2021年,第25卷

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    1. 公共交通驾驶员调度研究综述
    沈吟东, 钱壮, 李媛媛
    运筹学学报    2021, 25 (1): 1-16.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.001
    摘要5035)   HTML1274019865)    PDF(pc) (1480KB)(539)    收藏

    公共交通驾驶员调度是公共交通运营企业必不可少的核心业务之一,自20世纪60年代起就受到企业界和学术界的广泛重视,并且一直是公共交通研究领域的热点课题之一。首先阐述驾驶员调度问题与数学模型;然后对现有的驾驶员调度研究成果进行归纳分析,总结出主要求解模式,并且根据驾驶员调度问题研究的历史发展,对驾驶员调度方法进行综述;最后展望未来的趋势和研究方向。

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    2. 非线性组合动态传播率模型与我国COVID-19疫情分析和预测
    谢晓金, 罗康洋, 张怡, 金建炳, 林海翔, 殷志祥, 王国强
    运筹学学报    2021, 25 (1): 17-30.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.002
    摘要4631)   HTML17)    PDF(pc) (2859KB)(465)    收藏

    针对传统的流行性传染病学中基本传染数$R_0$难以准确估计以及单一模型预测精度低的缺陷,利用组合动态传播率替换基本传染数$R_0$,提出基于支持向量回归的非线性时变传播率模型并对我国COVID-19疫情进行分析和预测。首先,计算动态传播率的离散值;其次,使用多项式函数、指数函数、双曲函数和幂函数分别对动态传播率的离散值进行拟合并基于最佳滑窗期$k=3$构建相应的预测模型;接着,基于拟合优度等评价指标选择最佳的三种单一模型并对其预测结果进行非线性组合;最后,利用非线性组合动态传播率模型对湖北、全国除湖北和全国COVID-19疫情进行分析和预测。实证结果表明提出的非线性组合动态传播率模型对不同地区COVID-19疫情数据的预测误差均相对较小;对重点省市COVID-19疫情的拐点预测切实合理;湖北、全国除湖北与全国自2020年2月27日起后20天疫情预测曲线的拟合优度分别为98.53%、98.06%和97.98%。

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    3. 保费和索赔到达率与余额相依的最优有界分红率问题
    刘雪, 李静伟, 刘国欣
    运筹学学报    2021, 25 (1): 31-49.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.003
    摘要1020)   HTML6)    PDF(pc) (676KB)(132)    收藏

    研究保费和索赔到达率与余额相依的最优有界分红问题,目标是最大化破产前的累积期望折现分红。首先,给出一个策略是平稳马氏策略的充分必要条件,运用测度值生成元的理论得到测度值动态规划方程(DPE),并且给出了验证定理的证明。最后,讨论了测度值DPE和相应拟变分不等式(QVI)之间的关系,并且证明了最优分红策略为具有波段结构的平稳马氏策略。

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    4. 强收敛的球松弛CQ算法及其应用
    于海, 詹婉荣
    运筹学学报    2021, 25 (1): 50-60.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.004
    摘要1089)   HTML8)    PDF(pc) (625KB)(133)    收藏

    为了求解分裂可行问题,Yu等提出了一个球松弛CQ算法。由于该算法只需计算到闭球上的投影,同时不需要计算有界线性算子的范数,该算法是容易实现的。但是球松弛CQ算法在无穷维Hilbert空间中仅仅具有弱收敛性。首先构造了一个强收敛的球松弛CQ算法。在较弱的条件下,证明了算法的强收敛性。其次将该算法应用到一类闭凸集上的投影问题上。最后,数值试验验证了该算法的有效性。

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    5. 一类非光滑凸优化问题的邻近梯度算法
    李红武, 谢敏, 张榕
    运筹学学报    2021, 25 (1): 61-72.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.005
    摘要1159)   HTML11)    PDF(pc) (1823KB)(272)    收藏

