Text
                    ЛАМА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • МОСКВА • КРАСНОДАР


В. В. КОЛБИН ВЕРОЯТНОСТНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Издание второе, стереотипное лш САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • МОСКВА • КРАСНОДАР 2021
УДК 51 ББК 22.18я73 К 60 Колбин В. В. Вероятностное программирование : учебное пособие для вузов / В. В. Колбин. — 2-е изд., стер. — Санкт- Петербург : Лань, 2021. — 392 с. — Текст : непосредствен- ный. I8В^ 978-5-8114-7895-8 Модели и методы математического программирования в условиях дефицита информации используются в технике, экономике, биологии, военном деле и других областях человеческой деятельности. Они адекватнее других современных формальных методов приспособлены к анализу сложных систем, к подготовке и выбору оптимальных и компромиссных решений. Представлены одноэтапные, двухэтапные и многоэтапные модели с вероятностными условиями и функционалами, многокритериальные и игровые постановки задач. Приведены методы оптимизации соответствующих эквивалентов исходных моделей. Исследованы проблемы устойчивости решений и целевых функционалов. Работа содержит большое число прикладных задач в условиях дефицита информации. Предназначено для студентов направлений подготовки «Прикладная информатика», «Прикладная математика», «Прикладная математика и информатика», «Менеджмент» и других направлений. УДК 51 ББК 22.18я73 Издается в авторской редакции Обложка П. И. ПОЛЯКОВА © Издательство «Лань», 2021 © В. В. Колбин, 2021 © Издательство «Лань», художественное оформление, 2021
Содержание Предисловие 10 Введение 12 1 Риск и неопределенность в задачах планирования и управления сложными системами 15 1.1 Неопределенность и вероятность в задачах планиро- вания и управления ............................... 16 1.2 Различные вероятностные подходы, используемые при описании сложных систем........................... 21 1.3 Основы классификации методов и моделей програм- мирования в условиях риска и неопределенности ... 25 2 Задачи стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями 31 2.1 Постановка и качественный анализ задач стохастиче- ского программирования с вероятностными ограниче- ниями ............................................ 31 2.2 Детерминированные эквиваленты Чарнса и Купера . 38 2.3 Детерминированные эквиваленты задач стохастическо- го программирования с вероятностными ограничениями 42 2.4 Примеры прикладных задач стохастического програм- мирования с вероятностными ограничениями......... 56 2.5 Одноэтапная модель принятия решений с вероятност- ными ограничениями, классический эгалитаризм ... 61 2.6 Одноэтапная модель принятия решений с вероятност- ными ограничениями, классический утилитаризм . . 67
2.7 Одноэтапная модель принятия решений с вероятност- ными ограничениями, линейная комбинация класси- ческих принципов выбора............................. 70 2.8 Одноэтапная модель принятия решений с вероятност- ным функционалом, классический утилитаризм ... 72 2.9 Одноэтапная модель принятия решений с вероятност- ным функционалом, линейная комбинация классиче- ских принципов выбора............................... 80 3 Двухэтапная задача стохастического программирова- ния 83 3.1 Постановка двухэтапной задачи стохастического про- граммирования ...................................... 83 3.2 Анализ двухэтапной задачи стохастического програм- мирования .......................................... 87 3.3 Некоторые частные модели двухэтапной задачи сто- хастического программирования....................... 95 3.4 Двухэтапная задача стохастического нелинейного про- граммирования ...................................... 99 3.5 Методы решения двухэтапной задачи стохастического программирования....................................109 3.6 Примеры прикладных двухэтапных задач стохастиче- ского программирования .............................122 4 Исследование многоэтапных моделей принятия ре- шений в условиях неполной информации 131 4.1 Постановки динамических задач стохастического про- граммирования ......................................131
4.2 Постановка задачи принятия решений с принципами выбора равномерного и пропорционального развития направлений.........................................141 4.3 Качественный анализ многоэтапных стохастических задач с апостериорными решающими правилами . . . 147 4.4 Постановка задачи принятия решений в условиях непол- ной информации с апостериорными решающими пра- вилами .............................................154 4.5 Рекуррентные апостериорные решающие правила . . 159 4.6 Л-задача........................................164 4.7 Априорные решающие правила в многоэтапных зада- чах стохастического программирования................173 4.8 Общая постановка задачи принятия решения в усло- виях неполной информации с априорными решающи- ми правилами........................................186 4.9 Многоэтапная задача принятия решений с вероятност- ными ограничениями (М-модель) ......................191 4.10 Многоэтапная задача принятия решений с вероят- ностным функционалом (Р-модель).....................200 4.11 Двойственность в многоэтапном стохастическом про- граммировании ......................................204 4.12 Примеры прикладных задач многоэтапного стохасти- ческого программирования............................213 4.13 Многоэтапные модели принятия решений распределе- ния ресурсов в условиях неполной информации. Пред- варительные результаты..............................218 4.14 Существование полубесконечномерного эквивалента для модели М8Р-М........................................225
4.15 Существование полубесконечномерного эквивалента для модели М8Р-Р .......................................232 4.16 Единственность полубесконечномерного эквивалента для модели М8Р-М....................................238 5 Игровой подход к задачам стохастического програм- мирования 246 5.1 Игровая постановка задач стохастического програм- мирования ..........................................246 5.2 Частные случаи игры Е,д) ......................253 6 Проблемы существования решения и его оптималь- ности в задачах стохастического программирования 264 6.1 Двойственные задачи стохастического линейного про- граммирования ........................................264 6.2 Оптимальность и существование решения в задачах стохастического программирования ...................267 6.3 Исследования одной задачи стохастического програм- мирования ..........................................271 6.4 Определение множества допустимых планов в задаче Хансона.............................................283 7 Исследование проблем стохастической устойчивости задач принятия решений 288 7.1 Существование областей устойчивости решения задач принятия решений в условиях неполной информации. Область допустимости...........................288 7.2 Область оптимальности..........................289 7.3 ^-устойчивость решения по средним......290
7.4 Плановая устойчивость задачи принятия решений в условиях неполной информации. Основные понятия плановой устойчивости ...........................294 7.5 Абсолютная плановая устойчивость.............295 7.6 Функциональная устойчивость в стохастических зада- чах принятия решений.............................300 7.7 Устойчивость по г-му ограничению в стохастических задачах принятия решений. Плановая устойчивость по г-му ограничению .............................301 7.8 Функциональная устойчивость по г-му ограничению . 306 7.9 Устойчивость по вероятностному параметру а...308 7.10 Устойчивость по вероятностному распределению о? . . 312 7.11 Устойчивость решений задач стохастического нелиней- ного программирования............................315 Заключение 324 Список литературы 326 Дополнительный список литературы 371
Предисловие Настоящее пособие посвящено проблемам моделирования стохасти- ческих систем планирования и управления. В основу работы поло- жены лекции специального курса «Стохастическое программирова- ние», читавшиеся автором выпускникам отделения экономической кибернетики Ленинградского университета, начиная с 1967 года; с 1971 года специальный курс читается выпускникам факультета при- кладной математики — процессов управления Санкт-Петербургско- го государственного университета. В 1977 году в издательстве Д.Рейдель (Голландия — США) была опубликована книга «Стоха- стическое программирование». Пособие содержит семь глав. В первой главе, носящей вводный ха- рактер, рассматриваются проблемы неопределенности и вероятно- сти, используемые для моделирования сложных систем. Приводят- ся основные признаки классификации задач стохастического про- граммирования. Глава 2 посвящена анализу различных моделей сто- хастического программирования с вероятностными ограничениями. Даются примеры технических и экономических прикладных задач управления с вероятностными ограничениями. В третьей главе ис- следуются двухэтапные задачи стохастического программирования, приводятся различные модели и проводится их качественный ана- лиз. В заключение главы рассматриваются транспортная задача со случайными данными, задача определения объемов производства и задача планирования полетов самолетов как двухэтапные зада- чи стохастического программирования. Многоэтапные задачи сто- хастического программирования исследуются в главе 4. Устанав- ливаются зависимости между априорными и апостериорными ре-
тающими правилами и решающими распределениями. Исследуют- ся двойственные задачи. Примеры прикладных задач многоэтапно- го стохастического программирования завершают эту главу. Игро- вой подход к задачам стохастического программирования является предметом главы 5. Проблемы существования решения и его опти- мальности в задачах стохастического программирования исследу- ются в шестой главе. В главе 7 рассматриваются проблемы устой- чивости решений в задачах стохастического программирования. Стохастическое программирование становится важным направ- лением исследования недетерминированных систем планирования и управления в технике, экономике, биологии и военном деле. Моде- ли и методы стохастического программирования больше, чем другие современные формальные методы приспособлены к анализу слож- ных с систем, к подготовке и выбору решений в сложных ситуациях. Автор выражает глубокую благодарность бывшей аспирантке И.Ю.Быковой, совместно с которой были получены некоторые ре- зультаты, нашедшие место в данной работе. А также особую благо- дарность автор выражает аспиранту кафедры математической тео- рии экономических решений Санкт-Петербургского государственно- го университета Г.О. Атрахимовичу, взявшего на себя труд оформ- ления книги.
Введение В настоящее время все большее признание при оптимизации, управ- лении и научном исследовании сложных систем находит системный подход. При этом понимают метод преодоления структурной слож- ности путем упорядочения многочисленных элементов системы и связей в виде определенной иерархии подсистем, каждая из кото- рых ”реализуема” с использованием современных средств обработ- ки информации. Следует распространить методологию системного подхода не только в отношении структурно-сложных, но и недоста- точно формализованных проблем, и в этой связи отдельного вни- мания заслуживают системы, о структуре и условиях функциони- рования которых мы не располагаем полной информацией. Во мно- гих областях знания человек сталкивается со сложными системами двойственной природы, которая заключается в следующем. В некотором отношении такие сложные системы причинно обуслов- лены, развиваются под действием объективных закономерностей и в этом смысле могут рассматриваться как детерминированные. Од- новременно на эти сложные системы оказывают действие многие неоднозначные факторы, носящие случайный или неопределенный характер, и в результате невозможно точно предсказать условия и направления будущего развития таких систем. Примеры таких си- стем имеют место в экономике, технике, военном деле, где исходная информация для планирования, проектирования и управления, как правило, недостаточно достоверна или отсутствует. Любая задача планирования производства осуществляется в условиях неполной информации об условиях, в которых будет реализовываться план. Непредвиденные случайные помехи, относительно статистических
закономерностей которых не всегда удается получить данные, со- провождают работу автоматических устройств. В военных задачах приходится иметь дело не только с недостатком информации, но приходится учитывать и возможность дезинформации, организуе- мой с помощью случайных механизмов. Конец XX столетия вошел в историю человечества как период величайших социально-экономических преобразований, существен- ных изменений во всех областях материальной и духовной жизни. В современных условиях первостепенное значение приобретают та- кие глобальные проблемы, как установление прочного мира и рав- ноправного международного сотрудничества, рациональное исполь- зование природных ресурсов и удовлетворение потребностей обще- ства в энергии, ликвидация распространенных и опасных заболева- ний, охрана окружающей среды и другие. Все эти проблемы отлича- ются высокой степенью сложности, подлинно глобальной масштаб- ностью и зависимостью от большого числа разнородных факторов — природных, экономических, технических, политических, социаль- ных, культурных. Названные проблемы должны анализироваться с использованием системного подхода как в части учета взаимных связей, путем широкого применения междисциплинарного аппара- та, так и в связи с учетом анализа проблем в условиях риска и неопределенности. В современных условиях результаты такого ана- лиза можно формулировать не только в области теории, но уже име- ются предпосылки для перевода его на язык управленческой прак- тики. Эти исследования позволят дать более обоснованную карти- ну современного состояния общества и выяснить возможные аль- тернативы его дальнейшего развития. Такая область исследований потребует использования глобального моделирования с применени-
ем формальных методов, базирующихся на аппарате решения задач планирования и управления в условиях риска и неопределенности; на использовании методов реализации многокритериальных задач и задач большой размерности. В задачах планирования, управления и исследования параметры могут иметь вероятностные характеристики, полученные в резуль- тате анализа опытных данных, обработки статистического материа- ла или на основании изучения процессов, подлежащих моделирова- нию. В тех случаях, когда имеют место те или иные вероятностные характеристики параметров задач, принято говорить о моделиро- вании или о принятии решений в условиях риска. Однако может оказаться, что в ситуации, подлежащей моделированию, нет осно- ваний для каких-либо суждений о природе и характеристиках веро- ятностей, которыми используются параметры задачи. В последнем случае принято говорить о принятии решений в условиях неопреде- ленности. Условные экстремальные задачи, связанные с риском или с неопределенностью, и являются предметом стохастического про- граммирования. В последние годы сформировался раздел матема- тического программирования в условиях риска и неопределенности, получивший название стохастического программирования и иссле- дующий теорию и приложения условных оптимизационных задач, когда имеет место неполнота информации о характеристиках пара- метров моделей.
1 Риск и неопределенность в задачах планирования и управления сложными системами В настоящее время преобладающим в процессах исследования и оп- тимизации сложных систем при планировании и управлении в эко- номике, технике, военном деле и других областях человеческой де- ятельности является детерминистический подход. Предполагая од- нозначность всех категорий исходных данных, детерминистический подход игнорирует двойственность природы сложных систем, ко- торые, с одной стороны, развиваются под действием объективных закономерностей и в этом смысле действительно являются детер- минированными, с другой стороны, эти системы осуществляют свое закономерное развитие лишь в виде тенденций, постоянно нарушае- мых влиянием случайных факторов, т.е. обладают вероятностными свойствами в смысле невозможности однозначного предсказания их последующего развития. Игнорирование вероятностных свойств сложных систем приво- дит к таким крайностям детерменистического подхода, как стремле- ние к полной формализации процесса оптимального планирования и управления, к построению максимально подробных математиче- ских моделей и получению с их помощью единственного, предельно точного оптимального результата. Все это чревато опасностью фор- мирования неправильных концепций оптимального планирования и управления сложными системами и искаженных представлений о рациональных направлениях их развития.
1.1 Неопределенность и вероятность в задачах планирования и управ- ления Перспективным подходом к проблеме учета факторов риска и неопре- деленности при постановке и реализации условных оптимизацион- ных задач планирования и управления сложными системами яв- ляется вероятностный подход. Разработка и использование мето- дов оптимального планирования и управления без учета условий неопределенности и вероятности не могут быть эффективными. В процессе моделирования сложных систем мы должны по возмож- ности реально оценивать неточность самих моделей, неадекватность самих моделей действительным явлениям и процессам. Кроме того, имеет место неопределенность исходной информации, необходимой для использования в моделях. Наконец, никакие модели не в со- стоянии учесть все факторы, оказывающие влияние на результаты планирования и управления в сложных системах, поэтому заведомо нужно принимать во внимание ту неопределенность, которая обу- словлена невозможностью учета всех обстоятельств действительно- го положения вещей. Представляется целесообразным в подавляющем большинстве случаев не разрабатывать и применять точные методы оптимиза- ции планирования и управления при исследовании сложных систем, а создавать и использовать методы учета неопределенности и веро- ятности в процессах принятия решений. Условия неопределенности и вероятности всегда будут иметь место при описании сложных си- стем в силу ряда объективных причин (нет нужды перечислять их) какими бы ни были наши затраты, вызванные стремлением совер- шенствовать модели и методы планирования и управления, или на- ши усилия, направленные на получение достоверной информации.
С точки зрения решения практических задач актуальной является разработка эффективных методов принятия во внимание неопреде- ленности и вероятности как самих моделей, так и их параметров. В настоящее время наметились несколько подходов учета вероят- ности и неопределенности в задачах планирования и управления. Простейшим, но далеко не самым эффективным, является подход, использующий первые моменты для вероятностных параметров мо- дели. Нередко в стохастических задачах планирования и управле- ния прибегают к значениям математических ожиданий и дисперсий применительно к случайным целевым функциям и вероятностным условиям моделей. Вообще говоря, такой подход приводит к резуль- татам, далёким от реальных обстоятельств, что объясняется слож- ностью зависимости функционалов задач и их оптимальных пла- нов от случайных параметров моделей. Такие зависимости требу- ют самостоятельных исследований, при этом они часто выражаются не гладкими функциями. Вместе с тем, использование простейшего подхода и ориентация на средние значения случайных параметров модели иногда может быть оправдана. Можно показать, что при условии частой корректировки, например, в задаче перспективного планирования ошибки от ориентации на средние значения парамет- ров в процессе разработки плана стремятся к нулю независимо от длины планового периода. В этих случаях делается предположение относительно гладкости функций распределения прогнозируемых значений вероятностных параметров модели. Автоматизированные системы управления позволяют осуществлять корректировку пла- новых решений с необходимой частотой, и в этих условиях мож- но считать оправданной разработку планов и решений по управле- нию на базе средних значений вероятностных параметров моделей.
Практика применения подхода, ориентированного на средние зна- чения случайных параметров модели планирования и управления, не учитывает благоприятные и неблагоприятные обстоятельства, в которых происходит фактическая реализация случайных условий. Последнее обстоятельство — отличие параметров модели от при- нятых средних значений может существенно негативно сказаться на решениях по планированию и управлению. В тех случаях, ко- гда нет оснований предполагать стационарный характер случайных процессов и, как следствие этому, отсутствует возможность доста- точно частой корректировки решения, применяют другой подход учета неопределенности. В соответствии с классическим представ- лением сама неопределенность реализуется в виде конечных мно- жеств проявления внешних условий (состояний природы). В процес- се планирования и управления необходимо сопоставить возможные действия и осуществить выбор из них наилучшего в смысле целей, преследуемых при моделировании сложной системы. Принимая во внимание, что в задачах планирования и управления сложными си- стемами, вообще говоря, множества состояний природы бесконечны, исследователи прибегают к отбору ограниченного количества про- явлений случайных параметров модели с таким расчетом, чтобы эта совокупность наиболее полно отражала бы все множество про- явлений случайных данных. Применяются различные приемы для выделения конечного числа состояний природы, характеризующего исходное бесконечное множество. Реальные условия решения задач позволяют корректировать вы- работанные планы, о чем уже упоминалось выше, и, кроме того, в ряде случаев можно рассматривать проявление неопределенности в виде множества альтернатив состояния природы. Отмеченные осо-
бенности при моделировании сложных систем позволяют использо- вать методы многоэтапного принятия решений по планированию и управлению в условиях неопределенности. Многоэтапные модели принятия решений в условиях риска и неопределенности представляются удобными для принятия реше- ний на перспективу, в частности, сказанное относится к плановым решениям. В условиях дискретного во времени планирования весь процесс разбивается на несколько этапов: на предыдущих этапах принимаются некоторые предварительные решения в условиях неполной информации о фактических проявлениях случайных па- раметров, а на последующих этапах планы корректируются в за- висимости от реализации состояний природы при этом результаты планирования оцениваются в терминах целевой функции задачи. Наиболее простой и употребимой схемой в подобных случаях яв- ляется модель двухэтапного стохастического программирования для этой модели пригодятся многочисленные задачи планирования, ко- гда на момент предварительного планирования отсутствует необхо- димая информация об условиях реализации плана, но, спустя мо- мент принятия предварительного решения по плану, уже в ходе его реализации появляется возможность судить о состоянии природы и на этом основании корректировать предварительный план. При этом в целевой функции задачи находят отражение все те затра- ты, которые связаны с несовершенством предварительного плана и с необходимостью его изменения под влиянием случайных проявле- ний моделируемых обстоятельств. В настоящей работе многоэтапные задачи планирования и управ- ления сложными системами найдут свое отражение в дальнейшем. Типичным явлением при исследовании задач планирования и
управления в сложных системах является наличие многих случай- ных факторов, влияние которых необходимо учитывать в совокуп- ности. В подобных случаях возникает дополнительная проблема адекватности моделирования и, в частности, оценка принятого в задаче уровня детализации. Вообще говоря, агрегирование парамет- ров задачи (прежде всего, случайных условий и их характеристик) придает модели большую точность, поскольку есть основания счи- тать, что за счет усреднения действия многочисленных случайных факторов, их влияние компенсируется. При этом уровень матема- тического моделирования процессов планирования и управления и точность моделей должны соответствовать достоверности исходной информации. Сформулируем основные результаты, относящиеся к отражению вероятности и неопределенности в задачах планирова- ния и управления при моделировании сложных систем. Прежде все- го, приобретает особо важное значение разработка механизмов уче- та вероятности и неопределенности. Наметились несколько подхо- дов принятия решений в условиях вероятности и неопределенности, среди которых основными можно считать следующие: • усреднение случайных значений параметров моделей, исполь- зование их математических ожиданий; • выбор конечного разнообразия состояний природы и определе- ние в некотором смысле наилучшей стратегии поведения, примене- ние игровых схем принятия решений; • применение многоэтапных процедур принятия решений по пла- нированию и управлению, использование аппарата стохастического программирования; • анализ устойчивости решений под влиянием случайных возму- щений с последующим применением экспертных оценок.
Последнее направление с необходимостью использует аппарат па- раметрического и стохастического программирования, теории оши- бок и теории вероятностей. В зависимости от особенностей сложных систем необходимо выбирать соответствующий подход для исчисле- ния вероятностей и учета неопределенности при практическом ре- шении задач планирования и управления в условиях неполной ин- формации. 1.2 Различные вероятностные подходы, используемые при описании сложных систем Индуктивная логика, изучающая логические процессы. Определяет степень правдоподобия (вероятности) данного события или явления на основании некоторой информации, причем эта информация яв- ляется неполной. В результате можно говорить об одной из форм индуктивной логики — вероятностной логике. Вероятностная логи- ка позволяет сопоставлять утверждениям не только значения ис- тинности или лжи, но и промежуточные значения — вероятности истинности высказываний или гипотез. При этом здесь нет проти- воречий тому факту, что высказывание или гипотеза сами по се- бе могут иметь только одно из двух значений: истины или лжи, поскольку значение вероятности характеризует отношение выска- зывания или гипотезы к действительности не непосредственно, а через другие высказывания, отражающие состояние наших знаний в данный момент. Количественное определение вероятности одних высказываний относительно других предполагает наличие двух об- стоятельств: • правил получения исходного распределения вероятностей ги- потез относительно имеющихся к данному моменту знаний (правил
индукции); • правил исчисления вероятностей сложных гипотез, для кото- рых известны вероятности составляющих их высказываний. Правила индукции являются дискуссионными и по-разному рас- сматриваются представителями различных направлений вероятност- ной логики. Одновременно правила вычисления вероятностей слож- ных гипотез во всех системах вероятностной логики осуществляют- ся с помощью математического исчисления вероятностей. В основе концепции последнего лежит система аксиом А.Н.Колмогорова. На- личие множества систем вероятностной логики обусловлено множе- ством вариантов правила индукции. Следует отметить, что в насто- ящее время системы вероятностной логики ещё недостаточно раз- виты для учета неопределенности значений параметров сложных систем. Современное исчисление вероятностей, построенное на аксиома- тике А.Н. Колмогорова, положенное в основу концепции объектив- ной вероятности, является общеприменимым математическим аппа- ратом для всех других концепций вероятности. В рамках концепции объективной вероятности неопределенность понимаемая как незна- ние действительного состояния сложной системы, не изучается, а исследованию подлежит статистическая определенность. В случае неопределенности исследователь сталкивается с непред- сказуемостью, тогда как в условиях статистического детерминизма чисто теоретически можно иметь полную предсказуемость (практи- чески приближенную). Понятие математической вероятности явля- ется необходимым средством количественного учета неопределенно- сти, а экстремальные вероятностные модели являются более адек- ватными, чем детерминированные модели сложных систем в услови-
ях неопределенности. Вероятностные характеристики моделей пла- нирования и управления сложными системами в условиях неопре- деленности могут быть определены с помощью групп экспертов или путем использования некоторых индуктивных принципов, а также статистических методов. Большое значение для теории и практики моделирования слож- ных систем имеет концепция субъективной вероятности, которая развивается в настоящее время в рамках так называемой теории решений. Впервые последовательно и развернуто развил концеп- цию субъективной вероятности де Финнети. Теория решений впер- вые возникла как основание байесовской теории статистических ре- шений. Сторонники классического направления Неймана-Пирсона определяли математическую статистику как науку о методах обра- ботки наблюдений в опытных данных с целью установления законо- мерностей случайных массовых явлений, в то время как сторонники байесовской теории статистических решений определяли её как на- уку о принятии решений в условиях неопределенности на основе опытных данных. Начиная со второй половины XX века начинают широко использоваться в решении задач планирования, проектиро- вания и управления сложными системами математические методы, среди них заметное место занимают методы математической стати- стики, применяемые при решении задач управления и организации производства. В теории статистических решений активно рассмат- риваются не только классические критерии математической стати- стики, такие как минимум дисперсии и максимум правдоподобия, но и экономические и социальные. Например, А.Вальд в своих рабо- тах рассматривал два типа решений: минимаксные (минимальных затрат на максимальной полезности) и байесовские.
