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    1. 多四旋翼无人机分布式固定时间自适应编队控制
    徐辉, 崔国增, 李泽
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2245-2257.   DOI: 10.12341/jssms22483
    摘要82)      PDF (1209KB)(50)    收藏
    针对具有外部扰动和参数不确定性的多四旋翼无人机,提出了基于指令滤波反步方法的分布式固定时间自适应编队控制算法.通过引入固定时间指令滤波及构建非光滑误差补偿机制,有效地避免了"复杂性爆炸"问题并在固定时间内移除了滤波误差的影响.此外,通过设计分段函数,巧妙地解决了分布式控制器中存在的奇异性问题.利用固定时间稳定性理论,严格证明了闭环系统是实际固定时间稳定的,且闭环系统中所有信号有界,同时编队跟踪误差在固定时间内收敛到原点附近充分小的邻域内.最后,仿真算例验证了所提出的分布式固定时间控制策略的有效性.
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    2. 具有访问约束的网络化系统鲁棒模型预测控制
    祝超群, 张磐
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2258-2278.   DOI: 10.12341/jssms21631
    摘要67)      PDF (813KB)(53)    收藏
    针对一类存在介质访问和控制输入约束的离散时滞网络化控制系统,提出一种鲁棒模型预测控制器设计方法.考虑到控制输入约束的影响,利用不变椭圆集将控制输入约束转化为线性矩阵不等式,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳变系统,在此基础上利用时变时滞的上界信息构造李雅普诺夫函数,给出网络化系统随机稳定的充分条件和鲁棒模型预测控制器的设计方法,并分析了时变时滞上界与鲁棒性能指标之间的关系.最后,通过仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性.
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    3. 具有衰减测量和概率通讯延迟的事件触发分布式一致滤波
    于强, 胡军, 陈东彦
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2279-2296.   DOI: 10.12341/jssms21584
    摘要45)      PDF (776KB)(17)    收藏
    文章针对传感器网络下一类具有衰减测量和概率通讯延迟的随机时变非线性系统,研究该类系统的分布式一致滤波算法设计问题.首先,考虑到传感器网络的拓扑结构,状态估计信息可在相关节点间进行交换.注意到相邻节点间的信息传输会产生概率通讯延迟现象,提出事件触发传输方案旨在减少交换传感器节点之间误差较大的估计信息.每个传感器节点使用相邻节点发送的信息来修正自身的状态,从而构造相应的分布式一致滤波器.通过最小化滤波误差协方差上界的迹来求出滤波器增益以及一致增益.此外,对滤波误差协方差上界矩阵的单调性进行理论分析,并通过数值仿真验证所提出的滤波算法的可行性和有效性.
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    4. 分户热计量建筑节能热舒适经济模型预测控制研究
    常绪成, 苗满香
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2297-2311.   DOI: 10.12341/jssms20452
    摘要17)      PDF (221439KB)(5)    收藏
    为了获得满意的建筑采暖热舒适,并同时降低维持建筑热舒适的采暖经济成本,针对分户控制和热计量绿色建筑,提出了一种基于经济模型预测控制(EMPC)的节能热舒适预测控制策略.为此首先建立了采暖房间的非线性热舒适模型.采用近似方法,得到实用的非线性热舒适预测模型.构造了节能热舒适经济性能函数和优化问题来实现动态过程经济性能最优,得到了节能热舒适模型预测控制策略(EETCMPC).最后通过模拟仿真,与双层经济性能优化模型预测控制策略(DMPC)进行了比较分析.仿真结果表明,采用EETCMPC时,散热器辐射热量减少了,具有8.9%的节能效果.因此,该方法在分户热计量建筑采暖控制中切实可行,在获取满意的热舒适时,采暖房间的用热经济性能得到了提升,具有工程指导意义.
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    5. 基于因子载荷二叉树的高维投资组合优化
    倪宣明, 陈檬檬, 钱龙, 赵慧敏
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2312-2326.   DOI: 10.12341/jssms22033
    摘要23)      PDF (833KB)(12)    收藏
    二叉树结构有助于张成复杂的资产空间.针对个股,文章使用多种不同的划分依据生成了多层的二叉树,并对所有节点组合张成的高维资产空间进行了投资组合优化.具体的,文章首先选取三种适用于A股的因子:价值、规模和换手率,在此基础上生成4种不同的二叉树组合(TS)数据集进行高维投资组合优化.随后,基于A股2000年至2020年所有股票数据,文章的实证结果显示,相比直接基于个股,基于树组合进行投资组合优化能够显著改善全局最小方差(GMV)和均值-方差(MV)策略以及带稀疏惩罚项GMV和MV策略的样本外夏普率、标准差和最大回撤率表现.最后,基于前新冠疫情数据集的结果表明本文结论具有很好的稳健性.
