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概率并行规划在股票指数模拟和家庭财务规划中的应用

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概率并行规划在股票指数模拟和家庭财务规划中的应用

作者：郭海峰广东工业大学

学位级别：硕士

股票指数模拟(Stock Index Simulation,SIS)和家庭财务规划(Family Financial Planning,FFP)是日常的金融应用。然而,一方面,目前它们大多数都是由专业的规划分析师来完成,非专业人士难以解决。另一方面,现有的基于数学规划方法和其他... 详细信息

股票指数模拟(Stock Index Simulation,SIS)和家庭财务规划(Family Financial Planning,FFP)是日常的金融应用。然而,一方面,目前它们大多数都是由专业的规划分析师来完成,非专业人士难以解决。另一方面,现有的基于数学规划方法和其他分析方法具有人工干预多、可解释性差和不确定性等缺点。因此,本课题针对SIS问题和FFP问题构建了智能规划领域模型,并使用规划模拟器自动求解。这项研究旨在提高非专业投资者对金融领域的理解与应用。本文提出一种对这两个问题领域建模的一般框架。该框架基于概率并行规划(Probabilistic Parallel Planning,PPP)能解决现实的规划问题,并能够实现多个决策目标和自动化求解。研究方法的核心思想是将SIS和FFP问题转化为智能规划问题。本文考虑了各种因素的参数化变量、状态/动作约束、可能事件以及相互关联等特征。同时,本文构建的规划模型是由针对PPP的规划语言RDDL(Relational Dynamic Influence Diagram Language)描述的,并基于模拟器rddlsim求解。实验分为两个方面:一方面,SIS实验数据使用两种股票数据集(上证50指数和上证100指数)。实验从某个时间点开始,求解未来一年股指的变化趋势。通过运用不完全随机布尔策略(IRBP)对模拟股指与真实股指作对比,并将求解效果与线性回归方法、SVM方法和LSTM方法的三种模拟效果作对比。结果对比分别使用交叉熵、最小二乘法和皮尔森相关系数作为损失函数。另一方面,FFP实验数据来自2018年7月Money Tree软件的财务规划实验报告和2013年9月的综合财务规划实验报告,运用启发式策略(HP)求解多阶段和动态离散时间结构的总财富变化。求解质量既对模拟的FFP数据的最小、最大和平均值与已有的实验报告数据作对比,又将运行时间与其他求解策略结果作对比。研究结果表明,股票指数模拟效果比较贴近于真实股票指数变化趋势。在大多数情况下,本文的SIS规划方法优于线性回归方法和SVM方法,且与LSTM方法的性能相当。此外,家庭财务规划的模拟效果基本上与其对比的两个实验报告的总财富变化趋势一样。但FFP运用启发式策略的执行效率优于其他策略,速度与随机策略和SPUDDP相当。然而,相对于其对比方法,本文方法具有较强的可解释性等优点,且求解过程中无人工干预和参数调节。可解释性主要在于采用规划领域的形式化描述。它不仅能够展示在SIS领域和FFP领域的各种影响因素之间的关系,而且得到的规划解给出了模拟结果的状态变化轨迹。总的来说,本文工作是智能规划方法在金融应用领域的一次较有意义的新尝试。

关键词：智能规划概率并行规划股票指数模拟家庭财务规划

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概率并行规划在ROS上的应用

概率并行规划在ROS上的应用

作者：胡国栋广东工业大学

学位级别：硕士

机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）是用于构建机器人系统的一组软件库和工具。最近,一些研究人员一直在致力于将规划系统集成到ROS中。但是,机器人领域通常是概率性的,例如动作的执行可能有一定概率失败。目前,只有很少的... 详细信息

