系统工程理论与实践

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王宗润, 陈松盛

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 545-556. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1558-12

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通过引入双因素交互机制和参照依赖优化过程，构建出社交网络环境下的异质信息交易模型.根据投资者的不同社交环境特性，分别使用Watts-Strogatz小世界网络和Modified Barabási-Albert网络来模拟线下和线上社交网络环境，并进行了市场仿真.研究表明：在无社交，线下社交，线上社交环境中，投资者不购买信息仅靠搭便车获利的难度依次增加了.社交环境中投资者的私有信号向社交圈内公众信号转化，引发不完全信息下决策的羊群效应，从而形成比无社交环境低且波动更剧烈的市场效率.相比于线下，线上环境中私有信号的进一步转化使得市场效率也随之进一步降低.社交网络环境下投资者需要支付更高的信息成本来弥补交互所致的低市场效率；线上比线下环境效率更低，支付的成本也更高.

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气候变化背景下全球极端天气事件GDP损失率评估

梁荣, 陈秉正

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 557-568. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-0698-12

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本文通过研究不同碳排放情景下未来70年全球气温上升的可能性，量化了极端天气事件对全球GDP可能造成的损失.首先，本文采用DICE模型评估了未来每十年全球GDP年损失率的离散概率分布；然后利用本文提出的一种新的广义对数正态分布函数，对未来每十年全球GDP年损失率的概率分布进行了拟合；最后，通过计算极端天气事件发生频率分别小于0.5%，1%，5%情形时GDP损失率的范围，讨论了不同碳排放情景下GDP损失率尾部分布的差异，分析了温度变化对损失率的影响.结果表明：在不同碳排放情景下，全球年GDP损失率的概率密度曲线尾部均表现出小概率大损失的特征，本研究可为有关机构做好气候变化背景下巨灾风险损失的量化分析提供依据.

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居住建筑单位面积能耗的“稀释效应”研究

高景鑫, 任宏, 蔡伟光, 马先睿, 唐妙涵

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 569-577. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1707-09

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气候变暖已成为全球性问题，随着中国城镇化进程的加快，建筑领域已成为温室气体排放的重灾区.居住建筑作为建筑的重要组成部分，其鲜明的个体特征导致居住建筑能耗不但与建筑自身有关，更与居住者的行为意识、生活习惯以及地区经济发展密切相关.相关学者对居住建筑能耗的影响因素及评价体系进行了深入分析，但是在进行分析时并未将每户家庭建筑面积考虑在内，而每户家庭建筑面积是导致单位建筑面积能耗产生“稀释效应”的重要因素，从而导致所得结论有失偏颇.基于此，本文首先对建筑能耗的“稀释效应”进行了理论分析，然后在入户调研数据的基础上建立了扩展的STIPAT模型，并结合柯布道格拉斯生产函数（Cobb-Douglas production function）对"稀释效应"进行了实证分析，最后验证了每户家庭建筑面积对建筑能耗的确存在“稀释效应”，从而为学者的研究和相关部门的政策制定提供有力的参考.

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风险承担、信息不透明与股价同步性

田高良, 封华, 张亭

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 578-595. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1570-18

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基于非理性行为假说，以信息透明度为切入点，实证检验了风险承担与股价同步性之间的关系.研究结果表明：在受噪音驱动较明显的中国资本市场中，企业风险承担水平与股价同步性呈负相关关系，一系列稳健性测试支持了文章基本结论.进一步分析显示，管理层为缓解风险承担带来的财务困境和代理冲突，采取盈余管理等手段隐藏公司信息是这种关系的内在机制；过度自信的管理者会加剧风险承担与股价同步性之间的负向关系.研究结论首次为风险承担与股价同步性之间的关系提供了理论解释和经验证据，其重要启示是：虽然风险承担降低了股价同步性，但其看似利好的背后并非更多的特质信息披露，也并非更高的市场定价效率，而是更低的公司透明度和更多的机会主义行为.

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极端偏好影响的大群体应急决策风险演化模型

曹静, 徐选华, 陈晓红

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 596-614. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1565-19

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针对极端偏好成员在应急决策中存在较大影响力的问题，构建了个体极端偏好影响力模型，结合风险偏好矢量的方向性和距离性提出了一种新的决策成员风险偏好相似度模型，并根据此模型将极端偏好群体划分为极端偏好同质群体集和极端偏好异质群体集，在此基础上引入非极端偏好决策成员主观接受程度来说明非极端偏好决策成员对个体极端偏好同质群体集和异质群体集影响力的接受程度，进而构建多阶段大群体应急决策风险偏好演化模型.最后通过案例及数据仿真结果的对比分析，验证了该模型的合理性和有效性.

