收藏本站
《东华大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

实数编码量子进化算法及在投资组合中的应用

周亮  
【摘要】:量子力学是上个世纪物理学领域最为振奋人心的理论发现之一,它为信息科学的持续创新提供了新的理论基础和发展思路。量子计算成功地融合了量子力学和信息科学,它具有的高度并行性,指数级存储容量和对经典启发式算法的指数加速作用等计算特点,使其迅速成为众多学者的研究热点;与此同时,进化计算作为目前并行算法研究中另一个热点,它把生物界“优胜劣汰”的进化思想模拟成种群个体适者生存的过程,并用于对复杂目标问题的优化求解,取得了很大的成功。 上述研究成果的不断积累和突破,使得近些年一些学者开始尝试把量子计算和进化计算相结合,并在此基础上提出了一个新的算法框架一量子进化算法。经典量子进化算法中,定义了一个特殊的量子位表示形式,这使得它能够表示更普遍的种群多样性;量子位通过测量机制能够自由转化为二进制编码的形式;算法进化过程中,通过量子旋转门来取代传统进化计算中的变异算子,交叉算子等操作,然后驱动种群向最优解进化。量子进化算法的这些特性使其具备了良好的算法通用性,更快的收敛速度,以及较强的全局寻优能力,并且易于与其它智能进化算法进行混合演算。现有的研究结果已经表明,量子进化算法在很多优化问题上都能取得比传统进化算法更好的计算性能;与此同时,鉴于量子进化算法若干优越性,其在诸多工程管理领域也得到了广泛应用。这其中,量子进化算法在组合优化领域的使用最为成功。但是在组合优化领域,量子进化算法可以解决的问题类型还很少,已有的文献成果主要都是集中于背包问题,旅行商问题和生产调度问题。因此有必要将量子进化算法的应用推广到其它类型的组合优化问题上这样量子进化算法内涵才能更加丰富和深入;同时也使得量子进化理论及其学习算法的研究不仅仅具有重要的理论意义,也具有实际的现实意义。 本文在上述指导思想的基础上,广泛吸收和借鉴国内外相关研究成果,分别以单目标组合优化问题和多目标组合优化问题为研究背景,重新定义了量子进化算法的编解码方式,提出了一个新的实数编码方法。新编码包含了并行的两个基因分支,即实数分支和量子概率幅分支;两个分支分别相互作用,通过实施三角函数变换,能够扩展得到不同的候选解,从而增加种群多样性。在这种新的编码方式下,本文还改进了量子进化算法的寻优策略。并在此基础上,构建了相应的实数编码单目标量子进化算法和实数编码多目标量子进化算法。 随后,本文把这两个新算法用于投资组合优化问题中。考虑到投资者在投资决策选择过程会遇到大量模糊性,不确定性因素。这些模糊性,不确定性因素主要表现形式为各种主观不确定性,他们会给投资者的决策带来很大影响,但是,传统数学工具很难对这些非确定因素进行有效表达和求解。因此,本文结合清华大学刘宝碇教授不确定规划的相关理论,分别在模糊环境和不确定环境下,对投资组合问题进行了细致描述,从而构建出更符合实际需要的单目标和多目标投资组合模型;最后,使用相应的量子进化新算法分别对上述投资组合模型进行求解。 本文创新之处在于: 第一:构筑了一个基于实数编码单目标量子进化算法。新算法定义了一个新的量子染色体编解码方式,在进化过程中,设置了参数加速机制,使用目标函数的梯度信息,并利用一个新的线性交叉重组算子来实施量子位更新,从而自适应调整算法寻优进度,避免算法陷入局部最优,并提高了算法的求解精度; 第二:用模糊变量表示投资收益,然后在模糊环境下拓展了“熵”概念,’并结合投资者的风险偏好提出了一个新的风险度量方法,随后以此为基础构筑了一个模糊单目标投资组合优化模型;最后结合模糊模拟技术,提出一个混合实数编码量子进化算法用于对该模型进行求解; 第三:以量子位实数编码为基础,结合NSGA-Ⅱ算法思想,引入自适应克隆机制并构建一个动态种群用于加大对优秀个体选择压力,从而构建了一个新的基于实数编码多目标量子进化算法; 第四:以不确定测度为基础,用不确定变量表示投资收益,然后以Markowitz的模型为原型,首次在不确定环境下,用不确定期望值来表示投资期望收益,分别用不确定方差,不确定熵和不确定二次熵来表示投资风险,从而在不同的应用背景下,提出了不确定多目标投资组合优化模型,最后把基于实数编码多目标量子进化算法用于对上述模型求解。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:F224;F830.59

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯云鹤,鲁丽娟,熊信艮,吴耀武;量子进化算法在输电网扩展规划中的应用[J];电网技术;2004年17期
2 李阳阳;焦李成;;量子免疫克隆多目标优化算法[J];电子与信息学报;2008年06期
3 高洪元;刁鸣;赵忠凯;;基于免疫克隆量子算法的多用户检测器[J];电子与信息学报;2008年07期
4 杨淑媛;焦李成;刘芳;;量子进化算法[J];工程数学学报;2006年02期