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    6. 基于多主体仿真模型的公众房价预期演化研究
    何静, 李秀婷, 董纪昌
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2327-2346.   DOI: 10.12341/jssms21610
    摘要27)      PDF (2866KB)(9)    收藏
    结合复杂适应系统理论,基于多主体建模方法构建公众房价预期演化模型,并考察不同社会网络属性、不同调控政策环境以及不同媒体属性等三种情景下公众房价预期的演化过程.研究结果表明:随着社会网络平均中心度的增加,房地产市场公众看涨预期增加.在宽松(紧缩)政策环境下,随着政策密度的提高,持看涨(看跌)预期的主体人数逐渐增加,但宽松政策环境和紧缩政策环境对公众房价预期影响具有非对称性.当媒体态度与调控政策方向一致时,随着媒体关注度提高,媒体报道对公众房价预期引导作用越明显.当媒体态度与调控政策方向相反时,媒体态度对公众房价预期影响存在差异.
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    7. 跨境数据传出机构的风险分类管控和影响因素分析
    李金, 张黎明, 李建平, 邢潇
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2347-2366.   DOI: 10.12341/jssms21623
    摘要27)      PDF (2717KB)(12)    收藏
    重要数据的跨境流动给中国数据安全和国家安全带来隐患,合规有序的数据跨境流转是数字经济健康可持续发展的重要保障.文章针对重要数据跨境传出机构的分类分级管理展开研究,基于重要数据跨境流动二分网络模型构建数据流动路径风险量化算法,利用AUC指标与K-核分析验证其稳健性和有效性;采用$K$-均值聚类分析方法,对重要数据跨境传出机构进行分类分级处理;并基于统计模型从网络空间维度、机构维度和时间维度对机构数据跨境传出行为的影响因素展开实证分析.文章为重要数据跨境流动风险提供了更为全面和精确的风险定量分析方法,并对数据传出机构进行合理有效细分,为相关领域的从业者和研究者提供重要数据传出机构的分类分级监管参考.
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    8. 高维时变投资组合模型的构造及估计
    刘丽萍, 吕政
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2367-2382.   DOI: 10.12341/jssms21698
    摘要31)      PDF (701KB)(15)    收藏
    在大数据背景下,高维资产组合的构造以及选择是金融领域研究的热点和难点问题.文章构造了基于SCGARCH模型的含有范数约束的高维时变最小方差投资组合模型,将其记为NC-MVP-SCGARCH.该组合的优势主要体现在两方面:首先采用SCGARCH模型来估计和预测组合的重要输入变量——资产间的协方差阵,该模型将改进的乔列斯基分解法和卡尔曼滤波估计方法相结合,在解决了高维数据所面临的维数诅咒的同时,考虑了过去市场信息对协方差阵估计的影响;其次,基于范数约束的最小方差投资组合(NC-MVP)将 l 1l 2范数有机结合,更加适用于高维资产.研究发现:文章构造的NC-MVP-SCGARCH组合效果更优.
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    9. 基于多语言搜索引擎数据预测旅游需求研究
    于翠翠, 寇红红, 孙少龙
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2383-2398.   DOI: 10.12341/jssms22004
    摘要32)      PDF (1655KB)(18)    收藏
    在大数据时代,搜索引擎数据(search engine data,i.e.,SED)作为一种强大的工具被广泛用于预测领域,如旅游需求和原油价格预测.值得探究的是,基于不同搜索语言的SED可能有不同的预测能力,引入多语言SED以提高预测目标的预测精度则成为预测领域的研究方向之一.因此,文章采用不同语言搜索引擎数据和人工智能技术,探讨结合多语言SED和单一语言SED在旅游市场需求方面的预测能力.具体地,以中国香港入境游客量为研究样本,以中文,英文,日文和韩文为关键词筛选语言,相应地收集多语言SED,实现1--3期提前预测.实证结果得到3个显著性结果:首先,单一语言SED可以明显提高预测精度.其次,多语言SED也可以作为具有预测能力的数据源,以提高预测精度.第三,多语言SED在各方面的预测能力与单一语言SED预测能力相近,并未表现出明显优势.研究结果可为预测变量的拓展提供理论支撑,以及为旅游业研究人员和从业人员提高旅游需求预测准确度提供参考.
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    10. 公平性指派问题及均值逼近求解算法
    何胜学
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2399-2411.   DOI: 10.12341/jssms21499
    摘要30)      PDF (834KB)(8)    收藏
    为了平衡任务指派后代理之间的工作负荷,建立了公平性指派优化模型,并给出了一种求解问题全局最优解的数值方法.将指派后各代理工作负荷与平均负荷的差的平方和作为工作负荷公平性的度量指标,结合经典指派问题约束建立了公平性指派模型.以工作负荷矩阵是否可以分解为两个特殊矩阵之和对问题进行了分类,指出了一般情况下公平性指派问题属于一类特殊的三次指派问题.通过有规律遍历工作负荷的可行取值范围,将问题求解转化为一维搜索内嵌求解系列经典线性指派问题.从理论上证明了均值逼近算法的合理性,同时指出算法的时间复杂度为问题规模的四次多项式时间.通过与商业优化软件Lingo的计算结果比较,证实新方法不仅可以得到问题的全局最优解,而且所需的计算时间很短.