В работах Сэвиджа по теории решений обосновывалось примене- ние априорных вероятностных распределений в задачах статисти- ческих решений, а в качестве критерия в определенных ситуациях использовался минимаксный риск. Позднее стало очевидным, что теория статистических решений может рассматриваться не только в качестве оснований статистики, но и как нормативная теория при- нятия решений в условиях неопределенности, как логические осно- вы таких решений. Теория решений развивалась на базе элементов теории игр, теории статистических решений и в результате разра- ботки концепции субъективной вероятности. Байесовский подход к моделированию сложных систем привел к новому пониманию организации работ в науке управления и иссле- довании операций. В настоящее время стало характерным положение дел, когда груп- па специалистов по исследованию операций содержательно и мате- матически формулирует, а затем решает задачу в контакте с работ- никами системы управления, ответственными за принятие решения. В концепциях логической и субъективной вероятности исследуется проблема вероятности индивидуального события, в то время как эта проблема совершенно не рассматривается в концепции объективной вероятности. Во всех сферах нашей жизни люди постоянно находятся в усло- виях, когда необходимо принимать те или иные решения при непол- ной информации; человек сталкивается с неопределенностью по- следствий своих действий, при этом принимающий решения все ча- ще формализует на вероятностном языке свои индуктивные умоза- ключения. Следует признать, что вероятностная логика ещё недо- статочно развита (вероятностная логика стала формой индуктив-
ной логики), когда возникает проблема учета неопределенности в процессе моделирования поведения сложных систем. Для решения задач наряду с концепцией логической вероятности используются и другие концепции, в частности, концепции субъективной и объ- ективной вероятности. При этом, вообще говоря, концепция субъек- тивной вероятности разрабатывается в пределах байесовской теории решений, что существенно отразилось на развитии методов иссле- дования операций. Все три концепции вероятности используют понятия исчисления вероятностей, базирующиеся на системе аксиом А.Н.Колмогорова. С помощью аппарата математической вероятности появляется воз- можность осуществлять количественный учет неопределенности. При этом нормативные вероятностные модели адекватно описы- вают процессы планирования и управления сложными системами в условиях неполной информации. Различного рода характеристи- ки случайных параметров вероятностных экстремальных моделей определяют либо с привлечением групп экспертов, либо применяя некоторые индуктивные правила. Кроме того, широко используют- ся статистические методы, в том числе и байесовской теории стати- стических решений. 1.3 Основы классификации методов и моделей программирования в условиях риска и неопределенности Почти любую задачу прикладной математики можно отнести к од- ному из следующих двух классов. Первый из этих классов составля- ют «дескриптивные» задачи, в которых с помощью математических методов перерабатывается информация об исследуемом объекте или явлении, одни закономерности могут быть выведены из других с ис-
пользованием принципов индуктивной логики. Ко второму классу относятся — «оптимизационные» задачи, где из некоторого множества допустимых решений выбирается в том или ином смысле оптимальное. Задачи исследования операций чаще всего относятся к задачам второго класса. Кроме указанных двух классов задач, можно говорить о задачах конструктивных, в кото- рых тоже имеет место использование аппарата прикладной матема- тики. Разумеется, разделение задач на классы дескриптивных, кон- структивных и нормативных (оптимизационных) носит условный характер. Кроме указанного разделения задач прикладной матема- тики, можно провести классификацию их и по другим признакам. В частности, естественно различать детерминированные и стохасти- ческие задачи. Теория вероятностей может служить примером раз- вития математической дисциплины в результате процесса решения стохастических задач. Вместе с тем вероятностные методы долгое время применялись исключительно к решению задач дескриптивного класса. Оптими- зационные стохастические задачи начали разрабатываться только в последние 50-60 лет. Это же относится и к стохастическим вариан- там задач оптимального программирования. Однако стохастическое оптимальное программирование являет- ся весьма важной и перспективной ветвью прикладной математики уже хотя бы потому, что на практике принятие решений всегда про- исходит в условиях той или иной неопределенности. Задачи опти- мального программирования в условиях риска и неопределенности оказываются существенно сложнее соответствующих детерминиро- ванных задач, поэтому при разработке проблем данного направле- ния исследований нельзя надеяться на быстрое получение достаточ-
но общих и достаточно эффективных результатов. В большинстве практических задач математического программи- рования значения параметров подвержены изменениям. Раздел ма- тематического программирования, изучающий теорию и методы ре- шения условных экстремальных задач при неполной информации о параметрах условий задач, получил название стохастического про- граммирования, к этому же разделу математического программи- рования иногда относят также условные экстремальные задачи с детерминированными условиями, в которых по тем или иным при- чинам целесообразно искать решение в виде распределения случай- ного вектора. Такие задачи нередко возникают в повторяющихся ситуациях, в которых условия задачи должны быть выполнены «в среднем» (в определенном смысле), и интерес представляет только «средний» эффект от принятых в этом случае решений. Предметом стохастического программирования, принимая во вни- мание сказанное выше, являются условные экстремальные задачи, в которых параметры условий, или составляющие решения, или те и другие являются случайными величинами. Трудности в стохасти- ческом программировании появляются уже при постановке задачи, когда необходимо учесть и отразить тонкие ситуации прогнозирова- ния, планирования или управления сложными системами в услови- ях риска и неопределенности. Указанный раздел математического программирования в практических приложениях используется для решения задач двух типов. В задачах первого типа прогнозируются статистические характеристики поведения множества идентичных в том или ином смысле экстремальных систем. Раздел стохасти- ческого программирования исследующий подобные задачи получил название «пассивного стохастического программирования». Модели
второго типа обеспечивают разработку методов и алгоритмов пла- нирования и управления в условиях риска и неопределенности, при этом соответствующий раздел стохастического программирования получил название «активного стохастического программирования». Информационная структура задачи, которая определяется, глав- ным образом, последовательностью наблюдений и решений, играет исключительно важную роль в процессе моделирования сложных систем в условиях риска и неопределенности. Содержательная постановка задачи стохастического программи- рования определяет её решение в чистых или смешанных страте- гиях. Решения в чистых стратегиях принято называть решающими правилами, решения в смешанных стратегиях называют решающи- ми распределениями. Решение задачи программирования в услови- ях риска и неопределенности обуславливается либо априорной ин- формацией — характеристиками распределения или выборкой воз- можных значений случайных параметров условий, либо апостери- орной информацией — результатами наблюдения конкретной реа- лизации параметров условий задачи. В задачах стохастического программирования характеристики рас- пределения случайных величин могут быть заданы (случай риска) или неизвестны (случай неопределенности). Можно осуществлять различие задач данного раздела математического программирова- ния в зависимости от показателей качества решения и самим опреде- лением понятия плана (решения) задачи. Среди практических задач важное место занимают многокритериальные задачи планирования и управления в сложных системах. Наряду с однокритериальными условными задачами, можно рассматривать многокритериальные задачи в условиях риска и неопределенности. В системах планиро-
вания и управления возникают задачи со строго упорядоченными по важности критериями, такие задачи многокритериальной опти- мизации получили название лексикографических задач оптимиза- ции. Представляют интерес методы, с помощью которых решают лексикографические задачи оптимизации и вообще многокритери- альные задачи в условиях риска и неопределенности. В последую- щих главах настоящей работы рассматриваются различные модели и методы математического программирования в условиях риска и неопределенности. Исследуются постановки задач, проблемы суще- ствования и оптимальности решений, вопросы устойчивости этих решений, приводятся примеры практических задач стохастического программирования.

2 Задачи стохастического программирования с вероятност- ными ограничениями 2.1 Постановка и качественный анализ задач стохастического про- граммирования с вероятностными ограничениями В настоящей главе рассматриваются задачи стохастического про- граммирования с вероятностными ограничениями. К таким задачам обращаются в тех случаях, когда моделируемая ситуация (пробле- мы планирования или управления) становится осмысленной только в том случае, если допустить нарушение условий задачи на некото- ром множестве элементарных событий (состояний природы). Постановки задачи стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями различаются в зависимости от следую- щих основных признаков: • по способу задания решений; • по виду целевого функционала задачи; • по характеру задания условий задачи. Решение в стохастических задачах с вероятностными ограничени- ями можно определять в виде детерминированного или случайного вектора, зависящего от детерминированных и вероятностных харак- теристик случайных параметров задачи, в чистых или смешанных стратегиях. В качестве целевых функций в задачах стохастическо- го программирования с вероятностными ограничениями обычно ис- пользуют следующие функционалы (линейные задачи): • математическое ожидание линейной формы СХ = - Е-модели; • дисперсию линейной формы Е(С(ш)Х - СХ)2, либо Е(С(ш)Х - С°Х0)2 - У-модели,
где, вообще говоря, СХ С°Х°; • вероятность превышения линейной формой некоторого порога, заранее заданного Р{С(ш)Х > С°Х0}, либо / шт, Р{С(ш)Х < /} = /3 — Р-модели. В общем случае вероятностные ограничения в стохастических за- дачах принимают вид Р{д^Х) < 0} > ад 0 < а* < 1, г = 1,т, где рфХ) — некоторые случайные функции, ограничивающие область определения целевой функции задачи. При формализации конкрет- ной задачи вероятностные условия могут быть наложены на одно или несколько ограничений. Например, для линейных задач сто- хастического программирования с вероятностными ограничениями области определения целевых функций могут быть заданы в виде: 1) -Р{12”=1 ачхз > >°Ч, 0 < сц <1, г = 1,т; 2) Р{АХ > В} > а, 0 < а < 1; к = 1Д, 0^=1Д = {1,2,...,т}. Рассмотрим подробнее задачу стохастического линейного программирования с вероятностными ограничениями вида шах Л = тахСХ, (2.1.1) п р{ 0 < сц < 1, г = 1,т, (2.1.2) 1=1 Ь' > °> 2 = Т?п, (2.1.3) где (щ7) — детерминированная матрица, векторы Ь = (^) и С = (с7) — случайны.
Задачу (2.1.1) - (2.1.3) можно свести к детерминированной задаче линейного программирования шах X = шах СХ. АХ <Ъ, X > О, где С — математическое ожидание вектора С, а вектор Ь можно определить следующим образом. Пусть <^(Ь1, • • •, Ьт) — совместная плотность распределения компонент случайного вектора Ь(си), а ^(М ~ плотность распреде- ления г-й компоненты вектора Ь(си), т.е. Зная ^г(М? можно найти такое что выполняется [ = а^ г = 1,т. (2-1-4) Лг Если уравнение (2.1.4) имеет множество решений, выбираем в ка- /п \ честве Ь7 наибольший корень. Тогда соотношение Ру^а^х^Ь} >а7 \=1 эквивалентно неравенству ^2 (1их.) — где Ь7 вычисляется из урав- 7=1 нения (2.1.4). Следовательно, задача стохастического программи- рования (2.1.1.)-(2.1.3) эквивалентна детерминированной задаче ли- нейного программирования СХ шах, (2.1.5) АХ <Ь, (2.1.6) X > 0, (2.1.7) где С = Е(С(м)), Ь = (61,62, • • •, М-
П ~ Система ^2 аих.) < Ы определяет выпуклое множество и, следо- 7=1 / П \ вательно, система Р( ^2- (1их.) < М > ей эквивалентная, также 4 7=1 / определяет выпуклое множество. Одновременно доказали утверждение, что п = Р(У^а^ж/<МИ)>аг, 0<а,<1, ^>0, 7 = 1,п| 7=1 — выпуклое множество. В работах [376], [377], [378] рассмотрена задача минимизации це- левой функции Сх на множестве в предположении постоянства элементов матрицы А = и равномерного распределения компо- нент вектора Ь(сД. Доказана выпуклость области определения целе- вой функции для этого случая и разработан алгоритм решения за- дачи, который представляет собой модификацию градиентного ме- тода. Если случайные компоненты вектора 6(сД характеризуются функ- цией распределения т/Д&Д то параметр выбирается как наиболь- шее решение неравенства 1 — тД(^) > а/- а если тД(^) — непрерыв- ная строго монотонная функция, последнее неравество эквивалент- но уравнению 1 — тД(^) = сц- В общем случае Ъг = <?1(1 - где ^Д(/) = 8ир{У\г^(У') < /}. (2.1.8) Бен-Исраэль [22] рассмотрел задачу, двойственную к задаче с ве- роятностными ограничениями УЬ шт, (2.1.9) Р(уА >С)>/3, (2.1.10) У > 0, (2.1.11)
где А — детерминированная матрица, а решение У* представля- ет собой детерминированный вектор. Если задана Су(/) — функ- ция распределения случайной компоненты с? и вектора С (о?) и если Су(/) = Р(с7-(о?) < /) = /3?, то запись / = СУ1^) будем считать эк- вивалентной записи / = тт{У|С7(У) > /3?}. Задача (2.1.9)-(2.1.11) примет вид УЬ шт, У А > У > 0. (2.1.12) Задачи (2.1.1)-(2.1.3) и (2.1.12) представляют собой пару двой- ственных задач (при условии 3 = С(С)) стохастического програм- мирования с вероятностными ограничениями шах, Р(АХ < В) > а, X > 0, (2.1.13) Уф-\1 - а) шт, Р(УЛ > С) > /3, У > 0, (2.1.14) где а = {сц}, Р = {/Зу}, 'У-1 = {Уф1}, С1 = {Су1}. К задачам (2.1.13), (2.1.14) применимы теоремы двойственности для анализа решений и оценки параметров задачи. В работе [203] исследована задача (2.1.1)-(2.1.3), у которой эле- менты матрицы А = и компоненты вектора Ь = — незави- симые между собой нормально распределенные случайные величи- ны. Пусть имеем А = (а.у) е ЛЧМ'У, Д), > 0, 5; г = 1, 2,..., пт, 3 = 1, 2,..., п. Тогда невязка г-го условия задачи — случайная величина п Уг(Х) = - Ъг, 3=1
также нормально распределена с характеристиками /'ИХ) = 'А- А=1 а1(х) = "РХ/Х + вЬ 7=1 уг(Х^ Соотношения (2.1.2) эквивалентны неравенствам Р{Уг(Х) < 0} > 2 = 1, 2,..., т или, что тоже самое 0 2 _______ / е 2ст?(Х) Ли > а^ г = 1, 2,..., т. У^аДХ) 7 Обозначив Ф(^) = ~^= / е последнее неравенство перепи- шем в виде Ф > а{ или, что то же, дг(Х) + ф-1(^)<тг(Х) <0. Подставив выражения для Уг(Х) и <тДХ), получаем Левая, а следовательно, и правая части неравенства неотрица- тельны, т.к. для аг > 0,5 имеем Ф '(гц) > 0 и можем возвести в квадрат обе части неравенства. При этом получим задачу шах 2 = шах СХ, (2.1.15) (2.1.16) (2.1.17) Следовательно, в этом случае задача (2.1.1)-(2.1.3) сводится к де- терминированной задаче выпуклого программирования с линейной целевой функцией и квадратичными ограничениями.
Построим функцию Лагранжа для задачи (2.1.15)-(2.1.17): т п п 2 Г(Х, А) = Сх - 52 [ф-2(«г) ( У? Д+ Д) - (% - 52 №1Ж1) ] • г=1 >=1 >=1 (2.1.18) Найдем седловую точку функции Лагранжа Ь(Х, А) ,’л - = 4-^2 Д [ф-2 ы (2 Д-Д+2му (% - 52 мч Д) ] < о, 7 г=1 з=1 ) = -ф_2(«*) (52 ДД) + (у - 52 ^Д) °’ г 1=1 1=1 одЦХ°,А°) п лПсЦХ°,А°) — Д Д - = О, А- Д’ 7 = О, х., > 0, 3 = 1, п. 7 ОХд оХг Частные производные функции Лагранжа Ь(Х, А) по X дают п линейных неравенств, которые разрешимы при известном А^. Част- ные производные функции Лагранжа Ь(Х, А) по А дают т квад- ратичных неравенств, которые вместе с условиями Куна-Таккера могут быть использованы для исследования решения задачи. Исходная задача (2.1.1)-(2.1.3) сводится к детерминированной за- даче выпуклого программирования с линейной целевой функцией и квадратичными условиями-неравенствами и в том случае, когда случайные ограничения-строки коррелированы между собой. Име- ем ^Д — ^7г)(^Д ДД')} 1 ^г]к — ^{(^Д А^д)(^г/с Дг/с)} • Рассуждая, как и выше, получаем при щ > 0, 5 1 /2 ф-1(«г)] (52^ч^+252пуж1+Д) ^-52^'ч; = 1,т. (2.1.19) Область, ограниченная условиями (2.1.19), — выпукла, поскольку положительно определена форма ^З'Гд/с^^/с- 2А
Таким образом, получаем задачу выпуклого программирования вида: шах В = тахСХ, (2.1.20) |^Ф (о^)^ В/В/ Т^г — Лг у %3 "> (2.1.21) з з Хд >0; г = 1,т; ] = 1,п. (2.1.22) 2.2 Детерминированные эквиваленты Чарнса и Купера Чарнс и Купер [74], [77], [81] ввели в систему условий задачи сто- хастического программирования с вероятностными ограничениями ещё дополнительное правило управления, которое в общем случае имеет вид X = Ф(Л, В, С), т.е. искомое решение X является функ- цией от случайных параметров задачи. Такая постановка сводится к тому, что из заданного класса функций Ф нужно выбрать ту, для которой полученное значение удовлетворяет системе вероятностных ограничений и оптимизирует заданную целевую функцию. Чарнс и Купер рассмотрели линейное правило управления в тех случаях, когда матрица А не содержит случайных параметров X = В6(а?), где В — (п х т)-мерная матрица. В работе [81] показано, что искомая матрица В получается из ре- шения задачи выпуклого программирования, которая эквивалентна стохастической задаче с вероятностными ограничениями и которая получила название детерминированного эквивалента исходной за- дачи, поскольку она не содержит случайных элементов. В-модель. Задача имеет вид Е(С»,Х) тах, (2.2.1) Р{А(Х)Х < > аг- 0 < аг < 1; г = Тдй, (2.2.2)
X = БЬ(ш), (2.2.3) (2.2.4) В предположении, что компоненты векторов С(а?) и 6(о?) не кор- релированы между собой, можно задачу (2.2.1)-(2.2.4) заменить за- дачей тахЕ’(С(сс?), БЬ(ш)) = тахС7?6 (2.2.5) при ограничениях Р{АБЬ(ш) < > аг. (2.2.6) Если вектор Ь(а>) распределен нормально, то и величина а^7?6(сс?) — Ьг(о?) также имеет нормальное распределение. Рассмотрим величины: = Ьрр - г = 1, т, (2.2.7) д» = 1 (2.2.8) У - а^БЪ{ш)]2 где 6(о?) = 6(о?) — Ь при условии Е[Ъ}(сБ) — аг.ПЬ(а))]2 > 0. Случайная величина подчиняется нормальному закону рас- пределения 7У(0,1), тогда систему (2.2.6) можно переписать в виде: Р{а{.БЬ(сХ) — ^(о?) < 0} = — а^БЫрА) > а^.БЪ — = = Р{Д(Д > Д} = ф(Д > аг- 2° < фДа,) = -кг- г = 1,т), где при > 0, 5; Ф х(сд) <0, > 0. Если ввести дополнительные переменные такие, что - а^ИЪ /?[(&;Д) - а;.1)ДД)]2 > 0 систему ограничений (2.2.6) можно заменить эквивалентной си- стемой
аг.БЬ - VI > -Ь{ < — к2Е[Ь{р) — (1,-БЫрУ2 + I-2 > 0 (2.2.9) VI > О Окончательно получим, что детерминированным эквивалентом 7?-модели будет задача тахСРб, (2.2.10) - V, > 0, (2.2.11) ^[^(П) - ДШ)] + V2 > 0, г = Т~т, (2.2.12) V/ > 0, (2.2.13) где /ДИ) = ~Ь1 — (ц.БЬ; сг2(Б') = - а.{.БЬ(ш)]2. Можно показать, что условия (2.2.6) определяют в пространстве переменных выпуклое множество. Отсюда следует, что детермини- рованный эквивалент В-модели является задачей выпуклого про- граммирования. П-модель. Под П-моделью будем понимать задачу пип Е(С(рХ - С°Х°У (2.2.14) при условиях Р{аДсд)Х < > ар 0 < < 1, г = 1,т, (2.2.15) Х = ПЪ(ш). (2.2.16) Поскольку система ограничений не отличается от случая Р-модели, в качестве детерминированного эквивалента будем иметь задачу пипЕ(С(<рПЬ(<р - С°Х°)2 (2.2.17) при ограничениях (2.2.9).
Можно показать, что и в этом случае имеем задачу выпуклого программирования. Р-модель. Эта модель отличается от предыдущих тем, что здесь целевая функция также сведена к вероятностному виду тахР{С'Ц)Х > С°Х°}, (2.2.18) Р{а,{.(ш)Х < Ъ{(Д) > 0 < а, < 1, г = 1,т, (2.2.19) X = (2.2.20) Введя обозначения , . СЦ)ЯЬ(Д - СРВ и^) = у/Е[С (<Р)РВ((Х) - СРВ]2 с°х° - срв и° ~ / — у/Е[С(ш)РВ(ш) - СРВ]2 и предполагая, что и(ш) распределено нормально 7\Ц0,1), целе- вую функцию приводим к виду Р{С(ш)Х > С°Х°} = Р{и(ш) > и0} = Ф(Л), где Ф(Л) = задача сводится к максимизации функции Ф(Л). Введем пере- менные гс°2 > Е[С(ш)РВ(ш) - СРВ]2; ю° > 0, (2.2.21) 2° < СРВ - С°Х°. (2.2.22) Детерминированным эквивалентом Р-модели будет задача мак- симизации Х°/гс° при ограничениях (2.2.9).
Интерес представляют только те задачи, для которых гс° > 0. Для того, чтобы освободиться от дробно-линейной целевой функ- ции, введем переменную I = 1/ге° и обозначим 5 = Ш. И(Р) = Е(С(ш)ЕЬ(сУ) - = Е[1Ь^(Е) - аг.Ш\2\ = Е(1Ъг^) - а^БЬ). В новых переменных фу, 2 = 12^ Х° = г = ТДп, д = ТДг задача (2.2.18) - (2.2.20) записывается как следующая детермини- рованная задача выпуклого программирования: Х° тах, СЕЬ -2° > -у(5) +1 > о, Дг(5) - 2{ > о, -д2[ф2(5)-д2(5)] + х2>о, I > 0, 2{ > 0, г = 1, т. 2.3 Детерминированные эквиваленты задач стохастического програм- мирования с вероятностными ограничениями Во втором разделе настоящей главы приведены детерминированные эквиваленты для нескольких моделей. Рассмотрим еще ряд частных моделей, имеющих важное прикладное значение, и выясним, что собою представляют детерминированные эквиваленты этих задач стохастического программирования. В работе [224] рассмотрена задача вида тах/, (2.3.1)
Р{С^)Х </} =/3, (2.3.2) Р{сц.Х < >ау, г= Т~т, (2.3.3) X > 0, ш е П. (2.3.4) Под планом задачи (2.3.1)-(2.3.4) понимается такой неотрицатель- ный вектор п X е 8а, За = г = X > 0^, 7 = 1 для которого верхняя граница / интервала (—ос,/), в который значение линейного функционала попадает с вероятностью /3, была бы максимальной. При некоторых допущениях задача (2.3.1)-(2.3.4) может быть сведена к детерминированной задаче выпуклого про- граммирования. Допущение 2.3.1. Случайная величина Ь^сЗ) имеет нормальное распределение со средним значением и дисперсией т.е. В этом предположении условия (2.3.3) могут быть преобразованы: где (Ьг — Ъ^/аЪг ~ нормальная случайная величина со средним значением 0 и дисперсией 1. Ф(Х) — функция распределения слу- чайной величины ТУ(0,1) : Ф(Х) = -}= [ е-У2^с1у. V 2тг Л
Введем функцию ^(гг) = 1 — Ф, ДЦ = -Е I е у2/2с1у. V 2 Л У Условие (2.3.3) заменяется или иначе УЗ ^7*0 -----------< (<аД г = 1,ш. аъг Обычно имеем > 0,5; тогда < 0, и положим, что ^-1(сц) = —^. Однако щ > 0,5 не является необходимым усло- вием в этом случае. Условие (2.3.3) можно переписать в виде щ.Х < Ь{ — д{РЪц т.е. аг-Х < Ь* = Ь{ — или более компактно, АХ <Ь\ где 6* = (6*,...Х). Теперь определим значения ф и значения дисперсии матрицы и, таких, что Уц = Е(С1 - с^Сд - Сд\ (2.3.5) где V = Уд — матрица ковариаций. Тогда дисперсия величины п УЗ ухд вычисляется следующим образом 7 = 1 гр Допущение 2.3.2. Вектор имеет нормальное рапреде- ление со средним С и матрицей ковариаций V. Тогда величина
С(ш)Х имеет нормальное распределение со средним СX и диспер- сией ХТУХ. Следовательно, Р(С(^Х < /) = Р СХ -СХ < / -сх\ у/Х^УХ ~ у/Х^УХ) /-сх\ у/Х^УХ) где Ж) = -к [ V 2 Л Л и из условия Р(СХ < /) = (3 имеем /Ц) = СХ + Г\/3)Лх?УХ. (2.3.6) Поскольку у/Х^УХ - выпуклая функция и если /3 = 0, 5 или 7-1(/3) < 0, то функция, определенная в соотношении (2.3.6), явля- ется вогнутой, поэтому можно сделать следующее допущение. Допущение 2.3.3. (3 < 0, 5 Итак, имеем задачу максимизации тах / = СХ - ду/х^УХ. (2.3.7) АХ < Ъ*, (2.3.8) X > 0, (2.3.9) где Ъ* = Ь{ - > 0; % = -</?-1(^). Допущение 2.3.4. Задача (2.3.7)-(2.3.9) имеет ограниченное оптимальное решение. Поскольку целевая функция в задаче (2.3.7)-(2.3.9) вогнутая и её ограничения линейны, то здесь должен существовать только один максимум который удовлетворяет следующим условиям Куна-Таккера. Пусть Р(Х, Р) — функция ЛагранжаХ = (яд,..., хп) пЦ = (щ,..., и1п) — неотрицательные векторы, имеем п I--------- т / п \ Р(^, Р) = Щ УцХ^Хд + Щ \ д=1 у г,г=1 \ 7=1 /
Если X = (х1,..., хп) и Ц = (Й1,..., ип) удовлетворяют следую- щим условиям (2.3.11) то можно считать, что X — оптимальное решение задачи (2.3.7)- (2.3.9). Эффективность использования детерминированных эквивалентов для анализа задач стохастического программирования с вероятност- ными ограничениями определяется в зависимости от того, будут ли они эквивалентны задачами линейного или выпуклого программи- рования. В работе [290] исследуются некоторые классы линейных стохастических задач с вероятностными ограничениями, для кото- рых детерминированные эквиваленты представляют собой задачи выпуклого программирования и к ним применимы эффективные методы решения. Пусть необходимо найти детерминированные векторы X и У(Х) (или X и Ь), которые удовлетворяют тах СХ, Фх(У(Х)) = Фх(АХ -Ь)=а, У(Х) =АХ-Ь<0, Х>0, где Фх(АХ — Ь) = Р{АХ — Ь < АХ — Ь} = Р{Ь > Ь}. Если состав- ляющие вектора Ь — независимые случайные величины, имеем т т т р{ь>ь} = пш > м = № - р&<^] = № - мм, 1=1 1=1 1=1
где Фд(^г) ~ функция распределения компоненты вектора Ь. Детерминированный эквивалент задачи имеет вид тахСХ при условиях АХ < Ъ, Пе1 - фьД)] <*> г=1 X > 0. (2.3.12) (2.3.13) (2.3.14) (2.3.15) В тех случаях, когда плотность распределения составляющих вектора ограничений соответствует нормальному закону, определя- ется распределением Вейбулла, равномерным распределением или гамма-распределением, задача (2.3.12)-(2.3.15) представляет собой задачу выпуклого программирования. Таким образом, это имеет ме- сто, когда плотности распределения составляющих вектора огра- ничений определяются одной из следующих функций (в соответ- ствии с порядком, приведенным выше) а) Ф/Цг) = 1 с(х—11Х/(2аХ. у/27Г(Тг б) фг(жг) МД-ДнгА‘(1гй)й, > А, й > 1, \ > = < 0, / \ — 1 т 1 Х{—а^ \ г —т в) Ф/Цг) II Л о дц. © I г) Ф-4^) < 1е АгХг, хг >0, Сг > 1, > 0; 0, < 0. Однако левые части в неравенстве (2.3.14) не являются выпуклы- ми вверх функциями. Следуя [290], можно заменить условия (2.3.14) эквивалентными неравенствами ^2 1н[1 — Ф^.(Ьг)] > 1псц что для всех г=1
перечисленных распределений позволяет перейти к эквивалентным детерминированным задачам, у которых левые части ограниче- ний — линейные или выпуклые вверх функции. В стохастических задачах программирования с вероятностными ограничениями предполагается известным заранее уровень вероят- ности выполнения условий задачи. Однако в практических задачах не всегда имеется достаточно информации, чтобы определить апри- ори уровень вероятности выполнения ограничений задачи. В этой связи представляет интерес модель, исследованная в работах [203], [450], [451]. Рассмотрим задачу стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями вида тОД, (2.3.16) Р < < ^ > > /%, г = 1, т, (2.3.17) 17=1 X 6 Я, (2.3.18) где X = (яд,..., хп) — случайный вектор-план, компоненты ко- торого случайные величины .ту независимы и нормально распреде- лены; — произвольная случайная величина с функцией распределения А = {%•} — фиксированная матрица размерности т х п; — фиксированное число, | < Д < 1, г = 1,т; /фХ) — некоторый функционал, определенный на пространстве X указанных случайных векторов; Я — подмножество X, которому в пространстве (т^сГд) соответ- ствует множество Я.
