Heston模型下基于期权投资的鲁棒最优控制

针对Heston随机波动率模型下的鲁棒最优投资问题,构建了带期权投资的资产负债管理模型.投资者的目标是最大化终端时刻净财富的幂效用,利用随机最优控制方法,分别获得了带期权投资以及无期权投资两种情形下鲁棒最优投资策略、最坏概率测度及值函数的解析表达式,通过数值模拟发现考虑模型的鲁棒性以及进行期权投资能够改进投资者的效用.     

不确定需求下基于分布式鲁棒机会约束的车辆调度问题研究

随着新能源汽车共享模式的迅速发展,允许异地还车导致车辆不均衡问题日益突出.本文考虑不确定的车辆需求,基于需求量的均值和方差等部分信息,最小化最坏情况下系统可用车辆和空闲停车位的机会约束,建立分布式鲁棒优化机会约束车辆调度模型,以总成本最小化为目标,得出模型的数学性质和易求解的等价形式,确定停车桩之间的车辆调度数量.最后,以北京市15个停车桩的车辆调度为例,确定最优的车辆调度方案.结果表明,随着服务水平的增加,调度成本和车辆调度数量增加明显,当服务水平增加到一定程度后,应增加系统的车辆数和停车位以满足服务水平的要求.决策者可根据自己的偏好及系统的服务要求,选择恰当的服务水平参数组合,以获得最优的车辆调度方案.     

碳管制与交易政策下企业生产管理优化问题

碳管制与交易政策是一种有效的减排政策。首先研究了在碳管制与交易政策下,企业的最佳生产量和相应的期望利润,并且分析了碳管制与交易政策对企业管理和决策的影响。由于考虑了碳足迹的限制,企业的最优生产量要小于仅仅以利润为目标的最优生产量,且存在一个与企业碳交易相关的阈值。当该阈值超过、等于或小于碳限额时,企业可以买入、卖出碳权或不进行交易,此外分析了碳限额、碳价、碳足迹对最佳生产量和企业总利润的影响。最后,通过仿真数值分析验证了理论的有效性,同时对研究结果做出了具有现实意义的评价与解释。     

分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略

提出了一种基于分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略，这种控制器具有非线性滤波、增益自调整、鲁棒性好等优良特性。由于分流模型的输出是稳定、光滑且有界，可以构造一类具有输出光滑、有界并且增益自调整的PID控制器，其可设计一类安全控制系统．将分流模型PID与鲁棒补偿控制相结合，有效地解决了参数不确定情况下的一类非线性系统的鲁棒控制问题。通过倒立摆控制系统的仿真研究，验证了控制策略的有效性。     

需求不确定环境下闭环供应链运作的鲁棒优化模型

设计了一类由一个制造商和一个供应商构成的同时具有再分销、再制造和再利用的闭环供应链,废旧产品的回收及再处理均由制造商完成。建立了该供应链在顾客需求不确定环境下的多目标鲁棒动态运作模型。采用具有已知概率的离散情景描述顾客需求的不确定性,利用基于情景分析的鲁棒线性优化方法建立供应链的运作模型。设计的数值算例的结果验证了运作策略的鲁棒性。     

基于仿真模型的鲁棒协同优化方法研究

复杂产品往往由多个子系统通过复杂的耦合方式组成.针对复杂产品的多学科鲁棒设计优化技术已得到广泛应用.为了使用仿真模型进行多学科鲁棒设计优化,提出了SUA-RCO和DRS-RCO两种方法.在SUA-RCO方法中,仿真模型首先被拟合为近似的数学模型,然后利用近似数学模型进行RCO计算.系统的不确定性由SUA方法进行计算.为了解决大参数方差问题,DRS-RCO方法将仿真模型近似拟合为双响应面形式,分别使用两个响应面来拟合均值和方差.然后,进行协同优化计算.     

