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    1. 以商圈为中心的O2O动态外卖配送路径优化模型与算法
    周成昊, 吕博轩, 周翰宇, 鲁海燕
    运筹学学报    2022, 26 (3): 17-30.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.03.002
    摘要7590)   HTML526)    PDF(pc) (1042KB)(950)    收藏

    针对线上到线下(Online to Offline,O2O) 外卖路径优化问题,综合考虑其动态配送需求、货物区分等特点以及时间窗、载货量等约束条件,将商圈看作配送中心,将快递员数量与快递员总行驶时间作为最小化目标,提出了以商圈为中心的O2O动态外卖配送路径优化模型。采用周期性处理新订单的方法将相应的快递员路径的动态调整问题转化为一系列静态TSP子问题,设计了一种分阶段启发式实时配送路径优化算法框架,并给出了一个具体算法和一个数值计算实例。在VRP通用算例的基础上,以商圈为中心生成测试算例,对本文算法进行仿真实验,并与其他算法比较。结果表明:本文算法能充分利用新订单附近的快递员进行配送,并优化其配送路径,有效减少了快递员数量与快递员总行驶时间。

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    2. k-均值问题的差分隐私算法综述
    袁藩, 徐大川, 张冬梅
    运筹学学报    2022, 26 (3): 1-16.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.03.001
    摘要7581)   HTML826)    PDF(pc) (993KB)(1125)    收藏

    $k$-均值问题是机器学习和组合优化领域十分重要的问题。它是经典的NP-难问题, 被广泛的应用于数据挖掘、企业生产决策、图像处理、生物医疗科技等领域。随着时代的发展, 人们越来越注重于个人的隐私保护:在决策通常由人工智能算法做出的情况下, 如何保证尽可能多地从数据中挖掘更多信息,同时不泄露个人隐私。近十年来不断有专家学者研究探索带隐私保护的$k$-均值问题, 得到了许多具有理论指导意义和实际应用价值的结果, 本文主要介绍关于$k$-均值问题的差分隐私算法供读者参考。

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    3. 一个基于张量火车分解的张量填充方法及在图像恢复中的应用
    谢文蕙, 凌晨, 潘晨健
    运筹学学报    2022, 26 (3): 31-43.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.03.003
    摘要7332)   HTML65)    PDF(pc) (3899KB)(705)    收藏

    低秩张量填充在数据恢复中有广泛应用, 基于张量火车(TT) 分解的张量填充模型在彩色图像和视频以及互联网数据恢复中应用效果良好。本文提出一个基于三阶张量TT分解的填充模型。在模型中, 引入稀疏正则项与时空正则项, 分别刻画核张量的稀疏性和数据固有的块相似性。根据问题的结构特点, 引入辅助变量将原模型等价转化成可分离形式, 并采用临近交替极小化(PAM) 与交替方向乘子法(ADMM) 相结合的方法求解模型。数值实验表明, 两正则项的引入有利于提高数据恢复的稳定性和实际效果, 所提出方法优于其他方法。在采样率较低或图像出现结构性缺失时, 其方法效果较为显著。

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    4. 单位无穷范数下边权有界的最小支撑树逆最优值问题
    张斌武, 关秀翠
    运筹学学报    2022, 26 (3): 44-56.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.03.004
    摘要7129)   HTML45)    PDF(pc) (888KB)(512)    收藏

    研究了单位$l_{\infty}$范数下边权有界的最小支撑树逆最优值问题。给定一个边赋权无向连通网络$G=(V, E, w)$, 支撑树$T^0$, 下界向量$\bm{l}$, 上界向量$\bm{u}$及数值$K$, 寻求一个新的边权向量$\bm{\bar{w}}$满足上下界约束$\bm{l}\le\bar{\bm w}\le {\bm u}$, 且$T^0$是在向量$\bm{\bar{w}}$下权值为$K$的一个最小支撑树, 目标是在单位$l_{\infty}$范数下使得修改成本$\|\bar{\bm w}-{\bm w}\|$最小。本文给出了该问题的数学模型, 分析了其最优性条件, 设计了求解该问题的时间复杂度为$O(|V||E|)$的强多项式时间算法。

