2019年, 第39卷, 第11期　刊出日期：2019-11-09

  

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  中国金融状况与实体经济发展研究——来自中国2000-2017年月度数据

  刘超, 马玉洁, 谢启伟

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2723-2738. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2019-0060-16

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  运用混合创新时变系数随机方差向量自回归模型（mixture innovation time-varying parameter vector autoregressive models with stochastic volatility，MI-TVP-SV-VAR）构建中国金融状况指数（MFCI）测度中国金融状况，并基于非对称多重分形去趋势交叉相关分析法（multifractal asymmetric detrended cross-correlation analysis，MF-ADCCA算法）分析MFCI对实体经济发展的预测能力.以我国2000-2017年月度数据为研究样本，实证结果显示：各金融状况变量的权重均具有灵活时变性，股票价格、债券价格、房地产价格在MFCI中的权重较大；MFCI在样本期间能够与实体经济发展保持趋势上的一致性，且领先于实体经济发展（EC）的变动；基于MF-ADCCA算法的非对称相关性检验得出MFCI与EC具有持久的交叉相关性，MFCI的下降会导致EC的下降，MFCI的上升会导致EC的上升；MFCI对EC的交叉影响改变了单独序列本身的非对称影响，说明中国金融状况对实体经济发展的前期影响作用存在，MFCI具有对实体经济发展的预测作用.跨期相关性检验得出MFCI对实体经济的预测作用在6个月内效果更显著.
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  外汇欧式期权在市场不完备下的对冲误差分析

  彭程, 李爽, 包莹, 赵延龙

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2739-2749. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2019-0110-11

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  本文研究了外汇欧式期权的对冲误差问题，针对典型的静态和动态Delta对冲策略，在对冲过程不连续和利率平价公式不成立的市场不完备情形下，给出了即期对冲和远期对冲的对冲误差公式，从而能够更准确地衡量实际对冲组合产生的风险.在研究Delta对冲策略过程中，本文提出了一个包含摩擦系数ε的外汇远期汇率模型，并通过分析即期对冲和远期对冲的差异，给出了最优对冲方式的判别条件.该判别条件依赖于摩擦系数ε，做市商仅通过对摩擦系数ε实时的监控，便可以选择最优的风险对冲方式，从而提高了对冲效率.本文提出的对冲误差的具体解析式和最优对冲方式的判别条件为外汇期权对冲及其风险管理提供了理论依据.实证结果表明，本文提出的期望收益差与实际对冲组合的收益差基本一致，从而验证了判别条件的合理性.
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  Sugeno测度下的征信用户聚类研究

  韩璐, 苏治, 李爱华

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2750-2759. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0428-10

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  征信系统是典型的大数据客户系统，如何对征信用户进行合理归类，进而从类别特征中分析用户的特点，是对征信系统进行深入挖掘的焦点问题之一.在征信系统中存在着大量的频数字段，这些变量的距离不能使用欧氏距离来刻画，Sugeno积分提供了一种考虑集合序的测度框架.本研究通过使用Sugeno测度下的部分序积分，构造了两集合的Sugeno距离差，进而在此基础上，重构Kmeans动态聚类算法，通过截集阈值来控制类的合并，从而更准确地对征信用户进行归类，并初步讨论了部分类用户的画像特征.
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  网络博弈合作剩余收益分配的协商方法

  刘佳, 王先甲

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2760-2770. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2282-11

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  参与者在进行网络博弈时有机会与其相邻参与者签署协议进行合作，此时参与者之间的博弈关系构成了一个网络结构，并可以使用无向图来表示.参与者之间依据网络结构选择合作对象进行合作，进而产生剩余收益，而剩余收益通过协商的方式在两个参与者之间进行分配.本文依据协商理论与匹配理论，研究网络博弈环境下参与者之间如何签署协议进行合作，进而分配合作产生的剩余收益的问题，称为网络协商博弈，并给出基本的可行解的形式.通过限制参与者可以签署协议的数量，本文对网络协商博弈进行分类，使用协商与匹配方法研究每一类网络协商博弈的合理解的具体形式并设计求解方法.本文的结果表明：参与者之间的合作以及合作收益的分配不仅与网络博弈自身有关，而且与参与者能够签署的合作协议数量有关.研究拓展了协商方法在网络协商问题中的应用，为多边合作对象的选择以及合作剩余收益的分配提供了参考.
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  图上博弈的Page-Shapley值

