系统工程理论与实践

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林黎, 任若恩

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 673-684. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-673

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传统的泡沫模型都是假设泡沫是指数膨胀的, 无法显著地将泡沫和同样是指数增长的基本面引起的高速价格增长区分开来, 使得泡沫检验的有效性遭到置疑. 泡沫超指数膨胀模型可以克服这一缺陷, 它认为泡沫是一种本质上快于指数增长的更快膨胀, 具有一个理论上的有限时间终结点. 引入了最新的一类超指数膨胀模型——均值回复平稳随机临界时点模型. 它将泡沫的检验和识别转化为1)检测"非线性非平稳的股价序列是否潜含均值回复的平稳临界时点序列"; 2)估计正反馈效应指数和潜在临界时点. 利用它对中国股市2005年中期至2007年后期的投机泡沫实证分析表明, 该模型能够有效的检验中国股市泡沫的存在性, 并能识别29个行业板块间泡沫的膨胀强度和稳定性大小. 同时, 模型对于中国股市的泡沫破灭也有良好的预警效果. 最后分析了模型的政策含义.

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人民币汇率的半参数预测模型

蔡宗武, 陈琳娜, 方颖

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 685-692. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-685

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利用从2006年1月4日到2008年7月18日人民币对美元汇率中间价的日均数据, 同时运用非参数函数系数模型和GARCH模型来分析人民币对美元汇率收益率与波动率的非线性时间序列特征. 实证结果表明, 半参数组合模型具有较好的拟合以及预测效果, 而且汇率管制政策变动的虚拟变量的估计系数显著不为0. 跨度为50天的样本外预测显示: 96%的收益率真实值都落在2.5%以及97.5%的非参数分位数回归预测线区间之内; 参数GARCH(1,1)模型拟合的波动率所显示出的汇率震荡与实际情况一致.

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市场、策略与国际投资利益:基于中国投资者的视角实证分析

蒋崇辉, 马永开, 安云碧

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 693-703. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-693

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国际证券投资是实现外汇储备以及QDII 海外投资资产保值和增值的重要途径. 主要从投资市场选择以及投资策略运用两个方面实证考察并分析了中国投资者分散投资于国际市场的投资利益问题.结果表明:相对于在发达市场投资,新兴市场投资能为投资者带来更高的收益水平,因而更有利于外汇储备以及QDII 海外投资资产保值和增值目标的实现;即便是选择在发达市场投资,跟踪误差方差最小化的投资策略较最小方差策略和等权投资策略更能帮助投资者实现投资资产保值和增值的目标;若国际投资的目标市场中既包含有发达市场又包含有新兴市场,则等权投资策略能为投资者带来最好的业绩.

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基于Kalman滤波算法的基金动态资产配置能力评价方法

柳冬, 王雯珺, 李自然, 汪寿阳

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 704-712. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-704

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构建了一个可以用于分析开放式基金动态资产配置结构的模型, 并利用Kalman滤波算法对我国54支开放式基金近5年的时间序列样本进行了实证检验. 结果显示: 该模型具有时变特征的状态参数设定能够较好地跟踪和近似拟合现实中基金对股票和债券资产配置结构的变动. 进一步扩展了模型, 提出了直接评价基金在股票和债券资产之间进行动态配置能力的方法. 实证结果显示: 该方法在分析基金投资业绩表现的效果上要优于传统的Treynor-Mazuy模型, 而且能够识别出我国开放式基金总体上具有资产配置能力, 基金长期投资业绩主要来源于资产配置决策.

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基于隐马尔科夫模型的中国股票信息探测

黄晓彬, 王春峰, 房振明, 熊春连

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 713-720. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-713

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应用隐马尔科夫模型对不可观测的股票信息状态建模, 并构建信息状态转移概率矩阵刻画信息状态在时间维度上的动态关联性. 基于5分钟分时高频数据, 利用贝叶斯推断与马尔科夫链蒙特卡洛模拟(MCMC)的方法估计了上证指数、上证50样本股2010年 8月的信息状态与信息强度. 通过实证验证了模型具有较好的信息识别能力, 且发现了中国股票市场信息效应具有聚集性的特点. 通过信息状态转移概率矩阵, 推测出:在我国股票市场, 一个信息经过100分钟能融入市场的概率是99%.