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    5. co-radiant集的等价表示及其在向量优化问题中的应用
    汪文意, 高英, 刘芙萍
    运筹学学报    2021, 25 (2): 135-143.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.011
    摘要4177)   HTML9)    PDF(pc) (787KB)(236)    收藏

    作为特殊的抽象凸(凹)集,radiant集和co-radiant集在抽象凸分析和多目标优化问题理论中发挥着重要作用。首先建立radiant集co-radiant集的等价刻画,从而推导出它们的重要性质。然后,将重要性质应用到向量优化问题近似解的刻画中,得到关于近似解集的等价刻画。

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    6. 考虑时滞效应与均值-方差效用的非零和投资与再保险博弈
    朱怀念, 钟慧, 宾宁
    运筹学学报    2021, 25 (2): 35-54.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.003
    摘要4014)   HTML6)    PDF(pc) (868KB)(204)    收藏

    在考虑时滞效应的影响下研究了非零和随机微分投资与再保险博弈问题。以最大化终端绝对财富和相对财富的均值-方差效用为目标,构建了两个相互竞争的保险公司之间的非零和投资与再保险博弈模型,分别在经典风险模型和近似扩散风险模型下探讨了博弈的Nash均衡策略。借助随机控制理论以及相应的广义Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程,得到了均衡投资与再保险策略和值函数的显式表达。最后,通过数值例子分析了模型中相关参数变动对均衡策略的影响。

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    7. 求解昂贵黑箱全局优化问题的自适应采样组合响应面方法
    白富生, 冯丹, 张柯
    运筹学学报    2021, 25 (2): 1-14.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.001
    摘要3987)   HTML17)    PDF(pc) (3166KB)(317)    收藏

    针对昂贵黑箱全局优化问题,提出了可以在迭代中进行自适应采样的组合响应面方法。在响应面方法的框架下,采用三次径向基函数和薄板样条径向基函数的凸组合作为响应面。在算法的初始迭代阶段,将响应面模型和距离指示函数的幂的乘积构成的辅助函数的全局最优点作为新采样点。在接下来的迭代中,如果连续两次迭代中响应面模型的全局最优点之间的距离小于预先给定的阈值,则将当前响应面的全局最优点作为下一个采样点,否则将采用初始迭代阶段的采样策略得到新采样点。分别在7个标准测试问题上和22个标准测试问题上进行了数值实验,计算结果说明了所提算法的有效性。

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    8. 一种单位化的增量梯度算法
    钱晓慧, 王湘美
    运筹学学报    2021, 25 (2): 81-92.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.006
    摘要3979)   HTML9)    PDF(pc) (707KB)(359)    收藏

    研究目标函数是若干光滑函数和的可分离优化问题,提出了一种单位化增量梯度算法。该算法每次子迭代只需要计算一个(或几个)分量函数的单位负梯度方向作为迭代方向。在一定条件下,证明了采用发散步长的单位化增量梯度算法的收敛性。作为应用,新算法和Bertsekas D P,Tsitsikils J N提出的(没有单位化)增量梯度算法分别用来求解稳健估计问题和源定位问题。数值例子表明,新算法优于(没有单位化)增量梯度算法。

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    9. 基于正交稀疏约束非负张量分解的人脸识别算法
    宋珊, 冯岩, 徐常青
    运筹学学报    2021, 25 (2): 55-66.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.004
    摘要3967)   HTML8)    PDF(pc) (775KB)(276)    收藏