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考虑交付质量和交付期约束的移动应用供应链决策与协调

任廷海, 张旭梅, 周茂森, 但斌

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 615-634. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1689-20

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针对由ERP厂商、APP厂商与客户企业组成的移动应用供应链，考虑客户企业对软件质量与交付时间存在约束，ERP厂商的售前服务会影响软件开发质量等问题，构建了基于软件质量与交付时间的收益模型，分析了分散与集中决策下双方的最优决策策略以及APP厂商的售后维护成本分担比例与应急成本对双方决策水平的影响，比较了两种决策下对应的合作绩效，提出了双向成本分担与提前交付奖励的供应链协调策略.研究表明：随客户企业的质量感知度增大，ERP厂商通过适当延长交付时间产生的质量改进效应大于延长交付期产生的负效应，使总效应增加；当客户企业的交付期敏感程度小于临界值时，ERP厂商可通过交付高质量软件产品提高自身利润，当交付期敏感程度大于临界值时，可通过提前交付提高自身利润；通过对供应链进行协调，可使原本因无法满足客户企业对质量与交付期的要求而使双方放弃合作的情形变得可合作，使原本可合作时双方的合作绩效与利润更高；当APP厂商独自承担售后维护成本时，实施供应链协调产生的价值大于双方共同承担时对应的值.

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竞争市场中的库存共享实施策略

刘露, 李勇建

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 635-646. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1701-12

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零售商间的竞争使市场中的库存共享和转运实施变的困难，这造成极大的资源浪费.为实现竞争厂商间的库存转运共享，本文设计了一类由生产商主导的库存转运机制，进而分析转运系统的协调策略.假设市场需求随机且存在顾客转移，考虑两销售周期，针对由单生产商、两零售商组成的供应链系统.首先建立Stackelberg-Nash均衡博弈策略模型刻画供应链分销系统；其次设计生产商主导的竞争零售商主动转运机制；运用博弈分析方法分别给出分散式无转运、分散式转运及集中式转运系统的最优生产、订货、补货及转运等均衡策略；设计了一类由调货价合同、批发价合同、加盟费合同组成的组合协调机制，以实现分散式分销系统的协调及效率改进.研究及分析表明：生产商主导的协助转运机制能实现竞争零售商间的主动库存转运和共享；合理批发价、调货价、加盟费等设置下的组合协调合同能够实现供应链转运分销系统的完美协调.研究为企业科学开展库存决策提供了依据.

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考虑供应不确定性与需求非平稳性的项目调度与材料供应集成优化

卢辉, 王红卫, 李锋, 刘典

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 647-658. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1387-12

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在工程建设中，项目调度与材料供应是相互关联和影响的，需要集成管理这两个决策事项.本文考虑供应不确定性与需求非平稳性，以项目总工期提前/延迟奖惩、施工活动开始时间偏离惩罚以及材料库存持有成本之和最小化为目标，研究项目调度与材料供应的集成优化.其中，材料供应主要涉及安全库存设置与分拨决策.该集成优化模型形式复杂，决策变量维度高，难以采用解析方法与传统仿真优化方法进行分析与求解.为此，设计了基于代理模型的优化方法来求解该模型.该方法的核心是采用代理模型来逼近决策变量与优化目标的函数关系，以减少方案评估时的计算成本，提高优化效率.算例分析验证了基于代理模型的优化方法的有效性，并表明项目调度与材料供应集成优化相比于独立决策可以节约成本.

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在线组建协作配送联盟中企业成本节约相对量估算方法研究

饶卫振, 朱庆华, 刘从虎

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 659-672. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0409-14

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企业参与在线协作配送联盟的重要决策依据是成本的节约程度，但计算该信息需要求解2^N-1个（N为企业数）类似多配送中心车辆路径问题的复杂难题，且在线协作联盟组建允许计算的时间十分有限.本文针对该难题，提出了一种估算协作配送问题结果的快速方法.首先，基于合作博弈中经典成本分摊方法，证明得出了计算过程中采用估算方法的可行性；然后，基于Beardwood研究的包含n个点的旅行商问题最优解路径长度，会近似等于α√An的结论（α为参数，A为n个点的分布面积），提出了能够根据各企业顾客位置、分布区域面积等信息，预估协作配送问题目标函数结果的方法；最后，分别采用本文方法和传统优化方法求解了大量的实例和算例.结果表明：本文提出的方法计算速度迅速且质量准确，与传统方法相比耗时几乎可以忽略不计，能够满足在线实时计算的要求；估算的企业节约成本相对量误差均在10%之内，并且问题规模越大误差越小.