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    11. 腐败对企业股权融资成本的影响研究——基于新股发行的视角
    朱宏泉, 陈诗韵, 李亚静
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2412-2431.   DOI: 10.12341/jssms21659
    摘要26)      PDF (792KB)(14)    收藏
    腐败作为一种外部因素,是否会对企业的股权融资成本产生影响?文章以沪深两市A股发行为样本,探讨了地区腐败对企业股权融资成本的影响.研究发现:首先,地区腐败会显著地降低新股发行定价、减少企业的资金募集,导致企业股权融资成本增大,这种影响与企业的异质性和企业所在地的市场环境相关,即高技术行业的企业、位于市场化程度低的地区的企业,地区腐败对其股权融资成本的影响相对较弱;其次,地区腐败越严重,所在地区的公司上市后三年的价值也越低;第三,路径分析显示,地区腐败对公司股权融资成本的影响会通过公司上市前是否有风险投资参与、公司现金持有量的多少产生作用.在考虑内生性、遗漏变量和更改腐败程度的度量指标等一系列稳健性检验后,结论依然成立.文章的工作进一步丰富了地区腐败的经济后果研究,同时也拓展了新股发行定价的影响因素研究.
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    12. 均值-方差准则下保险公司带内幕信息的时间一致投资-再保险策略
    何志强, 陈凤娥, 彭幸春
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2432-2447.   DOI: 10.12341/jssms21211
    摘要26)      PDF (904KB)(13)    收藏
    文章研究在拥有内幕信息时保险公司的时间一致投资-再保险策略.假设保险公司的盈余过程为跳-扩散过程,证券市场由一个无风险资产和一个风险资产组成,且保险盈余过程与风险资产价格过程相关.从交易开始,保险公司掌握一些有关未来时刻风险资产价格的内幕信息,该信息受噪声扰动.运用滤子扩张技术将内幕信息下保险公司的财富过程进行转化.在动态均值-方差准则下,通过求解扩展的HJB方程组得到时间一致均衡投资-再保险策略以及均衡值函数的显式解,并给出相应的有效前沿.最后运用数值模拟方法分析了内幕信息及模型参数对均衡策略及有效前沿的影响.
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    13. 政府补贴下基于供应链社会责任的回收模式研究
    姜旭, 卓越, 姜西雅
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2448-2461.   DOI: 10.12341/jssms21547
    摘要33)      PDF (689KB)(17)    收藏
    随着中国循环经济的发展,社会对企业构建绿色供应链、落实废弃产品回收处理的期望值逐步加大.在此背景下,文章围绕制造商回收、销售商回收和第三方回收3种逆向供应链回收模式.基于Stackelberg博弈分析,考虑制造商与销售商同时承担企业社会责任(CSR),构建了采取政府补贴策略的制造商主导型回收模型.通过不同回收模式比较和数值仿真,从社会责任和经济效益的角度,分析了政府补贴对可再制造废旧品回收和供应链社会责任(SCSR)水平的影响.研究表明:在再制造成本节约水平存在优势的条件下,政府补贴不仅能使供应链中各企业更好承担社会责任,而且可以提升回收方的回收积极性,还可以更好促进绿色经济发展,为政府完善可再制造资源回收政策和企业回收模式决策提供理论依据.
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    14. 基于微分博弈的商业银行与互联网金融平台的合作策略分析
    文学舟, 张盛达
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2462-2481.   DOI: 10.12341/jssms21672
    摘要23)      PDF (1609KB)(7)    收藏
    商业银行和互联网金融平台的合作与否会直接影响小微企业融资获得率与融资成本,进而影响小微企业的生存与发展.基于微分博弈理论,从声誉的角度探讨了商业银行与互联网金融平台在分散决策、Stackelberg主从博弈与协同合作决策三种模型下的最优策略,然后比较了三种模型下的均衡结果,并通过数值分析进行验证.研究结论表明,为最大化提升小微企业的声誉,商业银行和互联网金融平台应对小微企业给予适当的激励;小微企业收益与商业银行边际收益和互联网金融平台边际收益呈倒"U"形关系;商业银行与互联网金融平台合作与否取决于小微企业边际收益与贷款方边际收益的相对大小.最后,文章据此提出了促进三者良好互动发展的对策建议.
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    15. 总权误工工件数的单机双代理可拒绝排序问题
    张新功, 李露
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2482-2496.   DOI: 10.12341/jssms21678
    摘要17)      PDF (440KB)(5)    收藏
    文章研究了工件可拒绝的单机双代理排序问题.可拒绝意味着决策者会选择拒绝一些获利较小耗费资源多的工件,但拒绝会产生相应的拒绝费用.第一个代理工件可拒绝,目标函数为总误工、总权误工损失、总完工时间与拒绝费用之和.在第二个代理工件的总权误工工件数不超过定值的情况下,寻找一个使得第一个代理的目标函数值最小的排序方案.文章提出了相应排序问题的最优性质及伪多项式时间动态规划算法,分析了算法的时间复杂度,最后通过算例来说明了算法的可行性.