    考虑求解目标函数为光滑损失函数与非光滑正则函数之和的凸优化问题的一种基于线搜索的邻近梯度算法及其收敛性分析,证明了在梯度局部Lipschitz连续条件下该算法是$R$-线性收敛的,并在非光滑部分为稀疏块LASSO正则函数情况下给出了误差界条件成立的证明,得到了线性收敛率。最后,数值实验结果验证了方法的有效性。

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    6. 对称向量拟均衡问题有效解的存在性
    王秀玲, 龚循华
    运筹学学报    2021, 25 (1): 73-80.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.006
    摘要1099)   HTML6)    PDF(pc) (611KB)(104)    收藏

    利用标量化方法建立对称向量拟均衡问题有效解的存在性定理。作为标量化方法的应用,利用这一方法得到向量变分不等式和拟向量变分不等式有效解的存在性定理。

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    7. 一个新的填充函数及其在数据拟合问题中的应用
    陈佳利, 张莹, 王胜刚, 谢笑盈
    运筹学学报    2021, 25 (1): 81-88.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.007
    摘要1167)   HTML7)    PDF(pc) (686KB)(169)    收藏

    填充函数法是求解全局优化问题的有效方法之一,针对无约束优化问题,提出一个新的连续可微的无参数填充函数,证明其相关性质并给出相应的算法,数值实验结果表明该算法是有效可行的。同时用此填充函数对切削温度实验数据这一拟合实例进行求解,与已有的最小二乘法和遗传算法的求解结果相比较,拟合效果较好。

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    8. 全局优化问题的一个新的无参数填充函数
    屈德强, 尚有林, 詹悦, 吴丹
    运筹学学报    2021, 25 (1): 89-95.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.008
    摘要1148)   HTML8)    PDF(pc) (647KB)(139)    收藏

    求全局最优化问题的填充函数算法被提出以来,参数的选取和调整一直是制约算法有效性的因素。如何在实际的计算过程中选取合适的参数,直接影响和决定了运算速度和效率。因此,构造不含参数的填充函数就显得极为重要。提出一个新的无参数的填充函数,对其理论性质进行了分析,并给出相应的填充函数算法,数值计算验证了算法的有效性。

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    9. 梯度Q-线性收敛的光滑凸极小化的一阶算法
    叶加青, 陈倩竹, 胡海平
    运筹学学报    2021, 25 (1): 96-106.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.009
    摘要1291)   HTML7)    PDF(pc) (631KB)(157)    收藏

    受性能估计问题(PEP)方法的启发,通过考察最坏函数误差的收敛边界(即效率),优化了迭代点对应的梯度满足Q-线性收敛的光滑凸极小化的一阶方法的步长系数。介绍新的有效的一阶方法,称为QGM,具有与优化梯度法(OGM)类似的计算有效形式。

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    10. 混合图上最小-最大圈覆盖问题的近似算法
    包晓光, 路超, 黄冬梅, 余炜
    运筹学学报    2021, 25 (1): 107-113.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.010
    摘要1287)   HTML9)    PDF(pc) (805KB)(299)    收藏

    考虑一个混合图上的最小-最大圈覆盖问题。给定一个正整数k和一个混合加权图G=(VEA),这里V表示顶点集,E表示边集,A表示弧集。E中的每条边和A中的每条弧关联一个权重。问题的要求是确定k个环游,使得这k个环游能够经过A中的所有弧。目标是极小化最大环游的权重。该问题是运筹学和计算机科学中一个重要的组合优化问题,它和它的变形在诸如快递配送、垃圾收集、积雪清扫等相关行业具有广泛应用。针对该问题,通过结合二分搜索和环游撕裂的技巧,首次给出了一个近似比为37/5的近似算法。

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    11. 带有异常点的平方度量设施选址问题
    任建峰, 田晓云
    运筹学学报    2021, 25 (1): 114-122.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.011
    摘要1173)   HTML11)    PDF(pc) (1224KB)(145)    收藏