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前景理论下的末端物流干扰管理方法研究

宁涛, 王旭坪, 胡祥培

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 673-681. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1199-09

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针对末端物流配送过程中可能出现的配送时间窗更改、送货地址变化等动态扰动问题，提出了基于前景理论的价值函数度量策略和基于量子理论的多目标优化求解方法.首先，对末端物流干扰管理问题进行了描述；然后，为度量用户对货物期待的心理感知度，建立了末端物流配送干扰管理模型，并设计了基于前景理论的价值函数曲线和扰动度量策略；在此基础上，为优化干扰管理模型和寻求用户满意度、配送成本以及配送效率等多目标优化问题的较优解，提出了一种融入量子理论的改进细菌觅食方法；最后，将所提出的方法与已经存在的经典算法进行比较，验证了该方法的可行性和有效性.

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竞争环境下ODM厂商自有品牌的市场进入策略分析

余牛, 郑本荣

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 682-694. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1024-13

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在经济全球化背景下，越来越多的原始设备制造商（original equipment manufacturer，OEM）开始考虑创建自有品牌以实现向原始设计制造商（original design manufacturer，ODM）部分角色的转变.显然，ODM是否创建自有品牌进入市场会对相关企业及供应链产生重要影响.本文针对ODM与OEM构成的二级供应链系统，在不同博弈理论框架下分析了ODM自有品牌的市场进入策略及对OEM和供应链系统的影响.研究表明ODM的市场进入能有效缓解供应链的双重边际效应，但该效应会随着OEM渠道成本优势的扩大而减弱.而当OEM的渠道成本足够低时，ODM的市场进入可能对OEM也是有利的，此时ODM与OEM可实现"双赢".最后，将模型拓展至Nash讨价还价和Bertrand价格竞争情形，分析并验证了结论的鲁棒性.

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消费者双重偏好下闭环供应链渠道差异研究

李新然, 李长浩

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 695-704. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0637-10

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本文基于消费者对于产品性能和环境影响的两种偏好，分别构建了有、无政府补贴时再造品具有不同销售渠道的闭环供应链模型，针对不同渠道闭环供应链的最优决策差异、政府补贴作用差异、环境影响差异进行比较分析，并讨论了消费者双重偏好对上述渠道差异的影响.研究表明，当考虑消费者双重偏好时，渠道差异表现为：1）与单渠道闭环供应链相比，双渠道闭环供应链具有更大的市场规模和市场利润，但是会造成零售商利润的受损；2）政府补贴在不同渠道闭环供应链中发挥的作用不同：在单渠道闭环供应链中不会扩大系统规模，但会增加系统利润；在双渠道闭环供应链中，会同时增加系统的规模和利润；3）政府补贴状态相同时，双渠道闭环供应链对环境的影响程度较大；政府补贴会降低单渠道闭环供应链产生的环境影响，对双渠道闭环供应链产生的环境影响的作用取决于再造品的环境友好性与其初始环境影响的关系；4）消费者对于再造品性能认可度以及再造品环境友好性对于渠道差异具有不同的影响，性能认可度的提高会加大渠道差异，但环境友好性对于渠道差异的影响与性能认可度的大小有关.

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在轨空间智能制造:分布式调度建模与优化

李政阳, 云昕, 杨怡欣, 段文哲, 汪寿阳, 刘翱, 刘波

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 705-724. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0256-20

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在轨空间制造系统是在行星大气层外的需要地面工厂、在轨空间工厂、天地运载工具协同的以进行空间设施建造为目标的一类分布式制造系统.分布式调度建模和高效优化求解技术是实现在轨空间智能制造的关键技术之一.本文针对一类具有组件地面分布式制造及运输、地空分批次运输、组件在轨装配等典型特点的在轨空间智能制造系统，将其分解为分布式同质流水线调度，考虑运输时间的同速并行机调度，考虑工件释放时间、机器可用时间、机器处理能力的单机批调度以及考虑组件释放时间、优先约束的单机调度等问题，并基于模型协调思想建立以最小化组件生产到产品装配总时长为目标的分布式多阶段调度模型.进而，将用于求解连续优化问题的易理优化算法扩展到离散调度问题，提出求解该分布式调度问题的基于易理优化的模因算法.基于中规模、大规模算例的仿真结果和算法分析比较表明：相较于粒子群算法、教学算法、水波算法等智能优化算法，所提算法是一种求解分布式多阶段调度问题的可行、有效算法.值得一提的是，这是第一篇关于在轨空间智能制造系统调度优化的研究.