碳限额交易下考虑平台推广服务的竞争制造商减排决策研究

在碳限额交易机制下,研究了碳限额总量和平台推广服务对减排成本差异化的竞争制造商生产与减排决策的影响.首先,构建并求解了两家制造商同时购买平台推广服务、仅低减排成本制造商购买和仅高减排成本制造商购买三种情形下的优化模型.而后,从经济和环境角度分析三种情形下制造商的最优生产与减排决策.研究发现,虽然较低的碳限额总量可以使低减排成本制造商实现最大减排,但较低的总产量会限制制造商和平台发展;两类制造商将在仅有自身购买推广服务时生产最大产量,而在仅有竞争对手购买推广服务时生产最小产量;而当碳限额总量适中时,仅竞争对手购买推广服务会促使制造商提高减排比例.无论制造商做出何种推广购买决策,政府调整碳限额总量对相同类型制造商产量和减排比例的影响趋势是一致的.从经济利润角度看,制造商的推广购买决策受推广服务价格影响;而从环境角度来看,仅低减排成本制造商购买推广服务造成的环境污染最低;但对平台而言,无论是否考虑环境因素,两类制造商同时购买推广服务是最优情形.     

互惠利他偏好下的供应链鲁棒协调策略

随着经济的快速发展,市场竞争日益激烈,使得供应链的运作受到众多不确定因素和决策者行为偏好的多重影响.本文在需求分布信息有限的环境下,利用鲁棒优化方法研究了互惠利他偏好下的供应链协调问题,给出了基于回购契约的鲁棒协调策略,并进行了数值分析.研究发现,虽然互惠利他偏好会对供应链成员的决策产生显著影响,且当偏好程度在一定范围内时,互惠利他偏好能提升供应链的整体绩效,但唯有基于回购契约的鲁棒协调策略能使供应链整体绩效达到最优.此外,鲁棒协调策略具有较强的稳健性,可以有效克服需求分布信息不足对供应链总利润的不良影响.     

含不确定参数线性优化的新鲁棒优化模型

针对椭球不确定数据鲁棒线性优化模型的保守性,提出了一种新的鲁棒线性优化模型。通过引入新的距离公式,把椭球不确定数据映射到单位球中,以此来改进鲁棒线性优化模型。新模型克服了原模型对数据扰动较大时的保守性,从而在解的鲁棒性和最优性之间得到一个比较好的平衡。通过对几个标准实际问题的测试,结果表明新模型在保证解的鲁棒性的同时具有良好的最优性。     

基于线性矩阵不等式的动态投资组合鲁棒策略

考虑证券市场股票期望收益和协方差矩阵的不确定性,研究了基于线性矩阵不等式的动态投资组合鲁棒策略问题.在跟踪误差投资组合模型和鲁棒优化方法的基础上,提出了一种动态投资组合鲁棒策略和求解算法,采用上海证券市场交易数据,运用线性矩阵不等式进行了实证分析.结果表明,基于线性矩阵不等式的动态投资组合鲁棒策略是有效、可行的.     

消费者低碳偏好下零售商主导供应链减排合作与协调

针对零售商主导供应链在碳交易和消费者低碳偏好下的减排合作决策问题,以供应商不减排投资分散决策模型为基础,建立了供应商减排投资的斯坦伯格博弈和垂直纳什博弈不合作模型及集中决策合作博弈模型.给出了供应商减排投资和选择垂直纳什博弈的条件,分析了零售价、减排量、需求和供应链成员利润的变化.研究发现,供应商投资减排,供应商和零售商的利润均增加且供应商利润在垂直纳什博弈均衡时比斯坦伯格博弈均衡时大,但斯坦伯格博弈和垂直纳什博弈均不能实现低碳供应链协调;特定条件下的垂直纳什博弈和集中决策的零售价格低于供应商不进行减排投资下的普通产品零售价格,即低碳并不一定高价.指出零售商具有选择与供应商进行投资减排合作的动力,从而构建了供应商和零售商共同决策批发价格的纳什讨价还价博弈模型来实现供应链减排合作与利润分配.最后,通过算例对模型进行了验证分析.     

