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2018年 第27卷 第8期 刊出日期：2018-08-25

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理论分析与方法探讨

重大事故规避的危险品运输车辆路径优化研究

张萌,王能民

2018, 27(8):  1-9.  DOI: 10.12005/orms.2018.0174

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基于重大事故规避的思想,建立以最大事故后果最小及运输成本最小为双目标,且事故后果基于实时装载量的危险品运输车辆路径优化模型。基于ε-约束法,设计可求得帕累托最优解的精确算法,该算法包含通过性质求ε下界、规避被支配解的预处理及不可行路径禁止约束3处改进。进一步设计处理大规模问题的多项式时间近似算法,并分析了算法的近似比。最后通过算例对模型和算法进行测试,并通过出灵敏度分析给出管理启示。

部分联合运输策略下的物流车辆路径优化问题研究

刘艳秋,徐世达,蔡超

2018, 27(8):  10-19.  DOI: 10.12005/orms.2018.0175

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论文分析了物流车辆路径优化问题的特点,提出了企业自营物流和第三方物流协同运输的部分联合运输策略。根据客户需求节点的特点进行了节点分类,建立了以车辆调用成本、车辆运输成本、第三方物流运输成本之和最小为目标的整数线性规划模型。根据部分联合运输策略下各类客户需求点运输方式特点,构造了一种新的变维数矩阵编码结构,并对传统算法中概率选择操作方式进行修改,提出了一种新的智能优化算法并与枚举法和遗传算法的运算结果进行了算法性能对比分析。结果显示,本文提出的逆选择操作蚁群算法具有较快的运算速度和较高的稳定性,是求解此类问题的一种有效算法。

基于交通流的多模糊时间窗车辆路径优化

曹庆奎,杨凯文,任向阳,赵丽飞

2018, 27(8):  20-26.  DOI: 10.12005/orms.2018.0176

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研究了基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,考虑了实际中不断变化的交通流以及客户具有多个模糊时间窗的情况,以最小化配送总成本和最大化客户满意度为目标,构建基于交通流的多模糊时间窗车辆路径模型。根据伊藤算法的基本原理,设计了求解该模型的改进伊藤算法,结合仿真算例进行了模拟计算,并与蚁群算法的计算结果进行了对比分析,结果表明,利用改进伊藤算法求解基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,迭代次数小,效率更高,能够在较短的时间内收敛到全局最优解,可以有效的求解多模糊时间窗车辆路径问题。

线上商品与多种快递服务的组合优化研究

程健南,杨忠振

2018, 27(8):  27-31.  DOI: 10.12005/orms.2018.0177

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针对网上销售的商品所捆绑的快递服务无法满足顾客多样化需求,而快递服务商又失去了市场空间的问题,提出一种“线上商品+多种快递服务”的组合销售模式,以扩大电商的市场规模,提高快递服务商的利润和差异化竞争水平。在市场细分和顾客需求调查的基础上,综合考虑电商、快递服务商、网购顾客三方的利益,以快递服务商收益最大为目标,构建基于顾客选择行为的“线上商品+多种快递服务”组合销售模式优化模型。以SP调查为数据基础,优化线上商品与多种快递服务的组合销售模式及确定各组合销售模式的均衡价格。模型的求解结果准确地揭示了顾客在网上购物时的快递服务选择行为、快递服务商的末端利润与组合模式之间的关系。

基于风险厌恶零售商的双渠道闭环供应链运作策略

郭金森,周永务,任鸣鸣,海本禄

2018, 27(8):  32-40.  DOI: 10.12005/orms.2018.0178

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在对称信息框架下,针对零售商存在风险厌恶特性的双渠道闭环供应链,基于Stackelberg博弈理论探讨了不同的回收再制造模式下(制造商不回收再制造、制造商独立回收再制造、制造商依托零售商回收再制造)供应链各主体的运作决策。研究发现,在不同回收再制造模式下,制造商与风险厌恶的零售商合作能够获得更多收益。市场波动的增大对供应链各主体并非始终是有害的,随着市场波动的增大,带有风险厌恶的零售商收益不断减小,而风险中性的双渠道制造商收益逐步增大,零售商风险厌恶特性为制造商带来了更多的收益。制造商独立回收再制造以及通过零售商进行回收再制造时,双渠道产品定价均低于不进行任何回收再制造模式下的定价,双渠道需求和利润均高于不进行任何回收再制造模式下的渠道需求和利润,即回收再制造模式不仅为下游顾客带来了更多的消费实惠,同时也为供应链各主体带来了更多的收益。