  李理, 单而芳

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2771-2783. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0607-13

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  对合作博弈（N，v）和交流图（N，L）所产生的交流局面（N，v，L），现有的分配法则都是重新定义一个特征函数，再归结为新特征函数的Shapley值.为了避免定义新特征函数时的失真（从而使得计算Shapley值出现一定偏差），本文提出一个新的分配法则.设原博弈（N，v）的Shapley值为Sh（N，v）=（s₁，s₂，…，s_n），其中s_i可视为参与者i的实力.类似于Google的网络搜索算法，对连通的交流图L和表示参与者相互合作程度的转移矩阵P，定义参与者的PageRank（参与者的级别或地位），记为（r₁，r₂，…，r_n），其中r_i表示参与者i在合作交流中的地位.新的分配法则，称为Page-Shapley值：其中参与者i所得为c_Nr_is_iv（N），而c_N取为1/∑_j∈N r_js_j以便保证值的有效性.当L不连通时，其Page-Shapley值由各分支的Page-Shapley值拼接而成.
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  PPP项目提前终止下社会资本机会主义行为研究

  牛耘诗, 褚晓凌, 王守清, 高雨萌

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2784-2791. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0606-08

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  Public-private partnership（PPP）项目提前终止时易发生社会资本的机会主义行为，很有必要研究提前终止过程中社会资本机会主义行为的产生机理与应对措施，以保护政府和公众利益.本文根据公私双方在PPP项目中的关系，构建了政府与社会资本的博弈模型，并在前景理论的假设下，对存在终止预期的公私双方不完全信息静态博弈进行了分析.研究结果发现有限理性使得社会资本在博弈中会从混合策略偏离到纯策略；在不同的终止预期情况下，对偏离造成的影响不同.
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  IT能力、网络交互策略与合作绩效——基于RBV理论的实证研究

  丰超, 庄贵军, 李思涵, 卢亭宇

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2792-2803. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0549-12

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  从企业间沟通和互动的视角出发，以资源基础观（RBV）理论为基本逻辑，探讨了IT能力对网络交互策略（分为IOS赋能的交互策略和SM赋能的交互策略）以及合作绩效（分为沟通效率和合作满意度）的影响.基于512份中国制造企业的调研数据的实证分析，我们发现：第一，企业的IT能力有助于其员工采用IOS赋能的交互策略和SM赋能的交互策略与合作伙伴沟通和互动；第二，SM赋能的交互策略对沟通效率和合作满意度均有显著的正向影响，IOS赋能的交互策略对合作满意度有显著的正向影响，而对沟通效率没有显著的影响；第三，IOS赋能的交互策略中介了IT能力对于合作满意度的正向影响，SM赋能的交互策略中介了IT能力对于沟通效率的正向影响.文章最后从理论贡献、实际应用和研究不足等方面对研究结果进行了讨论.
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  异质用户下交通拥挤控制的混合策略研究

  吴中明, 徐薇, 李敏

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2804-2814. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1900-11

