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2020年, 第40卷, 第1期　刊出日期：2020-01-25
  

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    论文
  • CEV模型下基于双曲绝对风险厌恶效用的最优投资策略
    刘小涛, 刘海龙
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 1-12. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0690-12
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    研究双曲绝对风险厌恶（HARA）型投资者在常弹性方差（CEV）模型下面临完全可对冲随机资金流时的最优动态资产配置问题.随机资金流可以视作一个外生负债，假定其服从带漂移的布朗运动.根据随机控制理论建立该问题的哈密顿-雅克比-贝尔曼（HJB）方程，通过猜测值函数的代数形式，将其化简为两个抛物型偏微分方程并分别求得显式解，从而得到最优投资策略.结果表明该非自融资组合的最优动态配置问题等价于初始财富为所有未来随机净资金流在风险中性测度下累积期望现值与初始禀赋之和的自融资组合的最优动态配置问题.投资策略由短视投资策略，动态对冲策略，静态对冲策略三部分组成.当对模型中参数取特殊值时，策略简化为已有文献的相应结果.最后分析了参数变化对于由随机资金流引起的额外投资需求的影响.
  • 时-频域视角下的集成高阶矩投资组合策略研究
    朱鹏飞, 唐勇
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 13-27. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2402-15
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    针对以往研究不足，本文基于时-频域视角，借鉴"分解-集成"思想，将极大重叠离散小波变换方法与高阶矩投资组合框架相结合，构建了小波-集成高阶矩投资组合模型.鉴于小波函数诸多且性质各异，本文又提出"分解-混合-集成"思想，并构建混合小波-集成高阶矩投资组合模型.基于股票、原油和黄金数据，本文采用构建的模型进行样本外投资组合检验和分析，并进行稳健性检验，实证结果表明：相较于对照组，小波-集成高阶矩策略取得了较好的投资效果，为投资者带来更高的收益、夏普比率以及效用水平；凭借混合诸多小波函数的优势，混合小波-集成高阶矩策略取得了更佳的组合效果，显著优化了小波-集成高阶矩策略.稳健性检验佐证了上述结论.
  • 反收购强度与公司控制权防御
    许金花, 曾燕, 康俊卿
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 28-41. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1549-14
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    本文构建理论模型分析了反收购强度对公司控制权防御的影响与最优反收购强度的选择，并将大股东掏空行为纳入分析框架.首先，在三种不同的反收购决策权归属的情况下，分别考察目标公司的中小股东，代表大股东利益的管理层以及潜在主并企业的三方博弈行为.其次，构建了反收购强度如何影响公司控制权防御的理论模型.最后进行了数值分析，综合阐述了反收购强度对潜在主并企业的出价及目标公司并购概率的影响.主要研究结果表明：1）除开传统文献中提出的谈判收益假说与管理层堑壕假说，反收购条款的控制权防御作用同时也受到目标公司反收购决策主体的影响.2）在三种不同的反收购决策权归属的情况下，主并企业的最优出价均随着反收购强度增加而升高，且随着大股东持股比例增高，最优出价也将会进一步提升.3）反收购强度和反收购决策权的归属是影响并购概率的两种重要因素，当明确反收购归属权时，并购概率随着反收购强度的加强而下降；当目标公司改变反收购归属权时，即使反收购强度增大，并购概率也可能会上升.
  • 基于厚尾分布的非寿险准备金评估模型
    黄一凡, 孟生旺
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 42-54. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0973-13
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    未决赔款准备金评估是财产保险公司偿付能力管理的核心工作，通常使用的评估方法是广义线性模型.当增量赔款数据存在尖峰厚尾特征时，广义线性模型的传统分布假设可能与实际数据不相符合.此外，保险公司的多条业务线之间往往存在一定的相依关系，这就要求对总准备金的评估结果进行相应调整.本文使用三种新的厚尾分布（即幂Fréchet分布、广义对数Moyal分布和全尾伽马分布）代替传统模型中使用的伽马分布、对数正态分布和GB2分布假设，考察它们在未决赔款准备金评估中的应用效果，并应用Copula函数描述了不同业务线之间的相依关系.借助参数化bootsrap和蒙特卡罗随机模拟方法，给出了准备金的预测分布和风险度量值.基于一组实际数据的研究结果表明，厚尾分布对于改善未决赔款准备金的预测效果具有很高的应用价值，而相依性的调整也使得准备金的预测结果更加合理.