    传统的设施选址问题一般假设所有顾客都被服务,考虑到异常点的存在不仅会增加总费用(设施的开设费用与连接费用之和),也会影响到对其他顾客的服务质量。研究异常点在最终方案中允许不被服务的情况,称之为带有异常点的平方度量设施选址问题。该问题是无容量设施选址问题的推广。问题可描述如下:给定设施集合、顾客集,以及设施开设费用和顾客连接费用,目标是选择设施的子集开设以满足顾客的需求,使得设施开设费用与连接费用之和最小。利用原始对偶技巧设计了近似算法,证明了该算法的近似比是9。

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    12. 最大边连通和super-边连通超图的充分条件
    赵静, 单而芳, 赵加贵
    运筹学学报    2021, 25 (1): 123-131.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.012
    摘要1190)   HTML6)    PDF(pc) (1784KB)(122)    收藏

    H是连通超图。若超图H的边连通度等于其最小度,则称H是最大边连通的。若超图H的每个最小边割总是由关联于某个最小度顶点的边集所构成,则称H是super-边连通的。首先给出一致线性超图是最大边连通超图的度序列条件。其次,给出一致线性超图是super-边连通超图的度条件。这些结果分别推广了Dankelmann和Volkmann(1997)以及Hellwig和Volkmann(2005)在图上的相关结论。

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    13. 外平面图的弱完备染色
    陈敏, 杨建民, 张豪, 王依婷
    运筹学学报    2021, 25 (1): 132-136.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.013
    摘要1123)   HTML7)    PDF(pc) (632KB)(137)    收藏

    假设G=(VEF)是一个平面图。如果e1e2G中两条相邻边且在关联的面的边界上连续出现,那么称e1e2面相邻。图G的一个弱完备k-染色是指存在一个从VEFk色集合{1, …, K}的映射,使得任意两个相邻点,两个相邻面,两条面相邻的边,以及VEF中任意两个相关联的元素都染不同的颜色。若图G有一个弱完备k-染色,则称G是弱完备k-可染的。平面图G的弱完备色数是指G是弱完备k-可染的正整数k的最小值,记成χvefG)。2016年,Fabrici等人猜想:每个无环且无割边的连通平面图是弱完备7-可染的。证明外平面图满足猜想,即外平面图是弱完备7-可染的。

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    14. 关于拟k-连通图的一个注释
    林晓霞
    运筹学学报    2021, 25 (1): 137-140.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.01.014
    摘要1020)   HTML9)    PDF(pc) (524KB)(101)    收藏

    G是一个k-连通图,TG的一个k-点割,若G-T可被划分成两个子图G1G2,且|G1|≥2,|G2|≥2,则称TG的一个非平凡点割。假定G是一个不含非平凡(k-1)点割的(k-1)-连通图,则称G是一个拟k-连通图。证明了对任意一个k≥5且t> $ \frac{k}{2}$的整数,若G是一个不含(K2+tK1)的k-连通图,且G中任意两个不同点对vw,有dv)+dw)≥ $\frac{{3k}}{2} $+t,则对G中的任意一个点,存在一条与之关联的边收缩后可以得到一个拟k-连通图,且G中至少有$\frac{{\left| {V\left( G \right)} \right|}}{2} $条边使得收缩其中任意一条边后仍是拟k-连通的。