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多重不确定因素影响下的高端装备研制任务流程优化

张西林, 谭跃进, 杨志伟

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 725-734. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1698-10

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基于设计结构矩阵对高端装备研制任务进行仿真建模，采用蒙特卡罗方法模拟研制任务执行过程，用以估算其工期、成本、失败率等参数.将研制任务仿真嵌入到多目标优化算法中，对每个个体对应的研制任务流程进行多次仿真，以仿真输出的平均工期、成本、失败率等作为适应度评价指标，基于NSGA-Ⅲ构造多目标优化算法，求解其Pareto最优解集.对每个Pareto最优解对应的研制任务流程进行更多次的仿真，在此基础上对各个研制任务流程进行深入分析、评价.最后，以某无人机研制任务为例进行应用研究，并把本文的优化结果与文献中的数据进行比较，检验了本文方法的有效性和优越性.

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考虑技术突破与技术升级的能力规划问题研究

蒋洪迅, 王晓彤, 王珏, 刘明昊

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 735-748. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-2012-14

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技术进步与市场需求不确定性，都是制造业能力规划问题需要面对的最重要因素.以往研究仅考虑技术突破而没有考虑技术升级，较多考虑能力扩张而较少考虑能力更替，本文首次提出了一种同时考虑技术突破和升级的设备采购与替换的集成能力规划模型.在需求和技术进步双源不确定性条件下，采用Scenario方法建立了多计划期能力规划的集成决策模型，探求能力扩张、替换、维护的期望总成本最低.面对该决策问题所建立的非线性混合整数规划模型，本文为该NP complete问题设计了一种基于遗传算法框架的启发式求解算法，即通过增加变换操作的方法将该问题转换为可以随机进化求解扩张方案最优化求解替换方案的一个等价问题.在种群初始化过程中采取仅选择能力扩张决策进行染色体部分编码策略，然后用经典优化方法针对每个个体精确求解最优能力替换决策，将扩张和替换整体成本作为个体适应度参与个体评价与种群进化.实验结果表明，技术升级在不同需求变化情景下都可以有效降低能力规划的成本，且本文提出的启发式算法对于求解此类规划问题具有很好的收敛稳定性和性能稳定性.

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用户适应度、交易成本与云服务混合定价

刘征驰, 李慧子, 马滔

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 749-765. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1539-17

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作为近十年来一个重大技术突破，云（计算）服务已在产业界掀起应用热潮.然而，对于云计算商业化最为关键的服务定价问题，学界尚缺乏系统深入的探讨.在传统"订阅定价"和"按需定价"机制基础上，本文首次引入用户群体异质性和按需收费成本因素，构建了基于"用户适应度"和"交易成本"的混合定价模型.模型分析发现：①市场发展初期用户群体适应度较低，云服务企业一般应采用"订阅定价"并结合低价策略培育用户习惯；随着市场走向成熟，用户适应度上升且交易成本降低，企业可引入"按需定价"从而逐步过渡至混合定价模式.②在混合定价机制下，随着用户适应度上升（或交易成本降低），用户倾向于从"订阅购买"转向"按需购买"，此时云服务企业利润随之增加.③用户适应度和交易成本的变化将直接影响企业利润、用户剩余和社会福利水平，但两者的作用方向不尽相同.本文研究为云服务提供企业在商业实践中制定价格策略提供了理论指引.

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属性值为区间数的决策对象相对相似规划模型

黄智力, 罗键

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 766-775. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1296-10

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对于属性值是区间数的不确定多属性决策问题，首先在界定区间数相对相似度的基础上给出两种新的供选决策对象Max型与Min型相对相似度定义，提出区间数相对相似度与比较优势关系理论并得到一些优良性质关系和结论；其次借鉴合作博弈中可能度最大化算法构建一种确定属性权重向量的区间数型决策对象相对相似规划模型，通过集结所有决策对象比较的总体相对相似度值便于对方案对象集进行优劣筛选和次序排定，以此得到一种新的区间数多属性决策对象的相对相似规划模型算法；最后通过算例分析说明该算法的可行性和实用性.