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面向精益建造的最后计划者系统研究综述

韩美贵, 王卓甫, 金德智

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 721-730. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-721

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20世纪90年代以来, 精益建造逐渐影响着建设工程施工管理的思想和方法, 并在提升一些建筑企业的管理效率和经济效益中发挥重要作用. 最后计划者系统(LPS)作为精益建造实施最有力的管理工具之一, 已成为国际精益建造研究的重要领域, 中国也正在开始这方面的研究. 从LPS渊源入手, 简述了LPS内涵和演进历程; 在梳理已有文献的基础上, 勾勒出了LPS的研究框架; 进而对LPS的运行方式、运行环境、运行评价和工程应用等相关方面研究进行了系统综述; 在分析LPS已有研究成果局限性的基础上, 展望了未来的研究方向.

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基于时间片段的多IT项目人力资源调度问题求解

芦鹏宇, 孙文俊, 井瑞

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 731-737. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-731

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针对多个IT项目的人力资源调度问题, 根据其在时间和人员方面的特殊要求, 可以将项目的演进时间划分为相等的时间片段, 然后根据特定时间片段内的活动与可选人员之间的关系, 建立相应的人员调度方案搜索树. 将所有时间片段内的搜索树按顺序连接后, 可以得到总的方案树, 并列出所有的方案, 然后根据不同方案下得到的平均提前完工率和提前完工率方差, 找到最优解. 又为该搜索算法添加了启发规则, 使搜索空间急剧收缩, 极大提高了搜索效率. 基于该算法的特殊性, 可以将其用于求解许多具有与上述问题类似条件的资源调度问题. 本研究通过实例发现, 根据运算中的特殊规律, 该算法还具有进一步提取启发规则的潜力.

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供应链系统中零售商横向转载的随机规划模型及算法

陈敬贤, 王国华, 梁樑

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 738-745. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-738

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为了研究随机需求下供应链系统中多零售商的横向转载问题, 提出了一种基于随机规划方法的多零售商横向转载模型, 并设计了一种启发式算法用于模型求解.考察由一个外部供应商和多个零售商组成的供应链系统, 供应商和零售商均采用order-up-to方法控制库存, 零售商面临随机性需求且相互之间存在横向转载.在横向转载经典假设条件下, 构建了以供应链总成本为目标的混合0-1规划模型.考虑到该模型中存在随机变量, 将模型转化为随机期望值规划模型进行求解, 结合随机拟梯度算法及遗传算法设计了一类启发式算法来求解模型, 给出了详细的求解过程.利用数值算例的仿真结果验证了模型及算法的有效性, 还就需求相关程度的影响及转载假设条件的影响进行了详细分析.研究结果表明:模型及算法对存在横向转载的供应链系统确定最优库存水平是相当有效的.

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受约束供应链模型的复杂动力学行为

王晶, 王寻

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 746-751. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-746

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本研究建立了受到不可退货和有限供货能力约束的非线性供应链存系统模型, 并将其表示为分段线性的形式．通过稳定性分析和数值模拟实验说明, 在某常见参数设置下, 上游厂商的削减库存行为会导致下游厂商库存系统的动力学行为复杂化, 使用李雅普诺夫指数验证了上述结论．并从统计学意义上得到系统出现各种状态的概率．结果显示库存成本与动力学复杂性之间存在均衡．供应链成员应当谨慎设置目标库存以保证供应链的稳定运行．

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不确定条件下最优投资时机和最优投资规模决策

阳军, 孟卫东, 熊维勤

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 752-759. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-752

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运用实物期权理论, 通过求解不变产出和可变产出条件下企业最优投资时机和最优投资规模的解析表达式, 比较研究了两种不同条件下同时选择最优投资时机和最优投资规模的决策问题. 研究表明, 不确定性增大了企业的等待价值, 企业将推迟投资, 增大投资规模; 最优投资规模仅与预期市场需求的不确定性相关, 与反映市场需求的某一个实现值的大小无关; 可变产出条件下, 企业具有更大的投资临界值和更大的投资规模. 不确定性降低了企业产能利用率, 导致了过度投资的存在; 同时, 在可变产出条件下企业的产能利用率更低.

