2016年, 第36卷, 第3期　刊出日期：2016-03-09

  

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  带有通胀风险和随机收入的确定缴费养老计划

  伍慧玲, 董洪斌

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 545-558. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0545-14

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  在离散时间框架下研究了一个多期均值-方差确定缴费养老基金管理问题. 综合考虑了金融资产价格、通货膨胀和随机收入这三种决策风险, 且假设养老计划参与者的随机收入会受到通货膨胀的影响. 分析了最优策略的存在性, 运用拉格朗日对偶原理和动态规划方法, 得到了最优投资策略和有效前沿的显式解. 最后运用数值分析方法, 分析了通货膨胀和随机收入对投资策略、终端真实财富均值和有效前沿的影响. 我们的研究表明, 通货膨胀和随机收入会对相关结果产生本质的影响.
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  基于Copula-ASV-EVT-CoVaR模型的中小板与创业板风险溢出度量研究

  周孝华, 陈九生

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 559-568. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0559-10

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  本文以条件在险价值(CoVaR)法为基础, 结合Copula-ASV-EVT模型分析了我国中小板与创业板市场之间的风险溢出效应.结果表明, 中小板与创业板市场之间存在双向风险溢出效应, 且中小板市场对创业板市场的风险溢出效应强于创业板市场对中小板市场的风险溢出效应. 此外, 文章还分析了波动冲击对中小板与创业板的影响. 最后, 本文为风险监管以及投资者在中小板与创业板之间进行资产配置提供了建议.
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  Kelly模型及其在高频交易中的应用

  罗勇, 朱波

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 569-580. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0569-12

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  本文研究了在交易成本约束下的基金财富动态最优增长. 我们建立了基于Kelly理论的投资组合模型, 它能确保采用该模型的基金的财富长期沿最优路径增长. 随着投资组合中资产数量增加, 目标函数变得非常复杂, 如果按照Kelly原始的表达方式, 模型无法求解. 本文利用大数定律与对数效用函数可加性推导了连续时间情形下投资组合中资产的最优资金配置比例, 并分析了模型的性质和效用函数. 基于期货市场高频数据的实证结果显示该模型具有较高实用价值.
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  生产要素、FDI、环境消耗与中国经济增长源泉——基于Biennial Malmquist生产率指数的分解

  唐李伟, 胡宗义

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 581-592. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0581-12

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  论文将资本存量区分为国内资本存量和国外资本存量, 基于Biennial Malmquist生产率指数对考虑环境消耗的中国1998—2011年间的经济增长源泉进行分解. 测算结果显示, 整体来看, 全要素生产率、劳动投入、国内资本、国外资本以及环境消耗对经济增长的贡献率分别为4.33%、3.67%、48.1%、18%和25.9%. 分地区统计发现, 东部地区全要素生产率对经济增长的贡献率显著大于中西部地区, 中部地区的经济增长对资本的依赖性最大, 西部地区经济增长对国外资本的依赖性最大. 当前中国经济增长对资本依赖度较大且存在地区差异, 全要素生产率对经济增长的贡献率有限, 经济在快速增长的同时, 对环境产生了巨大消耗, 这种经济增长模式是不可持续的, 转变经济增长方式是必然选择.
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  基于HMM-EGARCH的银行间同业拆放利率市场波动预测研究

  林宇, 陈粘, 陈宴祥

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 593-603. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0593-11

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  针对中国金融市场呈现出的多波动状态的典型事实特征, 以上海银行间同业拆放利率(Shibor)市场为研究对象, 不仅引入隐马尔可夫模型(hidden Markov model, HMM)对其进行了波动状态预测, 而且还引入HMM-EGARCH模型对其波动率进行了预测; 最后使用成功率(success rate, SR)与平均绝对误差(mean absolute error, MAE)对预测波动状态进行检验, 并且还采用标准统计误差函数对预测波动率进行检验. 实证研究表明: 高低两种波动状态就能够有效地刻画出Shibor市场的波动状态; HMM模型能够对Shibor市场进行较准确地波动状态预测, 且更重要的是, HMM模型对高波动状态预测具有显著的优越性; HMM(2)-EGARCH模型能够有效地对Shibor市场进行波动率预测.
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  部分信息实物投资的消费效用无差别定价

  赵丽, 黄文礼, 李胜宏

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 604-612. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0604-09