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  随着出行需求及汽车保有量的增加，交通拥挤愈发严重.为了缓解交通拥挤，本文针对公私合营的交通网络，考虑用户异质性，提出了对交通网络同时实行道路收费和可交易电子路票方案的混合策略，即分别对使用政府资建的公有路段和BOT模式下的私有路段的出行用户收取电子路票和费用.通过对用户在混合策略下的出行行为分析，建立了用户均衡和路票市场均衡下的变分不等式模型.接着，对交通网络的系统最优模型进行分析，得到了促使路网在用户均衡状态下达到系统最优的混合策略集合，同时给出了混合策略下系统效率损失的上界.在此基础上进一步提出了涵盖其他目标的双层规划模型，得到能实现双重目标的最优混合策略.最后，对具体路网进行数值实验，可分别得到路网中每一公有和私有路段的具体路票收取量和收费值，以及需要设置的收取总窗口数.
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  基于改进列生成算法的受扰航班优化调度

  田倩南, 李昆鹏, 李文莉, 徐东洋

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2815-2827. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0472-13

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  受扰航班恢复问题是一个非常复杂的实时网络优化问题，属于NP-hard问题.同时考虑了飞机资源短缺、机场关闭和计划外的飞机维修情况，并采用航班延误、航班取消、航班交换等多种恢复措施.基于Dantzig-Wolfe分解原理，分别建立主问题和子问题的数学优化模型，采用列生成算法框架求解该大规模整数规划问题.在求解过程中，首先，构造初始可行航线，基于航线调用CPLEX软件对主问题进行求解；其次，针对研究问题的特征，提出一些性质，并采用改进的"label-setting algorithm"对子问题求解，每次迭代过程中加入多条具有简约成本为负的列，降低迭代次数，对于求得的非整数解采用分支定界法进行处理.最后，通过对多种规模的实际算例进行测试，验证了所采用精确算法的正确性及效果，并对测试结果进行分析总结.
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  基于弹复性的交通网络应急恢复阶段策略优化

  李兆隆, 金淳, 胡畔, 王聪

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2828-2841. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0729-14

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  重大灾难的灾后恢复一般分为应急恢复阶段和全面恢复阶段，前者面临时间、资金、资源有限等多重困难.传统交通网络灾后恢复研究缺乏结合应急恢复阶段特点的针对性研究.为此，提出一种基于弹复性的交通网络应急恢复阶段策略优化模型.首先，提出两个弹复性度量指标，分别从网络性能恢复速度和累计损失两方面度量弹复性.然后，针对应急恢复阶段，同时考虑上层系统弹复性和下层用户行为的交互，建立交通网络恢复策略双层优化模型.结合并行机调度问题算法和用户均衡配流问题算法，设计一种特殊的交互式双层算法.最后，通过案例验证了模型有效性，表明模型和算法能根据资源、资金、恢复目标、决策者偏好等因素，有效求解大规模交通网络应急恢复阶段的最优恢复策略.
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  多维视角下建筑废弃物减量化系统物流网络设计

  李小平, 蔡东, 郭春香, 舒馨颐

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2842-2854. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0639-13

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  针对建筑废弃物循环利用不足的问题，讨论了具备现场处理能力与否两种条件下建筑废弃物减量化系统的物流网络设计方案.以系统中各参与方的功能及相互关系为基础，以实现经济、环境和社会三个维度可持续发展为目标，建立了减量化系统的物流网络模型；以成都市为例，对该区域建筑废弃物减量化物流网络进行优化重构.研究表明：建筑废弃物经过减量化处理，系统总成本降低；建筑废弃物资源化能力保持不变时，提高建筑废弃物再回收比例，系统的经济效益和环境效益相应改善；提升建筑废弃物资源化能力，系统的经济效益和环境效益也相应改善.
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  社区风险防范的三角形模型构建及应用

  贾楠, 陈永强, 郭旦怀, 刘奕

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2855-2864. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1570-10

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  社区风险防范是实现社区安全的基础，社区风险防范的基础理论模型研究具有重要的理论与实践意义.首先，基于公共安全三角形理论，分析社区风险防范主体要素（社区风险承灾载体、社区风险分类和社区应急管理）的内涵.其次，依据安全管理科学理论，运用理论思辨法，在剖析社区风险防范内涵的基础上，提出社区风险防范三角形模型.最后，分别从监测监控、预测预警和综合防范三方面，解析三角形模型，并进行应用实例分析.研究发现，社区风险防范三角形模型强调社区安全管理应基于全周期全体系的风险综合防范，该模型可为全面认识社区风险防范及社区安全管理提供有效的理论指导与支撑.