碳限额交易机制下碳交易价格对供应链碳排放的影响

为了研究碳限额交易机制下碳交易价格对供应链碳排放的影响,我们引入了由一个制造商和一个零售商组成的供应链,建立制造商处于领导地位的Stackelberg博弈模型,研究了供应链分散决策模式和集中决策模式下碳交易价格对碳排放的影响.研究发现,无论是供应链分散决策模式还是集中决策模式,对于清洁型制造商和低减排成本中间型制造商,碳交易价格的上升会使制造商最优单位碳排放量减少;对于高减排成本中间型制造商,随着碳交易价格的上升,制造商最优单位碳排放量呈现先减少再增加最后再次减少的趋势;对于污染型制造商,随着碳交易价格的上升,制造商最优单位碳排放量呈现先增加后减少的趋势.但就最优单位碳排放量而言,集中决策模式下制造商最优单位碳排放量低于分散决策模式.     

多目标碳配额分配下的减排技术投资策略研究

本文研究政府在多目标碳配额分配条件下,行业内减排效率差异企业的最优减排技术投资策略.通过建立政府与企业的博弈模型,采用理想点法对多目标规划问题进行求解,分析碳配额政策对企业技术投资决策的影响.数值分析结果显示,在政府兼顾社会效益和经济效益的多目标配额分配条件下,低减排效率企业更有可能投资进行技术升级,以获得政府分配的更多配额,而高效率企业的投资动力不足.另外,技术投资成本下降或减排技术代际差异扩大时,行业内两企业投资升级技术的可能性增加.所得结论对于政府制定合适的碳配额分配政策,以及相关配套措施促进全行业的技术升级具有重要意义.     

基于碳排放的开放选址-路径问题及算法

基于物流对节能减排的重大影响及第三方物流的广泛应用,本文建立了与配送中心规模、配送路径相关的低碳开放选址-路径(OLRP)问题模型,并设计量子进化算法(QEA)进行求解.算法采用先确定车辆及其顾客集,再选择配送中心的策略,并运用局部优化算子进行解的改善.通过目标值与CPU的综合分析,确定重要参数旋转角变化值△θ,最大迭代次数itermax,种群Popsize的取值范围,并应用Barreto、Prins及Tuzun案例进行实验验证,结果显示碳排放目标的OLRP一定程度上会增大成本,量子进化算法在Barreto案例中的解均值优于LB、CPLEX及SA算法,在Prins案例中的求解效果与CPLEX相近,在Tuzun案例中绝大多数问题的求解结果优于CPLEX,在小规模问题中,优于SA算法,因此QEA是求解OLRP问题的一种有效算法.     

物联网环境下碳配额和减排双重约束的企业资源共享策略

制造业之间的产能不均导致了许多潜在的浪费,为使现存资源得到更高效的利用,物联网平台可以帮助制造商双方进行信息对接,克服产能不均的限制,实现资源共享.本文以两个制造商为研究对象,探讨双方进行产品转移的最优决策问题,建立了碳配额和减排双重约束的利润优化模型.在两种情景下(双方碳配额都充足,一方充足一方不足)分别讨论了制造业之间产能共享的优化决策,并通过数值分析进行验证.结果表明:配额不足能促进企业的积极减排.产能充足的企业的减排成本及碳价格对双方资源共享的条件有直接的影响.在企业减排成本接受范围内,产能充足的企业的减排有利于其竞争优势的提高.     

碳交易机制对物流配送路径决策的影响研究

针对碳排放交易机制下的物流配送路径问题,引入考虑车辆载重和速度的碳排放度量方法,以TSP为基本参考模型,建立碳排放交易机制下的物流配送路径优化模型. 将该模型与传统的仅考虑经济费用的路径优化模型进行比较,说明碳排放交易机制下的路径安排策略能够有效减少碳排放. 通过数值实验探讨了碳交易、碳价格和碳配额对物流配送路径策略、碳排放量和总成本的影响. 并根据数值实验结果提炼出了一些对物流企业如何控制成本和降低碳排放的配送决策建议.     