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  运用滤波理论, 随机控制理论和消费效用无差别定价原理, 建立基于部分信息的非完备市场有对冲机会的实物投资回报一次性支付的期权定价模型. 通过求解具有自由边界条件的高维偏微分方程, 推导出期权的隐含价值和投资最优执行边界, 确定了投资, 消费及资产分配的最优决策, 并详细讨论了投资回报波动风险, 平均回报率估计偏差风险以及资产相关系数对实物期权的隐含价值以及隐含信息价值的影响. 模型和结论对实物投资项目的估值和资产管理具有一定参考价值.
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  基础设施PPP项目脆弱性评估方法

  季闯, 黄伟, 袁竞峰, 李启明, 李荣平

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 613-622. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0613-10-1

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  为获知一个PPP (public private partnership) 项目暴露于外部环境不利影响的程度、抵抗干扰和自我调节恢复的能力, 提出一种PPP项目脆弱性评估方法. 将PPP项目看作一个由功能、性能、可盈利性、可维护性、可运营性和可持续性6 个维度组成的系统, 引入可靠性理论, 根据识别出的27个脆弱性影响因素与各维度之间的关系, 推导出PPP项目系统可靠性函数, 通过评价系统各维度失效程度确定系统的可靠度, 计算结果反映了PPP项目脆弱性的大小. 将PPP项目脆弱性评估模型应用于某大桥PPP项目脆弱性评估, 结果显示该项目具有较大的脆弱性, 应加强项目的盈利和可持续性方面的管理.
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  集装箱码头同贝同步装卸作业的序列优化模型

  胡祥培, 孙玉姣, 曾庆成

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 623-634. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0623-12

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  同贝同步装卸是集装箱码头提高装卸作业效率和资源利用率的有效途径和方法. 其调度的复杂性体现在需要同时决策装、卸船两类集装箱在受堆场翻箱约束和舱口盖限制情况下的作业序列. 针对该问题的柔性准备时间、成组调度和优先顺序约束等特点, 本文建立了同贝同步装卸作业的整数规划模型. 为求解模型, 设计了基于遗传算法和贪婪规则的混合求解算法. 最后, 通过将算例实验结果与不考虑翻箱和舱口盖限制的简单下界进行比较, 验证了模型与算法的有效性, 说明所建立的模型有利于提高集装箱码头的装卸作业效率.

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  DGM(1,1)模型的特性及其在技术创新领域中的应用

  苏先娜, 谢富纪

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 635-641. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0635-07

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  本文首先提出了以前文献对DGM(1, 1)与GM(1, 1)模型关系的证明错误, 否定了以前文献的一些观点. 第二, 证明了DGOM(1, 1)模型的MAPE值与边值x⁽¹⁾(m)(1≤ m≤ n) 无关. 第三, 发现DGOM(1, 1)模型的MAPE值变劣现象并分析其原因. 第四, 用最小一乘法, 构建了边值优化的DGOMII(1, 1)模型, 其效果优于DGOM(1, 1)模型. 最后, 将DGM(1, 1)及DGOMII(1, 1)模型应用于技术创新领域中.
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  两阶段DEA分析框架下的环境效率测度与分解

  陈磊, 王应明, 王亮

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 642-649. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0642-08

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  本文根据传统CCR模型和两阶段DEA模型进行环境效率评价时所存在的问题, 针对兼具复杂内部结构和非期望要素的生产系统, 提出基于合作博弈的两阶段模型, 用以评价该系统的环境效率. 随后, 构建基于协调效率最优的效率分解方法, 客观地解决了两阶段DEA模型最优解不唯一的问题, 有效衡量两个子系统各自的效率与它们之间的协调度, 并从更深的层面挖掘影响生产系统环境效率的因素, 为推进经济发展与环境保护协同共进提供有力工具. 最后, 通过对中国各地区工业生产系统水环境效率的评价来验证模型的合理性与有效性.
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  中国煤炭的供给能力:基于供给方程的分析

  张磊, 杨晴, Carol A. Dahl

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 650-663. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0650-14

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  中国煤炭供给能力一直是学术界讨论热点, 但鲜有研究揭示出价格与供给间的基本规律, 而这在煤炭运营全面市场化的背景下尤为重要. 根据煤种、产地和硫分的差异, 归纳出 19 个区域的 51 种供给曲线, 并在不同煤种价格差异主要由产品类别决定这一假设基础上, 借助计量经济学和校准技术, 得到了 19 个区域原煤的供给回归方程和 51 个不同区域煤种的供给曲线方程. 以 2011 年为基准年份的分析表明: 中国煤炭市场均衡价格和数量分别为 809 元和 34.01 亿吨, 在现有产能约束下, 当各地煤炭价格上涨 50 元时, 全国煤炭供给增量为 1.19 亿吨, 其中无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤各为 0.16、0.21、0.69 和 0.13 亿吨, 但各地的供给弹性和持续供给能力表现各异, 此时全国低硫煤的供给增量为 0.68 亿吨. 研究结果对当前的煤炭市场化改革、供给战略设计和清洁能源供给都有着重要的政策启示意义.
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  基于行为运筹的生产调度干扰管理模型