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  基于公众认知与政府引导的邻避舆情演化模型

  吴孝灵, 刘小峰, 周晶

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2865-2879. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2142-15

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  针对近年邻避群体事件的舆情诱发性，基于公众认知和政府引导视角研究邻避舆情演化问题.首先，通过多案例比较分析，提炼邻避舆情演化的宏观特征，并基于Gompertz模型改进给予刻画；随后，分析个体对邻避项目的微观认知交互行为，运用演化博弈建模来描述个体复制动态；同时，考虑政府通过正面舆论对邻避舆情给予回应，运用信息熵理论和动力学方法构建政府舆论引导的交互熵模型和动力学方程；进而在此基础上，给出"公众-政府"邻避舆情演化模型；最后，讨论该模型均衡点的存在性和稳定性，并以"广东茂名PX事件"的邻避舆情演化为基础案例进行数值仿真研究.结果表明：当公众对邻避项目风险认知偏差较小时，政府应适当尊重邻避舆情，并遵循渐进式的引导路径对邻避舆情给予及时、主动的关切性回应，否则，邻避舆情会愈演愈烈；而当公众对邻避项目风险认知偏差较大时，政府应对邻避舆情加强跟踪和监管，并给予及时、适量的客观回应，否则，邻避舆情会演化到较高稳态.
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  基于系统动力学的应急物资动员潜力评估

  王之乐, 张纪海

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2880-2895. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2528-16

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  应急物资动员潜力可以为我国应对突发事件应急物资保障提供重要基础.本文以原材料转化后的应急物资最终产品测度应急物资动员潜力，通过分析构成应急物资动员潜力的四个子模块内部转化形成应急物资最终产品的反馈关系，运用系统动力学建立了应急物资动员潜力评估模型.以我国石油产业链为实际背景，以成品油动员潜力为例，运用"情景-应对"的思想从总量、某一时点以及某个时间段等多个角度对成品油动员潜力进行了定量评估.研究发现：当需求量较低时，原油或者成品油储备对成品油动员潜力贡献最大，随着需求量逐渐增加，企业超常生产能力对成品油动员潜力的贡献逐渐增大.此外，成品油实际产能、原油储备量或成品油储备量以及原油转化系数这四个影响因素对成品油动员潜力的影响最大，应重点提高应急物资实际产能、原材料或应急物资最终产品储备量以及应急物资生产效率.
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  多响应三水平部分因子试验设计的建模与优化

  汪建均, 屠雅楠, 马义中

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2896-2905. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0730-10

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  针对多响应三水平部分因子试验，当筛选试验中候选变量个数大于试验样本数时，本文提出了一种考虑因子效应原则的建模与优化方法.首先，构建三水平对照试验，并结合二元变量指示器构建Bayesian Lasso模型；其次，根据因子效应原则，分三个阶段逐步更新二元变量指示器的先验信息，并利用变量指示器的后验概率来识别显著性变量，确定模型结构；然后，在此基础上结合贝叶斯抽样技术构建多变量过程能力指数函数，并通过最大化该函数获得最佳的参数设计值；最后，实际案例的结果表明：本文所提方法不仅能够有效地筛选出多响应三水平部分因子试验的显著性变量，而且能够获得最佳的参数设计值.
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  直觉模糊框架内的区间证据组合方法研究

  李晓楠, 刘锦, 宋亚飞

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2906-2917. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0522-12