考虑延伸售后保证服务的闭环供应链定价与协调

邹清明,刘萌芽

2018, 27(8):  41-49.  DOI: 10.12005/orms.2018.0179

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在一个制造商和一个零售商构成的闭环供应链中,研究了延伸售后保证(Extended Warranty EW)不同提供模式下的供应链定价决策,比较了不同EW提供模式供应链的效率,设计了考虑满意度的收益共享契约协调供应链。研究结果表明:在服务成本相同的分散式决策环境下,零售商提供EW时,零售价较低,批发价也较低,同时销售量、回收率、EW价、各节点成员利润和总利润较高;无论是哪种EW提供模式,相较于集中式决策,分散决策零售价较高,而回收率、EW价和总利润较低。为实现供应链的协调,考虑到各成员的满意度,依据绝对偏离方法,设计收益共享契约。利用数值算例检验了理论结果。

考虑多救援点的突发事件应急救援人员派遣模型

李铭洋,曲晓宁,李博,曹萍萍

2018, 27(8):  50-56.  DOI: 10.12005/orms.2018.0180

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针对具有多救援点的突发事件应急救援人员派遣问题,给出了一种应急救援人员派遣模型。首先,依据救援人员关于救援任务的能力指标评价值计算出不同出救点的救援人员对救援点中救援任务的胜任度;其次,依据救援人员到达救援点的应急救援时间计算出应急救援时间满意度;然后,将救援人员对救援点的胜任度与应急救援时间满意度进行集结,获得应急救援人员与各救援点的综合匹配度;进一步地,以综合匹配度最大为目标,构建应急救援人员派遣优化模型,并通过模型求解获得最优的应急救援人员派遣方案;最后,通过一个算例说明了所构建的应急救援人员派遣模型具有可用性。

基于有序梯形模糊灰色关联TOPSIS的多属性决策方法

宝斯琴塔娜,齐二石

2018, 27(8):  57-62.  DOI: 10.12005/orms.2018.0181

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研究了有序梯形模糊数来表示不确定语言环境下的灰色关联TOPSIS多属性决策问题。首先应用有序梯形模糊数标度方案属性偏好信息,在传统梯形模糊数基础上增加了一个方向属性,使得决策信息的表示更加细腻;提出了有序梯形模糊环境下多属性决策灰色关联TOPSIS综合优选算法,引入了距离和灰色关联度相结合的综合贴近度公式,实现最优方案与理想方案的位置与曲线形状的一致性;最后通过制造系统内流动控制实例说明了所提出有序梯形模糊灰色关联TOPSIS方法的可行性和有效性。

搜寻成本下可替代产品的定价策略与库存决策

毕文杰,吴湖龙

2018, 27(8):  63-70.  DOI: 10.12005/orms.2018.0182

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为探寻存在搜寻成本情况下消费者购买可替代产品时的定价与库存问题,从消费者效用出发,对厂商收益构建了基于马尔可夫决策过程的优化模型。在消费者方面,分析了其购买与继续搜寻的条件,并分别在搜寻成本不变和搜寻成本边际递减的情况下研究了消费者保留效用的变化情况以及购买相应产品的概率。此外,与很多相关文献不同的是,由于搜寻成本的存在,该情形下的消费者并不一定会在完成购买之前搜寻完所有的产品。在厂商方面,根据实际情况构建不同搜寻顺序下的收益模型并求解出最优定价策略与库存策略,并将定价模型与库存策略扩展到了动态的环境,为厂商制定价格及库存方案提供相应的决策支持。

基于产品可持续制造过程的多目标决策

董雅文,任慧

2018, 27(8):  71-78.  DOI: 10.12005/orms.2018.0183

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研究产品制造过程对经济、环境和社会的影响,使其具有可持续性。以资源约束为主线,考虑产品制造过程中可回收利用材料的使用比例,结合制造过程中安排操作工人的人数,综合优化产品制造过程的生产成本、排放物及单位工人的工作量。建立多目标优化模型,设计专门的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ),获得全局的Pareto最优解集。通过敏感性分析,获得模型中权重系数的合理取值,以及操作工人、可回收利用材料、原始材料的单位成本对模型结果的影响,可以使决策者在制定产品的可持续制造决策时有所依据。文中通过定量分析的方法,对可持续制造的决策理论进行了深入研究。