5 崔海波,赵希男,张利兵;一种证券投资风险度量方法的应用研究[J];系统工程;2004年03期
6 陈国华;陈收;汪寿阳;;区间数模糊投资组合模型[J];系统工程;2007年08期
7 王林川;李传虎;罗晓辉;刘萍;;基于量子人工鱼群混合算法的输电网规划[J];华中电力;2009年06期
8 刘若辰,杜海峰,焦李成;免疫多克隆策略[J];计算机研究与发展;2004年04期
9 杨青;丁圣超;;基于概率幅编码的混合量子演化算法[J];计算机工程与应用;2007年21期
10 李红梅;孙俊;须文波;;基于量子行为粒子群优化方法的随机规划算法[J];计算机工程与应用;2007年24期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李盼池;量子计算及其在智能优化与控制中的应用[D];哈尔滨工业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许野;黄国和;秦肖生;黄英;;基于不确定的模糊机会约束优化的农业水质管理模型研究[J];安徽农业科学;2010年06期
2 孙玉香;高次带导数插值问题的一点注记[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年02期
3 孙玉香;许勇;;简易性在计算方法设计中的应用研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年05期
4 郑维英;数值计算中减少误差的有效方法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年01期
5 马宏源;杨晓翠;李伟;;量子算法的研究进展[J];白城师范学院学报;2011年05期
6 陈时华;;Properties of the two- and three-dimensional quantum dot qubit[J];半导体学报;2010年05期
7 符国庆;徐维祥;李晓争;;一种随机搜索优化算法——网鱼算法[J];北京交通大学学报;2007年06期
8 张可虎;田建伟;徐敏杰;石红;;基于可信性理论的电网规划方法[J];北京交通大学学报;2010年05期
9 刘彦君;黄金才;朱承;;基于三维地理信息的坦克炮火控优化方法[J];兵工自动化;2010年12期
10 张莉;张安;沈建冬;汤志荔;;随机环境下编队协同对地攻防对抗决策方法分析与研究[J];兵工学报;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王锡淮;杨英;肖健梅;;量子遗传算法在物流配送计划中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Complexity for the Approximation of Sobolev Imbeddings in the Quantum Computation Model[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 高尚;孙玲芳;;求最平坦的三次样条插值的粒子群优化算法[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
4 刘杨;董开坤;迟乐军;;基于粗糙变量的学习过程一致收敛速度的界[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 刘宝碇;彭锦;;可信性理论-模糊集的公理基础[A];第二届不确定系统年会论文集[C];2004年
6 ;On Inequalities and Critical Values of Fuzzy Random Variable[A];第二届不确定系统年会论文集[C];2004年
7 ;Limitation Theorem of Characteristic Function for Fuzzy Variable[A];中国运筹学会第七届学术交流会论文集(中卷)[C];2004年
8 黄昶生;宋杰鲲;张宇;;油田增产措施配置的模糊机会约束规划模型[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
9 杨英;王锡淮;肖健梅;;基于QGA的物流配送中心配送优化问题研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
10 王冰;羊晓飞;;加工时间不确定的Job Shop鲁棒调度模型及其求解[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
2 宋佩君;相干介质中的量子调控研究[D];华中科技大学;2010年
3 王小胜;不确定统计的若干问题及应用研究[D];江苏大学;2010年
4 吴磊;无线自组织网络中的路由技术相关问题研究[D];电子科技大学;2010年