区域碳减排能力协同度评价模型构建与应用

区域CO₂减排系统的整体协同度是减排绩效考核的重要参考依据,开发科学合理的协同度测算方法是有效前提.综合考虑经济、社会、环境三个要素,构建了区域减排能力评价指标体系.采用熵值法、层次分析法和非线性规划建模方法,确定各项指标客观权重、主观权重和复合权重,结合指标体系和复合权重测算区域减排的序参量.分别以2001年和2008年为基期,利用所构建的模型测算京津冀区域减排系统在金融危机前后两个时间段内的整体协同度.研究发现,2001-2015年京津冀各子区域减排能力不断提升,且北京、天津的减排能力要优于河北,子区域减排系统处于有序状态,且有序度在不断提高,复合减排系统整体协同度在金融危机前呈正向缓慢增长趋势,但系统整体协同度较低;危机后复合减排系统处于非减排协同演进状态,系统整体协同度成上升趋势.上述研究对于识别国家减排系统的"短板"区域,并有针对性提高碳减排能力具有重要意义.     

碳配额免费分配法下寻租对市场运行效率影响

在强制碳减排政策下,企业希望通过寻租等手段逃避减排责任的动机强烈,而现行的环境规制为政府和企业提供了过多的寻租空间.构建基于SWARM的碳交易市场仿真模型,模拟不同寻租环境下碳交易市场排放权交易,从流动性、波动性、有效性三个方面衡量市场运行效率,考察碳排放权免费分配方式下,不同寻租环境对碳交易市场运行效率的影响.研究结果表明,寻租行为会通过改变初始配额的分配总量和结构,影响碳交易市场的流动性和有效性,但对市场价格波动没有显著作用.寻租行为对市场运行效率"不降反升"的影响反映出初始配额免费分配法并不能达到最优的资源配置.减少政府对碳交易市场的干预,从免费分配方式向定价出售或拍卖方式过渡,不仅能明确价格信号,提高能源的使用效率,还能从源头上切断企业寻租的可能性.     

考虑公平关切的自主减排低碳供应链决策研究

在碳减排约束下,通过对低碳供应链进行建模,借助数值实验,运用博弈论的方法研究产品碳系数和制造商公平关切行为对低碳供应链定价策略、碳减排水平、供应链各方利润以及供应链整体利润的影响.研究结果表明:1)集中式决策模式下,产品碳减排水平和供应链整体利润要高于分散式决策.制造商客观存在的公平关切属性会进一步降低产品碳减排水平和供应链整体利润,且随着制造商公平关切程度的增大,供应链各方成员以及供应链整体利润均会减小,但制造商利润所占供应链总利润的份额却在不断增大;2)三种不同供应链决策模式下,低碳产品零售价格、碳减排水平和供应链利润均会随着碳系数的增大而增大;3)碳减排投资成本分担契约的实施能够促进低碳产品零售价格降低,销量增加,从而能够有效地提高低碳供应链的整体效率.     

基于碳排放与速度优化的带时间窗车辆路径问题

研究了考虑碳排放和速度优化的带时间窗车辆路径问题,引入了基于速度的碳排放计算方法,以油耗、碳排旅行时间费用最小化为目标,将速度作为决策变量,建立了混合整数规划模型. 提出了两阶段启发式算法,第一阶段采用改进的禁忌搜索算法优化配送网络中的速度,第二阶段设计了弧段速度优化算法用于优化路径弧段上的速寻求对最优解的进一步改进. 数值实验分析表明: ①两阶段启发式算法能快速有效地找到满意解; ②采用优度的路径安排比固定速度的路径安排能减少更多的碳排放和总费用; ③碳排放和旅行时间之间存在替换关系,减少碳排放会导致旅行时间的增加; ④传统的车辆路径安排中存在很大的碳排放改进空间,由于油耗和碳排放是相关的,减少碳排放有利于节约总费用.