В соответствии с теорией центральной предельной теоремы функ- ция распределения нормированной соответствующим образом сум- (Т О"п. \ --- случайных величин сходится при некоторых уело- I виях к нормальной функции распределения ад=ДА Л2,'=- о Точнее, если, например, |^| < С < ос, > 0, то Е(а - к 1т (2.3.19) равномерно по I при п ос. Естественно предположить, что компоненты вектор-плана X яв- ляются случайной величиной, полностью определяемой двумя па- раметрами и независимой от других компонент. Пусть этими пара- метрами будут математические ожидания и дисперсии а?, тогда {п Е < Ы С ЯВЛЯетСЯ функцией ЛИШЬ Шу, СГд При- 1=1 чем, в силу сказанного выше, приблизительно равной / ф (Цд9 где = Е аит.Г Д = Е ДД. Таким образом, при достаточно произвольных компонентах вектор-плана подсчет вероятности в задаче (2.3.16)-(2.3.18) приво- дит при больших п примерно к тому же результату, что и в случае нормально распределенных компонент. Получим в новых обозначениях детерминированный эквивалент задачи (2.3.16)-(2.3.18), имеем т! ад). (2.3.20)
Ф ( Ср] <1Рг^ > X г = 1,т, (2.3.21) (т,о) еН, (2.3.22) где к^гпд^ад) — некоторая функция 2п-переменных (т,<т) = (ш1,... ,тп;<Т1,... ,сгп). Дальнейшие исследования, проведенные в работах [450], [451], [452] показывают, что в рассмотренной модели погрешности в опре- делении уровня вероятности выполнения ограничений сказывают- ся незначительно, если «управлять» математическим ожиданием и дисперсией случайной величины. Частным случаем задач стохасти- ческого программирования с вероятностными ограничениями явля- ется ситуация, когда в условиях задачи все уровни вероятностей = 1 (г = 1,2,... ,гп). Это означает, что допустимый вектор X должен удовлетворять всем ограничениям при любой реализа- ции случайных параметров. Такой вектор называется перманент- ным планом задачи, а соответствующая постановка стохастической задачи называется жесткой. Рассмотрим жесткую постановку зада- чи стохастического линейного программирования с вероятностными ограничениями. Введем обозначения 8 = р| 5Ц); ЗД = {X : 4(ДХ < Ь(ш), X > 0}. Тогда задача минимизации функционала СХ при ограничениях Р{А(сС)Х < Ъ(сР)} = 1, X > 0 эквивалентна задаче шш СХ. ХеЯ В некоторых случаях выпуклый многогранник 3 можно описать системой линейных неравенств. Если число реализаций а) конечно,
то 8 определяется системой неравенств X > 0; < 6(сщ), г = 1, 2,..., Я, где К — число возможных реализаций. Решение та- кой задачи из-за увеличения числа ограничений связано с большими вычислительными трудностями. Если только вектор случаен, детерминированную эквива- лентную задачу получим следующим образом: пусть Ь — вектор, г-я координата (^) которого определяется из соотношения Ь} = т€{^(о?)}, тогда множество 8 = {X : АХ < 6, X > 0} является подмножеством множества 8а. Обычно для задач в жесткой постановке в качестве реализации берут математическое ожидание случайных параметров. Для того, чтобы установить перманентность решения по средним X*, исполь- зуется эквивалентность задачи линейного программирования и мат- ричной игры двух лиц с нулевой суммой. Если имеется игра с мат- рицей выигрышей 0 А —Ь М = —Ат 0 с Ьт -Ст 0 (ш+п+1) х (т+п+1) и найдена такая оптимальная смешанная стратегия (Уо,ХоД), что I > 0, то X* = у и У* = у - решение пары двойственных задач линейного программирования. Пусть ЕМ — матрица той игры, которая соответствует задаче по средним и пусть У = (У, X, I) — такое решение этой игры, что I > 0. Тогда решение по средним X* получается из соотношения —* X X = I Для перманентности X* необходимо и достаточно выполнение нера- венства А(сДХ* < для любого е Г7, что равносильно нера-
венству < 0. В работе [275] показана вычислительная процедура для проверки последнего условия при любому е Г2. Пусть д(М} = М2. Первые т компонент вектора имеют вид д^М) = — Ьфссф/:, г = 1,т. Предположим, что множе- ство реализаций с^(щ.(ф), бфоф) для каждого г образует выпук- лый многогранник. Если решить т задач вида тах^^. д^М} = д^ то достаточным условием перманентности X* будет тахщ < 0. Во всех рассмотренных выше частных моделях стохастическо- го программирования с вероятностными ограничениями имели ме- сто условия, позволившие построить детерминированный эквива- лент задачи. Ниже приводится общий прием построения детермини- рованного эквивалента для широкого класса задач стохастического программирования с вероятностными ограничениями. Пусть имеем следующие формы записи вероятностных условий задачи в общем случае: 1) Р{^(Х) <0}>аг, г = 1,т, 2) Р{/(Х) < 0} > а, 3) Р{Д(X) < 0, гк С 1к} > а1к, к = 1,..., 5; ОД = {1,... ,т}. к В форме записи 1) допускается зависимость только между слу- чайными параметрами, принадлежащими одной и той же строке; в форме 2) все случайные параметры могут быть зависимы; в фор- ме записи 3) случайные параметры, отвечающие функциям для разных /с, независимы между собой. Пусть Ггк(1) — безусловная функция распределения случайной величины /фХ) для заданного X, а Еффй, • • •, 1т) ~ совместная функция распределения системы случайных величин /фХ) — ком-
понент вектора /(X) при заданном X: оо I оо = /•••/•••/к/|' Пусть д(Х) = {щ(Х),..., дт(Х)} — детерминированный вектор, область изменения составляющих которого для каждого X ограни- чивается диапазоном изменения соответствующей случайной вели- чины Д(Х) : д^Х) е {т(/фХ),8пр/ДХ)}. Имеем для каждого 0 < ТД(д(Х)) = Р{Д(Х) < дг(Х)} < 1, Рх(д(Х»=РЩХ) <щ(Х),..., /т(Х) <^Ш(Х)}=Р{/(Х) <д(Х)}. Сформулируем во введенных понятиях детерминированные зада- чи математического программирования, решения которых совпада- ют с решениями соответствующих стохастических задач с вероят- ностными ограничениями. Такие задачи принято называть детерми- нированными эквивалентами стохастических задач программирова- ния. Рассмотрим задачу стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями в форме 1) шах/о(Х), (2.3.23) < 0} > аг, г = ТДй. (2.3.24) Детерминированным эквивалентом задачи (2.3.23)-(2.3.24) будет за- дача тах/о(М (2.3.25) Ггх(Рг(Х))=^, г = ТДД (2.3.26) рг(Х) < 0, г = ТДД (2.3.27)
в которой требуется определить векторы (детерминированные) X и д(Х) = {р1(Х),... ,дт(Х)}. В том случае, когда имеем непре- рывную функцию распределения, детерминированный эквивалент задачи (2.3.23)-(2.3.24) имеет вид тах/оШ, (2.3.28) < 0, г = 1^. (2.3.29) Рассмотрим задачу стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями в форме 2) тах/оШ, (2.3.30) Р{/(Х) < 0} > а. (2.3.31) В соответствии с нижеприведенным утверждением детерминиро- ванным эквивалентом задачи (2.3.30)-(2.3.31) является следующая задача тах/оШ, (2.3.32) ЗД(Х))=а, (2.3.33) р(Х) < 0, (2.3.34) в которой требуется вычислить детерминированные векторы X и <?(*)• Теорема 2.3.1. [385] Если совместная функция распределения Е(Х) компонент случайного вектора ф(Х) = {Д(Х),... ,/Ш(Х)} непрерывна при каждом X, то задача (2.3.32)-(2.3.34) является детерминированным эквивалентом стохастической задачи (2.3.30)-(2.3.31). Доказательство. Если доказать, что обе задачи имеют одну и ту же область определения, теорема будет доказана, поскольку целе- вые функции обеих задач совпадают.
Пусть д(Х) удовлетворяет условиям задачи (2.3.32)-(2.3.34), то- гда Р{/(Х) < д(Х)} = а, Р{/(Х) < 0} > т.е. X удовлетворяет условиям стохастической задачи (2.3.30)- (2.3.31). Пусть теперь X — план задачи (2.3.30)-(2.3.31), имеем Р{/(Х) < 0} > а. Разделим для каждого X номера составляющих вектора /(X) на Д1) г(2) ДЗ) • Д1) р / три множества: гх \ гх \ гх\ где г Е гх\ если Д(л) — детерминиро- (2^ ванная величина; г Е 1Х , если Д(Х) — случайная величина с отри- цательной верхней границей, Д(Х) < Д(Х) < 0; наконец, г Е 1Х\ если /г(Х) — случайная величина, для которой Р{Д(Х) > 0} > 0. План задачи (2.3.30)-(2.3.31) определяет детерминированный век- тор т, * е эХ = /г(Х), г € 42) о, г е Д' Имеем Р{/т < 0} = Р{/(Х) < ЦХ)} > а. Тогда векторы X и р(Х) удовлетворяют условиям задачи (2.3.32)- (2.3.34). Теорема доказана. Для решения прикладных задач эффективно можно применять вычислительные алгоритмы и машинные программы в тех случа- ях, когда детерминированные эквиваленты стохастических задач представляют собой задачи линейного и выпуклого программиро- вания. Поэтому представляет интерес работа [432], в которой вы-
делены случаи, гарантирующие выпуклость целевой функции и об- ласти определения детерминированной задачи, эквивалентной той или иной стохастической модели. Для решения выпуклых задач стохастического программирова- ния (вычисления апостериорных решающих правил) может быть ис- пользован любой численный метод выпуклого программирования в гильбертовом пространстве. Эффективным методом решения задач математического программирования в функциональных простран- ствах является метод возможных направлений, обобщенный и обос- нованный в работе [460] для бесконечномерных выпуклых задач. Кроме того, для решения задач стохастического программирования могут быть, в частности, использованы методы, исследованные в работах [322], [326]. 2.4 Примеры прикладных задач стохастического программирования с вероятностными ограничениями В практических задачах планирования, управления и проектирова- ния приходится, как правило, принимать решения в условиях недо- статка информации об исходных данных. Стохастические модели принятия решений в сложных ситуациях, как правило, оказывают- ся более адекватны реальным явлениям и процессам, чем детерми- нированные постановки задач. При постановке стохастической за- дачи в качестве целевого функционала и области его определения чаще других используются такие стастистические характеристики моделируемого явления, как математическое ожидание, дисперсия, вероятность попадания в некоторую случайную область. При этом вероятность попадания может быть безусловной или условной. Ниже приводятся примеры прикладных задач стохастического
программирования с вероятностными ограничениями. Рассмотрим задачу планирования добычи угля в условиях, когда исходные дан- ные частично не могут быть предсказаны заранее, следуя работе [155]. Пусть имеется несколько шахт, добывающих уголь. Требуется для г-й шахты (г = 1,2,... ,т) разработать несколько вариантов развития (д = 1,2,... ,щ) и установить наиболее рациональные, с точки зрения всего объединения, варианты развития каждой шах- ты. Пусть равен единице, если для г-й шахты принимается к реа- лизации 7-й вариант развития, и нулю — в противном случае. Реализован может быть для каждой шахты только один вариант развития, отсюда ^2^ = 1, г = 1,2,... , т. 1=1 Введем следующие обозначения: — годовые затраты на добычу угля в г-й шахте по 7-му варианту при реализации аг случайных параметров условий, опре- деляемых природными факторами; фу (о?) — годовой объем добычи угля в г-й шахте по 7-му варианту при реализации ш случайных природных факторов; — зольность угля г-й шахты, работающей по 7-му варианту при реализации аг случайных условий задачи; — годовой фонд заработной платы г-й шахты, функциони- рующей согласно 7-му варианту развития при реализации ш случай- ных природных факторов; (1 — требуемая в соответствии с планом более высокого уровня (или определяемая спросом) годовая добыча угля по объединению
в целом; в — допустимая по объединению зольность угля; к — общий годовой фонд заработной платы по объединению; — заданные вышестоящей организацией вероятности соблюдения ограничений по обеспечению спроса, по зольности угля и по фонду заработной платы. В соответствии с введенными обозначениями и терминами модель планирования добычи угля на уровне горнодобывающего объедине- ния может быть представлена в виде Решение данной задачи представляет собой случайный вектор- план добычи угля в последующий период, причем фактические реа- лизации природных факторов учитываются при планировании раз- вития горно-добывающего объединения в будующем. Предположим, что параметры фу, независимые между со- бой нормально распределенные случайные величины и пусть с^-, фу, фу, а2(с^\ а2(с1ц \ сг2(^-), сг2(ф_у) — математические ожидания и
дисперсии случайных параметров задачи соответственно. Детерми- нированный эквивалент задачи (2.4.1) - (2.4.6) имеет вид: (2.4.10) (2.4.11) = 1, г = 1, т, у,- = {0,1}, у = 1, гц; г = 1,тп. (2.4.7) (2.4.8) (2.4.9) (2.4.12) Приведенная постановка задачи планирования угледобычи со слу- чайными данными простейшая; модель можно усложнить, если, на- пример, допустить, что случайные параметры условий задачи кор- релированы между собой. Естественно данную задачу рассматри- вать как динамическую, когда планирование развития и фактиче- ская реализация природных факторов осуществляются по периодам (этапам). В качестве ещё одного примера приведем модель планирования сельскохозяйственного производства, представляющую собой зада- чу стохастического линейного программирования с вероятностными ограничениями [111]. Введем следующие обозначения: т — число сельскохозяйственных культур (1 < г < т);
П} — число сортов культур; р — число типов почвы, на которых планируется сельскохозяй- ственное производство (1 < к < р); 8р — наличная площадь земли типа к\ — запланированный объем продукции культуры г-го вида; 1 — — допустимый риск для невыполнения плана по производ- ству культуры г; Лгдк — урожайность сорта 7 культуры вида г на почве типа к; — издержки на обработку единицы площади типа к для по- сева сорта 7 культуры вида г; 1 — (3 — допустимый риск, при котором фактические издержки могут превзойти запланированные; — площадь, занятая сортом у культуры вида г на земле типа к. Во введенных обозначениях задача планирования, сельскохозяй- ственного производства имеет вид у шт, (2.4.13) {т Пг р Л у с1]кхг]к < У Г = А (2.4.14) г=1 7=1 к=1 {П?; 71 ЕЕг/цкХцк > Пг> > сц; (1 < I < т), (2.4.15) 7 = 1 /с=1 т Пг = зк, (1 < к < р), (2.4.16) г=1 7=1 ХгЗк >0; г = 1,т; 3 = 1,щ; к = 1,р. (2.4.17) Среди приложений математических методов планирования и управления в условиях неполной информации используются услов- ные экстремальные задачи, содержащие как вероятностные, так и
статистические и жесткие ограничения. Детерминированные экви- валенты задач со случайными параметрами, например, моделей с вероятностными ограничениями представляют собой, вообще гово- ря, задачи нелинейного, а иногда и невыпуклого программирования. Отсюда в стохастическом программировании обычно несуществен- но, порождена ли стохастическая задача линейной или нелинейной экстремальной задачей. 2.5 Одноэтапная модель принятия решений с вероятностными огра- ничениями, классический эгалитаризм Рассмотрим конкретную задачу принятия решений распределения ресурсов с классическим эгалитарным принципом выбора с вероят- ностными ограничениями: {п Л < <д(ДсД / > 0,5 < «1 < 1; 7=1 Р?{Уг(1 + 1) = + 3^1, сДщ + сД } > а2, 0, 5 < < 1; Ы1) > 0, уг(1) > уг(1- 1), > 0, > 0, щ(Д > 0; г = 1,п, ш е Г7, I е [1,Т]. Здесь — элементы матрицы А — матрицы условий задачи. В такой постановке величины Д, Д, щ (г = 1, 2,..., п) являются слу- чайными на множестве Г7 реализации случайного параметра о?. Для решения поставленной задачи необходимо найти ее детерми- нированный эквивалент. Введем следующие обозначения: Уг(1 + 1) -Уъ(1) = Д(Д, Д(ДсДщ(Д + Д(ДсД = Д(ДсД.
Тогда исходная задача примет вид: {У{ ~ Уг(.С\ к • тах ------------- тт; 2=1,72 \ У{ / {п щ7-гб7-(/) < <д(/,а?) > > «1, 0,5 < «1 < 1; 7=1 Р2{Ь{^) = Нффш)} > а2, 0,5 < а2 < 1; (2.5.1) (2.5.2) (2.5.3) ?/г(1) > 0, 5^(/) > 0, ^г(^) > 0, С«(^^) > 0, 2 = 1, П, Ш Е 2, I Е [1,Т]. (2.5.4) Теорема 2.5.1. Задача принятия решения с эгалитарным оп- тимизационным критерием и вероятностными условиями (2.5.1)- (2.5.4), решение которой определяется в решающих правилах ну- левого порядка, сводится к детерминированной задаче линейного программирования при детерминированной матрице А = ||%Ц и случайных векторах ограничений С = {<д}, Н = Доказательство. Пусть р = (щ,..., сп), ф> = (/11,..., /1П) — сов- местная плотность распределения составляющих случайных векто- ров ограничений С и Н соответственно. Плотности распределения компоненты вектора С и компоненты 1ц вектора Н равны соответственно 'ФгЦг) = / • • • (П - 1) . . . / -оо -оо Из уравнений У = «1, (2.5.5)
= <^2 (2.5.6) вычислим сг и Если решения уравнений (2.5.5), (2.5.6) не являются единствен- ными, выберем в качестве ф и наибольшие корни этих уравнений. Соотношения (2.5.2)-(2.5.3) эквивалентны неравенствам Л.; где С{ и удовлетворяют соответственно соотношениям (2.5.5) и (2.5.6). Отсюда следует эквивалентность стохастической задачи приня- тия решений (2.5.1)-(2.5.4) и детерминированной задачи линейного программирования уг(1) > 0, Ьг(1) > 0, иД) шах шш; Уг ) (2.5.7) ли < С\ (2.5.8) в <н- (2.5.9) > 0, сД), г = 1, п, 1 € [1, Т]. (2.5.10) Теорема доказана. Если случайные величины с*, характеризуются функциями рас- пределения 7^(сг), то параметры щ и представляют собой наибольшие числа, удовлетворяющие неравенствам
Если — непрерывные строго монотонные функции, то последние неравенства эквивалентны уравнениям 1 /Д<д) од, 1 - Е-(^) = а2. Во всех случаях будем записывать Кг = Е~\1 - а2), где 1‘,'М = зирЩГД) < г}. Теорема 2.5.2. Для задачи принятия решений с эгалитарным принципом выбора и вероятностными ограничениями (2.5.1)-(2б4) существует эквивалентная детерминированная задача линейно- го программирования (2.5.7)-(2.5.10), при условии что элементы матрицы ограничений детерминированы, а элементы векторов ограничений распределены по нормальному закону, и эта задача единственна. Действительно, существование следует из построения детермини- рованных эквивалентов (2.5.8), (2.5.9) для вероятностных ограниче- ний (2.5.2), (2.5.3) соответственно. Единственность следует из выпуклости функций (2.5.2), (2.5.3) по I, непрерывности их по всем аргументам и ограниченности этих функций на их области определения, а также условия минимизации значения вогнутого целевого функционала (2.5.7). Данная задача принятия решений решается известными метода- ми линейного программирования.
Откажемся теперь от требования детерминированности матри- цы А. Пусть элементы матрицы А и составляющие векто- ров В, С, Н — независимые между собой нормально распределенные случайные величины, то есть Оу € 7У(ау, Д), Ьг е С; е Л^Д), }ц е 7У(ДД), где ад, Ъг, — математические ожидания величин ад, щ, а <т2-, д2. //2. 02 — соответственно их дисперсии. При принятых допущениях невязки г-го условия — случайные величины п ^0^7 г=1 являются нормально распределенными величинами с математи- ческими ожиданиями 8 г (2.5.11) г=1 =Ьг-кг (2.5.12) и дисперсиями п р2Аи) = (2.5.13) 7=1 72Ы=щ2 + е (2.5.14) То есть 8г{и) е Я(5г, р2), дг(т/) 6 Я(рг,72). В данном случае соотношения (2.5.2), (2.5.3) эквивалентны нера- венствам Р1{$г < 0} > о<1, г = 1,п, Ръ{Рг < 0} > «2, 2 = 1,П,
или, что в нашем случае то же самое, 1 / I (€-вд)2Ъ^ \/27Г/Эг(и) У [ 2р2(Л / ^^2ехр! 27'(м р-а2' Введем обозначение 9 , х 1 Г | А2 | последние неравенства перепишем в виде <Ш) + Ф х(а1)/эД) < О, ~Рг(и) + Ф-1(а2)7г(«) < О- Учитывая выражения (2.5.11), (2.5.12) и (2.5.13), (2.5.14) для5^(гб), ~РМ и Р2(О,72(м)> получим / п \ V2 п ф-1(а1) I У + <с,-^2а.ии^г = Т~п, (2.5.15) \1=1 / 1=1 Ф-1(с12)(ч2 + ^г2)^2 < Ы — г = 1,п. (2.5.16) По условию задачи оа > 0, 5; &2 > 0, 5, поэтому Ф—1 (ст1) > О, Ф-1((Т2) > 0, и область, высекаемая условиями (2.5.15), (2.5.16), выпукла. Введем обозначения: Ягд — ^)(^г7 •>
Олдк — ^{{(^гд ^гд^^гк ^г/сЖ 9г = М{(кг -кг)(Ьг - Ь^}. Рассуждая по аналогии с вышеизложенным, получаем, что при (41 > 0, 5 и (42 > 0, 5 / \ х/2 / п п \ п Ф 141)] I У2 Яг]кЦик + 2 У2 + г/г I < с» ~ а^, \7'Л=1 7 = 1 / 7=1 [Ф '(а2)](2</,+^2)|/2 <к,-~к. п Положительная определенность формы Ж Ягдк^дПк гарантирует 7'Л=1 выпуклость области, высекаемой условиями (2.5.15)-(2.5.16). Таким образом, при принятых допущениях задача (2.5.1)-(2.5.4) с вероятностными ограничениями сводится к детерминированной задаче выпуклого программирования с линейной целевой функцией и квадратичными условиями-неравенствами: /'Уг-УкЩ тах --------------- тт; (2.5.17) 2=1,72 \ У{ / / \ / п п \ п [Ф-1(«1)] I д^ки^ик + 2 д^ + ту2 < Ф ~ Т \7'Л=1 7 = 1 / 7=1 (2.5.18) [Ф-1 (а2)](2Ф + 02)1/2 < - к, (2.5.19) щ > 0, г = 1, п. (2.5.20) Теорема доказана. 2.6 Одноэтапная модель принятия решений с вероятностными огра- ничениями, классический утилитаризм Теперь рассмотрим задачу принятия решений с классическим ути- литарным принципом выбора и вероятностными ограничениями сле-
дующего вида: (У1~УЛУ\ шах ------—---- I пип; 2=1,72 \ Уг / {п щ7-гбД/:) < / > $3, 0,5 < «1 < 1; 7 = 1 Р1{Уг(1 + 1) = Уг(Р) + + ^г(С ^)} > «2, 0, 5 < &2 < 1; ^(1) > 0, Уг(б) > Уг(1- 1), 81(1,01) > 0, щ(1,ш) > 0, щ(^) > 0; г = 1,п, ш Е Г7, I Е [1,Т]. Согласно выше введенным обозначениям исходную стохастиче- скую задачу распределения ресурсов с утилитарным принципом вы- бора перепишем следующим образом. (Уг-Уг(Р)\ • 111 ах I -=---- I ппп; (2.6.1) 2=1,72 \ У{ / Р1 \ а^и^) < с^,сД > > «1, 0,5 < «1 < 1; (2.6.2) 11=1 >1 Р2{М*) = Ш} > а2, 0,5 < а2 < 1; (2.6.3) щ(^) > 0, ?д(1) > 0, > 0, <д(^,сД > 0, 2 = 1, П, О) Е П, I Е [1,Т]. (2.6.4) Справедлива следующая теорема. Теорема 2.6.1. Задача принятия решения с утилитарным пра- вилом выбора и вероятностными условиями (2.6.1)-(2.6.4), реше- ние которой определяется в решающих правилах нулевого порядка, сводится к детерминированной задаче линейного программирова- ния при детерминированной матрице А = \\а^\\ и случайных век- торах ограничений С = {с*}, Н = Доказательство этой теоремы проводится аналогично доказатель- ству теоремы 2.5.1.