  • 股市是经济的晴雨表吗?——基于2005—2017年沪深300指数和采购经理人指数数据
    刘超, 郑莹, 刘宸琦, 刘思源
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 55-68. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0705-14
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    本文采用去趋势交叉相关性分析（DCCA）、多重分形去趋势交叉相关性分析（MF-ADCCA）、基于时间延迟的DCCA算法，选取2005年4月至2017年6月沪深300指数和采购经理人指数数据，对中国股市与经济的相依性、非对称性及传导方向进行研究，并引进DCCA交叉相关系数进行国内外比较分析，结果表明总体来看，股市与经济的交叉相关具有持久性，说明股市与经济存在相互影响；股市与经济的交叉相关具有非对称性：股市收益率（经济增速变化量）呈上升趋势比下降趋势时的交叉相关更具有持久性，同时，二者走势存在背离现象，说明股市不是经济的晴雨表；二者之间传导方向是双向的，且相同时滞时，股市对经济的影响更大；与美、英两国比较，中国股市与经济的交叉相关程度最弱.上述结果为宏观经济预测和调控提供重要参考.
  • 人口政策对老龄化的影响预测——基于出生侧和死亡侧模型分析
    倪宣明, 韦江, 文伟
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 69-78. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-2480-10
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    人口老龄化是当前我国面临的关键性问题之一，本文在增长理论的框架下研究了人口老龄化对经济增长以及人力资本积累的影响.通过引入人力资本，本文建立老龄经济模型并分别从"出生侧"和"死亡侧"的角度对人口规模和人口结构变化的内在机制进行研究，并对老龄化以及三种政策的影响进行了数值模拟预测.理论分析和数值模拟预测的结果显示：新生人口增长率的下降以及代表性个体的预期寿命延长都将导致或加深人口老龄化问题；开放二胎等鼓励生育政策虽在短期内能够缓解人口老龄化问题，但对人均产出可能存在负面影响，从长期来说将不利于人力资本的积累；延迟退休政策在长期内将增加经济体的人力资本积累、人均产出及人均消费，提高教育质量亦存在积极的长期效应.
  • 隐私侵犯经历对网络用户自我披露的影响机制
    王乐, 王璐瑶, 孙早
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 79-92. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0999-14
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    网络用户的自我披露对以用户生成内容为业务基础的互联网企业具有战略意义.然而，隐私侵犯事件层出不穷.如何鼓励有隐私侵犯经历的用户持续披露个人信息对互联网企业至关重要.采用系统性随机分层抽样，结合代理理论和社会契约理论构建模型，研究了隐私侵犯经历对自我披露的作用机制.结果表明，隐私侵犯经历对自我披露意愿具有直接效应和间接效应：隐私侵犯经历与自我披露意愿之间存在强烈负向关系，并通过影响网络用户对隐私政策、隐私保护技术、行业自律和法律执行的有效性感知影响自我披露意愿.本研究阐明了隐私侵犯经历对自我披露的具体作用机制，为互联网企业鼓励有隐私侵犯经历的用户持续披露个人信息提供可操作性建议.
  • 空气质量对公众感知风险与应对意愿的影响研究
    徐戈, 李宜威
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 93-102. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0204-10
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    本文通过收集北京、上海、广州、成都、长沙五个城市每日空气质量数据与百度相关关键词的每日搜索数据，采用结构方程模型的分析方法，研究探讨空气质量的优劣对公众搜索行为的影响.结果显示，空气质量指标下降导致公众感知风险、应对意愿、环境与健康意识三方面相关搜索量的显著增加.另外，还比较五个城市空气质量与搜索行为之间的关系以及搜索行为构成方面的差异，其中北京和上海空气质量与搜索行为之间的关系最强，表明两地民众的感知风险和应对意识最强，而成都、长沙以及广州在这些方面的意识较弱.网络搜索信息为政府部门洞察民众对空气质量的各种反应提供了新的渠道.