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    16. 右删失数据下带协变量威布尔分布模型参数的估计
    刘开元, 谢田法
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2497-2507.   DOI: 10.12341/jssms22122
    摘要27)      PDF (516KB)(8)    收藏
    研究了数据右删失时威布尔分布刻度参数依赖于协变量情形下模型参数的估计问题,通过EM算法求解参数的极大似然估计.详细给出E步推导过程的同时,利用稳定的Gauss-Seidel迭代来实现M步.文章通过计算机模拟考察了所提方法在不同删失比例下的表现,并通过实例分析展示了该方法的应用.
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    17. 基于group SCAD惩罚的非对称乘法copula模型选择及其应用
    刘俊杰, 胡永宏
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2508-2530.   DOI: 10.12341/jssms22017
    摘要25)      PDF (853KB)(8)    收藏
    捕捉变量间相依结构中的非对称性有助于把握其间的地位关系.非对称乘法copula模型常用于刻画非对称相依结构,但在应用中面临模型选择问题.文章首次将正则化思想与非对称乘法copula模型相结合,并依据权重参数的群组结构对模型中各copula成分的权重施加groupSCAD惩罚,构建惩罚似然函数,采用单步LLA算法得到权重的稀疏估计,自动剔除对模型整体贡献较小的copula成分,实现模型选择.同时,文章还给出了惩罚似然估计量的收敛率及其证明.在数值模拟中,文章所构建的模型选择方法具有较高的准确性与精度,在模型误设定的情形下则会选择出与真实模型最为接近的copula成分组合.在实证分析中,文章应用非对称乘法copula模型分析医药产业板块的横向与纵向关联,从结果来看本文的模型选择方法能较好地应对实际数据,选择出合适的copula成分组合,刻画板块相依结构中潜在的非对称性.
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    18. 阈值调控策略的流体休假排队均衡分析
    张怡通, 徐秀丽
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2531-2554.   DOI: 10.12341/jssms21493
    摘要18)      PDF (1117KB)(10)    收藏
    文章基于博弈理论和排队理论对带有阈值调控策略的流体休假排队模型进行经济学分析.假设缓冲器在休假期和工作期之间交替运行,且在工作期内根据流体水平大小提供高速和低速两种服务速率.在完全可见的情况下,利用更新过程理论和线性常微分方程组的标准型理论得到流体均衡止步策略和稳态概率分布,进而利用经典Laplace-Stieltjes变换(LST)给出稳态下缓冲器的平均流体水平.根据经济学和效用型原理,建立结构合理的社会收益函数,并利用粒子群优化算法对使用BitTorrent Sync软件的节点进行性能分析.最后通过数值仿真,研究了平均社会收益的敏感性变化,研究结果可为移动通信网络中的管理和调控提供参考.
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    19. 基于有限非链环上常循环码的量子同步码
    刘莹, 张耀宗, 高健, 马芳卉
    系统科学与数学    2022, 42 (9): 2555-2564.   DOI: 10.12341/jssms22207
    摘要33)      PDF (350KB)(11)    收藏
    在量子通信中,量子同步码不仅能纠正量子比特上的Pauli错误,而且能纠正信息块同步错误,降低了对外部硬件的需求.一般情况下,量子同步码的构造研究主要基于有限域上的对偶包含循环码.但由有限环上的常循环码构造量子同步码的研究较少.设有限非链环$\mathscr{R}=\mathbb{F}_q[u,v]/\langle u^2-1,v^2-1,uv-vu\rangle$,其中$q$是某个奇素数的幂次,$u^2=1,v^2=1,uv=vu$.文章基于环$\mathscr{R}$上的$uv$-常循环码提出了一种构造量子同步码的新方法并由此得到了一些最优的量子同步码.
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    20. 基于区块链的知识社区中通证激励分配垄断对用户知识贡献的影响
    李志宏, 谢永靖, 许小颖
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1362-1374.   DOI: 10.12341/jssms22018ZX
    摘要156)      PDF (834KB)(122)    收藏
    区块链通证激励的兴起,为解决用户内容创作动力不足的问题提供了新思路,但其在实际落地过程中仍面临着诸多挑战.文章以基于区块链的知识社区Steemit为研究对象,通过采集区块数据,从激励平等性和知识贡献效率两个维度分析了社区通证激励机制的现状及问题,从而揭示社区通证激励分配垄断的现象,并探究了通证激励分配垄断对用户知识贡献的影响.研究结果表明:社区的通证激励分配被少部分头部用户所垄断,且社区的激励分配机制不能有效反映用户的知识贡献水平;通证激励分配的不平等性降低了用户的内容生产和内容发现水平.