覆盖数不超过3的图上渡河问题

朱恺丽,单而芳

2018, 27(8):  79-83.  DOI: 10.12005/orms.2018.0184

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1000多年前,英国著名学者Alcuin曾提出一个古老的渡河问题,即狼、羊和卷心菜的渡河问题。2006年,Prisner把该问题推广到任意的冲突图上,考虑了一类情况更一般的渡河运输问题。所谓冲突图是指一个图G=(V,E),这里V代表某些物品的集合,V中的两个点有边连结当且仅当这两个点是冲突的,即在无人监管的情况下不允许留在一起的点。图G=(V,E)的一个可行运输方案是指在保证不发生任何冲突的前提下,把V的点所代表的物品全部摆渡到河对岸的一个运输方案。图G的Alcuin数定义为它存在可行运输方案时所需船的最小容量。本文讨论了覆盖数不超过3的连通图的Alcuin数,给出了该类图Alcuin数的完全刻画。

基于非对称半监督集成SVM的托攻击检测方法

吕成戍

2018, 27(8):  84-91.  DOI: 10.12005/orms.2018.0185

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受推荐系统在电子商务领域重大经济利益的驱动,恶意用户以非法牟利为目的实施托攻击,操纵改变推荐结果,使推荐系统面临严峻的信息安全威胁,如何识别和检测托攻击成为保障推荐系统信息安全的关键。传统支持向量机(SVM)方法同时受到小样本和数据不均衡两个问题的制约。为此,提出一种半监督SVM和非对称集成策略相结合的托攻击检测方法。首先训练初始SVM,然后引入K最近邻法优化分类面附近样本的标记质量,利用标记数据和未标记数据的混合样本集减少对标记数据的需求。最后,设计一种非对称加权集成策略,重点关注攻击样本的分类准确率,降低集成分类器对数据不均衡的敏感性。实验结果表明,本文方法有效地解决了小样本问题和数据不均衡分布问题,获得了较好的检测效果。

求解特征值互补问题的一类ABS算法

黄迪帅,韩海山

2018, 27(8):  92-98.  DOI: 10.12005/orms.2018.0186

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ABS算法是20世纪80年代初,由Abaffy,Broyden和Spedicato完成的用于求解线性方程组的含有三个参量的投影算法,是一类有限次迭代直接法。目前,ABS算法不仅可以求解线性与非线性方程组,还可以求解线性规划和具有线性约束的非线性规划等问题。本文即是利用ABS算法求解特征值互补问题的一种尝试,构造了求解特征值互补问题的ABS算法,证明了求解特征值互补问题的ABS算法的收敛性。数值例子充分验证了求解特征值互补问题的ABS算法的有效性。

基于信息熵权TOPSIS法的双腔半环面型CVT传动性能优化

张庆功,张均富,刘渝

2018, 27(8):  99-104.  DOI: 10.12005/orms.2018.0187

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针对双腔半环面型CVT的结构特点和应用背景,建立以输入扭矩分矩比和输出输入扭矩比为目标函数的优化模型。采用带有精英策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm with the elite strategy, NSGA-II)求解该模型的Pareto最优解。为了确定最佳的Pareto最优解,首先将获得的Pareto最优解构成决策矩阵,其次利用客观赋权的信息熵(information entropy weight, IEW)法计算各属性的权值,最后运用逼近理想解的排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)对Pareto最优解排序。将最佳Pareto最优解对应的设计变量值代入输入扭矩分矩比、输出输入扭矩比以及传动效率的表达式,使用MATLAB软件绘制相应的特性曲线。结果表明,通过TOPSIS确定的最佳Pareto最优解能够实现双腔半环面型CVT高效率传动、大扭矩输出和无级变速单元承受较小输入扭矩的功能。

应用研究

考虑占位决策的围堵嫌犯模型

周伟刚,冯倩倩,陈仕军

2018, 27(8):  105-108.  DOI: 10.12005/orms.2018.0188

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研究了2011年中国大学生数学建模竞赛B题的突发事件中交巡警对在逃嫌犯的围堵问题。不同于对该问题的以往的研究,本文考虑了交巡警在包围圈中可以占据某些路口,使得嫌犯不能通过这些被交巡警占据的路口,从而为形成包围圈的交巡警赢得更多时间。利用两篇相关文献的关于点截集判断的结论和考虑占位决策的建模方法,以不同的目标函数建立了考虑占位决策的围堵嫌犯问题的三个混合0-1非线性整数规划模型。通过选取部分线性约束和目标函数一起组合成混合0-1线性整数规划模型,设计了基于混合0-1线性整数规划方法的算法,并给出了算例。