  • 不同环境规制下企业废旧产品回收的动态决策研究
    汪明月, 李颖明, 史文强, 郝亮, 全水萍
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 103-118. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0657-16
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    制定科学可行的政策措施是促进企业废旧产品回收再利用的重要手段.在经典博弈论的基础上，充分考虑声誉对企业绩效的正向影响，并将时间因素引入分析模型中，构建了以制造商为主导的动态Stackelberg博弈模型.用该模型系统分析了无约束条件下、奖励条件下、惩罚条件下及奖惩条件下制造商废旧产品回收量、废旧产品回收率、制造商和零售量的利润、制造商的声誉、供应链系统利润，探索了每种政策措施的适用条件及绩效.研究发现，企业具有明显的趋利避害的属性，对于不同政策具有不同的适应时间；企业进行绿色技术创新能够有效地改善其经济绩效和环境绩效；惩罚和奖惩机制在提高回收率（量）和企业声誉的同时，却降低了不同主体与系统的利润；奖励机制对各类要素的作用是正向的，但是需要政府资金支持；奖惩机制的效用大小与政府规定的废旧产品回收率有关.在上述研究结论的基础上，给出了相应的政策建议，以期为绿色转型发展提供相关的理论支撑.
  • 基于数量柔性契约与Markov链的应急物资采购模型
    刘阳, 田军, 冯耕中
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 119-133. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0604-15
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    突发灾害是以一定概率发生的随机事件，其状态总是不断发生转移，使政府已采购的应急物资在状态好转时易造成浪费，在状态持续恶化时难以满足突发需求，因此考虑突发灾害状态转移的应急物资采购策略对提升政府应急物资保障能力至关重要.本文将突发灾害状态转移过程视为一个有限次的齐次Markov链，构建了基于数量柔性契约的应急物资采购模型，分析了政企达成合作的条件与双方最优决策策略.采用数值计算与敏感性分析验证该模型的有效性，讨论了若干外生变量对政企最优决策策略与双方成本收益的影响，提出了重要的管理启示.结果表明，突发灾害状态转移情形下的应急物资采购模型既能提高政府应急物资保障能力，又可以保障企业合理收益与控制政府成本.
  • 引入信号装置的地铁安检反恐博弈模型
    李德龙, 刘德海, 王雷
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 134-149. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1589-16
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    地铁运输面临着提高安检通过效率、加强地铁安全及降低乘客安检成本的需求权衡.通过在安检处加载可诱导潜在袭击者执行"主动丢弃"策略的信号装置，构建了地铁安检部门与潜在袭击者之间的地铁安检反恐博弈模型，实现了对安检通过效率的动态调节，基于对乘客淤滞风险的研究，提出了客流淤滞分级响应机制，并得出了安检部门的策略触发条件.通过分析得出，当潜在袭击者自弃效用低于预期时，安检部门应执行"更新较强信号"策略；当自弃效用高于预期，但安检通过效率低于预期时，应执行"更新较强信号"策略；当自弃效用和安检通过效率均高于预期时，应执行"更新较弱信号"策略；当自弃效用和安检通过效率均满足预期时，应执行"不更新"策略.加载信号装置并引入客流淤滞分级响应机制后，乘客的淤滞量明显变小、排队成本大幅下降、乘客安检成本显著降低.
  • 新能源汽车“双积分”政策对生产商策略与社会福利影响研究
    张奇, 李曜明, 唐岩岩, 高原, 刘伯瑜
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 150-169. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0762-20
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    为进一步促进我国新能源汽车行业的发展，工信部等五部委于2017年9月印发了《乘用车企业平均燃料消耗量和新能源汽车积分并行管理办法》.论文在考虑实施"双积分"政策的前提下，分别构建模型以研究乘用车市场在完全竞争、新能源汽车生产商具有市场势力和传统汽车生产商具有市场势力的三种情况下，乘用车生产商各自的最优决策及最优社会福利.此外，论文进一步定量分析了政策性因素、市场性因素和成本性因素变动对结果的综合作用效果及各因素的贡献程度.研究结果表明：1）"双积分"政策可以有效地促进我国新能源汽车发展，相较而言在完全竞争的市场环境下政策效果最为明显；2）"双积分"政策的收紧会给传统汽车生产商的产量和利润带来负面的影响，对于新能源汽车生产商的产量、利润及社会福利的影响具有不确定性；3）但随着乘用车市场愈发成熟和单位生产成本的下降，市场性因素和成本性因素可抵消政策性因素带来的不确定性；4）此外，成本性因素在所有模型下均表现出最为明显的正向贡献作用.