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    21. 对于基于区块链的在线数字内容平台框架及其运营机制的初步探讨
    罗双玲, 丁雨楠
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1375-1388.   DOI: 10.12341/jssms22023ZX
    摘要98)      PDF (1083KB)(42)    收藏
    区块链技术对克服传统数字内容平台的局限性展现了良好的前景.然而,当前已有的基于区块链的数字内容平台还存在一定不足之处.有必要对这类平台的技术体系结构与业务经营模式进行进一步研究.对此,文章设计了一个基于联盟区块链的数字内容平台的框架,把数字内容经营的多方参与者纳入平台体系,提供数字内容经营与知识产权治理的一体化解决方案;同时通过联盟区块链组成多机构共同参与和管理的网络,形成内生竞争机制,抑制平台经营商的垄断.与所设计的平台架构相适应,进一步在PoA共识机制基础上设计了平台的共识达成和认证机构信誉调整机制,把共识流程跟机构信誉调整流程耦合,促进机构更好地提供平台服务.基于所提的平台架构,进而对这一平台中的运营模式进行了初步分析.
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    22. 在线健康社区用户知识分享行为研究
    张军, 孔杉杉, 李新旺, 冯立超, 李鹏
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1389-1401.   DOI: 10.12341/jssms22025ZX
    摘要87)      PDF (1308KB)(52)    收藏
    在线健康社区已成为患者及家属获取健康知识的重要平台,探究不同类型用户的知识分享行为可以提升社区的信息服务质量.文章基于知识协同建构理论,构建用户交互行为网络和知识网络,基于关键用户识别和关键路径发现算法,挖掘知识分享行为规律.文章以胆系癌症疾病社区为例开展实证研究,结果表明在关键用户引领下构成了跨多社区的知识交互行为模式,普通用户倾向与社区内疾病类型相同的其他用户进行交互.关键用户的知识分享集中在术前检查和疾病症状的知识型,普通用户的知识分享集中在术前检查知识型;关键知识路径体现了疾病治疗不同阶段的用户知识需求.
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    23. 基于变分图自编码器的社区发现方法研究
    刘鹏, 桂亮, 刘惠宇
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1402-1410.   DOI: 10.12341/jssms22016ZX
    摘要72)      PDF (811KB)(28)    收藏
    社区发现是复杂网络研究领域的一个重要问题,传统社区发现方法是通过节点间连边紧密程度而实现社区划分的,无法纳入节点的非结构属性.对此,文章基于变分图自编码器(VGAE),提出了一种兼顾节点连边与属性信息的网络社区发现方法(VGAE-INA,VGAE incorporating node attributes),并利用两个不同领域的现实网络数据进行了验证.研究结果表明,通过无监督的迭代学习,文章所提出的融合节点属性特征的变分图自编码器方法可以在同时考虑节点连边关系和节点属性特征情况下有效完成网络社区探查的任务.
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    24. 基于LDA主题建模的教师队伍建设改革政策文本分析
    杜燕萍
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1411-1422.   DOI: 10.12341/jssms22015ZX
    摘要57)      PDF (861KB)(30)    收藏
    文章引入LDA主题建模分析法,从政策工具视角对27个省直辖市区"关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见"政策文本的进行深入的内容挖掘.首先,通过LDA挖掘出政策文本的三大主题,并分析政策工具的使用状况.其次,对挖掘出的政策主题进行区域差异分析.最后,提出"关注并兼顾不同主体的能动需求,协调政策诉求;建立结构化的政策目标体系,合理配置选用政策工具;打破地方政策的源路径依赖,因地制宜选择主题热点和工具"等对应性建议.通过对政策文本内容的量化研究方法的创新使用以及与政策工具视角的融合,使得本研究具有一定的理论解释力与实践指导力,对政策制定尤其是地方阐释性政策提供较为科学,客观的实际证据,实现教师教育政策研究主观与客观,经验与诠释的二元统一.
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    25. 复杂系统近临界态分析与调控综述
    李莉, 季鹏成, 龚炜, 赵慧, 许佳, 于青云
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1423-1437.   DOI: 10.12341/jssms21703
    摘要66)      PDF (721KB)(45)    收藏
    近年来,复杂系统近临界态的研究引起了诸多领域学者的广泛关注.近临界态是指复杂系统在连续相变点附近所处的状态.处于近临界态的复杂系统往往兼具鲁棒性和灵活性,能够涌现出有益的新特性,也可能在外界扰动下发生系统级大规模灾害.文章以复杂系统近临界态作为研究对象,首先描述了近临界态的性质及其对复杂系统的影响.随后基于当前的研究成果,详细分析了复杂系统近临界态的建模、预测以及调控相关的理论与方法.在建模方面,主要分析了元胞自动机、网络理论和相关计算、渗流模型、长瞬态以及随机噪声;在预测方面,详细阐述了基于时间序列和机器学习的预测方法;在调控方面,着重讨论了基于噪声和参数的调控理论与方法.文末总结并展望了复杂系统近临界态研究的发展趋势.