机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）是用于构建机器人系统的一组软件库和工具。最近,一些研究人员一直在致力于将规划系统集成到ROS中。但是,机器人领域通常是概率性的,例如动作的执行可能有一定概率失败。目前,只有很少的研究集中在将概率并行规划集成到ROS中。而且已有的研究在灵活性或可扩展性方面受限。为缓解这些问题,本次研究提出了一个新框架叫做概率机器人规划（PRobabilistic Robot Planning,PRob Plan）。一方面,本文提出的框架使用一系列生成程序来构建问题文件而不是使用知识库生成。这使得该框架更有可维护性。另一方面,该的框架集成了最新的规划器SOGBOFA,其适用于大规模动作空间问题。它将当前状态的状态值函数表示为抽象语法树,并通过自动微分计算语法树符号表示上的梯度,从而搜索最佳动作。本次研究通过新的推荐函数对其进行了增强,使其更具可扩展性。我们在仓库机器人领域中实例化了所提出的框架。在该领域中,为移动机器人分配了获取或包装货物的任务。领域实例和问题实例均使用关系动态影响图语言（Relational Dynamic Influence Diagram Language,RDDL）建模。实验结果表明了该框架的有效性。为了进行比较,我们还测试了两个规划器SOGBOFA和PROST。SOGBOFA的增强版在性能上略胜其原始版本,在性能上远远超过PROST。本文的工作促进了概率并行规划与机器人系统的集成。

关键词：概率并行规划机器人操作系统智能规划

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基于概率并行规划的自动物流仓储建模与调度

计算机应用研究 2020年第S2期37卷 136-138页

作者：饶东宁陈境凯马丹鹏崔垣嫄广东工业大学计算机学院广州510006 上汽安吉智能物联技术有限公司上海200072 香港应用科技研究院有限公司香港999077

物流仓储调度是物流自动化中的重要问题。现有的许多方法依赖于基于特定模型的优化方法。但这些模型参数多、人工干预多,常需在实验过程中手动定义多个参数值。因此提出一种基于概率并行规划的物流仓储自动调度方法。该方法先为物流仓... 详细信息

物流仓储调度是物流自动化中的重要问题。现有的许多方法依赖于基于特定模型的优化方法。但这些模型参数多、人工干预多,常需在实验过程中手动定义多个参数值。因此提出一种基于概率并行规划的物流仓储自动调度方法。该方法先为物流仓储问题构建一个基于关系动态影响图语言的形式化规划领域模型。然后,它使用概率并行规划(P3)规划器及其上可用的任意策略(如随机布尔策略)来进行求解。最后,一个可以表征调度过程的动作序列就产生了。这些动作由智能体的各种动作组成,包括从入货口进货到存货及取货到出货口出货。该方法可解释性强,直观易懂且无须人工干预。

关键词：物流仓储自动调度概率并行规划关系动态影响图语言

基于知识表示和计算图的概率并行时态规划研究

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基于知识表示和计算图的概率并行时态规划研究

作者：杨锦鹏广东工业大学

学位级别：硕士

时态规划和概率并行规划是智能规划中两个不同的前沿子领域。前者规定了每个动作的开始和结束时间点,而后者考虑了动作的不确定性效果和并行执行。对同时具有持续时间、不确定性效果和并行执行等特征的动作的规划问题进行规划求解是困难... 详细信息

时态规划和概率并行规划是智能规划中两个不同的前沿子领域。前者规定了每个动作的开始和结束时间点,而后者考虑了动作的不确定性效果和并行执行。对同时具有持续时间、不确定性效果和并行执行等特征的动作的规划问题进行规划求解是困难的,当前还没有方法被提出。本文采用基于模拟计算的框架KarmaRan (Knowledge based Represent and computational-graph based searching planner with Temporal features)以特定领域的方式研究了具有时态特征的概率并行规划,旨在运用智能规划技术来求解更加贴近现实生活应用的问题。在KarmaRan 的设计上,我们首先提出了一种新的规划领域知识表示方式,定义规划领域知识并用JSON格式将规划领域知识表示出来。然后,我们对JSON文件进行解析和编码,从而生成出计算图中的图数据结构的点集合文件、边集合文件以及相应的常量、值函数等规划知识。最后,我们在Spark平台的Pregel图计算模型下编写代码对具有时态特征的概率并行规划问题进行计算求解。

关键词：智能规划时态规划概率并行规划知识表示计算图