  丁秋雷, 姜洋

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 664-673. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0664-10

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  针对生产调度过程中干扰事件导致初始方案无法继续实施这一难题, 采用干扰管理思想, 结合行为运筹中对人的行为与感知的研究方法与优化决策的研究手段, 从客户、企业管理者和车间工人三个方面度量生产调度系统的扰动, 提出基于前景理论的扰动度量方法, 构建字典序的多目标干扰管理模型并采用改进的蚁群算法进行求解. 数值算例中, 通过与全局重调度和右移重调度的结果进行比较, 得出本文方法更加科学——生成的干扰调整方案对系统的扰动更小.
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  柔性资源约束下的项目调度问题双目标优化

  谢芳, 徐哲, 于静

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 674-683. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0674-10

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  资源短缺通常为项目延期的重要原因之一, 项目管理者往往会考虑增大资源可用量来缩短项目工期, 但增加资源量会导致项目成本的上升, 因此, 需要进行项目工期和成本的权衡. 考虑资源可用量可变, 用区间变量来表示, 以项目工期和成本为优化目标, 建立资源可用量可变约束下的多模式项目调度问题的双目标优化模型; 提出一种基于非支配排序遗传算法的双目标混合遗传算法来获取问题的帕累托最优解, 在算法中设计资源可用量上界的预处理方法和可行解的成本改进过程; 求解示例和随机生成的算例集, 分析算法的收敛性和解的多样性, 验证模型与算法的有效性. 最后, 开展建筑项目应用研究, 通过对求解结果的分析, 说明求解帕累托解集的必要性, 为项目管理者确定项目调度方案提供决策依据.
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  基于隐马尔可夫模型的array-CGH数据贝叶斯分析

  万稚慧, 刘金山

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 684-693. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0684-10

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  微阵列比较基因组杂化(comparative genomic hybridization, CGH)技术是用于发现DNA拷贝数变异的重要技术. 本文根据DNA片段间的距离及测试样本与参考样本之间的荧光强度比, 将微阵列实验的分辨率特征作为先验信息, 建立用于分析微阵列CGH数据的贝叶斯隐马尔可夫模型.为解决基因数据变量多、抽样收敛速度慢的问题, 本文将 向前向后Gibbs算法应用到模型参数的马尔可夫链蒙特卡罗抽样估计中, 以加快收敛.在对多形性胶质母细胞瘤基 因数据分析中, 本文方法能有效识别出DNA拷贝数异常的区域, 所得结果与以往有关研究结论一致.模拟数据分析结 果表明, 在不同噪声下本文方法均能有效识别出异常区域, 其误判率小于3%.
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  求解大规模VCVRP问题的快速动态规划算法

  张鹏乐, 肖开明, 符春晓, 杨克巍

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 694-705. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0694-12

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  车辆路径问题是一类典型的组合优化问题, 大部分研究都只考虑车辆能力固定的情形, 实际中受货物形状特性及客户需求变化, 车辆的能力是受限变化的, 针对能力受限变化的车辆路径问题 (varied capacitated vehicle routing problem, VCVRP), 基于动态规划理论, 提出一种求解大规模 VCVRP 问题的快速动态规划算法. 该算法以传统的最佳适应降序算法 (best fit decreasing, BFD) 和最小生成树 (minimum spanning tree, MST) 算法为基础, 引入 K 步回溯, 短途优先原则, 实现了VCVRP 中的货物装箱问题和路由选择问题的近似解耦. 同时给出了该算法的优化目标车辆旅程的理论上界, 短途优先原则的局部最小的理论分析与证明. 最后以乘用车物流运输案例为背景, 给出了计算实例, 并从算法参数与算例规模多个角度进行求解质量与算法性能的分析.
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  最大和搜索结果多样性问题及其贪婪算法分析

  代文强, 李晓荣, 冯毅

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 706-711. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0706-06

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  研究互联网搜索结果的最优多样性问题. 给定用户搜索关键词较少, 以及关键词本身的多义性, 同时由于搜索系统一次呈现结果存在数量上的限制, 系统常不能准确定位用户的真实搜索需求. 为了最大化覆盖用户的搜索需求, 搜索系统显示的结果不仅需要最大化同关键词的相关性, 而且需要最大化结果之间的差异性. 考虑了最大和搜索结果多样性问题, 给出了贪婪算法, 并针对实际中的差异性度量常常不满足三角不等式的情况下, 分析证明了该贪婪算法具有的近似性能比. 结果表明贪婪算法具有很好的理论近似性能.
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  变权决策中均衡函数均衡效果