Задача принятия решений (2.6.1) - (2.6.4) с вероятностными огра- ничениями эквивалентна детерминированной задаче линейного про- граммирования тах 2=1,72 / Уг \ Уг ) АЦ < С- шт; (2.6.5) (2.6.6) В <н- (2.6.7) т/г(1) > 0, Ьг(1) > 0, > 0, сЩ г = 1,пДе [1,Т]. (2.6.8) Имеет место следующая теорема. Теорема 2.6.2. Для задачи принятия решений с утилитар- ным принципом выбора и вероятностными ограничениями (2.6.1)- (2.64) существует эквивалентная детерминированная задача ли- нейного программирования (2.6.5)-(2.6.8), при условии что элемен- ты матрицы ограничений детерминированы, а элементы векто- ров ограничений распределены по нормальному закону, и эта задача единственна. Эта теорема доказывается аналогично теореме 2.5.2. Если мы откажемся от детерминированности матрицы условий Л, то стохастическая задача принятия решений с утилитарным прин- ципом выбора (2.6.1)-(2.6.4), решение которой определяется в реша- ющих правилах нулевого порядка, сводится к детерминированной задаче выпуклого программирования с линейной целевой функци- ей и квадратичными ограничениями тах ----------- тт; (2.6.9) 2=1,72 \ У{ / / \ / 72 72 \ 72 Ф ' («.1)] I У2 Яг]ки^ик + 2 У2 ЯИэЧ + Уг I <Сг-^2 \7'Л=1 7 = 1 / 7=1
[Ф Ча2)](27,+^)|/2 <Кг-Ъг, щ > 0, г = 1, п (2.6.11) (2.6.12) при условии, что элементы матрицы А и составляющие векторов В— независимые между собой нормально распреде- ленные случайные величины. 2.7 Одноэтапная модель принятия решений с вероятностными огра- ничениями, линейная комбинация классических принципов вы- бора Рассмотрим задачу принятия решений с линейной комбинацией классических принципов выбора — эгалитаризм и утилитаризм, с вероятностными ограничениями следующего вида: ф = Лэг + (1 - «)/ут -> пип, д е (0,1); {п щ7-гб7-(А > > «1, 0,5 < «1 < 1; 1=1 ) Р^Уг^ + 1) = Уг(1) + ^)щ + ^)} > «2, 0, 5 < а2 < 1; ^(1) > 0, уг(Р) > уг(1- 1), > 0, сг(С^) > 0, иг(1) > 0; г = 1,п, ш е П, I е [1,Т]. Согласно выше введенным обозначениям исходную стохастиче- скую задачу распределения ресурсов с утилитарным принципом вы- бора перепишем следующим образом. Ф = <?Аг + (1 - <?)/ут тш, д Е (0,1); (2.7.1) Р1 < < сг(С^) с > 0,5 < «1 < 1; (2.7.2) 11=1 Р2Щ1) = ЫМ} > «2, 0,5 < «2 < 1; (2.7.3) ^(А > 0, ?/г(1) > 0, ^г(А — 0, с^С^) > 0, г = 1,п, О) е П, I Е [1,Т].
Справедлива следующая теорема. Теорема 2.7.1. Задача принятия решения с вероятностными условиями (2.7.1)-(2.7.4), решение которой определяется в реша- ющих правилах нулевого порядка, сводится к детерминированной задаче линейного программирования при детерминированной мат- рице А = \\аД\ и случайных векторах ограничений С = {сД, Н = {Нг}. Доказательство этой теоремы проводится аналогично доказатель- ству теоремы 2.5.1. Задача принятия решений (2.7.1)-(2.7.4) с вероятностными огра- ничениями эквивалентна детерминированной задаче линейного про- граммирования ф = Лэг + (1 - д)/ут -> пип, д е (0,1); (2.7.5) АЦ < С; (2.7.6) В<Н- (2.7.7) Щ) > О, ЬЛ) > 0, иЛ) > 0, сЛ), г =ТД, / е [1,Т]. (2.7.8) Имеет место следующая теорема. Теорема 2.7.2. Для задачи принятия решений с вероятностны- ми ограничениями (2.7.1)-(2.7.4) существует эквивалентная де- терминированная задача линейного программирования (2.7.5)-(2.7.8), при условии что элементы матрицы ограничений детерминированы, а элементы векторов ограничений распределе- ны по нормальному закону, и эта задача единственна. Эта теорема доказывается аналогично теореме 2.5.2. Откажемся от детерминированности матрицы условий А, тогда стохастическая задача принятия решений с утилитарным принци- пом выбора (2.7.1)-(2.7.4), решение которой определяется в реша-
ющих правилах нулевого порядка, сводится к детерминированной задаче выпуклого программирования с линейной целевой функци- ей и квадратичными ограничениями Ф = Лэг + (1 - «)/ут -> пип, д е (0,1); (2.7.9) ' х 1/2 п п \ п ОцкЩик Ч- 2 Ч- Лг I — д'Л=1 4=1 / 4=1 (2.7.10) [ф-1(^)](2^ + 0г2)1/2 <кг-Ъг. (2.7.11) щ > 0, г = Т~п (2.7.12) при условии, что элементы матрицы А и составляющие векторов В— независимые между собой нормально распреде- ленные случайные величины. 2.8 Одноэтапная модель принятия решений с вероятностным функ- ционалом, классический утилитаризм Рассмотрим постановку одноэтапной задачи принятия решений с ве- роятностным функционалом на примере задачи принятия решений по распределению ресурсов с классическим утилитарным принци- пом выбора. Требуется максимизировать пороговую величину /с, которой не должно быть превышено значение функционала, попадающего в ин- тервал (—ос, к) с заданной вероятностью од- к тах; ШИ - Ш*+1) ШИ {п ] У2 ^(^ — с(^^) / > &1, 0,5 < «1 < 1; г=1
Рг{уг(1 + 1) = Уг(Р) + 8^1, + Ф(^, ш)}а2, 0, 5 < аг2 < 1; Уг(“) > Уг($, Ы°) > О; щ(^) > о, 5^,0?) > 0, с(^,о?) >0, г = 1,п, I е [О,Г — 1], ш е О. В такой постановке величины 5^, ф, с, (г = 1, 2,..., п) являются случайными на множестве Г7 реализации случайного параметра о?. Выбор значений вероятностей сео, являются предметом са- мостоятельной задачи. В частности эти величины могут быть вы- браны как результат предварительного исследования и сопоставле- ния затрат, связанных с увеличением параметров сць ^1, а2 и до- стигаемого за счет этого эффекта при оптимизации показателя ка- чества решения исходной задачи принятия решений при наличии неполноты информации. При такой постановке задачи существенным является выбор ве- роятностного функционала. В нашем случае мы учитываем сле- дующее. Известна вероятность того, что суммарное отклонение от перспективного состояния по каждому направлению не превосходит некоторой пороговой величины к в каждый период времени (^ + 1). Необходимым критерием оптимальности при данной постановке яв- ляется минимизация пороговой величины к. Таким образом, цель оптимизации такого рода задачи есть получение наибольшего выиг- рыша (прибыли, прироста на единицу вложенных средств) от вло- жения ограниченного количества ресурсов. Заметим, что при идеальных условиях развития направлений, ко- гда распределяемых средств достаточно, количество вкладываемых ресурсов г-е направление можно определить следующим образом: Уг~Уг^+^ П ' 1-- »(«) = , Ы0) > 0. . = 1,., при ЭТОМ ф(^,Сс?) = 0.
Последнее равенство означает, что в текущий момент времени I отсутствует влияние внешних факторов на поведение экономиче- ской системы. В реальных условиях о?) — эффект случайных внешних факторов чаще всего является отрицательной величиной и определяет необходимое количество средств, которые дополнитель- но затрачиваются на развитие г-го направления, чтобы поддержи- вать его в текущем состоянии. Рассматриваемую задачу можно переписать в следующем виде. к тах; | 2 / иАк) | < к > = (То, 0 < од < 0, 5; ДГ \ / ) {п с > 0,5 < (Т1 < 1; г=1 7 Рг{Уг^ + 1) = 3/Д) + + йД,Д}<У2, 0, 5 < «2 < 1; у.Д) > У',0), Ы0) > 0: «Д) > 0, 8г(1,Ш) > Ведем обозначение следующем виде: у^ ДДД-1) = у^) + 8 щ(т — 1) > 0, 81 г = 0, с(1, ак) > 0, г = 1, п, 1 е [0, Т — 1], ш е Г7. т = 1 + 1, тогда наша задача перепишется в Цт—1)^ < к= «о, 0 < ад < 0,5; к —> тах; (2.8.1) < с(т - 1, ш) | > «1, 0,5 < «1 < 1; (2.8.2) )(т—1,ш)и^(т—1) + йг(т—1, Д}а2, 0,5<а2<1; (2.8.3) (т-1,Д >0, уг(1) > 0, с(т-1,^)>0, Т~п, 1 е [0,Т- 1], ш € О. (2.8.4)
Теорема 2.8.1. Задача принятия решения с утилитарным принципом выбора и вероятностным функционалом (2.8.1)-(2.8.4), решение которой определяется в решающих правилах нулевого по- рядка, сводится к детерминированной задаче выпуклого програм- мирования. Доказательство. Построим детерминированное эквивалентное неравенство для условия (2.8.2), исходя из плотности распределения вероятности случайной величины с(т — 1,сф. Если известна <^(с) — плотность распределения с(т — 1,си), то найдем нижнюю границу с случайной величины с(о>) с вероятностью оц из уравнения (1с = «1. Если это уравнение имеет более одного корня, то выберем из этих корней наибольший. Соотношение - 1) < с(т - 1) 1=1 является эквивалентным неравенству (2.8.2). Если случайная величина с(г — 1,а>) характеризуется функцией распределения Е'(с), то параметр с представляет собой наибольшее число, удовлетворяющее неравенству 1-ВД >сц. (2.8.5) Если функция Г (с) непрерывна и строго монотонна, то неравен- ство (2.8.5) превращается в равенство 1 — Е"(т) = «1. Тогда с = К-1(1 — (41),
где — «1) = зпр{с : Г(с) < «1 — 1}. Рассмотрим построение детерминированного эквивалента для условий (2.8.3). Перепишем (2.8.3) в следующем виде. Рг{Уг(т) ~ У^Т “ Х) “ - 1, ^) = З^Т - 1, ^)щ(т - 1)} > 0,5 < 4 < 1, г = Случайные величины 5фт — 1, сф и ф(т — 1, сф независимы между собой. Будем полагать, что они распределены по нормальному зако- ну. Такое распределение имеет место, так как случайная величина ф(т — 1,о?) (г = 1, 2,..., п) может принимать отрицательное значе- ние, а случайная величина З^т — 1,си) (г = 1,2,... ,п) не требует условия неотрицательности. Ведем обозначение = Уг(т) — у^т — 1). Тогда условие нормаль- ного распределения случайных величин 5фт — 1,сф, ф(т — 1,со), △г (о?) можно записать в виде: ад € адл2), ад е мад2), ад) е мад2), где — математические ожидания нормально распреде- ленных, независимых между собой случайных величин б'Дт — 1, со), — 1,о?),Л^(о?) соответственно, а 52,г/2,сг2 — соответственно их дисперсии. Введем штрафную функцию = Лфо?) - ф(о?) - 5фа?)щ, которая является случайной величиной, распределенной по нор- мальному закону, для любых г = 1,2,...,п, т.е. д^и) € Щд^Бд^,
где д.^ = д^и) — математическое ожидание случайной величины Пдг = Вдг(и) — дисперсия случайной величины Яг = Аг - - 8{Щ, Ис/, = Соотношения (2.8.4) эквивалентны неравенствам Д{дфща;) = 0} > агъ г = 1,п. Так как д^и.ш) распределена по нормальному закону, справед- лива следующая запись: 1 г Г-(е-&)2Ъ^ . — Р [ 2Пд< Щ ~ 2’ Введем обозначение тогда последнее неравенство можно записать в следующем виде или д^Ф 1(С12)< 0- Учитывая выражения для д^Пд^ получаем Ф — ф — <0, г = 1,п. (2.8.6) Таким образом, мы получили детерминированные эквивалентные неравенства для условий (2.8.3). Так как а2 >0, 5, тогда Ф-1^) >0 и, следовательно, область высекаемая условиями (2.8.6) выпукла. Рассмотрим построение детерминированного эквивалента для ве- роятностного функционала (2.8.1). Введем обозначение
Тогда целевой функционал будет выглядеть так: Р< ^2 \%г(т ~ 1? ^)и/'(т — 1)1 < к > = (То, к тах. (2.8.7) I г=1 При этом, случайные коэффициенты распределены нормаль- но с математическим ожиданием 77, что следует из предположения нормального распределения случайной величины 52 Будем считать, что известна корреляционная матрица 2 = ||гд||, где = М{(су - 9)(<д - Сг)}, г = 1,п, ] = 1,п. При принятых допущениях о распределении коэффициентов линейная форма ги представляет собой нормально распределенную п случайную величину с математическим ожиданием 52 и дис- Персией ^2 : ^№^7 Поэтому соотношение (2.8.7) может быть переписано в виде: ИЛИ Д<7 = (То = <т0. Отсюда видно, что максимизация к при условии (2.8.7) эквива- лентна минимизации
Так как ^2 ^дгигид ~ положительно определенная квадратичная л«=1 форма и 0 < (То < 0, 5, то к представляет собой выпуклую вниз функцию и. Таким образом, при сделанных допущениях вероятностный функ- ционал (2.8.1) эквивалентен следующему детерминированному функ- ционалу: (2.8.8) Теорема доказана. Теорема 2.8.2. Для задачи принятия решений с вероятност- ным функционалом (2.8.1)-(2.8.Д) существует эквивалентная де- терминированная задача п (2.8.9) 1=1 Ф ^а^Хст2 + г/2 + 5214,)1/2 + — <1^ — Ецщ < О, (2.8.10) (2.8.11) щ > 0, с > 0, г = 1, п (2.8.12) и эта задача единственна. Действительно, существование детерминированной задачи (2.8.9)- (2.8.12), эквивалентной для задачи (2.8.1)-(2.8.4), следует из постро- енных выше детерминированных эквивалентов (2.8.8), (2.8.7), (2.8.5) для выражений (2.8.1), (2.8.2), (2.8.3) соответственно. Единственность детерминированной задачи (2.8.9)-(2.8.12), экви- валентной для задачи (2.8.1)-(2.8.4), следует из условия минимиза- ции значения целевого функционала к.
Построенная детерминированная задача (2.8.9)-(2.8.12), эквива- лентная задаче (2.8.1)-(2.8.4), решается уже известными методами выпуклого программирования. 2.9 Одноэтапная модель принятия решений с вероятностным функ- ционалом, линейная комбинация классических принципов выбо- ра Сформулируем задачу принятия решений по распределению ресур- сов с вероятностным функционалом и линейной комбинацией клас- сических принципов выбора — эгалитаризм и утилитаризм следую- щим образом: I/ 1,0?) , Д , /5)(т—1,0?) , Д\ I Р------------=----щ(т—1) | + (1—ц)тах|-----=-----щ(т—1) < к ?=Щ), IV Уг / г=1А Уг // О < од < 0, 5, де (0,1), к -е тах; (2.9.1) — 1) < С(Т — 0,5 < «1 < 1; (2.9.2) Л{?/г(т-1) = ?/г(^)+5г(т-1,о?)щ(т-1)+^(т-1,о?)}а2, 0,5 < а\ < 1; (2.9.3) щ(т — 1) > 0, 5фг — 1,о?) > 0, ?д(1) > 0, с(т — 1,0?) > О, г = Гдг, I е [О, Г- 1], о? е О. (2.9.4) Теорема 2.9.1. Задача принятия решения с линейной комбина- цией классических принципов выбора и вероятностным функцио- налом (2.9.1)-(2.9.4), решение которой определяется в решающих правилах нулевого порядка, сводится к детерминированной задаче следующего вида: (2.9.5)
^щ<с, (2.9.6) 1=1 Ф^1(а2)(а^ + г/г2 + ДД1/2 + △;-(/;- 3^ < 0, (2.9.7) щ > О, с > О, г = 1, п. (2.9.8) Доказательство проводится аналогично доказательству теоремы 2.8.1. Теорема 2.9.2. Для задачи принятия решений с линейной ком- бинацией классических принципов выбора и вероятностным функ- ционалом (2.9.1)-(2.9.4) существует эквивалентная детерминиро- ванная задача (2.9.5)-(2.9.8) и эта задача единственна. Доказательство аналогично доказательству теоремы 2.8.2. Краткая библиография Первые работы по исследованию задач стохастического програм- мирования с вероятностными ограничениями появились в 1953 году, когда были опубликованы работы А. Чарнса, В. Купера и Дж. Саймонда [70], [71]. Значительный вклад в разработку различ- ных проблем качественного анализа задач с вероятностными огра- ничениями внесли Б. Миллер и X. Вагнер [290], С. Катаока [221], [222], [223], [224], И. Сенгупта [355], [356] и другие авторы. Дж. Саймонд [385] сформулировал и обосновал условия постро- ения детерминированных эквиваленвов для стохастических задач с вероятностными ограничениями, а И. Веселье [432] исследовал усло- вия выпуклости детерминированного эквивалента. Конкретные модели стохастического программирования с вероят- ностными ограничениями рассматривали А. Чарнс и В. Купер [74], [77], [81], А. Д. Иоффе и Д. Б. Юдин [192], Д. Б. Юдин [196], [203], С. В. Жуленев [450], [451], Б. Миллер и Г. Вагнер [290] и другие.
Для решения задач с вероятностными ограничениями могут быть использованы итеративные методы, в частности, предложенные Б. Т. Поляком [322] и М. Е. Примак [326]. Прикладные задачи стохастического программирования с веро- ятностными ограничениями рассматривали А. Я. Фридлянд [155], А. Д. Юдин [205], Е. П. Лавриненко [261], М. Б. Щепакин [368], М. Драгомиреску [112] и другие. Обзорные работы, включающие рассмотрение стохастических задач с вероятностными ограничени- ями, выполнены Е. Г. Гольштейном и Д. Б. Юдиным [184], Д. Б. Юдиным [203], Г. Цельмером [455], В. В. Колбиным [238] и другими.
3 Двухэтапная задача стохастического программирования 3.1 Постановка двухэтапной задачи стохастического программиро- вания Многие задачи планирования и управления в условиях неполной информации рассматриваются и решаются как двухэтапные задачи стохастического программирования. Стохастические задачи с ком- пенсацией невязок в системах ограничений наиболее часто встре- чаются в приложениях, этим задачам посвящено больше публика- ций, чем любым другим моделям стохастического программирова- ния. Решение двухэтапной задачи составлено из детерминированно- го и случайного векторов. На первом этапе решения задачи выбира- ется детерминированный предварительный план, принимаемый до реализации случайных условий задачи. Случайный вектор в реше- нии двухэтапной задачи отвечает плану компенсации невязок, во- обще говоря, появляющихся после наблюдения реализованных па- раметров задачи на втором этапе. Целью управляющего является минимизация среднего значения суммарных затрат, возникающих на этапе предварительного планирования, и на втором этапе, когда требуется компенсировать невязки в системе ограничений задачи. Если задача стохастического программирования в двухэтапной по- становке разрешима, выбор детерминированного предварительно- го плана должен гарантировать существование случайного вектора плана компенсации невязок. Пусть имеем следующую задачу: (С, X) тш, (3.1.1) А°Х = В°, (3.1.2) АХ = В, (3.1.3)
(3.1.4) где С = {с?}, д = 1,72; В = (6Д г = 1,ш: В° = {Ь°к}, к = 1~^ А0 = ||а^-||, к = 1,т1; 1 = 1,^5 А = ||%-||, г = 1,771; д = 1,72. Пусть элементы матрицы А = А (си) и векторов В = В(дХ) и С = С(сф — случайные величины, тогда процесс решения задачи (3.1.1)-(3.1.4) целесообразно разделить на два этапа: до наблюдения реализации случайных параметров условий задачи и после фиксиро- ванной реализации. На первом этапе выберем детерминированный неотрицательный план Х°, удовлетворяющий условиям (3.1.2). На втором этапе зафиксируем реализацию о?0 случайного события и соответствующие ему значения А(о?°) и В(о?0). Вычислим невязку В (си0) — А(сс?°)Х°, возникшую, вообще говоря, в условиях (3.1.3) по- сле реализации о?0 6 12. Определим вектор У > 0, компенсирующий невязки в соответствии с соотношением В(с/)У(с/) = В(^°) - А(с/)Х°, (3.1.5) где В = ||Ф/||, г = 1,772, / = 1,721 — матрица компенсации, вооб- ще говоря, составленная из случайных элементов. При этом будем предполагать, что случайная реализация о?, которая наблюдается на втором этапе, не зависит от выбора предварительного планаХ0. Рассматривается следующая задача математического програм- мирования: найти 72-мерный вектор X и 721-мерный вектор У(ш\ а) 6 12, обеспечивающие ттВ^Сфсф, X) + тт(Я, У ф;))} (3.1.6) х х
при условиях: А'Х = В°, (3.1.7) А(сА)Х + ЛНУН = В(ш), ш е П, (3.1.8) X > О, У > 0. (3.1.9) Здесь Н — заданный вектор штрафов, зависящий от величин со- ставляющих вектора компенсирующего невязку. Е — символ математического ожидания. Определив предварительный планХ0, будем выбирать составляющие вектора У (о?) таким образом, чтобы обеспечить минимальный штраф, за компенсацию невязок условий задачи. Иными словами, зафиксировав вектор Х°, нужно решить задачу {гшп(Я,У(И1^МУМ = ВН - А(щ)Х0, У(щ) > 0}. (3.1.10) Задача (3.1.10) должна обладать планами, иначе не для всякого а) Е П найдется вектор У (си), обеспечивающий выполнение усло- вий (3.1.8). Задачу (3.1.6)-(3.1.9) будем называть двухэтапной зада- чей стохастического программирования, а задачу (3.1.10) — задачей второго этапа. Модели и методы решения двухэтапных (многоэтапных) задач стохастического программирования целесообразно использовать для перспективного планирования и оперативного управления, посколь- ку всегда имеют место случайные воздействия на планируемую и управляющую системы и, кроме того, двухэтапные модели малочув- ствительны к изменению параметров условий задачи, т.е. в опреде- ленном смысле устойчивы. Для того, чтобы вектор X был планом допустимым на первом этапе, необходимо, чтобы для всех ш Е О существовал вектор У > 0 такой, что Рф)Г(Д = ВИ - (3.1.11)
Назовем дополнительные неявно заданные ограничения вида (3.1.11), возникающие в задаче второго этапа, индуцированными, а условия, наложенные на неотрицательный вектор X вида (3.1.7), фиксированными. Пусть множество К1 = {Х : А°Х = В°,Х > 0} образовано фиксированными ограничениями, а множество К2 = {X : \/ш е О, ЗУ > 0, А((Х)Х = В(сД - В(Д)УИ} определено индуцированными ограничениями. Тогда множество К = К\ А К) является множеством допустимых векторов X задачи (3.1.6) - (3.1.9); если X 6 /С, вектор X удовлетворяет фиксирован- ным ограничениям Л°Х = В°,Х > 0 и кроме того, задача второго этапа (3.1.3) обладает планами. Теорема 3.1.1. Множество К вектров X двухэтапной задачи стохастического программирования выпукло. Доказательство. Имеем К = К\ А К2. но множество К\ = {X : Л°Х = В°,Х > 0} выпукло. Для фиксированного а) А П определим множество К2ш = {Х|ЗУ(сД > 0} такое, что Л(сДХ = В(о?) — В(о?)У(сД, которое является выпуклым. Это озна- чает, что К2 А х 6 АК2^. вместе с ним и К = К\ А К2 — выпуклые множества, пересечения выпуклых множеств. В работе [435] уста- новлено, что при случайном векторе В (о?) и детерминированной матрице условий задачи А стохастического линейного программи- рования множество К2. а вместе с ним и множество К являются выпуклыми многогранными множествами. Теорема доказана.