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  区间证据的组合是区间证据理论中的核心问题之一，尽管相关学者试图将D-S证据理论中的证据组合规则进行推广以实现区间证据的组合，但该问题仍未得到完全解决.目前已有的组合方法都是基于优化模型来确定融合结果中各基本概率质量（BPM）的上下界，不仅算法复杂度较高，而且这类方法不满足结合律，对多个区间证据进行组合时不能依次对各个证据进行组合，难以满足时域信息融合的需求.本文基于直觉模糊集与证据理论之间的关系，在直觉模糊框架内对区间证据的组合问题进行研究.首先基于证据理论定义一种新的直觉模糊运算，通过区间证据与直觉模糊集之间的相互转换，提出一种基于直觉模糊集的区间证据组合方法，该方法满足交换律和结合律，对多个区间证据进行组合时具有较强的灵活性.数值仿真表明，基于直觉模糊集的区间证据组合方法可以获得合理的组合结果，而且算法复杂度远低于现有方法.
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  复杂层次模型中知识表达与推理方法研究

  王雪萍, 高新勤

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2918-2927. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0531-10

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  工程教育认证背景下的人才培养体系，是典型的复杂层次系统.采用多色集合及其元素、着色、围道矩阵和体运算等概念，建立复杂系统层次结构模型，从水平和纵向两个方向对该模型进行形式化描述，并给出复杂层次结构模型的形式化推理算法流程.基于多色集合为工程教育认证背景下的人才培养体系构建的层次结构模型，在逻辑层实现了知识自顶向下、自底向上的单向自动推理和同时向下、向上的双向自动推理，在问题的形式化描述、信息的高效率处理和程序的快速实现等方面具有明显优势.构建工程教育人才培养体系层次结构模型并提出知识的表达与推理方法，对开展工程教育专业认证工作、提高人才培养质量都具有重要意义，同时也为复杂系统模型构建及其知识推理分析提供了一种新的有效方法.
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  基于改进螺旋更新位置模型的鲸鱼优化算法

  吴泽忠, 宋菲

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2928-2944. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2156-17

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  针对鲸鱼算法后期种群的多样性丢失问题，通过螺旋更新位置模型的改进并结合对立学习策略、随机调整参数、正态变异操作等已有方法改进鲸鱼优化算法.采用对立学习策略对鲸鱼种群初始化，为全局搜索奠定基础；利用随机调整控制参数的策略，避免了算法后期陷入局部最优；正态变异算子与改进螺旋更新位置对鲸鱼种群进行干扰，避免种群后期向某个最优区域靠拢，增大算法的全局搜索能力.选取文献[4]中23个国际标准测试函数，包括单峰、多峰以及固定维数函数，对改进的算法进行低维测试；选取文献[12]中的25个单峰和多峰国际标准测试函数，对改进的算法进行高维测试.结果表明，IMWOA算法在收敛精度、收敛速度上均明显优于原WOA算法且具有普遍适用性、稳定性和解决超大规模优化问题的能力.
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  基于负荷率差别定价的分时输配电价优化模型

  谭忠富, 蒲雷, 吴静, 张予燮, 杨佳澄, 杨莘博

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2945-2952. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0192-08

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  输配电价是电力市场改革的关键，是推进售电市场放开的重要基础.随着输配电价改革不断深入，不同类型的输配电价定价方法亟待研究.本文以大工业用户输配电价为研究对象，首先，引入汉森门槛模型，内生性划分大工业用户的负荷率区间；其次，建立输配电网长期增量成本分摊模型，提出基于负荷率差别的输配电价定价方法，并借鉴分时电价思想，构建基于负荷率差别定价的分时输配电价协调优化模型，设计分电压等级、计及负荷率差别的分时输配电价；最后，以我国中部H省大工业用户为例，验证所提模型可行性.研究结果表明，所提分时输配电价定价方法吸收了负荷率电价和分时电价优点，能够兼顾效率与公平，同时有效调节电力用户需求，实现削峰填谷，一定程度缓解输配电网阻塞问题.
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  地震灾害生命年损失多模型评估方法研究