不同路径下能源价格对碳价格的传导关系研究

宋亚植,梁大鹏,宋晓秋

2018, 27(8):  109-115.  DOI: 10.12005/orms.2018.0189

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针对已有文献大多探讨能源价格与碳价格间的影响程度,本文从建模的角度寻找碳价格与能源价格间的联动关系。首先,使用随机微分方程刻画碳与能源的价格走势,得到碳——能源联动模型解析解。其次,在解析解的基础上,分别讨论能源价格如何通过影响碳市场价格均值、波动率路径从而影响整个碳价格。第三,分析重大能源政策产生的跳跃对碳价格的影响。结果显示,随着能源与碳市场关联程度的增加,相较于能源价格通过均值路径影响碳价格,其通过波动率路径影响碳价格的效果更为明显;且跳跃路径下的碳价格震荡小于波动率路径下能源价格传导引起的碳价格震荡。本文的结果对理清碳——能源价格联动关系具有积极意义,为投资者规避碳市场风险提供必要理论指导。

基于Markov更新过程的城市交通网络级联失效评价模型

袁鹏程,林徐勋

2018, 27(8):  116-126.  DOI: 10.12005/orms.2018.0190

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根据路段单元状态与其功能之间的关系,给出了路段单元状态的‘失效—非失效’二态表示方法,进一步根据网络中路段单元之间的连接关系,提出了道路交通网络‘级联失效’态的定义及识别方法;利用更新理论及Markov链相关理论,分析了道路交通网络级联失效态—非级联失效态持续时间随机变化的概率分布规律,给出了对假想分布的未知参数进行估计及对假想分布进行假设检验的方法,并提出了以失效次数及转移概率为主要评价参数的交通网络级联失效评价模型。以一个实际路网为例,对模型进行了标定,将标定好的模型评价结果与实际观察结果进行了比对,结果显示模型具有较好的实用性。

基于Hilbert-Huang变换的金融收益政策风险因子识别方法

李祥飞,沈书立,凯斯·布尔斯马

2018, 27(8):  127-134.  DOI: 10.12005/orms.2018.0191

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针对政策可能对金融收益产生风险问题,提出了基于Hilbert-Huang变换方法的政策风险因子识别检测方法。通过经验模态分解,Hilbert-Huang频谱分析得到金融时间序列的时域和频域特征,通过与量化处理后的政策进行匹配得到政策产生的异常波动情况,从而实现对政策因子风险的识别与处理。研究结果对于探究宏观政策对金融收益的影响具有重要参考意义。最后以国家房地产调控政策与地产指数为算例,发现本研究提出的方法识别精度高,具有非常好的应用前景。

基于随机久期利率免疫的银行资产负债优化模型

张志鹏,迟国泰

2018, 27(8):  135-148.  DOI: 10.12005/orms.2018.0192

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银行资产负债管理是指商业银行在负债数量和结构一定的条件下、对资产进行优化配置,通过平衡资产的流动性、盈利性和安全性,以实现银行收益的最大化。本文通过Vasicek动态期限结构模型推导出随机久期,以包括存量与增量在内的全部资产随机久期等于全部负债随机久期为约束条件、控制利率风险,辅以现行法律法规等其他约束条件,建立全部资产负债组合的随机久期利率风险免疫模型,并通过算例说明本模型构建过程。本文的创新与特色有三:一是通过建立全部资产负债组合的利率免疫条件,对包括存量与增量在内的全部资产组合利率风险进行控制。改变了现有研究在进行资产配置时,仅对增量组合风险控制的弊端。二是通过资产负债的随机久期缺口等于0的利率风险免疫条件建立资产负债优化模型,确保在利率发生变化时,银行股东的所有者权益不受损失。三是以银行各项资产组合收益率最大化为目标函数,通过随机久期的利率免疫条件控制利率风险,建立了全部资产负债组合的随机久期利率风险免疫模型。改变了现有研究的资产负债管理模型忽略随机久期变动的影响。

基于区间与模糊Shapley值的合作收益分配策略

于晓辉,周鸿,邹正兴,孙红霞

2018, 27(8):  149-154.  DOI: 10.12005/orms.2018.0193

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将经典Shapley值三条公理进行拓广,提出具有模糊支付合作对策的Shapley值公理体系。研究一种特殊的模糊支付合作对策,即具有区间支付的合作对策,并且给出了该区间Shapley值形式。根据模糊数和区间数的对应关系,提出模糊支付合作对策的Shapley值,指出该模糊Shapley值是区间支付模糊合作对策的自然模糊延拓。结果表明:对于任意给定置信水平α,若α=1,则模糊Shapley值对应经典合作对策的Shapley值,否则对应具有区间支付合作对策的区间Shapley值。通过模糊数的排序,给出了最优的分配策略。由于对具有模糊支付的合作对策进行比较系统的研究,从而为如何求解局中人参与联盟程度模糊化、支付函数模糊化的合作对策,奠定了一定的基础。

