一种统一的非凸稀疏恢复的原始对偶有效集算法

研究了基于最小二乘法的稀疏信号恢复问题.针对一类非凸稀疏性罚,包括l^0、bridge、capped-l^1、光滑剪切绝对差和极小极大凹罚,提出了一种新的原始对偶有效集算法.首先证明相关优化问题的全局极小值的存在性,然后利用相关阈值算子,推导出全局极小值的一个新的必要最优条件,必要最优条件的解是坐标极小值,在一定条件下,它们也是局部的极小值.引入对偶变量后,可同时使用原变量和对偶变量确定有效集.此外,这种关系适用于一种有效集类迭代算法,该算法在每一步中首先只更新有效集上的原始变量,然后显式地更新对偶变量.结合正则化参数的延拓性,证明了原始对偶有效集方法在一定正则化条件下全局收敛于潜在回归目标.大量的数值实验表明,与现有的稀疏恢复方法相比,该方法具有较高的效率和精度.     

一个结构型凸优化问题的分裂算法

考虑带线性约束的三块变量的凸优化模型,目标函数是可分的三个函数和.给出了一个新的分裂算法.首先,对每个块变量解极小化增广拉格朗日函数.然后,通过一个校正步得到新的迭代点.证明了新算法的整体收敛性和O(1/t)的收敛阶.     

基于偏正态数据下联合位置与尺度混合专家回归模型的参数估计北大核心CSCD

混合专家回归模型广泛应用于异质总体数据的分类,聚类及回归分析中.研究基于偏正态数据,提出了联合位置与尺度混合专家回归模型,该模型同时对位置,尺度和混合比例参数建模,应用MM算法和EM算法研究了该模型参数的极大似然估计.通过随机模拟和实例分析说明了该模型和方法的有效性与实用性.     

考虑患者回诊情况下的门诊科室调度优化

目前国内大型三甲医院最突出的问题就是资源稀缺,这些稀缺资源主要包括手术室、大型检查设备以及门诊科室等,造成患者严重的排队现象,从而导致患者等待时间过长,满意度下降。通过对哈尔滨市某大型医院进行调研,收集相关数据,研究在考虑患者回诊(即患者当天做完各项检查后又回到初次检查的门诊科室)情况下,对医生门诊科室的数量进行调度优化。利用排队论中的动态优先级对排队规则进行限定,同时引入前景理论中的价值函数,确立以最小化患者时间感知不满意度为主要目标,最小化医院运营成本为次要目标的多目标优化问题。并且分析了两个目标的权重参数变化对总体满意度的影响。建立相应的数学模型,利用模拟植物生长算法( plant growth simulation algorithm,简称PGSA)进行算法设计,通过MATLAB进行仿真,得出在有限度优先的排队规则下,能够更大程度的降低患者不满意度,同时保证较低的运营成本,证明了此研究的有效性和可行性。     

急件订单干扰下虚拟单元重调度

虚拟单元生产中,针对急件订单干扰情况,研究了考虑序位相似性,即尽量保持初始工序的加工次序的虚拟单元重调度问题。为了应对急件订单干扰,设置了各工件工序可用机器集合和相应的加工时间集合,构建了以序位相似性最大和急件订单完工时间、系统总流程时间最短为目标的多目标非线性整数规划模型。针对模型自身特征,采用了遗传—蚁群算法相结合的优化算法求解模型。最后,以船舶实际生产为例,验证了模型的可行和优越性,以及算法的有效性。     

求解无容量设施选址问题的拉格朗日蝙蝠算法

无容量设施选址问题(Uncapacitated Facility Location Problem,UFLP)是一类经典的组合优化问题,被证明是一种NP-hard问题,易于描述却难于求解.首先根据UFLP的数学模型及其具体特征,重新设计了蝙蝠算法的操作算子,给出了求解UFLP的蝙蝠算法.其次构建出三种可行化方法,并将其与求解UFLP的蝙蝠算法和拉格朗日松弛算法相结合,设计了求解该问题的拉格朗日蝙蝠算法.最后通过仿真实例和与其他算法进行比较的方式,验证了该混合算法用来求解UFLP的可行性,是解决离散型问题的一种有效方式.     

多目标0-1规划问题的元胞狼群优化算法研究

针对多目标0-1规划问题,首先基于元胞自动机原理和人工狼群智能算法,提出一种元胞狼群优化算法,该算法将元胞机的演化规则与嚎叫信息素更新规则、人工狼群更新规则进行组合,采用元胞及其邻居来增强搜索过程的多样性和分布性,使人工头狼在元胞空间搜索的过程中,增强了人工狼群算法的全局搜索能力,并获得更多的全局非劣解;其次结合多目标0-1规划模型对元胞狼群算法进行了详细的数学描述,定义了人工狼群搜索空间、移动算子、元胞演化规则和非劣解集更新规则,并给出了元胞狼群算法的具体实现步骤;最后通过MATLAB软件对3个典型的多目标0-1规划问题算例进行解算,并将解算结果与其它人工智能算法的结果进行比较,结果表明:元胞狼群算法在多目标0-1规划问题求解方面可获得更多的非劣解集和更优的非劣解,并具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力。     

基于EMD-GA-BP与EMD-PSO-LSSVM的中国碳市场价格预测

由于碳交易市场价格的波动性大及相互影响关系的复杂性,本文试图构建碳价格长期和短期的最优预测模型。考虑到碳交易价格波动的趋势性和周期性特点,基于经验模态分解算法(EMD)、遗传算法(GA)—神经网络(BP)模型、粒子群算法(PSO)—最小二乘支持向量机(LSSVM)模型及由它们构建的组合预测模型,对中国碳市场交易价格进行短期预测和长期预测。实证分析中将影响碳交易价格的不同宏观经济因素和碳价格时间序列因素做为输入变量,分别代入组合模型进行预测。研究结果表明,在短期预测中,EMD-GA-BP模型预测效果优于GA-BP模型和PSO-LSSVM模型;而在长期预测中,组合模型EMD-PSO-LSSVM模型预测效果优于只考虑碳价格波动趋势性或周期性预测效果。     

无容量限制设施选址问题的降阶回溯算法

无容量限制设施选址问题(uncapacitated facility location problem, UFLP)是经典组合优化中NP-Hard问题之一,在诸多领域具有广泛的应用价值。本文首先研究UFLP的数学性质,并进行了数学证明。运用这些数学性质不仅可以确定某些设施必定开设或者关闭,还可以确定某些连接边是否在服务集中,从而缩小问题的规模,加快求解速度;在此基础上设计出一个新的基于上下界的回溯算法来求解UFLP。最后,通过一个示例进一步阐述该算法的原理,结果表明该算法具有明显的可行性和有效性。     

循环结构：递推思想的算法表达

1引言 在遇到一个需要求解的问题后,算法研究的是怎样将它分解成一系列有序的、有限的、明确的操作步骤．每一个步骤只能有一个确定的后继步骤,前一步是后一步的前提．算法的这种特性与递推思想有着必然的联系,特别是在循环结构及循环语句中,这种联系体现得更为明显．算理是算法的灵魂和本质．在明确算理的前提下,从具体演算出发,将算理用数学语言表达,再将数学语言转化为算法语言．这是理解算法的一个有效方式．