    非负张量分解作为一种特征提取方法,以不会破坏数据的内部结构特征和可解释性强等优势在图像处理和模式识别领域得到广泛的应用。但是,该方法在提取人脸子特征时会存在以下两个问题:一是分解得到的基图像之间存在不必要的相关性,导致冗余信息较多,极占内存;二是编码不够稀疏导致图像表达方式不够简洁。这些问题都会极大的影响人脸识别的准确率。为了进一步提高人脸识别准确率,提出基于正交稀疏约束非负张量分解的人脸识别算法。首先,在传统的非负张量分解中添加正交稀疏约束,降低基图像之间的相关性并获得稀疏编码。其次,利用原始人脸图像和分解得到的基图像计算人脸的低维特征表示。最后,利用余弦相似度衡量低维特征间的相似性,判断两张人脸图像是否表示同一个人。通过在AR数据库和ORL数据库中进行实验,发现提出的改进算法能取得较好的识别效果。

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    10. 求解应急医疗设施分层递进式选址问题的改进免疫算法
    周宇阳, 张惠珍, 马良
    运筹学学报    2021, 25 (2): 15-34.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.002
    摘要3843)   HTML16)    PDF(pc) (3103KB)(393)    收藏

    针对应急医疗设施的特点,提出分层递进式选址方法,对应急医疗设施进行合理选址。首先,通过熵权法对选址所需要考虑的因素进行权重计算,并进行初步选址;其次,考虑设施点的服务容量、重大公共卫生事件下轻重症患者的治疗与转移的实际情况,建立双层级整数规划模型;再次,根据模型的具体特点,设计改进的免疫优化算法对其进行求解;最后,以湖北省孝感市针对突发公共卫生事件的应急医疗设施选址问题为案例进行分析,给出相应的合理选址方案,验证了模型与算法的可行性。

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    11. 基于最优让步均衡协调策略的供应链差价补偿机制研究
    蒋敏, 孟志青, 沈瑞
    运筹学学报    2021, 25 (2): 67-80.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.005
    摘要3805)   HTML10)    PDF(pc) (748KB)(142)    收藏

    制造商为了激励零售商订购更多数量的产品,会在产品零售价下调时提供给零售商一定的补偿,如何制定最优补偿机制是提高供应链收益的关键问题。为此,建立了两阶段销售差价补偿机制下制造商与零售商的博弈模型,分析了纳什均衡解和Stackelberg均衡解下制造商对零售商的差价补偿机制的决策行为,导出了在最优让步均衡策略下差价补偿机制定量关系,并提出了求解给定差价补偿系数下的近似最优让步均衡策略的算法。通过智能产品算例的分析,表明差价补偿机制能提高供应链的期望收益,增加零售商的订购量,进一步,说明差价补偿机制可以有效地改善零供关系。

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    12. 广义de Bruijn有向图的k-元控制集
    董艳侠, 薛涛, 张广
    运筹学学报    2021, 25 (2): 127-134.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.010
    摘要3752)   HTML7)    PDF(pc) (605KB)(131)    收藏

    $G=(V, A)$ 表示一个有向图, 其中 $V$$A$ 分别表示有向图 $G$ 的点集和弧集。 对集合 $D_{k}\subseteq V(G)$, 如果对于任意点 $v\in V(G)$, 都存在 $k$ 个点 $u_{i}$, $1\leq i\leq k$ (可能存在某个 $u_{i}$$v$ 是同一点) 使得 $(u_{i},v)\in A(G)$, 则称 $D_{k}$$G$ 的一个 $k$-元控制集。 有向图 $G$$k$-元控制数 $\gamma_{\times k}(G)$$G$ 的最小 $k$-元控制集所含点的数目。 给出了广义 de Bruijn 有向图的 $k$-元控制数的新上界, 并且具体给出了构造广义 de Bruijn 有向图的 $k$-元控制集的方法。 此外, 对某些特殊的广义 de Bruijn 有向图, 通过构造其 $k$-元控制集, 进一步改进了它们 $k$-元控制数的上界。

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    13. 多集分裂等式问题的逐次松弛投影算法
    周雪玲, 李梅霞, 车海涛
    运筹学学报    2021, 25 (2): 93-103.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.007
    摘要3727)   HTML7)    PDF(pc) (761KB)(139)    收藏