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    15. 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3988)   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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    16. 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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    17. 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)(205)    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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    18. 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3969)   HTML8)    PDF(pc) (775KB)(277)    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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    19. 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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    20. 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)(360)    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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    21. 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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    22. 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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    23. 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3688)   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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    24. 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3753)   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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    25. 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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    26. 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3709)   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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    27. 浅谈增广Lagrange方法中的二阶分析
    张立卫
    运筹学学报    2021, 25 (3): 1-14.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.001
    摘要2462)   HTML61)    PDF(pc) (793KB)(303)    收藏
    从极大化基于增广Lagrange函数的对偶函数的角度,可将增广Lagrange方法的乘子的迭代解释为常步长的梯度方法。增广Lagrange方法的有效性可以通过分析对偶函数的二阶微分得到。给出等式约束优化问题和一般约束非线性规划问题的对偶函数的二阶微分估计,解释为什么常步长的梯度方法具有快的收敛速度。
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    28. 超大规模集成电路布局的优化模型与算法
    黄志鹏, 李兴权, 朱文兴
    运筹学学报    2021, 25 (3): 15-36.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.002
    摘要3056)   HTML59)    PDF(pc) (1145KB)(668)    收藏
    布局确定集成电路单元在芯片中的具体位置,在单元互不重叠的基础上优化一些性能指标。该问题是NP困难的组合优化问题,是超大规模集成电路物理设计的核心问题之一,对集成电路的性能指标,如线网可布通性、时延、功耗、电路可靠性等有重大影响。在现代的集成电路设计中,布局问题通常包含数百万个集成电路单元,以及大小相异的异质性模块,和各种复杂的布局约束。目前的超大规模集成电路布局算法通常分解为总体布局、布局合法化和详细布局三个步骤。根据近年来集成电路布局算法的研究进展,综述并分析集成电路的总体布局、布局合法化和详细布局的相关优化模型和算法,并展望进一步的研究方向。
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    29. 运筹学在整车物流智能调度决策支持系统中的研究与应用
    陈峰