3.2 Анализ двухэтапной задачи стохастического программирования Множество К предварительного плана двухэтапной задачи стоха- стического программирования задано неявно. В общем случае неясно, как конструктивно строить множество К). Для некоторых частных случаев, весьма важных для приложений, множество сов- падает К2 с 7?п, т.е. индуцированные ограничения отсутствуют. Мож- но считать, что ранг матрицы В равен т, в противном случае (3.1.8) может быть заменено эквивалентным соотношением, у которого р строк имеют вид ОУ = В — АХ, где О — вектор, состоящий из нулей, размерности т, а р - число зависимых строк в 79. В этом случае их можно включить в число фиксированных ограничений (3.1.7). Будем предполагать, что ранг матрицы В размерностью т х п равен т и первые т столбцов (без ограничения общности) линейно- независимы. Предположение 3.2.1. Для каждого V е 7?ш существует У > 0 такое, что ВУ = и. (3.2.1) Лемма 3.2.1. [208] Если предположение 3.2.1 выполняется, то В имеет по крайней мере т + 1 столбцов, т.е. п > т + 1. Теорема 3.2.1. [208] Для того, чтобы система уравнений ВУ = и имела неотрицательное решение для^ту е Кт, достаточ- но, чтобы существовало неотрицательное решение однородной си- стемы линейных уравнений: 79л = 0 (3.2.2) причем, чтобы л? > 0 для у = 1, т.
Доказательство. Система уравнений ПУ = у всегда имеет реше- ние. Пусть оно таково, что первые у~д 0 для у = 1, т, а остальные равны нулю, тогда, так как соотношение а(Птг) У ПУ верно для лю- бого се, то, взяв а достаточно большим, получим неотрицательное решение системы (3.2.1). Условие (3.2.2), вообще говоря, трудно проверить за исключением некоторых частных случаев. Пусть п = т + 1, тогда достаточное условие примет вид 7П + 1 ^2 — 0) так как если 7гш+1 = 0, то имеем линейную зависи- 7=1 мость первых т столбцов П^ что противоречит тому, что матрица П имеет ранг т. Следовательно, 7гш+1 > 0 отсюда имеем т -Бт+1 = Ут^П,. тг7- = У—. (3.2.3) У 7Г»+1 Вышеприведенная система линейных уравнений имеет единствен- ное решение, если оно положительно, то К) = Кп. Теорема доказана. Условия теоремы 3.2.1 не только достаточны, но и необходимы для того, чтобы система ПУ = у имела неотрицательное решение при любом у 6 Кт. Однако для того чтобы К) = Кп достаточно требовать неотрицательной разрешимости ПУ = у не для всех у Е Кт^ а только для у = В — АХ при всех X Е К, и всех ш Е П. Такие у далеко не всегда пробегают все Кт. Задачу (3.1.1)-(3.1.4 ) можно интерпретировать в терминах пла- нирования производства, где А — матрица основных технологиче- ских способов, а П — истолковывается как матрица аварийных тех- нологических способов, определяющих возможные варианты ком- пенсации невязок в системе условий. В этом случае условия теоре- мы 3.2.1 можно интерпретировать следующим образом. Для того,
чтобы для любой невязки V 6 нашлась допустимая компенсация У, достаточно, чтобы аварийные технологические способы представ- ляли собой «замкнутую» систему, т.е. существовали бы ненулевые интенсивности л, при которых все, что производится при эксплу- атации одних производственных способов, потребляется другими, например, купля-продажа отдельных товаров. Теорема 3.2.2. Для того, чтобы задача (3.1.10) имела конечное решение, необходимо и достаточно, чтобы система неравенств 2В <Н (3.2.4) была разрешима. Доказательство, очевидно, следует из теоремы двойственности линейного программирования [105]. Действительно, если задача (3.1.10) разрешима и имеет конечное оптимальное решение, то и двойственная к ней разрешима, и наоборот, а ограничениями двой- ственной к задаче (3.1.10) и являются условия (3.2.4). Условия теоремы 3.2.2 имеют экономический смысл. Для того, чтобы издержки от эксплуатации аварийных технологических спо- собов при ликвидации невязки были бы конечны, необходимо и до- статочно, чтобы существовала система оценок 2 продукции, кото- рая выпускается при помощи аварийных технологических способов, причем стоимость продукции в этих оценках, выпущенной г-м техно- логическим способом, при его эксплуатации с единичной интенсив- ностью была бы не выше издержек на его эксплуатацию с единичной интенсивностью. Теорема 3.2.3. [203] Пусть матрица В имеет т + \ столбцов
и удовлетворяет условию теоремы 3.2.1, т.е. т -Вт+1 = У^тг^-Д, 7Г,- > 0; 7 = 1,т. 7=1 Тогда для того, чтобы выполнялось условие теоремы 3.2.2, необ- ходимо и достаточно, чтобы имели место соотношения: т У2 7г7Тг7- + ^т+1 > 0, >0, б = 1>тп. (3.2.5) 7=1 Доказательство. Необходимость. Пусть задача второго этапа (3.1.10) разрешима, тогда множество планов двойственной к ней за- дачи непусто. Пусть вектор Д) удовлетворяет условиям (3.2.4) двой- ственной задачи, т.е. Х0А < у = 1,т+ 1. (3.2.6) Отсюда при тгу > 0. т т т У2 ^0 Д < 7Г7/г>; 20^т+1 = - У2 ^О^Д • (3.2.7) 7=1 7=1 7=1 Кроме того, имеем т < бт+\. (3.2.8) 7=1 Из условий (3.2.7) и (3.2.8) получаем требуемый результат (3.2.5). Достаточность. Пусть (3.2.5) имеет место, а целевая функция за- дачи второго этапа (3.1.10) не ограничена на множестве планов, то- гда множество планов задачи, двойственной к задаче второго этапа, пусто {2\2Б < Н} = 0. (3.2.9) Из линейной независимости векторов ..., Пт следует, что си- стема
имеет единственное решение 2$. В силу соотношения (3.2.9) име- ем И0Дп+1 > кт+1. (3.2.11) Из условий теоремы и соотношений (3.2.10), (3.2.11) получаем т т = = ^~1 Д/ > 1=1 1=1 что противоречит условию (3.2.5). Теорема доказана. Условие (3.2.5) имеет экономический смысл в терминах задачи планирования. Пусть технологические способы составляют замкну- тую систему, тогда издержки от эксплуатации аварийных произ- водственных способов с целью компенсации невязок, будут конеч- ны, если нельзя получить прибыль при холостом режиме работы, т.е. когда выполняется соотношение (3.2.3). В работе [208] показа- но, что аналогичное условие отсутствия прибыли имеет место и для случаев, когда п > т + 1. Но тогда это условие будет только необ- ходимым. Рассмотрим детерминированный эквивалент к двухэтапной зада- че стохастического программирования (3.1.6)-(3.1.9) и покажем, что он является задачей выпуклого программирования. Двойственной к задаче второго этапа (3.1.10) является следующая: (X, В - АХ) тах, (3.2.12) 2П < Н. (3.2.13) Пусть решение задачи (3.1.10) существует и конечно, тогда су- ществует и конечно решение задачи (3.2.12)-(3.2.13) и оптимальные значения обоих функционалов совпадают [105], обозначим значение
функционала через Ф. Можно утверждать, что Ф(Х, А,В) — вы- пуклый по X. Действительно, пусть Я(Х, Л, В) — точка, в которой достигается максимум (3.2.12) при условиях (3.2.13) для фиксиро- ванных X, Л, В. Тогда для любых Х± и для которых экстре- мальное значение целевой функции (3.2.12) конечно, имеем: 2ДХ1 + (1 - а)Х2, А, В)(В - АДХг + (1 - а)Х2)) = = %ДХх + (1 - а)Х2, А, В)[а(В - АХг) + (1 - а)(В - АХ2)] < < аХ(ХьА, ВДВ - АХ1) + (1 - а)Х(Х2, А, В)(В - АХ2). Пусть Ф — целевой функционал детерминированной эквивалент- ной задачи, тогда Ф — выпуклая функция, поскольку неотрицатель- ная комбинация выпуклых функций есть функция выпуклая. Из выпуклости целевого функционала Ф вытекает его непрерывность во всех внутренних точках выпуклого множества К. Тем самым до- казано следующее утверждение. Теорема 3.2.4. Детерминированный эквивалент двухэтапной задачи стохастического программирования (3.1.6)-(3.1.9) являет- ся задачей выпуклого программирования. Последнее утверждение служит теоретической основой для по- строения численных методов решения двухэтапных задач. Для рас- смотрения методов решения двухэтапной задачи потребуется ис- пользовать выражение опорного функционала к Ф(Х) и устано- вить условие дифференцируемости. При этом будем понимать под опорным функционалом к выпуклому функционалу ВД) в точке //о 6 М линейный функционал Т, если ВД) — В До) > Д, д — до) при всех у 6 М. Приведем утверждения, следуя [203] и [208].
Теорема 3.2.5. Функционал Е{С - г\А,В,Х0)А} = У{С(ш) - Г[Л(ЦВ(ЦХ0Н(ш)}ф является опорным к целевому функционалу эквивалентной де- терминированной задачи в точке Х(} Е К. В работе [208] показано, что если вероятностная мера в простран- стве Л, В абсолютно непрерывна относительно меры Лебега в про- странстве Л, В и выполняются некоторые условия, то целевая функ- ция Ф(Х) эквивалентной детерминированной задачи всюду на мно- жестве К непрерывно дифференцируема. Для исследования условий оптимальности плана X первого эта- па нам потребуется вектор Сх = Е[С — Я*(Л, В, Х)Л] и линейная форма Ьх± = (Сх^Х) = Е[С — Я*(Л, В, Х)Л]Х. В соответствии с работой [203] сформулируем необходимые условия оптимальности детерминированного плана X двухэтапной задачи стохастического программирования. Теорема 3.2.6. Если X* — детерминированный план двухэтап- ной задачи, то для любого X Е К имеет место Ех(Х^<Ьх(Х). (3.2.14) Доказательство. Пусть X* — оптимальный план, а X — допу- стимый план двухэтапной задачи, тогда имеем Ф(Х*) < Ф(Х) Е(СХ* + Е*(Л,В,Х*)(В-ЛХ*)) < Е(СХ+Е*(Л,В,Х)(В-ЛХ)); (3.2.15) Е(Х*(Л,В,Х*)(В-ЛХ*)) < Е(Е*(Л,В,Х)(В-ЛХ*)). (3.2.16) Вычитая (3.2.16) из (3.2.13) и учитывая, что Я*(Л, В, X*) — опти- мальный план двойственной задачи, получаем требуемый результат (3.2.14).
Теорема доказана. Следуя работам [119] и [203], приведем экономический смысл усло- вия (3.2.14). Вектор Я*(А, В,Х) — решение двойственной задачи к задаче второго этапа является вектором оценок продуктов, оказав- шихся дефицитными или излишними при интенсивностях X тех- нологических способов после того, как реализовались технологиче- ская матрица А и вектор спроса В. Эти оценки определяют влияние величины невязки на издержки, связанные с наиболее экономной т ликвидацией невязок. Величина щуХ*(Л, В, X) — с? указывает г=1 прибыльность эксплуатации ^'-го технологического способа с еди- ничной интенсивностью в предположении, что параметры задачи реализовались как элементы матрицы А и составляющие векторов В и С, а оценки продуктов подсчитаны для случая, когда эксплу- атация технологических способов производится с интенсивностью X. Если вектор X* определяет оптимальный предварительный план двухэтапной задачи, то суммарная средняя прибыль при интенсив- ностях X* использования технологических способов производства, подсчитанная в оптимальных (отвечающих X*) оценках, не меньше суммарной средней прибыли, подсчитанной в оптимальных оценках для любого другого допустимого плана X. Сформулируем без доказательства теорему о необходимых и до- статочных условиях оптимальности плана двухэтапной задачи сто- хастического программирования. Теорема 3.2.7. Пусть X* — внутренняя точка множества К, а целевая функция Ф(Х) детерминированной задачи, эквивалент- ной двухэтапной задаче, дифференцируема в окрестности точки X*. Тогда задача, двойственная к задаче второго этапа имеет ре-
шение 2*(А,В,Х*), такое, что Сх* = Е[С - 2*(А,В,Х*)А] = О, (3.2.17) тогда и только тогда, когда X* — решение двухэтапной задачи [203]. 3.3 Некоторые частные модели двухэтапной задачи стохастического программирования В настоящем разделе рассмотрим часто встречающиеся в приложе- ниях частные постановки двухэтапной задачи стохастического ли- нейного программирования, в которых случайными являются толь- ко составляющие вектора ограничений В (о?). Все остальные пара- метры условий задачи детерминированы. Пусть матрица аварийных технологических способов имеет вид В = (I, — I). Задачу (3.1.6)-(3.1.9) с такой матрицей называют про- стейшей постановкой двухэтапной задачи стохастического линейно- го программирования. Наличие невязки в условиях задачи в данном случае учитывается простейшим способом: как за недопроизвод- ство, так и за перепроизводство платится штраф, который в част- ности может равняться нулю. Вектор штрафов от перепроизводства Н+ (т-мерный вектор) может отражать дополнительные издерж- ки от хранения готовой продукции, не реализованой и лежащей на складах; вектор штрафов от недопроизводства Н~ (т-мерный век- тор) может отражать недополученную прибыль из-за неудовлетво- ренного спроса на продукцию. Данная постановка двухэтапной за- дачи была исследована многочисленными авторами и, прежде всего, в работах [117], [201], [433], [434], [435]. Для простейшей постановки получены некоторые конструктивные результаты, которые позволя- ют находить решение задачи точно или приближенно.
Пусть матрица В имеет вид (I, —I), где I — т х т-мерная еди- ничная матрица. Векторы У и Н разобьем на две части, соответ- ствующие подматрицам 7, — I. Задача в этом случае (3.1.6)-(3.1.9) примет вид (С, X) У В[(Я+, У+) У (Я“, У“)] -у шт (3.3.1) при условиях А°Х = В0, (3.3.2) АХ У /У+ - 1У~ = В, (3.3.3) X > О, У+ > О, У~ > 0, (3.3.4) где Я. Я-, У+, У~ — //(-мерные векторы. Задача второго этапа имеет вид [(Я+,У+)у (Я“,У“)] -этт, (3.3.5) /У+ - 1У~ = В- АХ, У+ > О, У“ > О (3.3.6) и обладает планами при любой правой части В — АХ. Для раз- решимости задачи (3.3.5)-(3.3.6) необходимо и достаточно, чтобы Я+ У Н~ > 0. Будем считать, что Я У Н~ > 0, исключив из рас- смотрения такие задачи (3.3.1)-(3.3.4), для которых Ф(Х) = —ос при X 6 К. Очевидно, что у эквивалентной детерминированной задачи к задаче (3.3.1)-(3.3.4) индуцированные ограничения будут отсутствовать. Рассмотрим задачу, двойственную к задаче (3.3.5)-(3.3.6): тах^(^-(Д,Х))^|-Я" <2<Н+ . (3.3.7) 1=1 Оптимальный план задачи (3.3.7) примет вид: ^((АЙХ)Д) = , если - (АЙХ) < 0,
4((А,Х)Д) = К+, если Ь2 - (А,Х) > О, X), 6«) — произвольное число на интервале [—Л.“, К,+], если ^-(Д,Х) = 0. Если ввести выпуклые по (А, X) функции Д(А,Х)Д) = = {тт(/г+Д + К;у~^у+ - у~ =Ьг- (А{,Ху,у+ > 0,у7 > о} = = А((А, хуьу(ьг - (А, X)), г = 1Щ, то задача (3.3.1)-(3.3.4) сводится к следующей задаче выпуклого сепарабельного программирования: ^2 Чхз + У2 ^(^й X) тт (3.3.8) 7=1 г=1 при условиях А°Х = В0, АХ - (Д, X) = О, X > 0. (3.3.9) В случае конечного числа реализаций вектора В простейшую двухэтапную задачу можно представить в виде: {ы 1 (С,Х) +^В-ЯУД) ?, (3.3.10) Г=1 ) где X и У(сщ) удовлетворяют нижеследующим ограничениям, притом имеет место Р{В(о?) = В(шг)} = РГ. г = 1,ТУ АХ + РУ(сщ) =В(сщ) СУМ = ВМ (3.3.11) АХ + ВУЦдг) =В(зд) X > 0; УД.) > 0, г = 1Д. (3.3.12)
Соответствующая двойственная задача имеет вид: тах {вЩ)2^1 * * * + ВД2)Т^2 + • • • + В(зд)тЯлг} (3.3.13) Ат2] + Ат22 + ... + АТ2У < С Пт21 < РХН < Ат2? < Р2Н (3.3.14) ПТ2К < РуН к Если в качестве переменных двойственной задачи рассматривать величины 71Т = у- (г = 1, ТУ), то получим задачу тах {РхВДД^1 + В2ВД2)ТЯ2 + • • • + ВЛГВДЛГ)Т^ЛГ} (3.3.15) РХАТ2> + Р2АТ2? + ... + Р^АТ2У <С Пт21 < Н < Ат22 < Н (3.3.16) 1)Т2У <Н к Структура матрицы задачи (3.3.15)-(3.3.16) позволяет решать эту задачу методом разложения, используя первые ограничения в (3.3.16) в качестве «зацепляющих» ограничений, а все остальные рассматривать как единый блок. Пусть вектор В (о?) распределен дискретно с конечным числом реализаций при этом составляющие вектора В (о?) могут прини- мать значения Ь] < Ь'~ < • • • < с вероятностями р], р?,..., р^ соответственно. В этом случае ввод дополнительных переменных и ограничений может свести выпуклую кусочно-линейную задачу к задаче линейного программирования.
Если составляющие вектора В (си) равномерно распределены на отрезке т.е. 0 при Ьг < Щ Фг(М = < при Ь,е[и^] (3.3.17) 1 при Ьг > VI детерминированный эквивалент двухэтапной задачи (3.3.1)-(3.3.4) оказывается задачей квадратичного программирования. К задаче квадратичного программирования можно свести задачу (3.3.1)-(3.3.4) и в этом случае, когда все компоненты^ вектора В (си) распределены экспоненциально, т.е. ФДМ = < о < щ при при € [^,Оо) (3.3.18) Двухэтапную задачу стохастического программирования, в кото- рой все случайные компоненты вектора В(сД имеют непрерывную функцию распределения, можно приближенно свести к задаче квад- ратичного программирования. Для этого достаточно заменить слу- чайные величины взвешенными суммами равномерно распределен- ных случайных величин кг к{ к = ^РГгк; = 1 Г=1 Г=1 (3.3.19) (3.3.20) 3.4 Двухэтапная задача стохастического нелинейного программиро- вания Двухэтапная задача стохастического нелинейного программирова- ния рассматривается как обобщение линейного случая в работе [280]
и в специальном виде в работе [396], где дается особый алгоритм ее решения. Рассмотрим задачу: штЕтт[^(Х)+^(К)] (3.4.1) х х при условии + ЦУ) > Ь, (3.4.2) где — скалярная функция П1-мерного вектора X, - скалярная функция ^-мерного вектора У, р(Х) и /г (У) — векторы размерности т, компоненты которых являются скалярными функ- циями своих аргументов, и Ь — есть случайный т-мерный вектор с известным распределением. Е — обозначает математическое ожида- ние относительно распределения вектора Ь. В литературе такую по- становку задачи (3.4.1)-(3.4.2) называют ситуацией «Неге апб по» по Данцигу. Сначала принимается решение относительно X, затем ждут и наблюдают какую-либо реализацию случайных величин и только после этого решают нестохастическую задачу, выбирая век- тор У оптимальным образом. Дальнейшее изложение будет отно- ситься к двухэтапной задаче на минимум (3.4.1)-(3.4.2), хотя анало- гичные результаты могут быть получены в соответствующих усло- виях и для постановки двухэтапной задачи на максимум. Для удобства обозначим: ?(», X) = тт{ДХ) + ДХ)|ЦХ) + ЦУ) > Ъ}. (3.4.3) Тогда задача (3.4.1) - (3.4.2) примет вид: ттЕф^, X). (3.4.4) Так как задача (3.4.4) имеет ограниченный минимум в простран- стве X, будем полагать, что существует выпуклое множество К та-
кое, что для каждого X Е К существует У такой, что выполняется р(Х) + Н(У) > Ь при любом векторе Ь. Такие X будем называть допустимыми. Определим Х(ЕЬ) как решение задачи тт^ЕЬ.Х) = шш{^(Х) + т/;(Х)ф(Х) + Н(У) > ЕЬ}. (3.4.5) х Кроме того, введем задачу для всех Ь < 6тах с конечным распре- делением тпЩбтах,^) = пипшт{(^(Х) + -ф(У)\д(Х) + Л(Х) > 6тах}. А. X I (3.4.6) Задачи (3.4.5), (3.4.6) являются нестохастическими и, если функ- ции д(Х) и Н(Х) являются вогнутыми, они могут быть решены с использованием условий Куна-Таккера [256]. Задача (3.4.1)-(3.4.2) может быть решена непосредственно в частично-линейном случае, когда ^(У) и Н(У) являются линейны- ми функциями, а вектор Ь имеет конечное дискретное распределе- ние г = 1,/. В этом случае можно ввести векторы У\ г = 1,/, каждый из которых имеет ту же размерность, что и У. Тогда зада- ча (3.4.1)-(3.4.2) переходит в детерминированную задачу СП1 + 1п2 неизвестными и т х I ограничениями {I 1 ДХ) + У^тг.^(Уг)|д(Х) + /г(Уг) > ^, г = 1,1 >. Для дальнейшего нам потребуется рассмотреть некоторые резуль- таты работы [280]. Пусть имеем следующую задачу параметрическо- го нелинейного программирования: пнп#(Х, а) (3.4.7) при условии Ж,«)>0, (3.4.8)
где в — скалярная функция от векторов 7 и а, / - векторная функция от 2 и а. Лемма 3.4.1. Скалярная функция а(а) = птт{#(Х, а)|/(Х, а) > 0} является выпуклой и непрерывной по а при условии, что в есть выпуклая и непрерывная функция от [2, а], и каждая компонента функции / является вогнутой и непрерывной функцией от [2, а]. Более общая формулировка леммы 3.4.1 приводится в работе [265] относительно двухэтапной задачи стохастического нелинейного про- граммирования. Лемма 3.4.2. Пусть р : Кп К и ф : Нт К — выпуклые функции. Пусть дик вектор-функции, д : Нп Нки к : Кт Пк. компоненты которых являются вещественными во- гнутыми функциями. Если функции р, ф,д и к принимают только конечные значения на множестве Въ = {(Х,У)\д(Х)-^к(У)>Ь}, тогда а(Ъ) = т! [(^(Х)-ЬтДУ)] — есть вещественная выпук- лая и непрерывная функция на Ж, где ТУ = {Ь\Ь е Н''.Ь <Ь31}, Ъ§1 = вир т! д^Х} + вир т! к^У}. ХеКп д=Цк УЕКт д=Цк На основе вышеприведенных утверждений можно доказать сле- дующую теорему. Теорема 3.4.1. Скалярная функция а(Ь) = шту(6, X) = Ш1п тт{(/)(Х) + ф(У) |д(Х) + к(У) > Ъ} X X У (3.4.9)
является выпуклой и ^увеличивающейся функцией поЬ при усло- вии, что и являются вогнутыми функциями своих ар- гументов. Следствие 3.4.1. Скалярная функция а(Ь) = тшх7(6Д), опре- деленная (3.4-9), является непрерывной функцией поЬ при условии, что и к(У) являются выпуклыми и непрерывными функци- ями своих аргументов. Это следствие доказывается с применением теоремы 3.4.1. Выше приводились утверждения, использующие выпуклость функции по случайному вектору, рассмотрим теорему, которая обес- печивает выпуклость функции у(Ъ, X) по допустимым X. Теорема 3.4.2. Функция 7(6, X) = шш{^(4 + -ф(У) 1^00 + > Ь} есть выпуклая функция по допустимым X для любого фиксиро- ванного Ь при условии, что и ф являются выпуклыми функци- ями и компоненты дик являются вогнутыми функциями своих аргументов. Доказательство осуществляется, вводя соответствующие обозна- чения и применяя лемму 3.4.1 и теорему 3.4.1. Следствие 3.4.2. Функция Еу(Ь,Х) является выпуклой функ- цией по допустимым X при выполнении условий теоремы 3.4-2. Приведенные общие результаты позволяют указать некоторые тео- ремы, дающие верхние и нижние границы для задачи (3.4.1)-(3.4.2). Введем задачу «Ж1й апб зее» по Маданскому, которая отличается от постановки задачи по Данцигу тем, что в начале наблюдается реализация случайного вектора Ь, а затем решается задача несто- хастического программирования, основанная на этой реализации Ь,
т.е. задача Е тту(Ъ, X) = Е’тттт{^(Х)+'0(У)|р(Х)+/г(У) > Ь}. (3.4.10) X X X Теорема 3.4.3. Пусть Х(ЕЪ) решение задачи ттх у(ЕЬ, X). Имеют место неравенства: Еу(Ь, Х^ЕЬУ) > ттЕ’7(6, X) > Етт^Ь,Х) > тту(ЕЬ, X). При этом только для последнего неравенства предполагается, что <р(Х) и являются выпуклыми и непрерывными функци- ями, а компоненты д(Х) и являются вогнутыми и непре- рывными функциями своих соответствующих аргументов. Доказательство. Первое из неравенств очевидно, т.к. 1414x^7(6, X) не превосходит значения функции Еу(Ъ,Х), вычис- ленного в некоторой точке X = Х(ЕЬ). Для второго неравенства имеем, если X — решение, которое минимизирует Е^(Ъ,Х\ и если Х(Ь) — решение, минимизирующее 7(6, X): гшп1Д(6,Х) = Е^(Ъ, X). Ешт7(6, X) = Еу(Ь, Х(Ь)). Так как для каждого Ь выполняется неравенство 7(6, X) > 7(6, Х(6)), то по свойствам математического ожидания Еу(ф, X) > Е^у(ф, Х(Ь)) или пнп Вд(6, X) > В пнп7(6, X). Для доказательства третьего неравенства следует применить нера- венство Йенсена, которое устанавливает, что для выпуклой непре- рывной функции С, зависящей от случайного вектора X выполня- ется Е’С(Х) > С(ЕХ). Поскольку в соответствии с теоремой 3.4.1
и следствием 3.4.1 пипх7(6,А') является выпуклой и непрерывной функцией по 6, то, следовательно, выполняется Епипх7(6,Х) > пипх7(Е6,А’), что и доказывает теорему 3.4.3. Теорема доказана. Важным следствием этой теоремы является то, что можно дать значениям целевых функций в задачах (3.4.1)-(3.4.2) и (3.4.10) при- ближенную оценку снизу, решая единственную нестохастическую задачу, именно задачу (3.4.5). Если вектор Ъ имеет конечное распре- деление, можно получить некоторую приближенную верхнюю гра- ницу задачи (3.4.1)-(3.4.2) и тем самым для задачи (3.4.10), решая единственную детерминированную задачу (3.4.6). Теорема 3.4.4. Если случайный вектор Ь имеет конечное рас- пределение, т.е. —ос < Ьш[п < Ь < 6тах < ос, то выполняется соотношение т1П7(6тах,Х) > пппЕ7(6,Д Доказательство. По определению имеем: тш7(Ьтах,Х) = тттт{у(Х) +'0(У)ф(Х) У > 6тах}, X XX тт7(Ь,X) = тттт{у(Х) У у(У)ф(Х) У /фУ) > Ъ}. X XX Для фиксированных X и Ь, каждое значение У, которое удовле- творяет д(Х) У /фУ) > Ьтах, также удовлетворяет д(Х) У /фУ) > Ь. Отсюда следует, что и 7(5тах,^) > 7(5, X), а также 7(^тах,^) > Еу(Ь,Х). Следовательно, выполняется ппп7(6тах,Х) > ттЕТффХ). Теорема доказана. Следующая теорема обеспечивает нижнюю границу для значений целевой функции в задаче (3.4.1)-(3.4.2).