基于复杂网络的金融风险跨市场传导机制研究——以金融危机时期(2007~2009年)数据为例

刘超,郝丹辉,唐孝文,刘宸琦

2018, 27(8):  155-161.  DOI: 10.12005/orms.2018.0194

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金融系统具有典型的非线性复杂系统的特征,其多层次和多重反馈特性使得金融风险跨市场传导效应更加复杂多变。选取2007~2009年金融危机时期的相关数据,构建金融网络,并采用最小生成树(MST)的方法对金融风险跨市场传导机制进行实证分析。结果表明:我国金融市场具有明显的小世界特征;金融危机期间金融市场内部各子市场间的关联程度显著加强;股票、债券、房地产和外汇市场是系统重要性市场,需要重点监控;对金融风险跨市场传导的潜在路径进行了识别,为宏观审慎监管提供了理论基础。

基于面板政策评估方法的股指期货推出效应研究

高扬,孙便霞,王超

2018, 27(8):  162-171.  DOI: 10.12005/orms.2018.0195

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本文采用Hsiao等(2012)提出的利用面板数据进行政策效果评估的方法,分别研究了上证50股指期货(IH)和中证500股指期货(IC)的推出对相应的股票市场波动的影响。研究区间为IH和IC的上市日2015年4月16日至8月底即中金所采取严格监管措施以抑制市场过度投机的时点,并以6月15日为界将之分为股灾前和股灾期两个时间段。实证结果表明,股灾前IH的推出并未显著影响其现货股指的波动,股灾期间增加了其现货市场的波动;IC的推出在股灾前已经显著地增加了现货股指的波动,股灾期间则大幅增加了现货股指的波动。对IH和IC进一步的回归分析结果指出,过度投机导致IC的推出引起对应的现货市场更大幅度的波动。在中金所采取严格监管措施前,IH和IC未能发挥股指期货的现货稳定器作用。

21世纪海上丝绸之路沿线港口体系演化研究——基于Logistics、Lotka-Volterra模型

赵旭,高苏红,周巧琳,刘进平

2018, 27(8):  172-181.  DOI: 10.12005/orms.2018.0196

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港口体系演化研究揭示21世纪海上丝绸之路沿线港口的发展规律,为我国相关企业海外港口投资提供决策支持,进而为我国“海上丝绸之路”战略的具体实施提供理论依据。本文利用生态种群演化相关理论,选取东南亚港口为数据样本来研究港口体系演化过程,研究发现港口规模演化趋势符合Logistics演化规律,2008年时增长速度达到峰值,2013年海上丝绸之路沿线港口体系进入衰退期,2030年左右港口体系规模将达到极限值;建立双种群增长的Lotka-Volterra模型和多种群增长模型研究新加坡港、巴生港、柔佛、槟城、丹戎帕拉帕斯的相互关系和演化趋势,提出我国在与这些港口合作时需要依据这种关系和演化趋势去统筹协调,才能达到效益最大化。

管理科学

影响用户换手机的关键因素及其效应研究——基于中国移动西安分公司的样本数据

王超发,孙静春

2018, 27(8):  182-189.  DOI: 10.12005/orms.2018.0197

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影响用户换手机的因素有客观因素和主观因素,本研究基于中国移动西安分公司的用户信息数据,根据用户的实际消费和相关非线性多元回归理论,探索了影响用户换手机的客观因素及其效应。研究发现:较长的总通话次数、较大的平均流量和较小的手机屏幕(在用手机)等因素能促进用户换手机;换手机的主要驱动力不是经济能力的差异而是在用手机的屏幕大小;用户的年龄差异对是否换手机的影响可以忽略;城乡标识对是否换手机的影响显著,用户品牌的影响不显著。另外,手机捆绑销售方式的存在,本研究最后站在制造商和运营商的角度,根据以上影响效果给出了提高手机制造商和运营商竞争力的相关建议。

知识获取视角下用户持续参与众包创新的动态控制策略

孟庆良,徐信辉

2018, 27(8):  190-199.  DOI: 10.12005/orms.2018.0198

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众包创新作为企业充分利用外部群体智慧以实现创新的新型开放式创新模式,其本质是企业突破组织界限,获取与整合外部网络知识以提升创新绩效。由于创新任务复杂多样、用户参与自由自愿等特征,导致在众包创新实践中用户持续参与意愿不足、创新效果不好等现象。为此,基于关系营销和知识共享相关理论,界定面向众包创新的知识承诺概念,认为知识获取视角下用户持续参与众包创新的本质是众包参与双方的知识承诺建立,进而分析众包创新中知识承诺的关键影响因素,构建用户持续参与众包创新的动态优化决策模型,通过求解和算例分析探讨最优决策结果,给出引导用户持续参与众包创新的最优控制准则。