    多集分裂等式问题是分裂可行性问题的拓展问题,在图像重建、语言处理、地震探测等实际问题中具有广泛的应用。为了解决这个问题,提出了逐次松弛投影算法,设计了变化的步长,使其充分利用当前迭代点的信息且不需要算子范数的计算,证明了算法的弱收敛性。数值算例验证了算法在迭代次数与运行时间等方面的优越性。

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    14. 关于求解变分不等式问题的2-次梯度外梯度算法收敛性的一个补注
    屈彪, 徐伟, 王新艳
    运筹学学报    2021, 25 (2): 144-148.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.012
    摘要3708)   HTML10)    PDF(pc) (507KB)(143)    收藏

    Yair Censor,Aviv Gibali和Simeon Reich为求解变分不等式问题提出了2-次梯度外梯度算法。关于此算法的收敛性,作者给出了部分证明,有一个问题:由算法产生的迭代点列能否收敛到变分不等式问题的一个解上,没有得到解决。此问题作为一个公开问题在文章“Extensions of Korpelevich's extragradient method for the variational inequalityproblem in Euclidean space”(Optimization,61(9):1119-1132,2012)中被提出。在这篇简短的补注性文章中,对所提出的问题给出了答案:由算法产生的迭代点列能收敛到变分不等式问题的一个解上。给出2-次梯度外梯度算法的全局收敛性的一个完整证明,证明了从任意起始点开始,由算法产生的迭代点列都能收敛到变分不等式问题的一个解上。

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    15. 带松弛条件的图的强边着色
    刘瑶
    运筹学学报    2021, 25 (2): 115-126.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.009
    摘要3686)   HTML8)    PDF(pc) (575KB)(123)    收藏

    给定两个非负整数st,图G的(st)-松弛强k边着色可表示为映射cE(G)→[k],这个映射满足对G中的任意一条边e,颜色c(e)在e的1-邻域中最多出现s次并且在e的2-邻域中最多出现t次。图G的(st)-松弛强边着色指数,记作χ'(st)(G),表示使得图G有(st)-松弛强k边着色的最小k值。在图G中,如果mad(G) < 3并且Δ≤4,那么χ'(1,0)(G)≤3Δ。并证明如果G是平面图,最大度Δ≥4并且围长最少为7,那么χ'(1,0)(G)≤3Δ-1。

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    16. 工件延误和可拒绝下的单机重新排序问题的近似方案
    余山杉, 金苗苗, 罗文昌
    运筹学学报    2021, 25 (2): 104-114.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.008
    摘要3677)   HTML6)    PDF(pc) (649KB)(132)    收藏

    研究工件延误产生干扰且延误工件可拒绝下的单机重新排序问题。在该问题中,给定计划在零时刻到达的一个工件集需在一台机器上加工,工件集中的每个工件有它的加工时间和权重,在工件正式开始加工前,按照最短赋权加工时间优先的初始排序已经给定,目标函数是极小化赋权完工时间和,据此每个工件的承诺交付截止时间也给定。然而,在工件正式开始加工时,工件集中的部分工件由于延误不能按时到达,这对初始排序的执行产生了干扰,所以需要对初始排序进行调整,即重新排序。为了保证服务水平,允许对延误工件拒绝加工,但需支付相应的拒绝费用。调整后的重新排序的目标是在保证接受工件集中工件的最大延误不超过给定的上界的约束下,使得接受工件集的赋权完工时间和,拒绝工件集的拒绝费用和以及接受工件集中工件的最大延误的赋权惩罚费用之和达到极小。对该问题,设计了一个伪多项式时间动态规划精确算法,并利用稀疏技术得到了一个完全多项式时间近似方案。

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    17. 突发公共卫生事件中地方政府与社会公众间的演化博弈研究
    许智琪, 程郁琨, 姚双良
    运筹学学报    2021, 25 (4): 1-14.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.04.001
    摘要3047)   HTML456)    PDF(pc) (1010KB)(298)    收藏