Теорема 3.4.5. Если являются выпуклыми, а компонен- ты дик — вогнутыми функциями и Еу(Ь,Х) дифференцируема в точке X = Х(ЕЬ), имеет место соотношение ттЕ7(6,Х) > Еу(Ь,Х(ЕЬ)) + [X - Х(ЕЬ)]ТХЕу(Ь, Х(ЕЬ)\ где Х(Е)Ь и X — решения, которые минимизируют у(ЕЬ, X) и Еу(Ь,Х) соответственно, аХ — есть вектор-столбец частных дифференциальных операторов ..., . Доказательство проводится с применением следствия 3.4.2. Так как само решение X задачи (3.4.4) входит в оценку правой ча- сти неравенства, то эта теорема представляет практический интерес только тогда, когда X = Х(ЕЬ) или ХЕу(Ъ, Х(ЕЪУ) = 0, откуда сле- дует (из теорем 3.4.3 и 3.4.5), что Е^(Ъ,Х(ЕЪУ) = ттхЕу(Ь, X). В работе [280] представлен нетривиальный пример двухэтапной задачи (3.4.1)-(3.4.2), на котором основные результаты приведенные выше, численно подтверждаются. В работе [265] переформулирова- ны некоторые утверждения из работы [280], в частности теорема 3.4.3. Рассматриваются функциональные пространства и отказыва- ются от значений верхних границ функций. Обобщаются условия, из которых конкретные результаты для стохастического линейного и нелинейного программирования получаются как частные случаи. В работе [396] исследуется следующая задача. Найти вектор У € Кп, который доставляет (т \ 5Щ) + У СаРгХ) I (3.4.11) г=1 / при условии /фУ) < Цг, I = 1,т, где 5(У) — некоторая функ- ция затрат, рфУ) — вероятность невыполнения г-го условия системы ограничений, а^ - связанные с этим затраты. Невыполнение усло- вия Л (У) < Цг рассматривается как случайное событие (Д. причем
вероятность наступления каждого события (Ц зависит только от У. Задачу (3.4.11) можно записать в другой форме. Найти вектор У который доставляет тт ( 5(У) + сад(У) ) (3.4.12) \ г=1 / при условии /ДУ) + г = 1,т, где Р{(У) — вероятность невыполнения г-го ограничения, — соответствующие затраты, а — случайные величины с законами распределения г = 1, т. В линейном случае задачу (3.4.12) можно решить как обыч- ную двухэтапную задачу. Для нелинейного случая в работе [396] показано как привести (3.4.12) к задаче детерминированного вы- пуклого программирования. Сформулируем следующую теорему. Теорема 3.4.6. Пусть 3 (У), Л (У),..., /Ш(У) — выпуклые функ- ции и каждая функция ЦЦ) вогнута на некотором отрезке [оу, ф], содержащем число ф, причем ф = — /ДУ*), а У* — оптималь- ное решение в задаче (3-4-12). Тогда для того чтобы задачу (3.4-12) заменить эквивалентной ей задачей выпуклого программирования, достаточно ввести дополнительные переменные и^и^... ,ит, на которые наложены условия ПЭ — 1 — < щ > Г-НЦЪЦ (3.4.13) Щ > Рд(У\ б = 1,Ш где р{(У) = 1 — У)-(гДУ)), гДУ) = — ФЦУ)- Целевая функция задачи имеет вид: т 8(У)+^агщ, (3.4.14) 1=1 а оптимальный вектор и* = (щ(У*),... ,рш(У*)). Эту задачу с т + I неизвестными можно решить методами вы-
пуклого программирования, поскольку по условию теоремы целевая функция (3.4.14) выпуклая вблизи оптимального решения У*. Од- нако возникают трудности из-за «овражности» задачи, т.к. при пе- т реходе через некоторую границу в пространстве Кп затраты ^2 агРг 1=1 начинают быстро возрастать из-за увеличения вероятности невы- полнения г-го условия. В работе [396] приводится пример практического поиска решения, причем число переменных увеличивается. В работах [25]-[28] обобщаются модели двухэтапных задач стоха- стического программирования таким образом, что в них укладыва- ются задачи стохастического оптимального управления поведением динамических систем. Рассматриваются системы, управляемое по- ведение которых описывается обыкновенными дифференциальны- ми уравнениями. Начальное состояние системы, закон ее движения, целевой функционал и ограничения на фазовые координаты зависят от случайных параметров. Предварительное решение об управлении системой принимается до наблюдения реализаций случайных пара- метров условий задачи. Невязки в ограничениях задачи, выявля- ющиеся после выбора предварительного решения, компенсируются коррекциями. Для оптимального выбора коррекции при каждой ре- ализации случайных параметров условий требуется решить новую задачу оптимального управления — задачу второго этапа. Матема- тическое ожидание значений нижней грани целевого функционала задачи второго этапа, как и в классической двухэтапной задаче сто- хастического программирования, определяет штраф за коррекцию и входит составной частью в целевой функционал бесконечномерной двухэтапной задачи.
3.5 Методы решения двухэтапной задачи стохастического програм- мирования Многие двухэтапные задачи стохастического программирования на этапе определения предварительного плана заменяются детерми- нированными эквивалентами-задачами выпуклого программирова- ния. Однако традиционные методы решения задач выпуклого про- граммирования, как правило, неприменимы для решения двухэтап- ных задач стохастического программирования, поскольку целевая функция и множество допустимых решений задачи в общем случае заданы неявно. Методы решения, которые рассмотрены в настоя- щем разделе, используют специфические особенности эквивалент- ной детерминированной задачи и позволяют вычислить предвари- тельный план и получить приближенные оценки решения исходной задачи. В частных случаях удается свести двухэтапную задачу к ли- нейной или кусочно-линейной задаче, естественно, в этих случаях нет необходимости прибегать к нижеследующим трудоемким мето- дам решения. В работах [133]-[136] исследуется метод обобщенных стохастиче- ских градиентов, позволяющий по реализациям случайных парамет- ров условий задачи последовательно уточнять оптимальный план первого этапа. Следуя [133], рассмотрим сущность метода обобщен- ных стохастических градиентов. Пусть заданы: 1) система линейных неравенств вида АХ + БУ> (3.5.1) X > О, У > 0, (3.5.2) где А — матрица т х щ, В — матрица т х П2, X, У — соот-
ветственно п\- и П2-мерные вектора, В (си) — т-мерный, случайный вектор с распределением (1Р(сР) с ограниченной дисперсией; 2) две линейные формы: Л1(Х) = (С1,Х); 1,2(Х) = (С2,У), где С1 — П1-мерный, а С2 — П2-мерный вектор. Обозначим через Ф(Х, В(а>)) значение тт(С2,Г) (3.5.3) при условиях БУ > - АХ, (3.5.4) У > 0. (3.5.5) Будем считать, что для любого X > 0 и В (о?) существует решение задачи (3.5.3)-(3.5.5). Пусть Е(Х) = / Ф(Х, В(сф)с1Р(ш). Требуется найти тшВД = ттГЛ) + В(Х)]. (3.5.6) Функция Р(Х) выпуклая, но не обязательно непрерывно- дифференцируемая. Найдем выражение для внутренней нормали опорной гиперплоскости к телу {X : Р(Х) < В(Х0)} в некоторой точке Х°. Рассмотрим двойственную задачу к задаче второго этапа (3.5.3)-(3.5.5). Найти С(Х, В(^)) = шах[(А, В(щ)) - (X, Л* А)] (3.5.7) при ограничениях В* А < С2, (3.5.8) А > 0. (3.5.9)
Из теоремы двойственности следует С(Х, В(ш)) = Ф(Х, (3.5.10) Функция С(Х, В(о?)) — выпуклая по X. Пусть А(Х, В (си)) — точ- ка, в которой достигается максимум в (3.5.7). Будем считать об- ласть Я, высекаемую ограничениями (3.5.8)-(3.5.9), ограниченной, тогда А(Х, В(о?)) можно выбирать совпадающей с одной из вер- шин К. В случае неоднозначности решения задачи (3.5.7)-(3.5.9) А(Х, В(о?)) можно выбирать, например, следующим образом: пере- нумеруем условно вершины К и будем выбирать А(Х, В (си)) равной вершине с наименьшим номером из вершин, являющихся решением этой задачи. При таком определении А(Х, В (о?)) будет представлять кусочно-постоянную вектор-функцию от X и В (си), С(Х, В (о?)) — кусочно-линейную функцию от X, измеримую по мере Лебега-Стильтьеса <7Р(сф. Зафиксируем некоторую точку X = X®. Тогда справедливы соотношения: С(Х,В(Д) > [(А(Х°,В(Д),В(Д) - (Х,А*А(Х°,В(Д))], С(Х°,В(ш)) = [(А(Х°,ВЦ)),ВН) - (Х°, А*А(Х°,В(Д))]. Отсюда следует Е(Х) > У (А(Х°, В(Д), В(ДЦР(Д - У (X, А*А(Х°, В(Д)ЦР(Д, В(Х) = у (А(Х°,В(Д),В(Д)ЙР(Д-У (Х0,Л*А(Х°,ВЦ)))(/РЦ), В(Х) - Е(Х°) > - У (X - Х°, 4*А(Х°, В(Д)ЦР(Д. (3.5.11) В соответствии с неравенством (3.5.11) математическое ожидание случайного вектора С1 — Л*А(Х°, В (о?)) и является искомым векто- ром внутренней нормали опорной гиперплоскости к телу {X : Р(Х) < Р(Х0)}.
Таким обазом, вычисление обобщенного стохастического градиен- та функции В(Х) сводится к вычислению интегралов (3.5.11), что при известном приводит к решению параметрической задачи линейного программирования. В частном случае, когда В (о?) при- нимает конечное число значений, получаем алгоритм, описанный в [133]. Однако решение параметрической задачи вызывает боль- шие трудности. Кроме того, вектор В (о?) часто получается путем случайных испытаний и распределение б/Р(а?) априори не известно. Поэтому в общем случае предлагается алгоритм случайного поиска следующего вида. Пусть на 5-м шаге получено значение X8. Тогда (а + 1)-й шаг описывается следующим образом: а) выбираем случайную реализацию В(ш)® в соответствии с б) находим В(о?/5)), решая задачу (3.5.7) - (3.5.9) при X = х(8\ = В(щ)^; в) находим = тах{0,Х(5) ТрДС1 - Л*А(%Ч В(^Я)]}, (3.5.12) где р8 — величина шага. Движение точки при этом происхо- дит в случайном направлении, математическое ожидание которого совпадает с направлением обобщенного градиентного спуска. Сущность метода обобщенных стохастических градиентов заклю- чается в следующем. Пусть требуется минимизировать выпуклую вниз функцию Р(Х) = Р(%1,... )Хп). Рассматривается итеративный процесс Х(5+1) = 8 = 0,1,..., (3.5.13) где X® — произвольная точка, р8 — величина шага, Д ’ — слу-
чайное направление такое, что Е{Д/Х(1)Д(2),...,хД = Тх(Х(5)), (3.5.14) где Рх удовлетворяет неравенству У(У)-Г(Х) > ЦДХ),У-Х). (3.5.15) Пусть тшР(Х) = В(Х*) > —ос. Без ограничения общности считаем, что точка X* единственная. Теорема 3.5.1. Пусть р8 > о, Р,р2 < (П 5=1 5=1 Д|ДД2/Х(1),..., ДД < с < оо. Щ) Тогда Ит ||Х* - ХД| =0, з -> оо, с вероятностью 1. Доказательство этого утверждения приведено в работе [137]. По- кажем, что для процесса (3.5.12) условия теоремы 3.5.1 выполня- ются. Действительно, из предположения об ограниченности области Я, высекаемой неравенствами (3.5.8)-(3.5.9) следует ограниченность нормы случайного вектора С1 — Л*А(Х, В(о?)). Таким образом, для сходимости процесса (3.5.12) достаточно только условия а > °, У2 = Р р2 < 5=1 5=1 Иными словами, итеративный процесс обобщенных стохастиче- ских градиентов, минимизирующий выпуклую вниз функцию В(Х) выпуклом множестве К может быть представлен следующим соот- ношением Х<5+1) = - р3и3^>\ з = 0,1,..., (3.5.16) где — произвольный п-мерный вектор, принадлежащий мио- жеству К — начальная точка процесса; р8 — величина шага на
5-й итерации; и8 — нормирующий множитель; — случайный вектор, условное математическое ожидание которого относительно х(0\...,х^ зависит линейно от обобщенного градиента Рх функ- ции Р(Х) в точке Х^; = а3Рх(Х^) + , (3.5.17) здесь а3 — некоторое число; пХ — п-мерный вектор; ТУ — опе- ратор проектирования на множество /С, такой, что Ж(Х) 6 К и ||Х — Ж(Х)||2 < ||У — Х||2 для любого У е К. Оператор проекти- рования, таким образом, У = Ж(Х) представляет собой решение следующей задачи выпуклого программирования с квадратичной целевой функцией т^||Х-У||2. (3.5.18) В некоторых частных случаях при явном задании множества К вычисление оператора проектирования Ж(Х) и, следовательно, определение может быть существенно упрощено. Назовем несколько таких случаев: а) если К = {Х|Х > 0}, решение задачи (3.5.18) имеет вид У* = Ж(Х) = тах{0,Х}, а процесс (3.5.16) записывается Х(8+1) = тах{0, - р3и3^}. (3.5.19) б) если К = {Х|а^ < Х3 < Ь3}, итеративный процесс (3.5.16) можно представить в виде Х^ - р3»3^} < а3 а3 < - Рз^з^ < Ь, (3.5.20) - Х^ - р3и3^ > Ь3 в) если К = {Х|79Х = д} = {Х|(<7^,Х) = ди г = 1,т}, где векторы Ф1), ..., — линейно независимые строки матрицы 79,
тогда процесс (3.5.16) принимает вид тп = Xй - - У (3-5-21) 1=1 где А{ — множители Лагранжа; г) если К = {Х|р(Х) < 0}, где д(Х) — выпуклая дифференциру- емая функция, тогда задача вычисления оператора проектирования имеет решение У = Ж(Х) = < х, д(Х) < 0, X, д(Х) > 0 (3.5.22) и X вычисляется из условий X = X — А^^; А > 0, д(Х) = 0, а итеративный процесс (3.5.16) принимает вид < Х^ - р8п8^8\ если д(Х^ - р8и8^) < 0, X, если д{Х^ — р8п8^} > 0 и X вычисляется из условий — р8у8^ = X + А^9^; А > 0; д(Х) = 0; д) если К — выпуклый многогранник К = {Х|7?Х < с1} вычис- ление оператора проектирования сводится к решению задачи квад- ратичного программирования ||Х-У||2 чтт, ПУ < с1 (3.5.24) итеративный процесс (3.5.16) предполагает на каждом шаге ре- шения задачи квадратичного программирования = шт - р3р3^ - У||2. (3.5.25) ПУ <Л Рассмотрим специальный метод решения задач выпуклого про- граммирования, учитывающий особенности структуры детермини- рованного эквивалента, двухэтапной задачи стохастического линей-
ного программирования. Пусть имеем задачу ф> шт (3.5.26) при условиях Е(СХ + 2*)А, В, Х°)(В - АХ)) < -ф, (3.5.27) Хе К, (3.5.28) где К — выпуклое многогранное множество, последнее имеет ме- сто, когда К) = Кп или когда матрица А детерминированная. В тех случаях, если множество К задано в явном виде, задача (3.5.26)- (3.5.28) представляет собой задачу линейного программирования, которая может быть решена традиционными методами. В общем случае множество К — выпуклое и настоящий метод может быть применим лишь для качественного анализа задачи. Пусть К — огра- ниченное множество и X® — решение задачи (3.5.26)-(3.5.28), тогда на второй итерации решается следующая задача ф тт, Е[СХ + Х*(Л, В, Х°)(В - АХ)] < ф, Е[СХ + 2* (А, В, Х(1))(В - 4Х)] < -ф. На к-и итерации решается задача ф тт, Е[СХ + 2*(А,В,Х^)(В - 4Х)] <ф, г = 0,/с- 1, X е К, где Х^ — оптимальный план наг-й итерации. В работе [136] пока- зано, что Пт Е\Хк) = ттГ(А'), при этом Пт Хк не обязательно к—>оо ХеК к^-оо является оптимальным планом исходной задачи. Теперь обратимся к методам решения отдельных частных случаев задачи в двухэтапной постановке. Рассмотрим полную двухэтапную
задачу стохастического программирования со случайным вектором ограничений В вида (3.3.1) - (3.3.4). Пусть задача второго этапа (3.3.5) - (3.3.6) разрешима, т.е. выполняется условие Н + Н~ > 0. Введем два класса функций распределения вектора В = (Ь1,...,Ьт)т. Определение 3.5.1. Функция В1 = = В(/31,..., Х?г)}; КфД) = ^(—ос,..., Д,..., ос) для любого г = 1, т удовлетворяет следующим условиям: а) ^Ж)=0(^-| при Зг-^-ос или Пт ДКфД) = 0, \ Рг / Д—>—сю 1 - ^г(А) = 0 | 4 | ПРи 00 или Ит /Ш - ^Ж)) = 0, \Рг/ б) в любом конечном интервале имеет не более чем конеч- ное число точек разрыва. Условие а) предполагает наличие первых моментов ЕрЗР ^лл любого г = 1,т. Второе условие б) обеспечи- вает возможность интегрировать по частям интеграл Римана- Стильтьеса по мере ЗЕЗЗРр если подынтегральное выражение непрерывно. Определение 3.5.2. Класс Е° = {К(/3)}, удовлетворяющий сле- дующим условиям: а) Е(3) Е1 б) для любого г существуют числа у(-,у}, такие, что Е^у®) = 0;Рг(у1) = 1. Если Е(3) Е1 и ввести обозначе- ние % = (х1, • • •, Хт)Т = ((Л1Х), • • • (АтХУ)т, можно опустить постоянное слагаемое (Н~рЕВ), в этих предположениях задачу (3.3.1)-(3.34) представим в виде <р(Х,х) тт, (3.5.29) АХ - х = 0, X > 0. (3.5.30)
Задача (3.5.29)-(3.5.30) является задачей выпуклого программи- рования, поскольку функция <^(Х, %) линейна по X и вогнута по X- В работе [440] доказаны следующие критерии разрешимости за- дачи (3.5.29)-(3.5.30). Теорема 3.5.2. Пусть е К1 и + Н~ > 0, тогда задача (3.5.29)-(3.5.30) имеет при решении следующие исходы: 1) не имеет решения в силу неограниченности сверху значений функции ^(Х, х) тогда и только тогда, когда не существует век- тора л, удовлетворяющего условиям кА > С, И < к < —Нщ 2) разрешима тогда и только тогда, когда существует пара век- торов (л0, х°) такая, что а) ^(х?) = ^ля всех для которых —1ц > ; б) л0 — оптимальный план задачи [тт(л, х°)|ть4 > С, И < л < Н ]. в) фуккция <р(Х, х) ограничена сверху, но максимум не дости- гается, причем этот случай имеет место тогда и только то- гда, когда не существует пары векторов (л°,х°), удовлетворяю- щих условиям а) и б) пункта 2). Теорема 3.5.3. Пусть Р^/З) е Р°,Н+ + Н~ > 0, тогда задача (3.5.29)-(3.5.30) имеет 1) не разрешима в силу неограниченности сверху значений функ- ций <р(Х, х) тогда и только тогда, когда не существует решения системы кА > С, И < к < —Н~\ 2) разрешима тогда и только тогда, когда система кА > С, И < к < —Н~ обладает решением. Теоремы 3.5.2 и 3.5.3 позволяют сформулировать ряд следствий. Следствие 3.5.1. Если задача (3.5.29)-(3.5.30) разрешима для
некоторой функции Е(Д) Е К0 и выполняется условие Н + Н~ > 0, то задача разрешима при всех Р(/3) Е К0. Следствие 3.5.2. Если задача (3.5.29)-(3.5.30) конечна для неко- торой функции Е Г1 при заданных А, С, Н~, Н\ то она ко- нечна при всех Е Г1. Следствие 3.5.3. Задача (3.5.29)-(3.5.30) разрешима тогда и только тогда при Е(Д) Е Г\Н+ + к~ > О, когда выполнены сле- дующие условия: а) существует решение системы тгА > С, И < л < —Н~-, б) для каждого г такого, что —1ц > к+, либо Е^х) = 1 для достаточно большого %, либо существует вектор л, удовлетво- ряющий условиям тгА > С, И < л < < —кД, в) для каждого г такого, что —1ц > к+, либо Ег(х) = О для достаточно малого %, либо существует вектор л, удовлетворяю- щий условиям тгА > С, Н+ < л < —Н~, к+ < л*. Из теорем двойственности и теоремы 3.5.3, если задача (3.5.29)- (3.5.30) разрешима, следует утверждение. Теорема 3.5.4. Для того, чтобы вектор (Х°, %°) был решением задачи (3.5.29)-(3.5.30), необходимо и достаточно, чтобы 1) Х° > 0, АХ° - х° = 0; 2) для некоторого вектора л°, удовлетворяющего соотношению л°Л > С, выполнялись условия а) х® > 0, если (л°Л)^ = Сд б) если -К~ > к+. Сформулированные выше утверждения позволяют решать двух- этапные задачи стохастического программирования вида (3.3.1)- (3.3.4) при случайном векторе ограничений В. Работы [86], [91], [109], [209] посвящены исследованию двухэтап-
ных задач стохастического программирования с помощью обобщен- ной обратной матрицы. Напомним, что обобщенной обратной мат- рицей В+ для матрицы В называется решение системы уравнений ВВ^В = В, (3.5.31) В^ВВ^ = В\ (3.5.32) (ВВ^)Т = ВВ\ (3.5.33) (В+В)г = В+В. (3.5.34) Можно показать, что такая система имеет единственное решение для любой матрицы В, при этом если матрица В имеет размерность тп х п, то обобщенная обратная матрица /7 - (пхт), в тех случа- ях, когда В — квадратная невырожденная матрица, /7 совпадает с В-1. В общем случае, В+ = Р\ВР^ где Я1, В> — решения уравне- ний РВВТ = Вт и Вт ВР = Вт соответственно. Предполагается, что для полной двухэтапной задачи (3.1.6)-(3.1.9), у которой при любых В (о?), о? е О. X е К, система условий ВУ = В — АХ, У > О непротиворечива, найдётся вектор ц, обеспечивающий существова- ние неотрицательного решения системы ВУ = В — АХ : У = В+(В - АХ) + Вт] > 0. (3.5.35) При условиях (3.5.35) задача (3.1.6) - (3.1.9) может быть пред- ставлена в виде Х(Х) = (С,Х) + Етт(Я,В+(В - АХ) + Рц) тт (3.5.36) 1] при условиях Рц > В^АХ-В), (3.5.37) А°Х = В°,Х > 0. (3.5.38)
Задача второго этапа (3.1.10) в этом случае преобразуется в за- дачу выбора ту, удовлетворяющего неравенству Рт] > В+(АХ — В) и минимизирующего (1/, В+(В — АХ) + Рту), т.е. в задачу [тт(ЯР,ту)|Рту > В+(ЛХ - В)]. (3.5.39) 7] Тогда можно записать {тт(ВР,ту)|Рту > Р(АХ — В)} = 7] = {тах(щ В+(ЛХ - В))\шР = НР, ш > 0}. (3.5.40) Задача (3.5.39), содержащая случайную величину в ограничени- ях, заменена задачей (3.5.40), у которой множество планов детер- минировано. После преобразований задача (3.5.36) - (3.5.38) приводится к виду Х(Х)=(С-ЯО+Л, X) + В{тах(сщ В\АХ-В))\шР=НР, ^>0}^ппп (3.5.41) при условиях А°Х = В°,Х > 0. (3.5.42) Целевые функции отличаются 2(Х) и 2(Х) на постоянное сла- гаемое Е(Н, В+В). Задача (З.З.б)-(3.1.9) в форме (3.5.41)-(3.5.42), как правило, не более конструктивна с вычислительной точки зрения, чем любая другая форма записи исходной задачи. В работе [86] показано, что иногда использование обобщенной обратной матрицы позволяет по- лучить удобные детерминированные эквиваленты двухэтапной за- дачи стохастического программирования.
