数值模拟和应用研究发现:与线性分位数回归,分位数回归树以及分位数回归梯度提升树模型相比,QRBT模型不仅能够获得更高的估计和预测精度,而且能够显著地降低运行时间.
    存零约束优化问题的部分罚函数方法
    张婷婷, 李高西, 唐莉萍, 黄应全
    2022, 42(5):  1234-1245.  DOI: 10.12341/jssms21537
    摘要 ( 49 )   PDF (358KB) ( 38 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    存零约束优化问题是近年提出的一类新的优化问题,因存零约束的存在,使得常用的约束规范不满足,以至于现有算法的收敛性结果大多不能直接应用于该问题.文章将难处理的存零约束放于目标函数,提出了部分罚函数方法.并证明在存零约束的线性独立约束规范下,罚问题的稳定点序列的聚点为原问题的弱稳定点.同时存在罚问题的局部最优解序列收敛于原问题的任意严格局部最优解.数值结果表明该方法是可行的.
    信息不对称下的高校预算绩效管理系统研究
    丁晶晶, 杨君彦, 胡丹, 梁樑
    2022, 42(5):  1246-1260.  DOI: 10.12341/jssms20373
    摘要 ( 45 )   PDF (649KB) ( 17 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章针对高校管理者预算分配和绩效管理角色与教师预算执行角色间存在信息不对称与目标不一致问题背景,运用多任务多代理人委托代理模型和拍卖模型构建了信息不对称下的高校预算绩效管理模型.通过对模型的理论分析得到描述系统最优状态关系的数学表达式包括:1)教师科研和教学努力程度与激励系数的关系;2)系统的最优资源分配量;3)最优的固定工资水平和激励系数;4)资源的内部转移价格.最后,文章将模型应用到A高校研究生培养经费与教师工资和高校目标的预算绩效管理系统分析中.应用展示高校可以通过调整激励程度或产出目标影响教师可接受的最高助研费大小,使教师更乐于接受学校制定的助研费标准.文章构建的模型及发现可为高校完善预算绩效管理系统提供理论指导,以提升内部资源配置和办学效率.
    智慧城市建设能否提升人才资本水平?
    郑景丽, 王喜虹, 李忆
    2022, 42(5):  1261-1281.  DOI: 10.12341/jssms21434
    摘要 ( 54 )   PDF (1245KB) ( 21 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    智慧城市是推进中国经济社会高质量发展的综合载体,以智慧城市建设带动人才资本提升,是加快建设人才强国、推动高质量发展的重要支撑.文章根据2012年第一批智慧城市试点政策,运用2006--2018年中国162个地级市的面板数据,构建双重差分模型,研究智慧城市试点对人才资本水平提升的政策效应,同时从科技创新、产业集聚和信息基础设施建设3个角度检验智慧城市建设对人才资本水平提升的传导机制.研究结果显示:1)智慧城市政策能够显著提升人才资本水平,且多项稳健性检验的结果证明研究结论可靠.2)智慧城市建设可推动科技创新、产业集聚和基础设施建设,并通过这3个中介效应提升人才资本水平.3)智慧城市建设对人才资本水平的提升作用在东部地区、大城市中更强,且城市原有科技创新、产业集聚和信息基础设施建设水平越高,智慧城市建设对人才资本的提升作用越强.
    部分服务员休假M/M/$c$可视排队系统中的顾客行为与定价策略研究
    李世勇, 张芷源, 孙微
    2022, 42(5):  1282-1299.  DOI: 10.12341/jssms21195
    摘要 ( 48 )   PDF (867KB) ( 23 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章研究部分服务员同步多重休假M/M/$c$排队系统中顾客的止步行为和服务员的定价策略.基于完全可视与几乎可视两类信息水平,建立成本-收益模型,得到并比较顾客的均衡止步阈值策略与最优止步阈值策略.同时,为保证社会福利最大化,为系统设置最优服务定价策略.