  李德清, 曾文艺

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 712-718. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0712-07

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  讨论和型与积型可分解均衡函数的均衡效果. 首先引入惩罚力度和激励力度两个概念, 它们分别反映可分解惩罚式均衡函数和激励式均衡函数在变权决策过程中的均衡能力. 然后从三个角度分析均衡函数在不同惩罚力度或激励力度下的均衡效果: 一是对变权向 量的orness 测度值的均衡效果; 二是对因素权重的均衡效果; 三是对综合决策值的均衡效果. 结果表明, 从可分解均衡函数的惩罚力度和激励力度出发, 能很好地掌握均衡函数在变权决 策中的作用规律, 并且能为变权决策过程中如何选择合适的均衡函数从多方面提供考量准则.
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  含模糊数据决策单元间的资源分配问题——基于DEA和Shapley值的研究

  杨志华, 张倩伟

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 719-725. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0719-07

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  本文研究当生产系统中各决策单元的投入产出数据为模糊数据时, 管理者如何将资源在决策单元之间 进行公平分配的问题. 基于 DEA 理论及合作博弈的 Shapley 值, 在模糊数据环境下, 考虑决策单元加入 联盟前后对联盟中原有决策单元效率值及自身效率值的影响, 建立修正 Shapley 值, 并依据决策单元 对生产系统的相对贡献情况, 设计资源在各决策单元之间进行公平分配的方案. 最后通过数值算例 加以验证.
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  基于直觉模糊λ-Shapley Choquet积分算子TOPSIS的多属性群决策方法

  曲国华, 张汉鹏, 刘增良, 张振华, 张强

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 726-742. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0726-17

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  提出一种改进的逼近理想解排序(TOPSIS)方法, 即直觉模糊λ-Shapley Choquet积分算子TOPSIS的多属性群决策方法. 首先, 定义了直觉模糊 λ-Shapley Choquet积分算子Hamming距离, 并运用模糊测度, Choquet积分, Shapley值定义了 直觉模糊算术广义 λ-Shapley Choquet 积分算子和直觉模糊几何广义 λ-Shapley Choquet积分算子, 并分析 其有关性质; 然后利用直觉模糊决策矩阵Hamming距离和记分函数和精确函数确定专家模糊测度和属性模糊测度; 进而给出直觉 模糊环境下方案优选的算法; 最后, 通过算例进一步说明了该直觉模糊TOPSIS 方法的有效性.
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  基于EMD提取专家语言评价信息的群决策方法

  周任军, 陈瑞先, 陈跃辉, 陆佳政, 周胜瑜, 刘乐平

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 743-749. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0743-07

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  针对传统语言群决策方法在集成专家评价信息时所遇到的专家权重求取主观性大、方法无标准的问题, 提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)提取专家语言评价信息的群决策方法, 利用EMD方法适于分解非线性、非平稳信号数列的特点, 分解各专家对待决策事物做出的综合语言评价值, 得到各 专家所做评价值的客观趋势成分和主观随机成分, 以客观趋势成分的均值, 作为待决策事物的专家综合评价结果用于优选过程.相比于传统群决策理论中专家信息 的集成方式, 其由于不用求取专家权重而直接进行评价信息提取, 因此能更大限度地排除人为主观因素的影响, 使最终决策结果更加符合对客观事物的评价规律.
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  ERP分步云化的选择方法:信息强度视角

  苗虹, 孙金生, 葛世伦, 王念新, 任南, 尹隽

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 750-759. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0750-10

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  ERP (enterprise resource planning, 企业资源计划) 系统的分步云化是降低ERP云化风险的有效手段, 而选 择出ERP中优先云化的功能是实现ERP系统分步云化的前提. 首先基于信息强度理论, 从传统ERP使用角度提出了测量 信息强度的指标; 然后基于二分网络方法建立用户-功能网络模型, 定义了企业业务域的信息绝对强度和信息关 联强度, 提出了基于信息强度的ERP分步云化的选择方法; 最后利用一家大型船舶制造企业ERP日志数据进行了实例分析, 验证了该方法的有效性.
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  两阶段子群群组评价机制的设计

  苏为华, 张崇辉

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 760-767. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0760-08