  • 基于CVaR的能源互补联合系统优化配置模型研究
    谭忠富, 邢通, 德格吉日夫, 林宏宇, 谭清坤
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 170-181. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0611-12
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    由于风电、光电出力具有不确定性，因此会引起电网频率的较大波动，严重影响电能质量.为了保证含有新能源电力系统的稳定运行，特提出风光水储联合调度优化模型.首先，建立含新能源的电力系统优化调度数学模型，该模型追求系统机组耗量最小.在进行含新能源发电的电力系统优化调度中，可被用来调度的出力实际为满足负荷功率后，扣除新能源输出功率的那部分火电机组出力.算例结果表明，本文采取CVaR具有良好的性能；风电与光伏清洁能源机组并入系统中增加了日前调度的不确定性风险，但通过CVaR评估计算系统风险，采取有效的措施会使系统发电成本减少与碳排放量减少.
  • 基于碳排放的开放选址-路径问题及算法
    蒋海青, 赵燕伟, 张景玲, 冷龙龙
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 182-194. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2017-1375-13
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    基于物流对节能减排的重大影响及第三方物流的广泛应用，本文建立了与配送中心规模、配送路径相关的低碳开放选址-路径（OLRP）问题模型，并设计量子进化算法（QEA）进行求解.算法采用先确定车辆及其顾客集，再选择配送中心的策略，并运用局部优化算子进行解的改善.通过目标值与CPU的综合分析，确定重要参数旋转角变化值Δθ，最大迭代次数itermax，种群Popsize的取值范围，并应用Barreto、Prins及Tuzun案例进行实验验证，结果显示碳排放目标的OLRP一定程度上会增大成本，量子进化算法在Barreto案例中的解均值优于LB、CPLEX及SA算法，在Prins案例中的求解效果与CPLEX相近，在Tuzun案例中绝大多数问题的求解结果优于CPLEX，在小规模问题中，优于SA算法，因此QEA是求解OLRP问题的一种有效算法.
  • 集装箱码头装卸作业顺序多目标优化调度模型
    孙玉姣, 胡祥培, 曾庆成
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 195-209. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1000-15
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    集装箱码头装卸是码头作业的基础环节，其作业进度和稳定性直接影响集装箱船舶的在港时间.针对码头装卸作业顺序优化问题中作业时间不确定并且可拆分的特点，本文建立了同时最小化作业总完工时间及"岸边无集卡与堆场无集卡的时间和"的多目标混合整数规划模型.所建立模型的作业时间变量受到决策变量影响且可行域不规则，使得其求解复杂性和难度增加且帕累托前沿解难以搜寻.为求解模型，设计了基于仿真模拟与调度经验规则的PNSGA-II算法.最后，通过与传统NSGA-II算法比较，以及对在静态情景与动态情景下的算例实验进行统计对比，验证了所建立模型与PNSGA-II算法可有效求解集装箱码头装卸作业顺序优化问题，并对码头生成高效稳定的装卸作业调度方案提供决策支持.
  • 考虑用户体验的动态共乘系统设计
    谭卫民, 龙建成, 卢晓珊, 郭宁
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 210-218. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0258-09
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    动态共乘系统是一种新兴的智能出行系统，它通过实时动态地将司机和乘客进行匹配，达到有效整合路网运力资源、缓解交通拥堵和减少环境污染的目的.用户体验的优劣对动态共乘系统的可持续发展至关重要，传统的系统设计只重视运行效率，而忽略了用户心理.为此，本文引入实时反馈、优先权分配以及不动匹配对移除三大机制，提出了一个新的考虑用户体验的动态共乘系统.系统的决策过程分为三个阶段：1）建立基于优先权分配的最大权重双向图匹配模型，以确定当前最优匹配方案；2）基于实时反馈机制，将匹配结果告知出行者；3）基于不动匹配对和最晚出发时刻，进行方案评估.最后，通过数值算例将提出的动态共乘系统与传统系统进行了对比.结果表明，本文提出的系统可以大幅度缩短用户的等待时间，改善用户体验，同时有效地提高系统的运行效率.