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    26. 输入饱和时变参数不确定离散时间系统的预见控制
    李丽, 卢延荣
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1438-1453.   DOI: 10.12341/jssms21458
    摘要45)      PDF (560KB)(39)    收藏
    针对一类时变参数饱和离散时间系统,为了实现系统预见跟踪性能,文章提出了一种目标值信号预见补偿控制方法.首先,引入一个与状态变量有关的辅助变量,构造出包含目标值信号未来信息的扩大误差系统,将原系统的预见跟踪问题转化为扩大误差系统的 H 控制问题;然后,针对所推导的扩大误差系统,采用一种改进后的扇形条件处理饱和项,并提出一个带有预见作用的状态反馈.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技巧,给出闭环系统渐近稳定的充分条件及预见控制器的设计方法.通过求解LMI,确定预见控制器增益矩阵.数值仿真表明文章结果的有效性.
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    27. 概率布尔网络的牵制鲁棒镇定
    沈宇桐, 徐勇
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1454-1466.   DOI: 10.12341/jssms21477
    摘要70)      PDF (390KB)(31)    收藏
    文章研究概率布尔网络通过牵制控制器依概率1实现鲁棒镇定的问题.首先,利用矩阵的半张量积,给出带有干扰的概率布尔网络在牵制控制下的代数表示,通过牵制反馈控制器,改变了状态概率转移矩阵的列,得到了可在任意干扰下依概率1实现鲁棒镇定的概率布尔网络.其次,根据状态概率转移矩阵列的变化,确定牵制节点集,验证了牵制反馈矩阵的可解性并提出牵制控制器的设计算法.最后,给出实例说明结果的有效性.
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    28. 具有分布式无限通信时延的多智能体系统的领导者-跟随者一致性研究: M-矩阵方法
    邓娅, 朱伟
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1467-1477.   DOI: 10.12341/jssmsE20251
    摘要71)      PDF (529KB)(48)    收藏
    文章研究了一阶多智能体系统的领导者-跟随者一致性问题.在考虑跟随者之间具有无限通信时延的情形下,设计了相应的分布式控制协议.基于 M-矩阵方法与不等式分析技巧,在假设智能体通信拓扑存在以领导者为根的生成树下,获得了多智能体系统达到领导者-跟随者一致性的充分条件.最后通过数值仿真验证了所获理论结果的有效性.
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    29. A *算法的代数表示
    延卫军, 张利军, 毕冬瑶
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1478-1489.   DOI: 10.12341/jssms21707
    摘要60)      PDF (771KB)(28)    收藏
    A *算法是一种基于图遍历的路径搜索算法,被广泛应用于人工智能的许多领域.文章基于矩阵半张量积理论研究了 A *算法的矩阵表示.首先利用矩阵半张量积给出了一般搜索问题动态行为的代数表示.在新的表示方式下,得到了优化问题有解的充分必要条件.接着,给出了 A *算法的代数表示.最后给出了一个数值例子来说明本文的理论结果.
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    30. 中长期粮食需求预测研究综述与展望
    刘秀丽, 相鑫, 秦明慧, 窦羽星
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1490-1502.   DOI: 10.12341/jssms21435
    摘要90)      PDF (738KB)(43)    收藏
    文章首先论述了中长期粮食需求预测的战略意义和科学意义,然后从中国粮食消费的特点和趋势、粮食消费的主要影响因素、粮食需求总量预测方法、分类粮食需求量预测方法四个方面对国内外研究现状进行了综述.进一步对已有研究的预测结果存在很大差异和较高误差的原因进行了总结.一是对中长期不同地区、不同收入水平的居民膳食结构的变化规律往往难以把握,而且高度聚集的粮食(食物)分类掩盖了居民膳食结构变化这一重要趋势,影响到了预测精度.二是模型中对粮食需求的主要影响因素考虑不全面,未能够将人口年龄结构、性别结构、膳食结构、收入水平、食物生产转化、食物浪费等影响粮食需求的关键因素整合起来量化分析.三是需求系统中收入水平、价格弹性、动物性食物和饲料粮之间的转化率、消费阶段粮食的浪费率等设置的差异、居民在外就餐的忽略或简单估计,造成模型预测值的较大差异.最后,对中长期粮食需求预测研究提出如下展望.第一,需要构建跨领域多学科融合的理论体系,更加关注新趋势、新因素及跨学科跨部门关键因素的整合.第二,注重相关数据的统计和校准,结合文本挖掘、机器学习等数据处理方法,充分发挥多源数据在预测中的作用.第三,模拟仿真人口政策、粮食价格、税收和补贴政策等变化对中长期粮食需求和粮食安全的影响,为中长期粮食供给的恰当方案提供政策依据.