3.6 Примеры прикладных двухэтапных задач стохастического про- граммирования Транспортная задача со случайными данными исследована в рабо- тах [30], [89], [93], [125], [287], [367], [391], [438], при этом чаще всего предполагается, что спрос Ьд в д-м пункте потребления — случай- ная величина. Пусть спрос непрерывно распределен с плотностью ^•(М- Общее количество продукции, перевезенной в д-й пункт по- т требления при данном плане перевозок обозначим уд = ^2 хгд • Если г=1 в ходе реализации этого плана оказывается, что?/?- < ф(о?), то име- ют место потери в размере т?(ф(а?) — уд). Если же Уд > Ьд(ш), то возникают дополнительные затраты в размере кд(уд — Ьд(ш\) (ко- эффициенты гпд и кд определяются в зависимости от конкретного содержания задачи), которые связаны с хранением нереализован- ной части продукции, с ее транспортировкой или потерями, возни- кающими при ее реализации по более низкой цене. Если в целевую функцию классической транспортной задачи включить математиче- ское ожидание этих издержек, стохастическая транспортная задача принимает вид: Г п ттГ(Х)=тт< I ^3 7=1 —оо п 1 + 52 1П-1 / ~ У^^ЬМЬ3 [ (3.6.1) 7=1 Уз при ограничениях п Хц = г = 1,т, (3.6.2) 7=1 т 52 хч ~ Уз = °, 7 = ТД- (3.6.3) 1=1
Если через = / Ьд[ш)(рд[Ьд)с1Ьд обозначить ожидаемый спрос в 7-м пункте потребления, то целевая функция задачи может быть представлена в виде 72 72 =52 +12 к1(у1 +52(т>кь^-у^^ьг ' у. (3.6.4) Для решения этой задачи Вильямс [438] разработал алгоритм, ко- торый основывается на методе разложения Данцига в нелинейном программировании. В работе [129] Эль-Маграби рассмотрел обоб- щенную транспортную задачу в условиях случайного спроса с непре- рывным распределением. Для того, чтобы получить критерий оп- тимальности решения этой задачи, Эль-Маграби модифицировал условия Куна-Таккера. Аналогично рассмотренной модели могут быть исследованы сто- хастические транспортные задачи, в которых случайными являются объемы производства или такие модели, в которых не могут быть заранее предсказаны как объемы производства, так и спрос в пунк- тах потребления. Анализ этих моделей сводится к решению задач выпуклого или линейного программирования в зависимости от того, непрерывно или дискретно распределены параметры условий зада- чи. Приведем задачу определения объема производства, как она сфор- мулирована в работе [170]. Пусть имеются ресурсы г (г = 1,т) ви- дов, которые расходуются в количестве Х^ на производство единицы 7-го продукта (д = 1,п). Наличное количество г-го ресурса составляет щ единиц, а спрос Ьд на каждый из продуктов является случайной величиной с плот-
ностью распределения рд(Ъд). Пусть Хд — производимое количество 7-го продукта; в случае, если Хд < ф(д?), возникают затраты в ко- личестве — Хд\ если же Хд > Ьр то потери составляют Мж7 - МД)- Обозначим через Рд цену и через Сд затраты на производство еди- ницы 7-го продукта, а через Уд — запасы этого прдукта в начале рассматриваемого периода. Тогда задача стохастического линейно- го программирования имеет вид: Г п п п тах Г(Х)=тах ) МД(Д) - Ц=1 7=1 7=1 Д - 52 / (мд - ч - 7=1 + 52т7'Д [ (3-6-5) 7=1 ) при условиях п г = 1>77Т (3.6.6) 7 = 1 Хд > 0, 7 = 0 п- (3.6.7) Если задача вообще разрешима, то при фиксированном спросе Ьд она имеет тривиальное решение Хд = Ьд = 1,п). Эль-Маграби в работе [127] рассмотрел задачу, близкую к задаче (3.6.5)-(3.6.7), и сделал предположение, что вектор ф(д;) распреде- лен дискретно, т.е. принимает значения Ьд(ау); I = 1,7) с вероятно- стью Рд1.
В этом случае задача принимает вид {п Г 1=Г "|Л 7=1 I 1=1 1=1* -М (3.6.8) при условиях п ъ = (3.6.9) 7 = 1 ^7 > 0, 7 = 1,^, (3.6.10) где I* определяется из соотношения ЬДс<д*) < Хд < Ьд(ш1*+1). В работе [197] показано, что решение задачи (3.6.8)-(3.6.10) эквива- лентно решению задачи линейного программирования. В работе [289] рассмотрена задача планирования полетов само- летов как двухэтапная задача стохастического программирования. Пусть требуется составить план полетов самолетов на регулярные и дополнительные рейсы. Регулярные рейсы осуществляются меж- ду фиксированными пунктами и планируются заранее на каждый рассматриваемый период. Дополнительные рейсы возникают слу- чайным образом, при этом не фиксируются время и пункты пере- летов, а самолеты для дополнительных рейсов могут быть сняты с регулярных линий. Различные типы самолетов отличаются полез- ной нагрузкой, продолжительностью полета и затратами на различ- ных маршрутах. Спрос на дополнительные перевозки заранее неиз- вестен; количество груза, которое необходимо перевезти в течение дня, не может быть полностью предсказано. С того момента, ко- гда поступила информация о неопределенных параметрах задачи, возникает необходимость в переназначении самолетов с маршрутов, на которые поступило меньше заявок, чем планировалось, на линии, обслуживающие перевозки, спрос на которые оказался выше ожида-
емого, при этом переназначение, в частности, может осуществляться на промежуточных остановках. Задача ставится на минимум сред- них ожидаемых затрат за весь плановый период. Введем следующие обозначения: — количество полетов в течение планового периода самолетов типа г, первоначально назначенных на маршруту; х^ — количество полетов самолетов типа г, снятых с маршрута 7 и переназначенных на маршрут к; у- — неудовлетворенные заявки (в тоннах груза) на перевозки по маршруту д- — незагруженная емкость самолетов (в тоннах груза) на ^'-м маршруте; — число часов, требуемое самолету типа г для преодоления маршрута 7, если самолет с самого начала был назначен на этот маршрут; ~ число часов, требуемое самолету типа г, первоначально назначенному на маршрут у для того, чтобы преодолеть маршрут к. При этом > ад; — число тонн груза, перевозимое за один полет самолетом типа г по маршруту у; щ — допустимое в течение планового периода число часов полета самолета типа г; — заявки на перевозки груза (в тоннах) по маршруту у; — стоимость полета самолета типа г по маршруту д, при усло- вии, что самолет с самого начала был назначен на этот маршрут; сгдк — стоимость полета самолета типа г по маршруту /с, если он был снят с маршрута 7. Очевидно, > сд; — штраф за неудовлетворение заявки на перевозку тонны гру-
за по маршруту д; ф“ — штраф за недогрузку на одну тонну самолета на маршруте Ф Задача планирования полетов ставится как двухэтапная задача стохастического программирования. На первом этапе, до того как станут известны заявки на дополнительные рейсы, самолеты каж- дого типа распределяются между маршрутами и определяется чис- ло полетов самолетов каждого типа по каждой линии. На втором этапе, после установления реализации случайных параметров усло- вий задачи, производится переназначение самолетов с маршрута на маршрут. Условия первого этапа ограничивают сверху для самолетов каж- дого типа общее число летных часов по всем маршрутам У2 < Щ, г = 1,т. (3.6.11) 1=1 Условия второго этапа фиксируют тот факт, что для каждого типа самолетов общее число самолето-часов, переведенных с дан- ного маршрута на другие линии, не превышает числа самолето- часов, первоначально запланированных на этот маршрут. Кроме того, необходимы балансовые соотношения для каждого маршрута, обычные для двухэтапных задач стохастического программирова- ния. Если самолет типа г, длительность полета которого по марш- руту ] равна часов, переназначить на маршрут /с, то преодоление последнего маршрута займет часов; тогда полет по маршруту к вызовет отмену Щуд/щу полетов по маршруту д. Ограничения второго этапа в этих предположениях имеют вид к ^2—х^к<х^;г = 1,т;д = 1,п, (3.6.12)
Чтш. (3.6.14) т т К т К ^7Хг7 + У^г№/с.7 —+ У^ ~ У] = С^Х 3 = 1’ П- г=1 г=1 к=1 г=1 к=1 кЕ) к^] (3.6.13) Целевая функция задачи планирования полетов в условиях пол- ной информации выражается следующим образом \ СцХц Ч- Е \ 111111 | Сцк ^-г] | ЕдкЕ I у I \ %•/ +ЕАМ+^д) 1 Таким образом требуется вычислить неотрицательные парамет- ры Хц, х^ ,у], минимизирующие целевую функцию (3.6.14) при условиях (3.6.11) - (3.6.13), на переменные х^ и х^ накладывается дополнительное требование целочисленности. Для более адекватного описания процесса планирования полетов самолетов в условиях неполной информации естественно обратить- ся к многоэтапным задачам стохастического программирования, в которых последовательно учитывались бы ежедневные изменения заявок на перевозки. Многоэтапные задачи стохастического программирования будут рассмотрены в следующей главе. Краткая библиография Первые исследования двухэтапных задач стохастического линей- ного программирования относятся к 1955 году, когда появились ра- боты Дж. Данцига [104] и Е. Била [16]. Дальнейшее развитие модели двухэтапных задач получили в результате работ Р. Ветса [433], [434], [435], [437], А. Маданского [275], [276], [277], К.Сенгупты [360], [365], П. Калля [208], [209] и других авторов. Исследованию двухэтапных
задач, их планов, условий разрешимости и оптимальности посвя- щена достаточно многочисленная литература [86], [103], [109], [201], [227], [299], [411], [420], [428]. Дж. Данциг и А. Маданский [108] до- казали необходимые и достаточные условия оптимальности плана двухэтапной задачи стохастического линейного программирования с конечным числом реализаций случайного вектора ограничений. В работах О. Мангазаряна и Г. Розена [279], [280] исследованы свойства нелинейной двухэтапной задачи стохастического програм- мирования. Двухэтапные задачи стохастического оптимального управления поведением динамических систем в условиях неполной информации представлены в работах Е. Берковича [25], [26], [27]. Итеративный метод решения двухэтапных задач, не требующий предварительной информации о характере изменения случайных параметров условий, разработан Ю. Ермольевым и Н. Шором [137], кроме того, Ермольеву принадлежит ряд результатов позволяющих проводить анализ задач стохастического программирования [131], [132], [133], [134], [135]. Дж. Вессельс [432], М. Демпстер [109] и другие предложили раз- личные обобщения двухэтапных задач и исследовали оценки невя- зок в стохастических задачах. Эффективные методы анализа двухэтапных задач с помощью обобщенной обратной матрицы разработаны в [86], [91], [109], [209]. Приближенные методы оценки значений целевого функционала разработаны в [209], [273], [411]. Стохастическая транспортная задача обсуждалась в [30], [89], [93], [125], [287], [367], [391], [438]. Задача перспективного планирования в условиях неполной информации рассматривалась в работах [127], [170], [203] и других. Г. Хедли [170] исследовал двухэтапную задачу
со случайной матрицей коэффициентов. Обзоры результатов по двухэтапным задачам стохастического про- граммирования выполнены в работах [6], [184], [238], [365], [454] и Других.
4 Исследование многоэтапных моделей принятия реше- ний в условиях неполной информации 4.1 Постановки динамических задач стохастического программиро- вания Обобщением двухэтапных задач являются многоэтапные задачи сто- хастического программирования. Многочисленные практические проблемы перспективного планирования, проектирования и управ- ления не могут быть удовлетворительно описаны при помощи ста- тических моделей. Планирование на длительные периоды времени развития хозяйственных систем, оперативное управление боевыми операциями, регулирование технологическими процессами и другие проблемы содержат случайные параметры и требуют для своего описания применения динамических вероятностных моделей. В частности, для этих целей используются модели и методы много- этапного стохастического программирования. Впервые замена ста- тических моделей стохастического программирования динамически- ми была произведена с разработкой двухэтапной модели стохасти- ческого программирования. Модели многоэтапных задач стохастического программирования и методы их реализации существенно зависят от информации о зна- чениях параметров условий задачи, которыми располагают к мо- менту принятия очередного решения. Можно различать многоэтап- ные задачи, в которых на каждом последующем этапе требуется полностью компенсировать невязки, обусловленные реализованны- ми условиями задачи и принятыми ранее (на предыдущих этапах) решениями. В других задачах требуется, чтобы на каждом этапе ве- роятность удовлетворения ограничений превышала некоторую зара-
нее заданную величину или чтобы математические ожидания функ- ций от невязок условий были бы ограничены заданными числами или функциями от реализованных на предыдущих этапах значений случайных параметров. В зависимости от того, какими являются реальные процессы, под- лежащие моделированию, многоэтапные задачи могут иметь без- условные или условные вероятностные или статистические ограни- чения. Для многоэтапных задач с безусловными ограничениями ха- рактерно, что решение принимается на основе информации о сов- местном распределении случайных параметров условий всех этапов. В многоэтапных задачах с условными ограничениями различают два случая, когда к моменту принятия решения предполагаются известными только реализации случайных параметров предыдущих этапов и когда к моменту принятия решения имеется вся информа- ция о реализации случайных параметров вплоть до условий теку- щего этапа, но неизвестны значения случайных параметров после- дующих этапов. Между многоэтапными задачами с безусловными и условными ограничениями имеет место определенное соотношение. Оптимальные решения многоэтапных задач стохастического про- граммирования могут быть получены в чистых либо смешанных стратегиях. В последнем случае компоненты решения или стати- стические характеристики распределения составляющего решение зависят от реализованных к моменту принятия решения значений случайных параметров условий задачи. Построение динамических вероятностных моделей и разработ- ка методов их реализации представляет значительные трудности, в частности, это относится к многоэтапным задачам стохастического программирования. В настоящей главе рассмотрены некоторые во-
просы, связанные с математическими постановками многоэтапных задач и процедурами построения их решений. Для дальнейшего изложения постановок и анализа многоэтап- ных задач стохастического программирования определим нижепри- веденные понятия. Пусть имеем на г-м этапе $ = 0,1,... ,п — некоторые пространства элементарных событий где По состоит из единственного элемента од- Пусть &к — декартово произведение г = 1, /с, шк = (сщ,... ,6^); ГВ = Г2 и пусть на Г2 задана веро- ятностная мера В, определенная следующим образом: если А С то Рк(А) = Р(А х Г^+1 х ... х ГВ). Введем вероятностное простран- ство (Г2,Е,Р) с соответствующей <т-алгеброй 12, определим Рк — условную вероятностную меру на О,к : Р"(Л “ с С) - х В) для любых А С Г7 /с, Вс Г^/с-1. Обозначим через Хк декартово произведение Х^ г = 1,..., к\ хк = (х1,..., х^) е Х\ Хп = X, где Хо, АД..., Хп — последова- тельность множеств произвольной структуры Х^ 6 АД к = 0,1,.. ., п и где множество Х{} включает одну точку х^. Пусть задана вектор-функция , хк) размерности для каж- дого шк Е Ак и хк Е Хк, к = 1,п; кроме того, для каждого ш Е О на множестве X задан функционал ^о(^7\^п)- Введем = С^[а)к) — некоторые случайные множества и ЬДоЛ-1) — т-мерные случайные вектор-функции от Д' 1 (ограниченные и измеримые). Обозначим через В/- некоторое банахово пространство, которому принадлежит к Д(Д-1) _ вектор-функция размерности Д пЕ Наконец, обозначим 1=1 через ЕШк(и(шк) | Д-1) условное математическое ожидание и(шк) в предположении, что известна реализация Д-1.
Рассмотрим различные постановки многоэтапных задач стохасти- ческого программирования, используя введенные понятия и обозна- чения. Пусть имеем следующую задачу многоэтапного стохастического программирования Е^шп,хп) -^т1, (4.1.1) Е^к,хк)>Ьк, (4.1.2) хк ЕСк, к = ТД. (4.1.3) Для того, чтобы задача была сформулирована полностью, необхо- димо указать, являются ли ограничения безусловными или услов- ными, определяются ли решения задачи в чистых или смешанных стратегиях и среди какого класса измеримых функций или распре- делений следует искать решение. В практических задачах в зависи- мости от содержательного смысла решение на каждом этапе можно вычислять как детерминированный вектор, как решающее правило- функцию от реализованных и наблюденных случайных параметров условий или как решающее распределение — условное распределе- ние Хк в предположении, что получена та или иная информация о реализованных значениях случайных исходных данных. Конкрети- зация постановки задачи и её информационная структура опреде- ляются той информацией, которая поступает к моменту принятия очередного решения. В терминологии, принятой в [134], многоэтап- ные стохастические задачи порождаются цепочками вида — наблюдение — решение — наблюдение — ... — решение решение — наблюдение — решение — ...— решение Рассмотрим различные модели многоэтапных задач стохастическо- го программирования, используя классификацию, приведенную в
работе [197]. Многоэтапная стохастическая задача с безусловными ограниче- ниями имеет вид У ^0(шп,хп)<1Рип^п 1п€, (4.1.4) 0пхХп У ^к(шк,хк)(1РыкуХк >Ьк, (4.1.5) №хХк хк ЕСк, к = ТД. (4.1.6) Выделим несколько классов, представляющих наибольший ин- терес для приложений, из множества информационных структур, отвечающих многоэтапным задачам с условными ограничениями. Конкретизация модели (4.1.1) - (4.1.3) в случае задачи с условными ограничениями, разрешимой в смешанных стратегиях, имеет вид У (р0{<хп,хп)(1Ршп^п шГ, (4.1.7) №хХп У хк)(1РХк\ык(1Рык\шк-1 > Ы^-1), (4.1.8) ЯкхХк хк е ДЩ); к = 1Д (4.1.9) Решением задачи является набор функций распределения ГХк\шь. Принято говорить, что задача решается в апостериорных решаю- щих распределениях, если ГХк\шк определяется после реализации и наблюдения случайных параметров шк\ апостериорные решающие распределения зависят от хк~г и шк. Говорят, что задача решается в априорных решающих распределениях, если ГХк\шк определяется после реализации и наблюдения оЛ-1, но до наблюдения шк, апри- орные решающие распределения зависят от хк~г и оЛ-1.
Если многоэтапная задача с условными ограничениями решается в чистых стратегиях, конкретизация модели (4.1.1) - (4.1.3) прини- мает вид У хп)агшп шГ, (4.1.10) №хХп у (4.1.П) х Хк хк е к = 1Д. (4.1.12) Набор функций Хк от реализованных и наблюденных случайных параметров условий задачи является её решением. Задача решается в апостериорных решающих правилах, если решение принимается после реализации и наблюдения^, тогда апостериорные решающие правила имеют вид х& = хъ(шк)- Говорят, что задача решается в априорных решающих правилах, если решение принимается после реализации и наблюдения оЛ-1, но до наблюдения шк\ в этом случае априорные решающие правила имеют вид х^ = Принято называть задачи (4.1.7)-(4.1.9) (или (4.1.10)-(4.1.12)) мно- гоэтапными стохастическими задачами в жесткой постановке, если условия вида (4.1.8) (или соответственно (4.1.11)) в них отсутствуют и решение на каждом этапе принимается после наблюдения пара- метров условий и решений предшествующих этапов. Между областями определения задач с безусловными и условны- ми ограничениями имеют место определенные соотношения. Ниже- приведенные утверждения являются обобщением результата, полу- ченного в работе [122] для частной линейной многоэтапной стоха- стической задачи, рассмотрим его, следуя [203]. Пусть V — множество допустимых решений многоэтапной стоха-
стической задачи с безусловными ограничениями V = {хк е С1 х ... х Сп I хк) >Ьк, к = Т~й}, а У[Ьп(шп~х)] — множество допустимых решений (решающих пра- вил или решающих распределений, априорных или апостериорных) задачи с условными ограничениями. Теорема 4.1.1. Множества 17 и V связаны соотношением V = {хп € уД^"-1)] | = Ьк, к = ТД}. Доказательство. Введем обозначение: V = {хп & У[КП(^”-1)] | ЕЬк^-1) = Ьк, к = ТД}. Пусть хп 6 V. Это значит, что Ешк<рк(шк,хк) = Ешк-1{Ешк^к(шк,хк) | ЛЩ > > =Ьк, к = 1,п, т.е. хп Е 17. Пусть теперь хп Е 17. Определим: Ък{шк~^ = Ешк{^к(шк, хк) | с/“х} + {Ьк - Ешкрк(ш\ хк)} < < Ешк{рк(ш\ хк) \шк~х}, к = 1,п. По определению Ьк((хк~^ имеем Ешк-1Ък(шк~х) = Ък. Поэтому хп Е V. Теорема доказана. Следствие 4.1.1. При одних и тех же функциях <рк(шк, хк) и множествах Ск, к = 1,п области допустимых решений задач (4.14)-(4.1.6) и (4-1.7)-(4‘1.9) или (4-1 -Ю)-(4-1 • 12) (в зависимости от того решается ли задача в смешанных или в чистых стратеги- ях) совпадают в том и только в том случае, если ЕЪк{(хк~г) = Ък.
Приведенные утверждения позволяют переформулировать каче- ственные результаты, а иногда и вычислительные методы, разрабо- танные применительно к задачам одного класса, для конструктив- ного исследования задач другого класса. Представляют интерес для практических задач соотношения меж- ду решающими распределениями и решающими правилами. Если функция выпукла и компоненты вектор-функции вогнуты по х при каждом се;, то оптимальные значения целевого функционала, достигаемые на решающих распределениях, могут быть достигнуты и на решающих правилах. Выпуклость <^о и ~Тк не исчерпывают условий, при которых оптимальные чистые и смешанные страте- гии определяют одно и то же значение целевой функции (целевого функционала). Значение целевого функционала на оптимальных априорных ре- шающих правилах многоэтапной стохастической задачи в жесткой постановке совпадает со значением целевого функционала на опти- мальных априорных решающих распределениях. Более сильное утверждение имеет место для апостериорных ре- шающих правил и решающих распределений. Теорема 4.1.2. Пусть а) вероятностная мера 1Т на Г7 = непрерывна, б) существуют положительные функции д^ш) и ограни- чивающие по модулю соответственно , хп) и все состав- ляющие (ръ(щк,Хк). Тогда оптимальные апостериорные решающие правила многоэтап- ной стохастической задачи определяют такое же значение целе- вого функционала, что и оптимальные апостериорные решающие
распределения. Доказательство. Применительно к одноэтапной стохастической задаче приведено в работе [197], переход к многоэтапной задаче тре- бует более громоздких обозначений и выкладок. Утверждение теоремы остается в силе и для борелевских функций и при отсутствии допущения о регулярности меры Рш,х. Задачи многоэтапного стохастического программирования с услов- ными ограничениями могут быть заменены системой задач, отвеча- ющих отдельным этапам. Пусть имеем задачу вида (4.1.10) - (4.1.12), которая решается в чистых стратегиях (в априорных или апостери- орных решающих правилах). Области определения задачи г-го этапа соответствует множество = | 3^+1еС»+1,...,у„€^]; ЕМ^,хг) | сУ’1] > Уш, • • •, Уш) I ссЛ-1] > \/Шг+5-1, • • • 8 = 1,п-г}, (4.1.13) где С® представляет собой проекцию С, на координатную гипер- плоскость, определяемую составляющими вектора Х{. Требование существования векторов Уг+з, з = 1,п — г, удовлетворяющих усло- виям (4.1.13), эквивалентно наличию индуцированных ограничений в классической двухэтапной задаче. Необходимым и достаточным условием разрешимости задачи (4.1.10) - (4.1.12) является условие К\ Ф (целевая функция (4.1.10) по предположению ограничена снизу), если, кроме того, 7С1 7^ Ф, то и 7^ Ф7 = 2, п. Целевая функция С^Х}) задачи г-го этапа представляет собой условное математическое ожидание ^о(^7\ жп) в предположении, что на этапах предшествующих г-му, реализован набор о/-1 случайных
параметров условий задачи и приняты решения, составляющие на- бор хг~г, а на этапах, следующих за г-м, приняты оптимальные ре- шения х*+1,..., х* : (^Хг) = Д”, хг~\ хг, х*+1,Щ. (4.1.14) Таким образом, определение оптимального решающего правила на г-м этапе многоэтапной стохастической задачи сводится к решению следующей задачи математического программирования: 1111 (4.1.15) При этом апостериорные решающие правила имеют вид Хг = Хг(а)г\ уг+8 = тд+5(щг+5), з = 1,п — г, а априорные решающие правила — Хг = адфУ-1), уг+8 = тд+5(щг+5_1), з = 1,п — г. Ес- та ли целевая функция сепарабельна, т. е. ^о(^?\^п) = 52 7=1 имеем = Е^р-Т^ОгЦ’,^) +<2*+1(ш!,Хг)}, где ^*+^-\x^-^= т! Еш^ш^-1{^р0^+^,x^)+^++\x^)}, 2 = 1,п-1, при г = п СЩ-1,х"-1)= т! хпЕКп Теорема доказана. Аналогично строятся задачи отдельных этапов для многоэтапных стохастических задач, решаемых в смешанных стратегиях (в реша- ющих распределениях).
