基于三支决策的灰色可能度聚类方法及应用

针对经典的灰色可能度聚类评估模型难以判定决策对象的灰类归属和过度聚类等问题,利用三支决策的思想和方法,通过引入三支灰类的概念描述决策对象和灰类之间的不确定聚类关系;将其代替灰色定权聚类中的灰类和严格的聚类关系,构建基于三支决策的灰色可能度聚类方法,并采用决策粗糙集中的贝叶斯推理确定聚类阈值;最后,以案例验证所提方法的有效性和合理性。结果表明:本文所构建的模型是经典灰色可能度聚类评估模型的拓展和泛化,可以有效避免过度聚类,降低决策风险,提高聚类可靠性。

一般灰数型面板数据关联分析模型及应用

对于由一般灰数型面板数据的指标排列顺序变换引起的灰色关联序不一致问题,构建了灰色重心三角曲面关联分析模型。首先,基于排列组合原理将样本矩阵分解为二元指标子矩阵,并给出样本矩阵的一般灰数元素的核和上下界。其次,给出由二元指标子矩阵相邻四点的上下界所确定的几何体的重心,并确定了由核及重心所构成的空间重心三角曲面。然后,以空间重心三角曲面作为曲顶的柱体体积,构建了关联系数公式,得到一般灰数型面板数据的灰色关联分析模型。最后,将所提模型应用于复杂装备供货商的选择问题,验证了所提模型的合理性和有效性。

海事卫星地面站RMS可用性评估模型

随着国际海事卫星通信系统(international maritime satellite communication system,INMARSAT)的不断发展,卫星地面站(satellite earth station,SES)的可用性评估具有重要意义。首先选取可靠性、维修性和保障性为指标,构建可靠性、维修性与保障性(reliability,maintainability and supportability,RMS)模型进行SES可用性评估;其次,以SES设备为研究对象,根据马尔可夫链得到设备有效性概率,并进一步推导出系统可靠性;然后,建立排队图解协调技术(queue-graphical evaluation and review technique,Q-GERT)网络以描述SES设备的维修保障过程,并基于AnyLogic软件进行建模仿真;最后,通过算例进行应用研究,基于RMS模型进行SES可用性评估,验证了该模型和评估方法的有效性与实用性。

面向“中国制造2025”的土木工程材料专业人才培养模式的探索与实践

土木工程材料是一切工程的物质基础,土木工程材料不但种类繁多、性能因材性各异、价格因性能不同相差悬殊,但却在土木工程中用量巨大。在我国现代化建设中,需要大量的以"土木工程材料"为专业方向的技术人才,以及掌握"土木工程材料"相关知识的房屋建筑、地下、桥梁、测量、管理、机械和其他专业的高水平人才。本文重点探讨了在"中国制造2025"和"工业4.0"的需求背景下,培养土木工程材料专业人才的模式。针对教学目标的确定、教学内容的安排、教学方法的设置以及团队建设的投入,提出了衔接紧密的"土木工程材料"系列通识课的设置顺序、实践课的进度安排和要求,以及各阶段的考核办法等,以期达到培养精细化制造的精准型高级专门人才的需求。

海砂混凝土的抗氯离子性能研究

研究海砂中的氯离子含量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律是制备抗钢筋锈蚀混凝土的基础。根据海砂中的氯离子含量不同,研究了水胶比对混凝土抗氯离子渗透性能的改善效应。结果表明:在氯离子含量分别为0、0.06%、0.12%、0.30%时,降低水胶比均能使海砂混凝土的电通量下降。当水胶比低于0.35时,海砂混凝土的电通量均可低于1000 C;水胶比相同且混凝土氯离子含量在0~0.30%时,氯离子含量越高,电通量越低,氯离子结合率越高。

高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit,GEO)卫星通信网络和联系统(plus system,PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。

碳税政策下分销网络选址-路径问题的鲁棒优化

为了促进节能减排,提出碳税政策下分销网络设计中的多容量等级选址—路径鲁棒优化问题。通过引入box不确定集合与两类不确定水平参数来描述单位运费的不确定性。采用混合整数非线性规划对问题进行数学描述,进而基于强对偶理论将非线性模型转化为线性化的鲁棒等价模型。采用GUROBI软件进行了数值计算和分析。数值分析表明:碳税政策具有减排效应;随着碳税率的增大,碳排放量呈“阶梯式”下降趋势;单位运费的不确定波动会对企业的最优决策产生影响;在一定范围内启用更多的车辆数可以减少碳排放。政府应该根据市场规模与结构来设置合理的碳税率;企业可以根据决策偏好选择鲁棒控制参数,并考虑碳税影响来制定和调整最优决策方案。