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    31. 引入投资者关注度的股指收益率预测研究——基于差分进化算法极限学习机模型
    唐旻, 黄志刚
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1503-1518.   DOI: 10.12341/jssms21171
    摘要52)      PDF (681KB)(24)    收藏
    投资者关注在股市中的作用是近年来研究的热门问题之一.文章创新性地将百度指数作为中国市场投资者关注度指标加入以差分进化算法优化的极限学习机(DE-ELM)中,研究百度指数对中国股票指数的预测能力.实证结果显示,差分进化算法极限学习机(DE-ELM)模型的预测能力较传统计量模型ARIMA模型和传统神经网络模型BP神经网络模型显著提高,且加入百度指数能够提升DE-ELM模型对股指收益率的预测精度,其中以加入“牛市”、“熊市”和“金融危机”3个百度指数的差分进化算法极限学习机(DE-ELM)预测精度最高,结果最稳定.
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    32. 考虑警情处置可靠性的警力备勤选址研究
    杨建华, 丁肇炜
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1519-1536.   DOI: 10.12341/jssms21555
    摘要46)      PDF (1052KB)(10)    收藏
    针对警情处置中可能出现的出警延迟或警员装备不足等情况,研究多点协同出警的备勤选址问题.首先分析警情处置可靠性的关键要素,并根据处置要求重新划分警情类别.通过考虑出警决策部署时警员战斗力与机动能力的差异,重构警力属性与警情处置的对应关系,在此基础上建立支持多警协同的备勤选址决策模型.文章提出了基于随机警情事件的选址优化算法,以 BD派出所真实发案数据统计模拟,采用多元启发式策略求解.结果表明该模型能够有效降低案件滞延率,提升警情处置可靠性.通过多季节发案数据验证,优化后的备勤警力能够较好地满足公共安全需求,并为犯罪预防提供新的思路.
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    33. 考虑节假日影响效应的景区客流量预测研究——基于Prophet-NNAR的混合预测方法
    李勇, 李云鹏
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1537-1550.   DOI: 10.12341/jssms21561
    摘要108)      PDF (983KB)(47)    收藏
    近年来,旅游景区因超负荷接待造成游客滞留的事件屡见不鲜,如何准确有效地预测景区客流量、合理调配资源成为眼下景区管理者十分关切的问题.由于节假日等外部因素的影响,景区客流量的时间序列曲线通常呈现非线性的特征,这增加了准确预测旅游客流量的难度.文章提出一种考虑节假日影响效应的景区客流量预测方法,即Prophet-NNAR混合预测方法:首先,基于考虑了节假日影响因素的Prophet模型预测原始景区客流量序列;其次,使用神经网络自回归模型(NNAR)对Prophet模型预测值的残差部分进行预测;最后,将二者相加作为Prophet-NNAR混合模型的最终预测结果.文章以2013年1月1日至2017年7月31日的九寨沟景区历史客流量数据为研究样本,使用R软件验证Prophet-NNAR混合预测方法的有效性,研究发现Prophet-NNAR混合预测方法的预测性能除了优于单一的模型方法(Prophet模型、不考虑节假日效应Prophet模型、NNAR模型)外,还强于季节自回归求和滑动平均(SARIMA)、指数平滑模型(ETS).此外,借助Diebold-Mariano检验进一步确定了Prophet-NNAR模型的优异性.
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    34. 中国矿产资源的可持续效率及全要素生产率分析
    安庆贤, 赵婧, 戴博
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1551-1565.   DOI: 10.12341/jssms21382
    摘要68)      PDF (811KB)(26)    收藏
    矿产资源可持续利用是可持续发展的重要组成部分,提升矿产资源可持续发展能力对中国国民经济发展具有重要的战略意义.文章提出了扩展的slacks-based measure (SBM)模型,以中国31个省级行政区为例,对2008--2017年中国矿产资源的可持续效率水平进行评估,并结合全局参比Malmquist-Luenberger指数对中国可持续全要素生产率(totalfactor productivity,TFP)展开分析.从空间异质性、时间趋势等多个维度展开分析,结论如下:中国矿产资源的可持续效率均值有明显的空间分布特征,且国家政策等能明显带动矿产资源可持续效率的提升;2008-2017年,各省级行政区的可持续TFP水平整体上均有所提升,且大部分省级行政区属于技术型和综合型,而效率型较少.最后结合上述结论,对提升中国矿产资源可持续发展能力提出相应政策建议.
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    35. 具有索赔相依的最优再保险与投资策略
    杨鹏
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1566-1579.   DOI: 10.12341/jssms21598
    摘要49)      PDF (525KB)(24)    收藏
    大量实证研究表明,未来索赔与历史索赔相关.基于外推偏差法,文章建立了未来索赔对历史索赔的相依性,给出了保费计算方式,进而建立了保险公司的盈余过程.为了规避索赔风险,考虑了再保险;为了增加财富,考虑了在金融市场投资.因此,保险公司的最优决策包含再保险的最优决策和投资的最优决策.利用随机控制理论建立了值函数满足的Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB)方程和验证定理.进而,在期望效用框架下,导出了最优再保险和投资策略.同时得到了保险公司集中化和分散化的投资准则.最终,在理论和数值实验两方面详细分析了模型关键参数对最优再保险和投资策略的影响,得到了一些深刻的决策建议.