5 祝勇;面向电子制造业的敏捷询单决策方法研究[D];浙江大学;2010年
6 张明明;面向量子可逆逻辑自动综合的多目标进化算法研究[D];东华大学;2010年
7 韩阳;量子测量及其在量子信息处理中的应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 王芳;基于群体智能的思维进化算法及其在图像分割中的应用[D];太原理工大学;2010年
9 石国芳;量子通信中信息传输的研究[D];西北大学;2011年
10 夏萍;灾害应急物流中基于需求分析的应急物资分配问题研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋慧;改进的遗传算法在电力系统无功优化中的应用[D];安徽工程大学;2010年
2 刘贺;基于目标满意度的多目标调运过程仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 彭伟;贝叶斯优化算法的研究及其在图像分割中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 宋河宇;城市生活垃圾管理体系不确定性优化模型研究[D];大连理工大学;2010年
5 陈洋洋;基于鲁棒优化的电量分配模型的研究[D];长沙理工大学;2010年
6 喻杰;随机需求下三阶层供应链回购协调模型研究[D];长沙理工大学;2010年
7 元萍;船舶走航式波浪测量系统研究[D];中国海洋大学;2010年
8 刘邦;基于期权博弈的房地产投资研究[D];河北工程大学;2010年
9 李岩;入侵检测系统中基于量子理论的克隆选择算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 裴飞飞;量子遗传算法在机械优化问题中的应用研究[D];武汉科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宫丽红,刘则毅,唐万生;模拟退火算法在贷款组合优化决策中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年02期
2 仪垂林,章仁俊;信息熵理论与行为金融学[J];财经科学;2004年06期
3 何大阔,王福利;一种提高遗传算法全局收敛性的方法[J];东北大学学报;2003年06期
4 陈炳瑞,冯夏庭;压缩搜索空间与速度范围粒子群优化算法[J];东北大学学报;2005年05期
5 刘耀年;李迎红;张冰冰;李春亮;;基于人工鱼群算法的最优潮流计算[J];电工电能新技术;2006年04期
6 刘春生,吴庆宪,邹新生;二级倒立摆的模糊控制[J];电光与控制;2000年04期
7 王宇,杨莉;模糊k-prototypes聚类算法的一种改进算法[J];大连理工大学学报;2003年06期
8 王赛一,王成山;遗传禁忌混合算法及其在电网规划中的应用[J];电力系统自动化;2004年20期
9 麻常辉;薛禹胜;鲁庭瑞;王小英;;输电规划方法的评述[J];电力系统自动化;2006年12期
10 王淳;程浩忠;;模拟植物生长算法及其在输电网规划中的应用[J];电力系统自动化;2007年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张健,方先丽;略论投资组合管理的几个问题[J];经济经纬;2003年02期
2 张根明,唐平海;基金投资组合的风险测量及评价——基于VaR的实证分析[J];统计与决策;2003年04期
3 胡婷,陈君宁;基于风险价值的投资组合风险度量研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2004年02期
4 王志成;;理财,避免本能错误[J];投资与营销;2004年12期
5 刘渝琳,蒲勇健;我国养老保险基金进入资本市场的投资组合模式构造[J];当代财经;2005年04期
6 李伯德;均值方差投资组合分析模型[J];兰州商学院学报;2005年03期
7 罗霞,冯兵,刘世超;高速公路有效经营的投资最佳组合模型的研究[J];中南公路工程;2005年03期
8 杨益党;夏英俊;李元;罗羡华;;投资组合信用风险的多状态尾部逼近[J];工程数学学报;2006年04期
9 杨湘豫;夏宇;;基于Copula方法的开放式基金投资组合的VaR研究[J];系统工程;2008年12期
10 李晓红;穆军;;全国社会保障基金投资状况及其保值增值问题探讨[J];财会研究;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马强;孙剑平;;投资组合的对偶优化问题分析[A];江苏省现场统计研究会第11次学术年会论文集[C];2008年
2 曾渊沧;郝刚;王兆军;;关于马鞍式期权投资组合[A];中国现场统计研究会第九届学术年会论文集[C];1999年