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循环取货下基于随机提前期波动压缩的库存优化模型

周欣, 霍佳震

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 760-768. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-760

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针对循环取货过程中提前期波动较大及其对企业成本的直接影响, 将总提前期方差增加为决策变量, 并把赶工成本概念引入随机提前期波动(方差)压缩分析, 建立了循环取货下基于随机提前期波动压缩且含车载量约束的多供应商多产品库存模型, 讨论如何合理压缩生产和运输过程中的提前期波动来降低总成本. 结果表明: 企业可以在提前期方差压缩成本与提前期方差过高所带来的库存持有成本和缺货成本之间进行权衡, 通过合理压缩总提前期方差, 有效降低系统总成本, 尤其在车载量小、集货物资单价高且需求量大的情况下成本降低更为显著.

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基于非对称投标人的反向多属性英式拍卖模型与最优投标策略

曾宪科, 冯玉强

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 769-775. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-769

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针对现有的模型均以投标人是对称的这一刚性假设的局限性, 建立了基于非对称投标人的反向多属性英式拍卖模型, 并在新的拍卖模型中加入投标质量属性最低值约束, 弥补了现有模型在没有考虑实际反向拍卖中拍卖人一般对投标质量属性值会有最低限制这一客观需求的缺陷. 最后基于新的拍卖模型, 给出了结构化的最优投标策略和拍卖过程描述及示例. 上述研究结果适用于通过反向多属性拍卖与信息技术相结合的网上自动化采购和投标人决策支持.

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基于CVaR准则的Newsboy型商品最优广告费用与订货策略

李绩才, 周永务, 钟远光

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 776-783. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-776

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研究了风险厌恶型零售商在面对随机市场需求与广告投入相关时的最优广告投入与订货策略. 通过乘法需求形式将广告投入对需求的影响引入Newsboy问题中, 并以CVaR作为风险度量准则, 建立了风险厌恶型零售商广告投入与订货量联合决策的随机模型; 揭示了风险厌恶程度、需求不确定性以及商品本身特性对零售商最优广告投入和订货量的影响; 最后通过应用实例对理论结果进行了验证分析. 研究结果为零售商制订广告投入策略和相应的订货策略提供了参考.

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基于投入产出局部闭模型的中国房地产业经济增长结构分解分析

李景华

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 784-789. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-784

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房地产业是国民经济不可或缺的重要组成部分, 定量测算影响房地产业快速增长的因素对当前宏观经济调控有着重要参考价值. 为契合房地产业与居民消费高度相关的特点, 采用将居民部门作为内生变量的投入产出局部闭模型, 建立了基于投入产出局部闭模型的结构分解分析技术. 将房地产业增长分解为技术进步、劳动报酬率、居民平均消费倾向、消费方式、固定资本形成等因素, 定量测算影响房地产业发展的各因素的贡献大小. 结果表明:房地产业的增长应主要归因于固定资本形成、居民消费方式的变化以及技术进步, 劳动报酬率的下降制约了房地产业的发展.

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基于多属性模糊Petri网的知识化制造系统产品需求预测

孟宪刚, 严洪森

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 790-798. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-790

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为强化模糊Petri网的知识表示能力, 提出了一种多属性模糊Petri网(AFPN), 即在模糊Petri网的基础上, 为每个库所及权值赋予与实际系统相对应的多个属性, 以简单模型结构完成具有多个属性的系统的建模．利用知识化制造系统的知识库, 对多属性模糊Petri网进行属性分解、属性合并以及训练更新, 并对不规则模型进行规则化, 可以在原有产品的AFPN模型基础上简单快速建立后续产品的AFPN新模型．在产品需求预测的实例中, 采用原材料和产品的各需求相关因素建立产品的需求预测AFPN, 实现了产品需求的快速预测．

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复杂制造协同物流网络资源规划的不确定性控制优化

徐小峰, 赵金楼, 宋杰鲲

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 799-806. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-799

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复杂制造协同物流网络作为动态开放系统,其资源规划决策易受网络中随机不确定性因素影响而出现刚性敏感和稳定失效现象,此问题属于参数状态和概率分布均未知的完全不确定型问题.针对这种问题, 提出了带鲁棒控制约束的期望值模型, 并借助蒙特卡罗方法对资源规划决策中相关参数进行了不确定性仿真. 算例结果表明,与不添加鲁棒约束的优化模型相比, 该模型方法能有效控制不确定性因素的负影响, 增加资源规划决策的稳定性和连续性,为解决完全不确定型问题提供了新视角.