冷热循环作用下EVA对混凝土孔结构的影响

模拟中国西部地区大温差环境,研究了冷热循环作用下乙烯醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer,EVA)对混凝土抗压强度及孔结构的影响,并分析了混凝土强度与孔结构之间的关系.结果表明:质量分数为8%的EVA即可降低混凝土早龄期的汞压入量和混凝土孔隙率,且孔结构更均匀;随着冷热循环次数的增加,EVA的膜结构与浆体或骨料的黏结性能发生劣化,表现为混凝土中50~200nm孔的比例增加;EVA可改善混凝土的微观结构,有效细化混凝土的孔径分布,降低混凝土内部损伤速率,使混凝土抗压强度降低速率在冷热循环作用下有所减缓.

微生物对裂隙岩样渗透系数的影响

选取球形芽孢杆菌单独、与原油共混以及与铜绿假单胞菌共同作用下对裂隙岩样渗透系数的影响,研究了该细菌在不同条件下的生长和沉积特性。以乙酸钙为钙源及5种钙离子浓度对细菌诱导碳酸钙沉积率的影响,优选出最佳沉积条件。采用菌液注射法对岩样裂隙进行充填实验。结果表明,水压在0.2~0.6 MPa时,球形芽孢杆菌单独诱导Ca^2+沉积作用30 d后,岩样渗透系数可下降56%~78%;原油存在条件下,球形芽孢杆菌诱导Ca^2+沉积相同时间,岩石渗透系数下降30%左右,表明原油对球形芽孢杆菌诱导Ca^2+沉积具有一定的抑制作用;球形芽孢杆菌与铜绿假单胞菌同时作用下,裂隙岩石渗透系数降低30%~60%,即两种细菌同时作用的充填效果低于单一细菌作用时的填充效果。微观测试结果表明,细菌诱导碳酸钙沉积物为团簇状的絮状物,由方解石和球文石组成。

中国原创灰色系统理论的创立、发展与国际传播

梳理中国原创灰色系统理论的创立、创新和发展过程。对中国从事灰色系统理论的学者通过国际合作以及高层次专门人才的培养、加强原创课程与教学资源建设、着力建设和发展国内国际学术组织、组织召开国内和国际学术会议、创办高水平国际学术刊物等重要举措,将中国学者原创的灰色系统理论不确定性系统研究分支一步一步推向国际学术舞台的全过程进行了系统总结。对建设和发展中国原创学说、推动中国原创学说走向世界学术舞台具有借鉴意义。

灰色系统理论创立、发展大事记(1982-2021)

1982年,邓教授在Systems&Control Letters上发表了第一篇灰色系统理论论文Control problems of grey systems,标志着灰色系统理论问世。1984年,首届全国灰色系统理论与应用学术会议在山西太原召开,邓聚龙教授担任大会主席。1985年,国防工业出版社出版了邓聚龙教授的第一本灰色系统理论专著《灰色系统(社会·经济)》。1985年,经武汉市科协批准,成立了武汉灰色系统咨询部。1986年,灰色系统理论课程被纳入华中科技大学和河南农业大学的研究生培养计划。1987年,经武汉市科协批准,成立了武汉(全国)灰色系统研究会,邓聚龙教授担任理事长。

研教一体,内外联动:推动中国原创学说走向世界

如何推动中国原创学说—灰色系统理论深入发展与应用是学人关注的问题。南京航空航天大学灰色系统理论课程组在长期教学科研实践中形成了“研教一体”模式,建构了“内外联动”机制,通过联合成立国际学术组织、共同承担国际合作研究项目、建立联合实验室、联合举办国际会议、合作创办国际学术期刊、联合举办暑期学校、合作出版多语种系列教材、论著,开发自主知识产权建模软件以及教师互访、学生互换,建立了长期稳定的紧密合作关系,推动了中国原创灰色系统理论的深入应用与普及。

基于区间直觉灰数的一般灰数决策模型

针对由一般灰数自身结构复杂性所造成的一般灰数代数运算体系不完备性的现实,为了改善决策精度不理想问题,文章首先将直觉模糊方法和灰数的"核"与"灰度"方法集成,利用灰数可能度函数,引入直觉灰数(集)的概念。其次将一般灰数中每个小区间灰数用一个直觉灰数来表征,并将一般灰数转化为一个区间直觉灰数。最后将两个一般灰数的运算定义为区间直觉灰数之间的运算,并给出区间直觉灰数的距离公式。基于区间直觉灰数构建灰色决策模型,并通过实际算例证明了该模型是合理可行的。