    近年来,突发公共卫生事件频发,社会公众与地方政府相互配合是及时、高效解决突发公共卫生事件的必然选择。本文以全球抗击新冠肺炎疫情为背景,讨论在突发公共卫生事件中社会公众与地方政府之间的博弈关系,基于有限理性假设,构建演化博弈模型,分析博弈双方决策行为的动态调整过程,得到在不同条件下社会公众和地方政府的演化稳定策略。同时,利用MATLAB进行仿真实验,分析在博弈过程中政府的奖惩、上级部门的处罚等主要因素对博弈双方策略选择的影响。研究结果表明,完善相关的补贴政策,普及疫情防控的相关法律法规,加大对社会公众随意流动、违反疫情相关规章制度的惩罚力度,提高对地方政府宽松防疫的处罚等措施可以有效促进社会公众和地方政府之间的相互协作,最终实现共同积极防疫。

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    18. 修正PRP共轭梯度方法求解无约束最优化问题
    张慧玲, 赛·闹尔再, 吴晓云
    运筹学学报    2022, 26 (2): 64-72.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.02.006
    摘要2951)   HTML22)    PDF(pc) (823KB)(376)    收藏

    基于著名的PRP共轭梯度方法,利用CG_DESCENT共轭梯度方法的结构,本文提出了一种求解大规模无约束最优化问题的修正PRP共轭梯度方法。该方法在每一步迭代中均能够产生一个充分下降的搜索方向,且独立于任何线搜索条件。在标准Wolfe线搜索条件下,证明了修正PRP共轭梯度方法的全局收敛性和线性收敛速度。数值结果展示了修正PRP方法对给定的测试问题是非常有效的。

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    19. 带有线性惩罚的鲁棒k-种产品设施选址问题的近似算法
    李小玮, 成夏炎, 李荣珩
    运筹学学报    2021, 25 (4): 31-44.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.04.003
    摘要2772)   HTML345)    PDF(pc) (840KB)(202)    收藏

    $k$-种产品设施选址问题是指存在一组客户和一组可以建设设施的地址。现有$k$种不同的产品,每一客户均需要$k$种不同的产品,且每一设施最多只能生产一种产品。问题的要求是从若干地址中选择一组地址来建立设施,对所要建立的设施指定其生产的产品,并为每一个客户提供一组指派确保每一客户都有$k$个设施来为其提供$k$种不同的产品,使得设施建设费用与运输费用之和最小。对于$k$-种产品设施选址问题,我们通常简写为$k$-PUFLP,其中,当所有设施建设费用为0时,记为$k$-PUFLPN。本文对$k$-PUFLPN进行线性舍入,通过分析最优分数解特殊结构,当$k\geq 3$时分析算法将$k$-PUFLPN的近似比从$\frac{3k}{2}-1$提升到了$\frac{3k}{2}-\frac{3}{2}$。鲁棒$k$-种产品设施选址问题是指在该问题中,最多有$q$个客户可以不被服务。我们首次对无容量限制下建设费用为0时的鲁棒$k$-种产品选址问题建立模型,当$k\geq 3$,得到了$\frac{3k}{2}-\frac{3}{2}$近似算法。对顾客伴有线性惩罚的鲁棒$k$-种产品设施选址问题,本文同时考虑异常值与惩罚性,利用$k$-PUFLPN中最优整数解与最优分数解的关系,得到了$\frac{3k}{2}-\frac{3}{2}$近似算法。

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    20. 一种求解二次约束二次规划问题的自适应全局优化算法
    黄小利, 高岳林, 张博, 刘霞
    运筹学学报    2022, 26 (2): 83-100.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2022.02.008
    摘要2742)   HTML14)    PDF(pc) (871KB)(293)    收藏

    为了更好地解决二次约束二次规划问题(QCQP), 本文基于分支定界算法框架提出了自适应线性松弛技术, 在理论上证明了这种新的定界技术对于解决(QCQP)是可观的。文中分支操作采用条件二分法便于对矩形进行有效剖分; 通过缩减技术删除不包含全局最优解的部分区域, 以加快算法的收敛速度。最后, 通过数值结果表明提出的算法是有效可行的。

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