    运筹学学报    2021, 25 (3): 37-73.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.003
    摘要2880)   HTML44)    PDF(pc) (25909KB)(616)    收藏
    本文基于整车物流智能调度决策支持系统的研发、实施与运维的成功应用,论述运筹学在智能化上的应用路径以及实践驱动的学术路径。该系统是国内较早在汽车物流企业实现落地的智能化调度系统,其所形成的思想理论与方法技术揭示了运筹学在智能化应用上的核心价值,以及实践驱动的学术价值,对解决“卡脖子”难题提供示范性思路。本文提出运筹学在智能化研发上“三环七步”的整体研发框架。首先,分析智能化需求的运筹学特征,详细介绍汽车整车物流的发展趋势、瓶颈及智能调度需求;其次,论述运筹学系统模型的作用与建模方法,分析汽车整车物流系统模型的决策要素、目标及约束,提出汽车整车物流智能调度的运筹学应用问题。然后,提出“模式装箱”的新装箱理论问题,明确问题的计算难解性、可解性及核心科学特征。进一步,建立汽车整车物流调度应用问题与科学问题的混合整数线性规划模型;提出求解汽车整车物流调度问题的分支定界算法,以及大规模问题求解的时空分解及滚动求解方法与技术;提出面向运筹应用的生产测试及压力测试方法,给出汽车整车物流调度的测试分析的流程与结果。此外,提出深度集成整车运输管理系统与仓库管理系统、优化算法引擎驱动的分布式、多视图、多系统融合的智能调度决策支持系统。最后,论述该系统在实施过程中的推广使用和运维情况,并对运筹学应用及实践驱动的科学研究进行总结与展望。
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    30. 非凸极小极大问题的优化算法与复杂度分析
    徐姿, 张慧灵
    运筹学学报    2021, 25 (3): 74-86.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.004
    摘要2823)   HTML47)    PDF(pc) (957KB)(407)    收藏
    非凸极小极大问题是近期国际上优化与机器学习、信号处理等交叉领域的一个重要研究前沿和热点,包括对抗学习、强化学习、分布式非凸优化等前沿研究方向的一些关键科学问题都归结为该类问题。国际上凸-凹极小极大问题的研究已取得很好的成果,但非凸极小极大问题不同于凸-凹极小极大问题,是有其自身结构的非凸非光滑优化问题,理论研究和求解难度都更具挑战性,一般都是NP-难的。重点介绍非凸极小极大问题的优化算法和复杂度分析方面的最新进展。
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    31. 从双层规划的角度看道德风险理论的一阶条件方法
    柯荣住, 张进
    运筹学学报    2021, 25 (3): 87-104.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.005
    摘要2389)   HTML5)    PDF(pc) (1028KB)(208)    收藏
    本文首先对双层规划的一个特殊例子即道德风险模型中使用的一阶条件方法(FOA)做简要的梳理,然后提出一种更为一般的使FOA有效的原则与方法。新方法主要依赖于代理人对委托人设置的目标的最优反应映射是否存在不动点,这个性质不要求原问题与用一阶条件放松以后的问题之间的约束集等价,从而也不要求代理人的期望效用对行动具有全局凹性。在新方法下,可以用较为简单的方法证明FOA在以下两种情形之一有效,即如果分布函数是概率分布的凸组合或者分布函数来自某些特殊的指数族分布。
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    32. 具有非线性采购成本库存控制问题的研究现状与挑战
    姚大成
    运筹学学报    2021, 25 (3): 105-118.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.006
    摘要2181)   HTML7)    PDF(pc) (867KB)(143)    收藏
    库存管理是基于运筹学而发展起来的一门学科,并成为近几十年来运筹学和管理科学重要的研究领域之一。在库存系统中,采购成本是必不可少的成本之一,主要包含产品成本、运输成本、装卸成本等。现实中,采购成本依赖于采购量,且往往是采购量的非线性函数。介绍了几类常见的采购成本函数:依赖于采购量的固定成本、增量折扣、全量折扣、车载容量折扣和凸采购成本等。基于周期盘点库存模型和连续盘点库存模型,综述了带有这些非线性采购成本函数的库存模型研究进展。虽然经过了几十年的研究,但很多带有非线性采购成本的库存模型的最优采购策略因为其复杂性至今未能被完整刻画。通过综述来简单讨论该类问题的挑战和机会。
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    33. 梯度法简述
    孙聪, 张亚
    运筹学学报    2021, 25 (3): 119-132.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.007
    摘要2952)   HTML17)    PDF(pc) (914KB)(414)    收藏
    梯度法是一类求解优化问题的一阶方法。梯度法形式简单、计算开销小,在大规模问题的求解中得到了广泛应用。系统地介绍了光滑无约束问题梯度法的迭代格式、理论框架。梯度法中最重要的参数是步长,步长的选取直接决定了梯度法的收敛性质与收敛速度。从线搜索框架、近似技巧、随机技巧和交替重复步长四方面介绍了梯度步长的构造思想及相应梯度法的收敛性结果,还对非光滑及约束问题的梯度法、梯度法加速技巧和随机梯度法等扩展方向做了简要介绍。
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    34. 基于横截面回归和Fama-MacBeth估计的鲁棒投资组合优化问题研究
    江波, 朱喜华
    运筹学学报    2021, 25 (3): 133-146.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.008
    摘要2189)   HTML10)    PDF(pc) (866KB)(142)    收藏
