应急设施鲁棒优化选址模型及算法

为解决不确定情况下应急设施选址问题,采用鲁棒优化方法处理应急节点权重的区间估计,基于最优的设施选址到各个应急节点的赋权距离之和最小,建立有限期要求的不确定性应急设施选址模型,并给出了模型的求解算法,比较分析了鲁棒解与确定情况下的最优解。分析结果表明:当情况发生变化后,在确定情况下得到的最优解将发生较大的偏差,而在所有可能发生的情况下,鲁棒解与最优解目标函数值的最大偏差最小,因此,不确定性应急设施选址模型的解可以有效规避风险。     

基于双层规划的危险货物配送路径鲁棒优化

针对不确定环境下带时间窗的多配送中心危险货物配送路径优化问题, 提出一种含鲁棒控制参数的鲁棒优化方法; 综合考虑危险货物运输风险、运输费用和服务时间窗, 构建了危险货物配送路径多目标双层鲁棒优化模型, 上层模型追求运输风险和运输费用最小化, 下层模型采用用户均衡交通分配模型; 根据Bertsimas-Sim鲁棒优化理论, 对含有不确定参数的上层模型进行鲁棒对等转化; 联合增强型Pareto遗传算法和Frank-Wolfe算法构建了求解多目标双层鲁棒优化模型的混合算法, 采用3段式编码和解码方法、等位匹配交叉操作以及翻转变异等遗传操作方法求解上层模型, 采用Frank-Wolfe算法求解下层用户均衡模型; 以经典的Sioux-Falls交通网络为例, 对含有3个配送中心、7个需求点的危险货物配送路径优化问题进行案例分析, 以验证模型及其算法的合理性。研究结果表明: 当鲁棒控制参数分别为0、30和60时, 构建的混合算法能分别快速得到3、2和3组鲁棒最优解, 且所有解均为包含具体运输路段和发车时刻的配送方案, 而非配送顺序; 该混合算法与传统两阶段启发式算法相比, 运算时间能节省54.74%。可见, 该混合算法无论是在求解效率上, 还是在解的表达形式上均优于两阶段启发式算法, 能较好地完成不确定环境下危险货物配送路径多目标双层鲁棒优化任务。      

区间矩阵多项式的Hurwitz与Schur鲁棒稳定性

由于N阶区间矩阵多项式的参数空间的维数最大可达2NK^2维，采用有限检验算法确定其Hurwitz与Schur性是很困难的。为了解决这一问题，本文提出的检验定理将李雅普诺夫函数与区间矩阵多项式的上下界联系起来，使区间矩阵多项式的Hurwitz与Schur稳定检验过程得以简化，为区间的向量微分方程系统与区间离散时滞系统的鲁棒稳定性判定提供了一种方法。     

离散大系统的鲁棒关联稳定性

提出了离散大系统的鲁棒关联渐近稳定的概念，并利用加权向量Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数推导出在非线性结构参数扰动下离散线性大系统关联斩近稳定的判据，得出的结论对判别区间大系统的关联稳定性也是有效的，从而进一步发展了大系统的关联稳定性理论。     

���ڶ�Ŀ���Ŵ��㷨����Ŧ���������³���Ż�����

枢纽航线网络在设计的过程中,容易受到需求和成本数据发生变化带来的影响。往往造成构建出来的最优网络,在需求发生变化的条件下,与实际对应的最优解存在较大的最低成本优化偏差。为了降低这种网络优化中的不确定性带来的风险,得到在多种可能的需求和成本条件下均可获得较好效果的鲁棒最优解,文中采用了一个多目标优化的遗传算法进行研究。首先将各种不同的需求和成本条件作为需要同时优化的多个目标函数,然后采用一个遗传算法来表示所有可能的枢纽航线网路结构,并搜索多目标优化的鲁棒最优网络解。最后本文对该搜索算法的收敛性进行了证明,数值实验结果表明了算法的有效性。     

高速旅客列车开行方案的鲁棒优化模型

于预测客流与实际需求存在一定偏差,以单一预测值为基础的开行方案不 能与实际需求相匹配.将客流需求限定于预测均值与峰值所构成的区间,利用鲁棒理论建 立基于客流需求波动的开行方案鲁棒优化模型,并转化为线性混合整数规划模型.根据模 型特点,设计拉格朗日松弛的求解算法,通过松弛耦合约束,将原问题分解成更为简单的 子问题.以目标值增加率（相对于客流确定模型）变化的首个“拐点”对应的解为鲁棒解.最 后对武广高铁测算,在有效时间内获得了高质量的解,平均误差率为5.04%.结果表明,鲁 棒解能较好地平衡客流需求波动与开行方案计划.     

基于动态容量的航班进离场流量鲁棒优化分配

为解决机场和定位点动态容量条件下的航班进离场流量优化分配问题,以总航班延误损失为决策依据,建立了绝对鲁棒优化模型、偏差鲁棒优化模型和相对鲁棒优化模型,并用捕食搜索算法,设计了寻找鲁棒最优解的算法流程.以国内某机场数据为例进行仿真验证,结果表明,得到的鲁棒最优解能够根据不同偏好有效规避风险,与该终端区一般容量条件下最优解的航班延误损失相比,偏差鲁棒最优策略和相对鲁棒最优策略下的航班延误损失分别减少了8.2%和7.8%.     

面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法能够有效生成鲁棒的列车运行调整计划,为调度员提供必要辅助决策信息.     

航线网络区间鲁棒优化设计

为解决航空公司航线网络中枢纽机场具体位置及OD流路径设计问题, 根据航线网络设计参数OD 流量和单位流成本的不确定性, 定义了区间型情景集, 建立了区间型绝对鲁棒优化模型, 设计了将修正最短路算法与人工智能算法相结合进行求解的有效算法,并利用航线网络设计经典数据及中国航空网络OD数据对模型进行了验证. 研究结果表明:该模型的最优鲁棒解具有全局最优性,确定型优化模型为本文模型在悲观准则下,当OD 流量和单位流成本确定时的特例;在不同情景的悲观准则和乐观准则下的模型目标值之间的相关系数达到0.99以上;在悲观准则下,用本文模型计算出标准算例的归一化后的最优目标值为784.47,比确定型模型最优目标值减少了16.65%,比相对鲁棒优化模型最优目标值减少了29.07%.      

视频哈希的安全性分析

为了对鲁棒多媒体哈希的安全性进行定量分析,用Shannon的唯一解距离来解释鲁棒多媒体哈希的安全性.以一个典型的鲁棒视频哈希算法为例,对该算法的特征提取方式进行数学建模,并针对不同的攻击类型,用Shannon的唯一解距离测量该鲁棒视频哈希算法的安全级别,定量分析其安全性.分析结果表明:鲁棒视频哈希算法一个密钥的重复使用次数不能超过所求得的唯一解距离,否则,算法的密钥可以被估计出来.