  王威, 朱强强, 武佳佳, 马东辉, 苏经宇

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2953-2963. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0416-11

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  传统地震灾害损失评估方法没有统一的指标对地震灾害损失进行全面的评估，这造成一些应用上的困难.为了能够对震害损失进行全面评估并进行多模型对比研究，本文给出了基于生命年的地震灾害损失多模型评估方法.通过生命年损失理论的改进以及方法参数取值的分析，确定了计算方案，并以年份、地区分组对我国震例生命年损失进行了对比研究.研究了总生命年损失随各影响因素：受灾人口、震中烈度、震级、恢复时间的变化规律，结果表明：四个影响因素均与总生命年损失呈正相关关系，且受灾人口相关性最大，其余三项依次递减.在影响因素分析的基础之上建立了线性回归模型、神经网络分位数回归模型与基因表达式编程非线性模型，并进行了对比分析.采用多模型对地震灾害生命年损失进行评估预测，减少了数据依赖性并简化了评估流程.
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  极小子样下无人侦察机系统效能评估多层Bayes-ADC模型

  王召, 刘思峰, 陈顶, 方志耕

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2964-2974. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2019-0082-11

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  针对研发阶段无人侦察机系统效能评估受到研发试验成本、样机数量等相关条件制约，其所能获取的样本量极少问题，提出多层Bayes-ADC模型.该方法运用多层Bayes技术，充分利用历史统计数据和经验信息，确定无人侦察机失效率、修复率多层Bayes估计，进而构造无人侦察机可用度、可信度.同时基于极大熵准则确定能力指标权重，进而构造无人侦察机能力向量.基于以上建立了极小子样背景的系统效能评估多层Bayes-ADC模型，解决了极小子样下的无人侦察机系统效能评估问题.案例分析验证了模型的有效性.
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  视觉着陆三维合作目标结构设计与定位算法

  魏祥灰, 唐超颖, 王彪, 徐贵力

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2975-2983. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0357-09

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  随着垂直起降无人机的应用热潮，学者们对基于合作目标的视觉着陆方式做了大量研究.针对现有平面合作目标对无人机着陆的局限性，从抗遮挡鲁棒性以及减少其它传感器辅助两个角度，设计了一种新型的三维立体合作目标与定位算法.基于合作目标空间特征，结合多边形的遮挡特性以及自然界的色彩信息，采用归纳法设计出三维合作目标；同时，利用合作目标的几何成像特点，提出仅基于视觉信息的用于着陆导引的位置解算算法；鉴于相机成像的变比例特性，推导出特征提取投影偏差与位置解算精度的关系，并深入分析了对后者的影响.基于Simulink平台搭建相机成像仿真系统，验证了合作目标具有极高的抗遮挡鲁棒性和位置解算精度，并且在多数位置下，偏差估计误差在0.01 m以内，并且不考虑投影偏差的影响下位置解算误差不超过0.1 m，符合设计以及实际应用需求.
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  不完全维修下海底腐蚀管道剩余寿命预测

  张新生, 张平

  系统工程理论与实践. 2019, 39(11): 2984-2994. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2519-11

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  本文提出了一种在考虑不完全维护影响下的腐蚀管道分阶段退化模型和剩余寿命预测方法.首先，设其全寿命周期内进行3次不完全维护，则退化过程为4个阶段；其次，在维护活动干预下的非线性分阶段随机扩散过程框架下，对其退化规律进行建模，推导首达时间意义下剩余寿命概率分布，实现实时剩余寿命估计；然后，利用状态监测数据和维护数据对模型参数进行极大似然估计和贝叶斯更新；最后通过实例验证所提参数估计和寿命预测方法的有效性.结果表明：该模型能很好地描述不完全维修下腐蚀管道分阶段退化过程，能够给出可信的可靠性评估结果，使得腐蚀管道具有较高的安全运营等级，克服了传统方法过维修或欠维修带来的不利影响，降低了维修成本.