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  当评价活动趋于大规模时, 实现个体成员的“逐一评价”和全体成员的“交互式评价”困难重重. 基于此, 对传统的群组评价技术进行了改进, 提出了一种两阶段子群群组评价技术. 首先, 对主体和客体进行分子群评价, 减弱了大规模情形对评价活动的影响; 其次, 根据子群内的一致性意见进行等距抽样, 并对样本实行全体成员间的交互式评价, 以避免不同子群评价标准不一致对评价结论的影响. 另外, 根据样本意见进行测验等值, 得到非样本客体的全体一致性意见, 增加了评价结论的科学性和可靠性; 最后, 给出了应用算例, 结果表明该方法具有可操作性和必要性.
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  云环境下能耗优化的任务调度模型及虚拟机部署算法

  朱海, 王洪峰, 廖貅武

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 768-778. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0768-11

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  云计算环境下, 在满足用户服务级目标约束下, 如何有效地进行资源分配调度, 降低能耗, 已成为不容忽略的关键问题.针对目前云计算系统服务资源分配调度 问题在能耗方面的研究不足, 提出一种能耗优化的资源分配调度体系架构, 并基 于此架构设计了一个满足实时用户 SLA的能耗优化模型.该优化模型从系统级和 部件级两个层次进行能耗优化.在系统级上, 提出一种基于分组遗传算法最大限度 降低系统空闲能耗的虚拟机部署算法, 该算法将虚拟机和服务器之间的映射抽象 为有约束的多维可变装箱问题;同时, 在部件级上采用动态电压功率调整技术降 低执行能耗, 从而达到在满足用户需求的前提下, 最大限度降低系统总能耗.仿真 实验结果表明, 该算法与同类算法相比, 在相同条件下可有效降低云计算系统 的能耗开销.
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  基于优先规则的复杂并行机调度问题研究

  王东军, 刘翱, 刘克, 刘波

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 779-786. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0779-08

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  研究一类从实际指挥控制系统提炼的具有工件释放时间、机器可用时间和机器适用限制等约束的并行同速机调度问题. 首先针对该问题建立混合整数规划模型; 其次考虑到该问题的 NP-hard 性以及实时调度的要求, 提出基于优先规则的调度算法框架从而可以快速获得可行解; 最后将该算法框架应用到实际案例并分析比较不同优先规则的效果, 发现与工件释放时间相关的优先规则(如ERD, EFD)效果更好. 值得一提的是, 本文首次研究具有多重约束的并行机调度问题Pm|r_j, a_i, M_j|C_max, TC.
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  敏捷成像卫星时间依赖型调度问题、模型与算法

  刘嵩, 陈英武, 邢立宁, 义余江

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 787-794. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0787-08

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  针对敏捷成像卫星时间依赖型调度问题展开研究, 将时间依赖调度与敏捷成像卫星调度相结合, 在分析主要约束条件的基础上, 建立了问题的数学模型. 根据成像质量随成像时间动态变化的特点, 设计了随时间动态变化的收益函数, 并将轮盘赌思想和时间窗口裁剪概念引入到求解方法中, 提出了一种启发式算法. 实验数据显示, 通过对时间依赖的考虑, 更多的任务能够在最佳观测时刻点附近成像, 同时也表明了模型的合理性以及算法的有效性.
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  基于同步核的BPMN模型融合

  鲁法明, 曾庆田, 段华, 程久军

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 795-804. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0795-10

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  流程融合有利于优化企业内部流程、促进企业间的有效合作. 然而, 现有流程融合技术在流程行为不变性保持以及融合过程自动化方面存在不足, 而且未见BPMN模型的融合方法. 为解决上述问题, 本文提出了一种基于同步核的任务依赖关系建模机制, 给出了流程的BPMN 模型与同步核模型之间的相互转换方法, 实现了相应的原型系统, 最终基于同步核的融合实现了BPMN模型的融合.
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  面向C4ISR系统联合作战的跨组织进程互操作研究

  禹明刚, 王智学, 王庆龙

  系统工程理论与实践. 2016, 36(3): 805-816. https://doi.org/10.12011/1000-6788(2016)03-0805-12

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  军事组织间的互操作是联合作战成败的关键, 瞬息万变的战场环境中各组织如何协调、整合业务进程以完成共同的使命 任务对协作模式的灵活性, 协作组织的自主性等提出了更高的要求. 传统的基于公共视角的业务进程协作模式 已不能适应现代联合作战的需求.本文首先提出了一套灵活的可见性控制机制, 基于可见性控制机制给出了 一套新的协作进程建模框架, 在该框架中各协作方从自身视角出发分别构建独立的协作进程, 并支持系统加 入退出时协作伙伴的自主选择及协作进程的扩展. 论文同时给出了协作进程建模框架的数学形式化描述及相关算法.