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基于GMDH的“一步式”客户流失预测集成建模

肖进, 刘敦虎, 贺昌政

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 807-814. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-807

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在客户流失预测问题中, 客户数据的特征往往会影响模型的预测效果.分析了常用的“两步式”客户流失预测方法的不足,提出了基于数据分组处理(GMDH)技术的“一步式”客户流失预测集成研究框架.该框架一方面将数据预处理和客户流失预测建模过程进行集成,另一方面用多分类器集成策略进行客户流失预测建模.以客户数据类别分布不平衡的客户流失预测问题为例,构建了与数据特征相适应的“一步式”集成模型. 实证结果表明,该方法能够更有效地进行客户流失预测.

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基于随机森林的潜在k近邻算法及其在基因表达数据分类中的应用

杨帆, 林琛, 周绮凤, 符长虹, 罗林开

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 815-825. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-815

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随机森林被广泛应用于包括癌症诊断在内的生物信息学领域. 从自适应k近邻的角度分析了随机森林的分类机理,分析其存在的信息损失, 据此提出一种新的投票机制,称为基于随机森林的潜在k近邻算法RF-PN,能够充分利用决策树上的OOB样本信息, 显著改善随机森林的分类性能.6个癌症基因表达数据集上的对比实验表明,RF-PN的分类准确率优于原算法.

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混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用

庞新富, 俞胜平, 罗小川, 潘全科, 柴天佑

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 826-838. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-826

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炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行. 目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题. 对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法. 并提出了求解策略,将原调度分解为两个子调度问题. 引入炉次操作状态参数β,建立了正在作业炉次的时间修正模型,构造了启发式方法进行求解.对于未作业炉次,建立了多目标非线性0-1 整数规划模型,构造了并行逆推启发式算法进行设备指派,采用线性规划求解各操作的开工时间.基于上述方法开发了动态调度软件应用于国内某大型钢铁企业,在缩短动态调度时间、减少钢水冗余等待时间方面取得了显著成效.

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双重不确定性系统的跟踪与辨识

钱富才, 李江, 赵平

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 839-846. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-839

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对于具有未知参数的高斯白噪声随机线性系统,提出了一个有效的自适应控制策略.控制器一方面能够控制系统朝着期望的目标运行,另一方面又能对未知参数进行辨识. 对于给定的效用函数,能够在跟踪与辨识间获得最佳平衡. 仿真结果表明了该方法的有效性.

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元模型理论及其在企业体系结构开发设计中的应用

宛海宁, 舒振, 黄力, 罗雪山

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 847-853. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-847

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针对传统以产品为中心体系结构开发设计方法在体系结构建模过程中重产品而轻数据的弱点,分析研究了元模型理论以及基于元建模的体系结构开发设计方法中以数据为中心的实现方法.对两种体系结构开发设计方法论进行了比较,展现了元建模方法在开发流程与数据管理等方面的良好特性.结合工具软件MAP^TM,给出了体系结构开发设计中元建模扩展机制的一种应用模式.

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Monte-Carlo法在武器系统射击参量设计中的应用

徐豫新, 王树山, 马晓飞

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 854-859. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-854

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以ARENA 坦克主动防护系统为实例,研究武器系统设计参量的设计方法. 基于该类武器系统工作原理分析,建立防护弹药对来袭目标毁伤概率计算的Monte-Carlo仿真模型,开发相应的应用程序, 计算不同射击参量下武器系统的单发毁伤概率;通过综合分析, 获得合理匹配的射击参量.提出了一种利用计算机仿真来研究武器系统射击诸元的方法.

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排污约束下企业的投资与定价

范定祥, 廖进中, 杨金强

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 860-866. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-860

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考察了在政府对企业污染排放进行限制的条件下,当企业资本存在随机波动时企业如何进行动态投资和价值评估.运用随机动态最优控制方法,得到了企业价值的自由边界常微分方程以及相应的最优投资策略和治污策略.数值计算表明, 在企业资本规模较小时, 企业无排污支出,且排污约束对企业的投资和定价影响较弱, 而当企业资本规模较大时,企业必须支付一定的治污费用以降低自身的污染排放量; 同时,排污约束不仅显著降低了企业的总价值以及资本的平均和边际价值,还减小了企业的投资动机.