  • 基于数据爬虫与动态社会网络的公众环保行为演化研究
    郑君君, 程翼, 马刚, 邵聪
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 219-229. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-1919-11
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    本文运用数据爬虫技术与社会网络分析方法对一个豆瓣公众环境保护小组的信息交互及相应的动态社会网络演化过程进行刻画，并在基于计划行为理论的绿色出行行为意愿模型的基础上，对嵌入在动态社会网络中的公众环保行为演化规律进行了研究.结果表明：在公众环境保护小组的社会网络形成过程中，社会网络的拓扑结构由最初的小世界网络特征迅速演变成为无标度网络特征；降低社会网络中行为主体的信息交互阈值、公众环保信息的差异程度、行为主体的易受影响程度将有利于公众环保豆瓣小组社会网络中信息的有效传播，行为主体对于公众环保信息的掌握与认知将能演化达到更加理想的状态，也将有利于促进公众环保行为的推广.
  • 灰色广义Verhulst模型的构建及其应用
    周伟杰, 党耀国
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 230-239. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0673-10
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    一般认为，灰色Verhulst模型（grey verhulst model，简称GVM）适用于具有单峰或饱和S形的序列.然而，在利用GVM建模时，模拟值有时会出现"漂移"现象，使得模型精度变差.针对这一问题，将常数项引入GVM模型，构建了灰色广义Verhulst模型（grey generalized verhulst model，简称GGVM），并在参数的不同分类下，借助灰色建模序列的非负性，完整地给出了灰色广义Verhulst模型的时间响应式及其还原值.将GGVM与GVM模型分别对四个单峰型序列建模，发现GGVM能有效地解决GVM模型模拟值出现的"漂移"现象.在实证部分，利用新模型对江苏省石油与天然气的基础储量进行建模分析，并与GVM模型、数据分组处理算法比较，验证了GGVM在模拟及预测时的优势.
  • 基于广义梯形模糊数相似度的交叉效率集结
    黄衍, 王应明, 林健
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 240-250. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0721-11
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    在不确定环境下，针对模糊数据的多样性和复杂性，本文结合广义梯形模糊数相似度理论将广义梯形模糊数的交叉效率矩阵转换为交叉互评相似度矩阵，并根据模糊信息检索系统中的布尔模型，以能最大程度还原信息本身为准则，构建满足"正相容性"的有序几何平均集结函数对交叉互评相似度矩阵进行集结，从而得到关于每个决策单元的同行评价综合相似度.根据决策单元的同行评价综合相似度，建立反映决策者偏好的模糊一致性偏好矩阵，并对决策单元进行集结权重的分配，根据分配结果计算决策单元的全局交叉效率值.本文的集结方法可以解决不确定环境下，交叉效率矩阵数据多样性的问题，有较高的适用性；并且其集结结果具有较高的一致性和稳定性.最后本文以梯形模糊数的交叉效率矩阵为算例，来说明该方法的合理性和适用性.
  • 基于Kriging模型的多点加点准则和并行代理优化算法
    张建侠, 马义中, 欧阳林寒, 汪建均
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 251-261. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0757-11
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    针对并行仿真环境下复杂工程系统的优化设计问题，提出一种基于Kriging模型、多目标策略和聚类方法的并行代理优化算法.该算法的多点加点准则，以同时优化期望改进准则和可行性概率准则为目标，首先生成兼具目标响应改进和可行域边界刻画功能的备选试验点集；再利用聚类方法从备选点集中选取多个有代表性的新试验点.通过两个数值算例和一个工程算例，将所提并行优化算法与已有算法做比较，结果表明所提算法具有更高的优化精度、效率和稳健性.
  • 考虑用户行为和排错延迟的多版本软件可靠性增长模型
    杨剑锋, 胡文生
    系统工程理论与实践. 2020, 40(1): 262-272. https://doi.org/10.12011/1000-6788-2018-0824-11
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    软件在测试阶段和使用阶段操作环境的差别导致软件测试可靠性和运行可靠性不完全相同.软件在发布后的使用和维护阶段，软件可靠性的增长不仅体现在软件固有故障的排除，而且用户对软件的熟悉程度也会影响软件的可靠性.本文研究了软件固有故障检测过程、固有故障纠正过程和外在失效过程的特征，建立了考虑用户行为和排错延迟下的多版本软件可靠性增长模型.通过一组来自于开源软件用户缺陷跟踪系统中的真实数据进行数值分析，试验结果表明提出的模型具有较好的效果.
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