    考虑了不同于Goldfarb和Iyengar (2003)的因子模型,通过横截面回归分析以及Fama-MacBeth估计构造了关于资产的平均收益向量和协方差矩阵的不确定性集合(置信区域)。基于这些不确定性集合以及Markowitz“均值-方差模型”的鲁棒投资组合问题,提出了多个鲁棒投资组合问题,并对应的推导出其等价的半正定规划形式,使得问题可以在多项式时间内求解。
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    35. 排队系统中的泰勒展开方法
    胡建强, 戴伟民
    运筹学学报    2021, 25 (3): 147-159.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.009
    摘要2165)   HTML8)    PDF(pc) (822KB)(159)    收藏
    综述了排队系统中的泰勒展开方法。它由Gong和Hu在1990s首次提出,并在最近几年里有了一些新的发展。首先,通过GI/GI/1队列的简单例子介绍其基本原理;其次,展示如何应用该方法分析相关性队列和离去过程;然后,阐述如何基于该方法发展排队网络近似的高阶矩方法;最后,讨论未来的几个可能研究方向。
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    36. 一类基于L0/1软间隔损失函数的低秩支持张量机
    王双月, 罗自炎
    运筹学学报    2021, 25 (3): 160-172.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.010
    摘要2251)   HTML8)    PDF(pc) (1546KB)(290)    收藏
    支持向量机作为基于向量空间的一种传统的机器学习方法,不能直接处理张量类型的数据,否则不仅破坏数据的空间结构,还会造成维度灾难及小样本问题。作为支持向量机的一种高阶推广,用于处理张量数据分类的支持张量机已经引起众多学者的关注,并应用于遥感成像、视频分析、金融、故障诊断等多个领域。与支持向量机类似,已有的支持张量机模型中采用的损失函数多为L0/1函数的代理函数。将直接使用L0/1这一本原函数作为损失函数,并利用张量数据的低秩性,建立针对二分类问题的低秩支持张量机模型。针对这一非凸非连续的张量优化问题,设计交替方向乘子法进行求解,并通过对模拟数据和真实数据进行数值实验,验证模型与算法的有效性。
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    37. 基因调控网络推断研究进展
    刘治平
    运筹学学报    2021, 25 (3): 173-182.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.011
    摘要2693)   HTML32)    PDF(pc) (813KB)(364)    收藏
    随着高通量技术的发展,越来越多的生物医学组学数据亟需处理与分析,基于运筹优化的生物信息学方法是有效解析高维生物医学数据的重要途径之一。综述了近年来在基因调控网络推断方面的研究进展。针对不同类型的转录组学数据和研究目的,分别建立了相应的基因调控网络推断方法,主要包括先验基因调控网络数据库的建立、基于条件互信息的因果网络推断、基于微分方程的动态基因调控网络推断、转录调控和转录后调控协同作用的网络推断以及基因调控网络活性评价等,并展望了基因调控网络推断的重要研究方向。
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    38. 灾后运输网络中的最短路修复合作博弈
    宣洪伟, 李振东, 盛舟山, 刘林冬
    运筹学学报    2021, 25 (3): 183-199.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.012
    摘要2246)   HTML15)    PDF(pc) (1327KB)(220)    收藏
    在最短路修复合作博弈中,当灾后运输网络规模较大时,最优成本分摊问题难以直接求解。基于拉格朗日松弛理论,提出了一种最短路修复合作博弈成本分摊算法。该算法将最短路修复合作博弈分解为两个具有特殊结构的子博弈,进而利用两个子博弈的结构特性,可以{高效地}求解出二者的最优成本分摊,将这两个成本分摊相加,可以获得原博弈的一个近乎最优的稳定成本分摊。结果部分既包含运输网络的随机仿真,也包含玉树地震灾区的现实模拟,无论数据来源于仿真还是现实,该算法都能在短时间内为最短路修复合作博弈提供稳定的成本分摊方案。
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    39. 图的平面Turán数和平面anti-Ramsey数
    兰永新, 史永堂, 宋梓霞
    运筹学学报    2021, 25 (3): 200-216.   DOI: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.03.013
    摘要2360)   HTML10)    PDF(pc) (1215KB)(318)    收藏
    在所有顶点数为$n$且不包含图$G$作为子图的平面图中,具有最多边数的图的边数称为图$G$的平面Turán数,记为$ex_{_\mathcal{P}}(n,G)$。给定正整数$n$以及平面图$H$,用$\mathcal{T}_n (H)$来表示所有顶点数为$n$且不包含$H$作为子图的平面三角剖分图所组成的图集合。设图集合$\mathcal{T}_n (H)$中的任意平面三角剖分图的任意$k$边染色都不包含彩虹子图$H$,则称满足上述条件的$k$的最大值为图$H$的平面anti-Ramsey数,记作$ar_{_\mathcal{P}}(n,H)$。两类问题的研究均始于2015年左右,至今已经引起了广泛关注。全面地综述两类问题的主要研究成果,以及一些公开问题。
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    40. 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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