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干旱期水安全风险评价与观控分析

董前进, 王先甲

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 867-871. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-867

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针对干旱期水安全风险评价惯用的风险指数(DRI)计算中指标权重难以确定的问题,采用改进的熵权方法确定了计算DRI各指标项的权重;通常指标权重对DRI的计算影响较大,为更深入地探讨干旱期水安全风险变化特性,根据泛系观控理论研究了干旱期水安全评价各方案的风险及其比较收益,并从信息熵的角度以约束信息量对各方案的风险进行了定性及定量分析,在海河流域水安全风险评价应用表明,该方法揭示了干旱期水安全风险的内在规定性,可应用于水安全风险评价中,所得结果可为海河流域干旱期水安全风险管理提供决策参考.

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基于灰色关联聚类的特征提取算法

鲁峰, 黄金泉

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 872-876. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-872

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针对航空发动机气路部件故障样本特点,提出了一种基于灰色关联聚类的特征提取算法.论述了邓氏、相对变率和斜率三种灰色关联度分析方法,并以利用灰色关联度作为动态聚类欧氏距离的思想,构建灰色关联聚类特征提取模型.以某型涡扇发动机常见气路部件故障为例,利用ESVR算法验证特征提取能满足故障诊断要求. 仿真结果表明:该方法可以提取特征传感器, 使核与约简更精确.

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基于FTA仿真的三高气田事故风险概率

许金华, 孙德强, 范英, 任庆娟

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 877-884. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-877

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高含硫、高压、高产的“三高"气田的钻完井事故概率计算是国内外钻完井事故风险评价中的重点和难点,为全面刻画事故发生机理, 合理计算事故风险概率,针对三高气田钻完井阶段事故风险建立了事故树,结合事故树仿真方法和贝叶斯修正方法提出了三高气田钻完井事故风险概率评估方法,将现有现场统计资料和专家判断相结合,对基本事件失效率及失效概率进行统计推断, 并利用Monte Carlo仿真得到井喷事故及相关事故的失效概率分布. 实证结果表明,该研究方法有效弥补了因样本数据有限和经验判断差异带来的不确定性,可以为三高气田事故风险定量评价提供依据.

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单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整模型

孟令云, 杨肇夏, 李海鹰

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 885-894. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-885

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列车运行调整是调度指挥工作中关键任务之一. 列车运行调整模型多是基于确定的、强度较弱的扰动提出的,然而现实中某些扰动可能包含不确定的信息, 且强度较大,使得既有模型和算法呈现出一定局限性.针对单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整问题,考虑能力失效持续时间的不确定因素,探索优化制定列车运行调整方案的模型.提出两阶段带补偿随机期望值模型,进一步讨论了多阶段递归决策概念模型的复杂度,据此给出了不完全连续多阶段决策模型.针对两类模型提出基于分枝定界的求解算法, 设计算例进行验证,与基于优先级的运行调整方法进行比较. 结果表明,相对于基于优先级的方法,多阶段决策模型能够将总列车晚点时分的期望值降低34%,两阶段模型能够降低4%, 两种模型均能够在一定程度上提高列车正点水平.

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大型活动下配合城轨交通客流集散的公交调度

滕靖, 陈宇毅

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 895-902. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-895

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基于城市客运交通一体化背景下的大型活动客流集散需求特征,研究了公共汽车交通配合轨道交通客流集散的调度决策问题,分别针对本线运行模式及跨线运行模式建立了独立调度模型和集中调度模型并设计算法.最后结合2010上海世博客运交通组织给出优化算例. 案例计算结果表明,模型具有较强的实用性,能一定程度降低公交企业运营成本、提高“轨道－公交”多模式公共交通系统的运输效率.

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基于NCAGA-投影寻踪混合优化城市客运量预测

李明伟, 康海贵, 周鹏飞

系统工程理论与实践. 2012, 32(4): 903-910. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2012)4-903

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为了提高参数投影寻踪回归(parameter projection pursuit regression,PPPR)模型对城市客运量的预测精度, 基于cat映射、高斯分布和精英局部搜索对加速遗传算法进行改进. 提出了新的混沌加速遗传算法(new chaosaccelerating genetic algorithm, NCAGA),用于对PPPR模型的最佳投影方向α的优选.建立了在外层优化岭函数个数M的同时,内层利用NCAGA优化最佳投影方向a的NCAGA-PPPR混合优化城市客运量预测模型,结合某市统计资料进行了仿真预测.结果表明该方法的预测精度优于BP神经网络模型、传统PPR模型和基于加速遗传优选的PPPR模型, 平均绝对相对误差小于3.1%,提高了城市客运量的预测精度,可有效应用于城市客运量的预测.

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2012年, 第32卷, 第4期　刊出日期：2012-04-25

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