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基于广义灰数的双向投影灰靶决策模型拓展研究

刘中侠, 刘思峰, 蒋诗泉

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 776-782. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1681-07

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针对属性值为广义灰数时已有灰靶决策方法的不足问题，提出了广义灰数灰靶决策方法，首先，通过定义广义灰数，将区间灰数的概念进行了进一步的拓展；其次，基于范数概念提出了广义灰数的Husdorff距离测度、算法及其性质并定义了属性值为广义灰数的靶心和靶心距概念，构建了基于正负靶心的双向投影一致性系数的广义灰数灰靶决策模型排序方法.该模型解决了属性值包含更多不确定因素的决策问题，最后通过实例验证该方法的科学合理性性和优越性.

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静态武器目标分配问题的攻击界整数规划求解方法

陆一平, 李慧慧

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 783-789. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1506-07

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静态武器目标分配（weapon-target assignment，WTA）问题的直接表现形态是非线性.在不丧失模型最优解的前提下，本文把WTA问题建模为整数线性规划（ILP）模型，并提出在最优武器分配方案中攻击特定目标的武器数量存在上界（攻击界）.在采用启发式方法限定攻击界后，WTA问题的ILP模型的维数被大规模降低，使得求解能够在短时间内完成.与近年来发表于国内外期刊上的算例进行试算比较，结果显示本文提出的方法在求解速度和求解优化程度方面具有明显的优势.

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机群作战序贯活动的打击周期评估方法

罗木生, 王宗杰, 侯学隆

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 790-796. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1074-07

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针对动态、不确定环境下机群打击目标所需时间评估问题，构建了机群作战活动的串行、并行与串并混合三种典型序贯活动组织结构；在以作战活动所需时间为常量的打击周期评估的基础上，针对动态性和不确定性，从作战活动所需时间为随机变量和服从正态分布两个方面，分别建立了串行、并行与串并混合三种情况下的打击周期概率密度函数、数学期望和方差的解析计算模型.最后，仿真计算了典型序贯活动示例下的机群打击周期，验证了评估方法的适用性和有效性.

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一种基于视频图像的挖掘机工作状态识别方法

毛亮, 薛月菊, 林焕凯, 杨阿庆

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 797-804. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1525-08

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为了实现违法用地现象的实时监测，对土地间的挖掘机等施工机械的工作状态识别是非常重要的.实际场景下，因随机噪声和光照变化的影响，给挖掘机工作状态识别带来极大的挑战.本文提出一种基于视频图像的挖掘机工作状态识别方法，首先，对同一品牌挖掘机工作装置的各种姿态建立混合local binary features（LBF）形状回归模型并进行离线训练；其次，利用上述模型预测输入视频帧中挖掘机工作装置的形状信息，构建挖掘机的工作状态特征描述子；最后，利用support vector machine（SVM）分类器自动判别挖掘机的工作状态——工作状态或非工作状态.实验结果表明，该方法很好地克服了多姿态导致形状变化的影响，对挖掘机工作状态识别准确率达到了93.53%.

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基于图结构的暴雨事件组织方法研究

李连伟, 伍程斌, 崔建勇, 刘敬一, 薛存金

系统工程理论与实践. 2019, 39(3): 805-816. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1680-12

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在高时空分辨率的降雨数据支持下，分析和追踪暴雨事件的精细结构和动态行为成为可能，但存在数据量大、数据组织结构复杂的特点，对暴雨事件的时空组织与存储提出了巨大挑战.本文基于暴雨事件的演化过程，设计了一种"顶点-边界"的图结构表达模型，并构建基于Neo4j的图数据库，实现暴雨事件的组织与存储.图数据结构中的顶点描述暴雨事件对象，记录暴雨事件空间位置、降雨数据等状态信息；图有向边对暴雨顶点进行关联，记录暴雨状态之间的关系、变化速度、方向等动态信息.最后，综合时间序列模型和空间拓扑关系，设计基于图的暴雨事件组织模型，基于Neo4j图存储方式R-Tree空间索引存储暴雨矢量数据集，并构建暴雨事件库.基于Neo4j和Oracle Spatial的暴雨事件库的对比分析结果表明，Neo4j事件库在数据入库和时空查询性能方面具有优势.

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2019年, 第39卷, 第3期　刊出日期：2019-03-09

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