基于一般灰数的广义灰色关联分析模型

针对一般灰数在复杂系统信息表征中应用时,缺乏相应的广义灰色关联度模型。文章基于核与灰度的思想,提出了一般灰数的核期望与核方差的排序方法。依广义灰色关联度的研究路径,研究了一般灰数的绝对关联度和相对关联度模型及相似性关联度和接近性关联度模型。进而构建一般灰数的关联决策模型。算例表明了该模型的科学性和有效性。

基于脆性理论的闭环供应链系统改善研究

对由制造商、零售商、需求市场组成的闭环供应链系统,利用熵理论对闭环供应链系统作为一个整体向外界表现出的脆性度进行了量化计算,研究当闭环供应链系统的整体脆性度超限,致使系统面临崩溃的情况下,如何在降低系统整体脆性度的同时减弱系统间的脆性关联,维持系统稳定.通过分析闭环供应链系统的脆性结构和特征,建立脆性传播模型,并求出系统的分层脆性图,找出闭环供应链系统的脆性源.从脆性源、脆性源的源头、与脆性源关联最大的子系统三个方面来降低系统脆性度.通过实例说明当闭环供应链系统的整体脆性度超出系统阈值时,为避免系统发生崩溃,通过对脆性源的处理,降低系统的整体脆性度,可以实现对系统的改善.

考虑共因故障的系统组成单元故障严重性测度模型

针对共因故障影响下的系统组成单元故障严重性测度问题,借助合作博弈思想,将系统组成单元看作是博弈的参与主体,将共因部件组定义为博弈过程中形成的联盟,构建了考虑共因故障的系统组成单元故障严重性Shapley值测度模型。首先,针对传统故障严重等级测度的不足,建立了故障严重等级非线性转换函数;其次根据共因故障特征提出了其联合严重性测度方法;然后根据共因部件组的形成概率以及系统组成单元对不同共因部件组联合严重度的边际贡献,求解出了共因故障影响下的系统组成单元故障修正严重度;最后结合某型号数控机床主轴系统的案例研究,探讨了不同非线性转换以及是否考虑共因故障对系统组成单元故障严重性测度的影响,表明了所提方法的可行性。

供应链间寡头竞争背景的大型客机研制主制造商:供应商超界博弈模型

针对大型客机寡头供应链之间以及供应链内部主制造商与不同供应商之间存在的复杂博弈问题,首先根据产品在市场中的供需关系构建了寡头供应链之间的博弈模型,并在此基础上梳理出了供应链内部参与主体决策变量对寡头供应链均衡状态的影响性关系;然后根据不同供应商之间以及不同供应商与主制造商之间存在的帕累托均衡、合作均衡以及纳什均衡等多种均衡关系,建立了大型客机供应链内部参与主体之间的博弈模型;最后综合考虑供应链内外各个博弈主体,构建了供应链间寡头竞争背景下的大型客机研制主制造商-供应商超界博弈模型。针对某型号大型客机供应链进行了案例研究,验证了所提模型和方法的实用性和有效性。

灰色面板数据的关联决策评价模型拓展

针对面板数据类型为一般灰数（简称灰色面板数据）时,灰关联决策评价模型的缺失。文章首先将灰色面板数据转化为由t时刻的样本指标观测矩阵所构成的时间矩阵序列,每个时刻的样本指标观测矩阵可以看作一维系统行为序列;其次,定义一般灰数的距离测度和运算法则;最后,基于一般灰色关联度的构造机理,构建了灰色面板数据的关联度模型并将其应用于决策评价。算例表明了该模型对于复杂不确定信息的决策评价问题具有良好效果。

基于矩估计理论的一般灰数关联决策模型与应用

文章针对科研项目遴选这一问题,通过灰色聚类确定项目遴选的二级指标体系;用一般灰数表征复杂系统决策信息;基于矩估计理论构建一般灰数的灰色关联决策模型;最后将构建的模型应用于实践案例,结果表明该模型在数据类型为一般灰数时的关联决策评价方面具有良好的效果。

贫信息背景下基于矩域灰点排序的灰FMECA模型

为解决贫信息背景下对系统进行故障模式、影响及危害性分析(failure mode,effects and criticality analysis,FMECA)受故障信息少、故障数据部分未知等问题限制,同时为有限定量危害性矩阵分析方法的缺陷,提出了适用于贫信息背景的灰FMECA模型。首先对危害性矩阵图进行规范化改进,统一横纵坐标轴量纲,提出危害度权重比概念以规范作图比例;然后在危害度计算中引入区间灰数,提出矩域灰点概念以表征故障模式难以确知的危害性;最后依照不确定型决策思想给出矩域灰点的一般排序规则,为贫信息背景的故障模式危害性排序提供解决方案。通过某航天飞机主发动机高压燃料涡轮泵进行案例研究,验证了所提模型的有效性。