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    36. 基于前景理论的园区环境污染第三方治理机会主义行为防治研究
    黄仁辉, 高明
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1580-1595.   DOI: 10.12341/jssms21476
    摘要52)      PDF (866KB)(21)    收藏
    园区环境污染第三方治理模式中治理企业存在的机会主义行为严重影响治污成效,政府如何采取有效监管策略来区分及规制市场中不同技术水平的第三方治理企业是当前的重点问题.文章基于前景理论构建出政府与治理企业间的信号博弈模型,通过比较不同的均衡结果探究了甄别不同技术水平治理企业的实现条件,并借助数值模拟探讨了相关参数的作用程度.研究发现:政府通过设置合理补贴区间与调节伪装成本可对不同层次的第三方治理企业进行有效区分;随技术水平高的第三方治理企业所占市场份额增大,政府补贴力度要相应提升,并需同步提高伪装成本;决策主体受风险态度参数影响较大,需尽力稳定主体的风险偏好.最后,针对相应结论给出政府监管策略建议.
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    37. 基于最优演化策略的社交网络舆情传播控制方法
    冶治玲, 王志军
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1596-1615.   DOI: 10.12341/jssms21486
    摘要57)      PDF (6272KB)(26)    收藏
    文章提出了基于信任机制的舆情传播模型,引入个体预期收益与最优演化搜索动力学对群体搜索策略进行分析.针对信息搜索策略,分析非合作与合作环境中的演化稳定搜索策略,以最大化群体预期信息收益.在考虑信息搜索价值的情况下,分别讨论正面/负面舆情信息的演化与最优搜索策略的并行预期收益.最后,基于真实社交网络数据集对进行数值算例分析,结果表明:所提算法较经典舆情传播控制算法而言具有较高的精度与效率.
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    38. 员工流失的影响因素分析与预测
    王冠鹏, 秦双燕, 崔恒建
    系统科学与数学    2022, 42 (6): 1616-1632.   DOI: 10.12341/jssms21320
    摘要81)      PDF (1235KB)(33)    收藏
    文章采用高维数据变量筛选的方法对衡量员工离职的诸多因素进行统计分析,并对员工离职情况进行了预测.分别使用了由Cui等(2015)提出的MV (Meanof Variance)方法和LASSO方法对高维数据进行变量筛选,选出了与员工离职相关较为密切的的变量进入分类模型.为保证模型预测结果的准确性,文章选择了支持向量机、随机森林、XGBoost以及Logistic模型四种机器学习模型对员工离职情况进行预测.在100次的实验中,相比于另外的7种组合模型方法,MV变量选择下的随机森林模型的平均分类准确率最高,达到95.43%.通过改变训练集与验证集的比例、抽取80%样本数据、增加随机扰动三种方式来验证上述实验结果,发现仍然是MV方法下的随机森林的平均分类准确率最高,且该组合模型具有较好的稳健性能.
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    39. 高维多项式微分系统Zero-Hopf分岔分析及算法推导
    黄博, 韩德仁
    系统科学与数学    2021, 41 (12): 3280-3298.   DOI: 10.12341/jssms21399
    摘要227)      PDF (459KB)(159)    收藏
    针对高维多项式微分系统的Zero-Hopf分岔进行分析.首先,我们将分岔分析问题约化为代数问题,并基于半代数系统求解的符号算法给出微分系统存在~Zero-Hopf~分岔点的判定方法.然后,基于二阶平均方法推导出微分系统Zero-Hopf分岔分析的算法框架,并利用符号计算方法通过具体算例开展了极限环分岔研究,得到了一些新结果.最后提出几个相关的研究问题.
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    40. 带衰减观测和随机传感器偏差的多传感器AR信号融合辨识与估计
    万涛, 孙书利
    系统科学与数学    2021, 41 (1): 1-16.   DOI: 10.12341/jssms14092
    摘要362)      PDF (910KB)(385)    收藏

    研究了带衰减观测和随机传感器偏差的多传感器AR信号融合辨识与估计问题. 首先, 将AR模型转换为状态空间模型, 将状态和传感器偏差进行增广得到一个等价的状态空间模型, 给出了当系统模型精确已知下的最优滤波算法. 然后, 当AR 信号参数、衰减观测随机变量的数学期望和方差未知时, 提出了两段辨识算法. 第一段采用递推增广最小二乘法(RELS)得到AR信号参数的局部估值, 并利用按矩阵加权线性无偏最小方差最优估计准则得到AR信号参数的融合估值. 第二段利用相关函数得到虚拟观测噪声方差、衰减观测随机变量的数学期望和方差的估值. 最后, 将每时刻辨识的未知参数代入最优滤波算法中, 获得分布式加权自校正融合滤波算法. 分析了算法的收敛性. 仿真验证了算法的有效性.

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