3 邹小芃;余君;;一个有效的保险资金投资策略——VaR套补的权变投资组合保险策略及其实证分析[A];经济发展与社会和谐:保险与社会保障的角色——北大CCISSR论坛文集·2004[C];2004年
4 王波;吴臻;;一类证券市场上投资组合和消费选择的最优控制问题[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
5 张杰;杨振海;;连接函数在投资组合风险值计算中的应用[A];2003中国现场统计研究会第十一届学术年会论文集(下)[C];2003年
6 楼洋;李均利;陈刚;;基于个体排序的差分进化算法[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
7 莫纯欢;石纯一;史忠植;陈青;周代琪;;进化算法中的各种选择机制的分析和比较[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
8 邵全;吴祈宗;;随机规划下的投资组合模型研究[A];管理科学与系统科学研究新进展——第8届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2005年
9 屠新曙;;证券投资组合中最优权重的确定[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
10 樊霞;刘西林;;实物期权在企业资本预算决策中的应用[A];中国系统工程学会决策科学专业委员会第六届学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周到;S股值得投机吗[N];上海证券报;2006年
2 英国保诚资产管理亚洲区投资服务总监罗伯特·朗奇;分享中国成长带来的利益[N];证券时报;2006年
3 记者 李侠;另类投资——增长最快的全球投资趋势之一[N];金融时报;2007年
4 Morningstar 晨星(中国) 梁锐汉;解读巴菲特最新投资组合[N];上海证券报;2007年
5 张俊 蔡莹滢;股指期货在资产管理中的运用[N];期货日报;2008年
6 招商证券 王丹妮贾戎莉;增强投资组合防御性[N];中国证券报;2008年
7 本报记者 刘泱;立足资源 打好项目投资组合拳[N];凉山日报(汉);2008年
8 记者 姚世新;嘉实理财专家:投资目的决定投资组合[N];中国保险报;2004年
9 本报记者   易非;南方避险增值刮起理财旋风[N];中国证券报;2006年
10 Morningstar晨星(中国)邵星;新型130/30基金在美兴起[N];中国证券报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周亮;实数编码量子进化算法及在投资组合中的应用[D];东华大学;2012年
2 尚兆霞;多目标投资组合问题优化模型与多目标策略研究[D];山东师范大学;2011年
3 安晓敏;最优化方法及其在投资组合中的应用[D];湖南大学;2009年
4 李婷;考虑背景风险因素的可能性投资组合选择模型研究[D];华南理工大学;2013年
5 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
6 贾东立;改进的差分进化算法及其在通信信号处理中的应用研究[D];上海大学;2011年
7 罗桂美;博弈论与投资组合中的鲁棒优化[D];湖南大学;2009年
8 张鹏翔;多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
9 王瑜;基于多方法融合的进化算法研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 李映;混合智能计算方法及其应用[D];西安电子科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 牛雪丽;差分进化算法及其在金融产品组合优化中的应用[D];山东师范大学;2010年
2 司庆伟;投资组合VaR分解及其在沪深股市中的应用研究[D];北方工业大学;2011年
3 曹霞;资产配置理论研究及在中国的实证分析[D];对外经济贸易大学;2006年
4 王琦;全国社会保障基金投资研究[D];首都经济贸易大学;2005年
5 陈渌;中国企业年金的投资组合管理研究[D];武汉理工大学;2005年
6 耿华;我国个人投资者投资组合问题研究[D];对外经济贸易大学;2006年
7 李朋根;基于条件收益率的投资组合理论研究[D];北方工业大学;2006年
8 邓子华;房地产投资信托的分析和机制研究[D];重庆大学;2004年
9 彭玉梅;银行个人理财业务中的投资组合策略研究[D];武汉大学;2004年
10 杨婷;我国开放式基金资金流量对基金投资组合的影响研究[D];中南大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026