    记忆性特征驱动的成品油价格预测研究
    张金岱
    2022, 42(5):  1300-1313.  DOI: 10.12341/jssms22243
    摘要 ( 38 )   PDF (899KB) ( 18 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为使成品油企业能够合理地进行生产、销售和库存决策,必须要先对成品油的市场价格做出准确的预测.然而,成品油价格由于受产销存等多种因素影响,使得成品油价格预测十分困难.为此,根据成品油价格数据自身的记忆性特征,文章构建了一个记忆性特征驱动的分解集成预测模型,并采用两种常见的成品油种------93#汽油和0#柴油的价格数据来验证该模型的有效性.实证结果证实基于记忆性特征驱动的分解集成预测模型能够获得比单模型更好的预测效果,表明该模型可作为预测类似成品油价格这种具有记忆性特征序列的有效工具.
    当前状态数据的可加风险模型变量选择方法
    赵慧, 董庆凯
    2022, 42(5):  1314-1329.  DOI: 10.12341/jssms21468
    摘要 ( 63 )   PDF (558KB) ( 29 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    当协变量数目较多时,变量选择对模型构建至关重要.近年来,以LASSO为代表的各种惩罚变量选择方法备受关注,但生存分析领域的惩罚变量选择方法研究大多基于Cox比例风险模型,且研究对象多为右删失数据.文章对当前状态数据(也称I型区间删失数据)在可加风险模型下的变量选择方法进行研究.在失效时间服从可加风险模型及观测时间与协变量相关的假定下,从计数过程的角度来构造风险函数,并给出一种基于重复迭代加权的BAR (Broken Adaptive Ridge)惩罚似然变量选择方法,证明了Oracle性质.通过模拟实验来比较BAR与其他常用惩罚似然方法在变量选择方面的效果,最后利用文章提出的方法分析一项阿尔茨海默病的研究数据.模拟实验和实证分析都表明了BAR方法在变量选择方面表现良好.
    基于改进Huber损失的部分线性模型稳健经验似然推断
    孙慧慧, 刘强
    2022, 42(5):  1330-1343.  DOI: 10.12341/jssms21348
    摘要 ( 45 )   PDF (533KB) ( 23 )  
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    探讨了部分线性模型的有效稳健经验似然推断问题.利用指数平方损失函数对Huber函数的尾部函数进行修正,结合修正的Huber损失函数和矩阵的QR分解技术,通过改进经验似然方法约束条件中的估计方程,提出了一种基于Huber-指数平方损失(H-ESL)的稳健的正交经验似然推断方法,建立了经验对数似然比函数的渐近性质.该方法提高了估计的稳健性和有效性.文章通过数值模拟考察了估计量在有限样本下的实际表现,并进行了实际数据分析.
    基于MCP的非对称最小二乘估计
    张晓琴, 卫夏利, 米子川, 李顺勇
    2022, 42(5):  1344-1360.  DOI: 10.12341/jssms21246
    摘要 ( 79 )   PDF (885KB) ( 33 )  
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    作为一种流行的非凸惩罚,极小极大凹惩罚(MCP)在变量选择中被广泛使用.非对称最小二乘回归(ALS)区别于最小二乘回归,能够研究响应变量的整个条件分布.文章基于MCP惩罚,提出带有MCP惩罚的稀疏非对称最小二乘回归模型(MCP-ALS),并得到了相应估计量的性质.文章证明:首先,在一定的正则化条件下,当协变量维度固定时,诱导估计量具有Oracle性质.在高维模型中,当回归误差具有有限阶矩时,诱导估计量具有弱化Oracle性质.其次,通过采取不同的非对称权重值,文章提出的方法能够识别出引起异方差的协变量.数值模拟表明,文章提出的方法在变量选择上有优良的表现,并且能有效检测异方差.最后,将所提方法应用于糖尿病数据集中,实例分析表明,所提方法在实现变量选择的同时,能够挖掘解释变量与响应变量之间的潜在关系,以期对糖尿病人病情的预测和控制提供借鉴.