4.2 Постановка задачи принятия решений с принципами выбора рав- номерного и пропорционального развития направлений Как уже упоминалось выше, классическими механизмами принятия решений являются эгалитаризм (стремление уравнять индивидуаль- ные выигрыши участников) и утилитаризм (максимизация суммы индивидуальных выигрышей). Однако, между двумя этими край- ними суждениями лежит обширный класс других принципов выбо- ра решений, каждое из которых обращает внимание и на перерас- пределение средств между объектами и на повышение суммарного благосостояния. Одними из таких принципов выбора, которые со- четают в себе классические принципы выбора, является принцип сглаживания (уменьшения) диспропорций в развитии направлений и равномерного развития. Рассмотрим задачу принятия решения на конкретном примере распределения ресурсов. Задача заключается в таком распределении затрат на развитие объектов (направлений), чтобы при ограниченных средствах полу- чить максимальный выигрыш (прибыль, прирост на единицу вло- жений) от их вложения. В качестве критерия оптимальности мы можем использовать как классические принципы выбора решения - эгалитаризм и утилита- ризм, так и принципы выбора, составляющими которых являются эгалитаризм и утилитаризм. В качестве критерия оптимальности К(щ(^),2(^),... , ?м(^)) возь- мем принцип выбора оптимального решения по критерию пропор- ционального развития направлений: иг^ = ^сг(1\ (4.2.1) о
где <т, = Уг X = V ( 8г^ ’ 8^ ;• Данная модель используется, когда целью является постепенное сглаживание диспропорций в развитии направлений, и предполага- ет вложение некоторого количества средств во все объекты. Распре- деление затрат осуществляется пропорционально требуемым сред- ствам для достижения эталонного состояния каждого направления. Происходит «подтягивание» объектов пропорционально их отстава- нию. Такое распределение есть пропорциональное. План распреде- ления позволяет одновременно перевести все объекты из начального состояния в требуемое. Определим экономический смысл формулы (4.2.1): = — сумма средств, необходимых для перевода отрасли г из текущего состояния в некоторое эталонное (желаемое); 8 = 52 ( — сумма средств, необходимых на развитие всех отраслей из текущего состояния в эталонное. Следовательно, у — доля средств, необходимых для развития г-го направления. Пропорциональное распределение - один из достаточно распро- страненных принципов математической теории принятия решений при распределении затрат и дележе прибыли. Ресурсы можно рас- пределять также пропорционально уровню развития объектов, мо- жет быть пропорциональное распределение средств с(^) и пропор- циональное распределение дефицита средств: 52 ( ц) ) — с(/ф гДе 1=1 ' ' п / - \ \ 52 ( У^У(^) ) — требуемые средства на развитие всех объектов, а г=1 ' ' с(1) — имеющиеся средства.
Пропорциональное распределение затрат предполагает выделе- ние средств по каждому направлению пропорционально его отстава- нию от эталонного состояния. Такой подход дает возможность «под- тягивать» до эталонного состояния одновременно все направления. Чем больше отстает текущее состояние ^-го направления от эталон- ного, тем больше средств выделяется на уменьшение этой диспро- порции в развитии объектов. Тогда задача принятия решения распределения ресурсов будет иметь вид: У1~У№ - п 7^-----Г т1п> У1 У1^ д 1 ад 7 г=1 х 7 У2с(^) = + А А 1=1 - 1) + Уг(8) > уД + 1), 2/Д1) > 0; 3(8) > о, с(2) > 0, щ(8) > 0; г = 1,2, I € [1,Т]. Модель принятия решения распределения ресурсов с принципом выбора равномерного развития является частным случаем принци- па пропорционального развития. Эта модель может использоваться тогда, когда целью политики распределения ресурсов является по- степенное сглаживание диспропорций в развитии направлений (объ- ектов) . Сформулируем эту задачу следующим образом. Г _ НЗ т1п. I \ уг 7 \ а 7 /
п 52с(^) = + ’/Л); 1=1 = Уг(*’ - 1) + + (к(1\, Уг(1) > Уг(1 + 1), Щ) > 0; 3(8) > о, с(2) > 0, щ(8) > 0; г,]’ = 1,2,..., п, г ], I Е [1, Т]. Ставя задачу с экономической точки зрения, говорим о стремле- нии получить такое распределение ресурсов, которое стимулирова- ло бы уничтожение диспропорций и достижение общего эффекта. Эта модель описывает, как наиболее эффективным способом при- близиться к некоторым эталонным состояниям развития всех на- правлений, это достижение будет одновременным. В реальных задачах принятия решения распределения ресурсов с принципом выбора равномерного развития в первую очередь рас- пределяются средства в малоразвитые, но жизненно важные на- правления (объекты) для достижения ими некоторого, заранее за- данного, эталонного состояния. Оставшиеся после этого ресурсы мо- гут использоваться на повышение общего уровня развития. При этом необходимо задать обязательный уровень так, чтобы на его достижение не ушли все имеющиеся ресурсы. Несмотря на простоту использования и широкое применение, де- терминированные модели нередко оказываются существенно непри- годными для описаний и решений задач в сложных реальных эко- номических условиях, так как параметры детерминированных мо- делей, к которым сводятся задачи планирования, распределения ре- сурсов и управления, рассчитываются на информации, которая но- сит в той или иной мере вероятностный характер. Все это приводит
к тому, что часть или все параметры моделей могут выступать либо как случайные, либо как неопределенные величины. Исходя из возможности получения далеко не лучших и даже аб- сурдных результатов решения моделей оптимального планирова- ния, а также из необходимости повышения надежности и макси- мального приближения к реальным ситуациям, можно сделать вы- вод о необходимости учета вероятностного характера исходной эко- номической информации в указанных моделях. С другой стороны, система производственных отношений такова, что она с необходимостью осуществляет направление деятельности, которое в свою очередь детерминировано плановым способом ру- ководства фирмой, организацией, предприятием и в целом муници- пальным и народным хозяйством. Но в силу бесконечного много- образия форм этой деятельности в самом процессе планирования необходимо использование законов случайных явлений и процессов в интересах обеспечения необходимости в социально-экономическом развитии общества и научно-технического прогресса. Создание процедур принятия и корректировки решения, сочета- ющих противоречивые требования оперативности и обоснованности корректировки, приводит к рассмотрению многоэтапных задач сто- хастического программирования. Корректировка плана, применяе- мая в многоэтапных стохастических моделях состоит не в изменении показателей ранее принятого плана, а в планировании мероприятий, которые позволят достигнуть этих показателей. Назовем некоторые причины необходимости корректировки пла- на, приводящие к рассмотрению многоэтапных моделей стохастиче- ского программирования: 1. в процессе управления часто не представляется возможным
одновременное наблюдение фактических значений всех параметров модели, которые полагались случайными; 2. с информационной точки зрения окончательную корректиров- ку плана следует осуществлять как можно позже, когда известны уже все значения фактических параметров модели; 3. поздняя корректировка существенно снижает эффективность ее реализации; 4. уменьшение времени, выделяемого на проведение корректиров- ки, обычно приводит к повышению степени риска или необходимо- сти дополнительных затрат; 5. иногда для приемлемого хода моделируемого процесса прихо- дится осуществлять некоторые управляющие воздействия, строго привязанные к определенным интервалам времени. Однако необходимость корректировки плана не является след- ствием недостатков в системе планирования. Корректировка при- нятого ранее плана органически присуща планированию в условиях неопределенности. Чтобы перейти к рассмотрению стохастических моделей приня- тия решений введем вспомогательные понятия. Как мы уже говорили в первой главе (см. п. 1.2.1) в общем случае решение стохастической задачи принятия решений представляет со- бой решающее правило или решающее распределение, зависящее от двух групп факторов. Факторы первой группы не связаны с наблю- дением текущих значений параметров условий задачи. Они опреде- ляются априорной информацией — некоторыми характеристиками распределения или выборкой возможных значений случайных па- раметров условий. Факторы первой группы могут заблаговременно использоваться для построения или для последовательного усовер-
шенствования решающего правила или решающего распределения. Факторы второй группы определяются апостериорной информаци- ей, появляющейся в результате наблюдения за конкретной реализа- цией параметров условий задачи принятия решений. В случае, когда решение предшествует наблюдению, решающие правила и решающие распределения зависят только от детермини- рованных параметров и статистических характеристик случайных параметров условий задачи. В задачах принятия решений, в кото- рых решение следует за наблюдением, решающие правила и стати- стические характеристики решающих распределений представляют собой функции, таблицы или инструкции, устанавливающие зави- симость решения как от априорной информации, так и от реализо- ванных значений случайных параметров условий задачи. Определение 4.2.1. Решающие правила и решающие распреде- ления в процедуре принятия решения, в которой решение прини- мается до наблюдения, будем называть априорными. Определение 4.2.2. Решающие правила и решающие распреде- ления в процедуре принятия решения, в которой решение прини- мается после наблюдения, будем называть апостериорными Перейдем к рассмотрению и исследованию многоэтапных стоха- стических моделей принятия решений распределения ресурсов с принципами выбора классического утилитаризма, пропорциональ- ного и равномерного развития. 4.3 Качественный анализ многоэтапных стохастических задач с апо- стериорными решающими правилами Пусть задача (4.1.10)-(4.1.12) решается в апостериорных решаю- щих правилах. Совокупность вектор-функций ^(оЛ-1) правых ча-
стей ограничений (4.1.11) при соответствующим образом определен- ной норме образует банахово пространство /д- при этом каждой вектор-функции Ьп (о/1-1) е Вп соответствует своя задача (4.1.10)- (4.1.12). Обозначим через 5(6п(о?п-1)) нижнюю грань значений це- левого функционала (4.1.10) в зависимости от правой части ограни- чений (4.1.11), тогда 5(6п(о?п-1)) — функция на Вп. Предположим, что мера непрерывна. Имеем следующее утверждение. Теорема 4.3.1. При выпуклых по х функциях рв(а)г\хп) и —рк(ш\ хк), к = 1,п функционал 3(Ъп{(хп~гУ) — выпуклый. При п = 1 выпуклость 5(61) следует из теоремы Ляпунова о век- торных мерах [270] таким же образом, например, как в [191]. Для справедливости утверждения при п = 1 нет необходимости в до- пущении о выпуклости ро и —р\. При п > 1 обеспечение выпук- лости 5(6п(сип-1)) требует некоторых предположений о структуре целевой функции и ограничений задачи, например, выпуклости р$ и — к = 1,п. Условие выпуклости р$ и —рк по х достаточное, но не необходимое условие для выпуклости 5(6п(о?п-1)). Теорема 4.3.1 позволяет построить задачу, двойственную к (4.1.10)- (4.1.12). Пусть имеем к.к(Хк.хк. хк ') = = вир [(Хк,1рк(шк, хк^,хк)) - 8к+1(шк, Л)] , (4.3.1) ШДЛЛ = I (4.3.2) 0,к 8к{шк~\хкр = = вир [(^Хк,Ьк(шк~1У) - /4(АЙ,и/-1, Л-1)] , к = 1,п, (4.3.3) АЙ>0 где 5п+1(оЛ хп) = ро(шп, хп\ Хк = {А^-}, к = 1, п, у = 1, тк. Символом (. , .) обозначается скалярное произведение в эвклидовом
пространстве, а символ > понимается в смысле обычного упорядо- чения относительно неотрицательного ортанта. Пусть 5(Ьпф;п_1)) — замыкание функции 5(Ьпф;п_1)) по норме простран- ства Вп, т.е. 8(фп(шп~1)) — есть наибольшая полунепрерывная снизу на Вп функция, не превосходящая 3(Ьп(хп~1У). Имеет место следу- ющая теорема двойственности. Теорема 4.3.2. Имеет место соотношение 81 = ^(^(сВ1-1)) [203]. Здесь Ъп(шп~1) не переменный параметр, а тот набор функ- ций, который стоит в правых частях (4-1-11)- Вышеприведенное утверждение дает возможность сформулиро- вать апостериорные решающие правила для задачи (4.1.10)-(4.1.12), имеем достаточное условие оптимальности. Теорема 4.3.3. Пусть существуют вектор-функции € СПД"), АЩ"-1) = {А1; Л2Щ),..., А„Щ-1)} > О, удовлетворяющие соотношениям (4.1.12) (как равенствам при АД Л-1) 0 ), и Д(АьД,Д-1Щ-1)) = = (Аь хкЩ))) - Зк+1Щ, Л), к = 1Д, (4.3.4) где Зп+\(щп,хп') = ^(хп,хп), а остальные вычисляются с помо- щью рекуррентных соотношений (4-3.1) - (4-3.3), тогда хп(щп) представляет собой набор оптимальных апостериорных решаю- щих правил задачи (4-1-Ю)~(4-1-12). Доказательство. Приведем доказательство в соответствии с [203]. Имеем из соотношений (4.3.1)-(4.3.3): у ^о(сЛх’>”)МГи" < Пкх...хС1п
< I Зк+1 = = -1 кк Л^Щ’1)) ^и-! + к +1 (А.^-1),^^,^^)))^^-^ к = —Нк (А.^-1),^-1,^-1^-1)) + (А^-ДМ^"1)) < < Зк (ш1^1 ,хк~1(шк~1>)') , к = п,п — 1,..., 1. Когда к = п, первое неравенство заменяется по определению равен- ством. При к = 1 имеем, кроме того, 8\ < но, с другой стороны, при к = 1 У <^оИ,жпИ))^ = Г21Х...хГ2п = У аршп > Оп Поэтому У (шп,хп(шп))(1Ршп = Оп т.е. хп(шп) — решение задачи (4.1.10)-(4.1.12). Теорема доказана. Доказанное утверждение может быть использовано для постро- ения оптимальных апостериорных решающих правил многоэтап- ной задачи стохастического программирования с условными веро- ятностными ограничениями. Пусть имеем задачу вида Е(р0(ш1\хп) т1, (4.3.5) Р{хк е Пк(ик, ЛД I с/-1} > (4.3.6)
хк(шк) 6 к = 1,п, (4.3.7) где на каждом этапе ^(лД хк) представляет собой характеристиче- скую функцию случайного множества Пк(шк,хк~1\ а все ^(сл^-1) в неравенствах (4.1.11) — скаляры '). принадлежащие отрез- ку [0,1] (задача (4.3.5) - (4.3.7) является частным случаем задачи (4.1.10) - (4.1.12)). Обозначим ак(ш\хк~г) = зпр фк(ш\хк\ хк^к щ-(лА', л^1) = 8прД(сД Д); (4.3.8) [ДА*, Л"1, Л"1) = Щ € С1к | ск(шк^1,шк,хк^1) < ^аДЛУ^ЛД + АЦ; (4.3.9) ук{Хк,шк~\ Л-1) = Щ е &.к | сДЛ-1,^, Л-1) < < ак(шк~\мк, Л-1) + хк}- (4.3.10) ик(Хк, сЛ 1, .гк ]и хк(Хк, х’к ]. Л ') — меры множеств Цк и Ук соответственно, АДЛ”1, Л”1) = тГ{А > 0 I аДЛ”1) < <ик{Хк^к~\Хк~^}- (4.3.11) Ф^ЯЛ"1,Л"1) = нк(х;,(хк \ Л"1), Л"1,ЛД- -^(Л-^А^Л-^Л-1); (4.3.12) ЯДА^Л"1, Л"1) = У ЩАьЛЦшьЛЛ^И-1; (4.3.13) ГД ^(А/сСЛ^,^-1) = тах{од(лД хк~г) + Хк, ск(ш\ хк~1у)}. (4.3.14) Используя теорему 4.3.3, можно проверить справедливость сле- дующего утверждения.
Теорема 4.3.4. [203] Пусть (ро(аУ,хп) — ограниченная снизу функция и условия (4-3.6)-(4-3.7) совместны, тогда нижняя грань функционала (4-3.5): (р$(шп,хп) = —фп(шп,хп). Это число опре- деляется в результате решения рекуррентной системы (4-3.8)- (4-3.14), при к = п,п — 1,..., 1. Для того, чтобы выписать оптимальные апостериорные решаю- щие правила многоэтапной стохастической задачи с условными ве- роятностными ограничениями, введем еще на каждом (к-м) этапе множества ЬДсД-1, хк~г) и ТУДсД-1, хк~г). Множество ЬДсД-1, хк~г) является произвольным подмножеством меры ак(шк Д—п(А^,сД \хк Д множества Кк(шк \хк Д = =ик(Х1(шк~\ х^1), шк~\х^1) \ Ук(Х1(шк~\ х^1), шк~\ х^1). Множество ДДсД-1, гг^-1) является дополнением ЬДсД-1, гг^-1) до Нк(шк~\ хк~г). В этих обозначениях хп(хп) определяет опти- мальный набор апостериорных решающих правил задачи (4.3.5) - (4.3.7) тогда и только тогда, когда на каждом этапе (к-м) имеют место соотношения е Вк(хк, хк Д, фк(хк, хк(шк)) = Хк(шк, хк г(хк Д), если шк е Пк (АДсД-1, хк~г), сД-1, хк~^) \ \Ик (шк~\хк~^ . хп(шп) = < фк(шк, хк(шк)) = ск(шк, хк х(шк Д), если шк е Ук (АДсс?^-1,^-1),^^-1,^-1) и Шк . (4.3.15) В процессах планирования, проектирования и управления многие
проблемы могут быть формализованы в виде задач на экстремум. Решение детерминированных экстремальных задач не вседа удается довести до вида, удобного для практического применения, прежде всего это относится к ситуациям, требующим оперативного выбора решений, поскольку алгоритмы решения детерминированных задач, как правило, очень трудоемки. В стохастических экстремальных моделях процесс решения мо- жет быть растянут во времени и разделен на предварительный и оперативный этапы. На предварительном этапе подготавливаются решающие правила или решающие распределения — решения сто- хастических задач; на этом этапе не требуется оперативной инфор- мации об исходных данных. Необходимо знать структуру задачи и некоторые статистические характеристики случайных параметров условий задачи. В последние годы сформировался и другой путь решения сто- хастических задач заслуживающий внимания. Метод итеративно- го построения решающих правил или решающих распределений по последовательным наблюдениям реализованных значений случай- ных параметров задачи, имея в виду разработку и адаптивное со- вершенствование решающих правил или решающих распределений при полном или частичном отсутствии статистических характери- стик исходной информации. Ниже рассматривается состояние этого вопроса и приводятся обобщенные схемы стохастической аппрокси- мации.
4.4 Постановка задачи принятия решений в условиях неполной ин- формации с апостериорными решающими правилами Рассмотрим многоэтапную задачу принятия решений с вероятност- ными ограничениями и апостериорными решающими правилами: М^о Л", Ы; (4.4.1) Л О I Л’1} = = I ^’1} [ < (4.4.2) I г=1 7=1 у^1+ 1,Л-1) = = ЗДЛДЛ^^1) +<ШЛД; (4.4.3) УгЦ + 1, Л-1) > уД, Л-1), ^(1, Л-1) > 0; (4.4.4) 3{(1,Л-1) > 0, гЩ, Л-1) > 0, ск(1,Л-1) > О, г = 1Д, шк е Пк = хк=1^, I € [1, Т], (4.4.5) где ск(1,шк~1) — вектор статистических ограничений. Если в качестве целевого функционала мы выберем классический принцип выбора утилитаризма, то данная задача будет иметь вид Мип^о(ш'‘, О)) = Мип ] ^2 1 1пГ; (4 4 I г=1 Уг ' ) МЫкШ^,ик^\шк~1} = = IЕЕК(Л^) I ^-1} [ < сДХ’1); (4.4.2') I г=1 3=1 ) Уз^+1,шк~1) -узЦ,^-1) = = ЛЩиЛ,^-1) +сШ^-1); (4.4.3') Уз(1 + 1,оЛ-1) > У1^,шк^), г/Д!,^-1) > 0; (4.4.4') 3^1, Л ') > 0, иг(/, Л"1) > 0, ск(1, Л"1) > 0;
г = 1,п, е = хк=1Пг^е [1,Т]. (4.4.5') Обозначим Уг(^1,шк~1) — через Лф^с^-1), а 5ф^, с»/-1) + ф(/:, с^-1) обозначим как /)(/;, с^-1). Будем вычислять апостериорные решающие правила, т.е. опреде- лять решение среди случайных величин = (иц(1, а;1), ...,ит(1,шп)'). Обозначим через рг вероятностную меру на ГГ — множестве эле- ментарных событий Л, определенную следующим образом: если А с ГГ, то рг(Л) = р(А х х ... х ГЦ, а через — условную вероятностную меру на для всех А С Гф, В С Г2«-1 Рг(А | Ос/-1 е В) = для любого А с ГГ, В с ГГ-1. Меру рп будем предполагать непрерывной. Пусть 12 — а-алгебра случайных событий на Г7. Таким образом, мы определили вероятностное пространство (Г2, Е, В). Переформулируем задачу (4.4.1)-(4.4.5) следующим образом. Тре- буется минимизировать Л),у2(^,^2),... ,у„Дшп)) (4.4.6) на совокупности измеримых отображений ДЩ) = (ип Д1, Д • • • Д, иг^,1) : ГУ -> где — множества произвольной структуры таких, что е В^-, = 1, 2,..., п, удовлетворяющих условиям: (^, сд1), щ2сд2),... ,Щу(^сВ)) = = (4-4-7) 7=1
^{угА* + х) -х)} = = ') 4-^Д,^-7"1)}; ^3 У;Д+1Д-1) > у;ДД-1), Д1Д1) > 0; (4.4.8) (4.4.9) 5д(^,о?-7 х) > 0, щД^сД х) > 0, Сд(1,аР х) > 0; г = 1,п, д = 1,2, ...,п, 6 & = х{=1ГфД 6 [1,Т]. (4.4.10) Для задачи принятия решений распределения ресурсов с апосте- риорными решающими правилами и утилитарным принципом вы- бора, данная задача может быть переформулирована следующим образом. Требуется минимизировать У2 Д(^ЫЛЩЫЛ^2), • • • ,?лД Д)) = уг-уг(1,шп) Оп г=1 при выполнении условий • • • ,«гДД)) = < сДД-1); у = 1,2,... ,п- Я, ]=1 У2{Уч(^+ - Уу(Л^-1)} = = х) + Уу(^ + 1,^-1) > УуЛ,^-1), Уу(1,^-1) > 0;
3^(1^ х) > 0, х) > 0, х) > 0; г = 1, п, д = 1, 2,..., п, о?-7' е О-7 = х{=1Гф, I е [1, Т]. Будем предполагать, что су^оР-1) — ограниченные измеримые вектор-фу нкции. Введем ^2 тщ-мерные вектор-фу нкции к=1 Су(^, ссР-1) = (с1(^), ссЛ),..., су^ссл7-1)) и определим норму век- тора су(^,ссР-1) следующим образом \\Сд (^, СсТ7-Х) || = тах(|С1(Х)|, 8Пр \С2^^ СсЛ)|, . . . , 8Пр |су(С СсТ7-х) |) , сД сЛ'-1 где |су | — евклидова норма вектора су в ту-мерном евклидовом про- странстве. Согласно [91], совокупность всех таких функций образует банахово пространство, которое обозначим через Су. Тогда каждой вектор-функции сп(^,а?п-х) е Сп будет соответствовать своя задача (4.4.6)-(4.4.10). Обозначим через 8(сп(1, о/1-1)) нижнюю грань це- левого функционала (4.4.6) задачи (4.4.6)-(4.4.10), согласно [96] это функция на Сп. Зафиксируем оЛ-1, и^1, щ е Нтк. Рассмотрим следующую задачу. Минимизировать Фо(Д-1, ^к, (4.4.11) 0,к на совокупности измеряемых отображений: ^//(•(^ ? ^) — ^г/с(^ 1 1 ^) • Сд, удовлетворяющих условиям Д V) Скф> Д-1), (4.4.12) 0,к '^2Ак((л>к^1,шк,и^1,игкф,шк')4) =
= У~^ А^(^ (4.4.13) А щ(1,шк~1') > 0, > О, г = 1Д, I е [1, Т]. (4.4.14) Обозначим через 5Цсд/-1, ик~г, Ск) нижнюю грань минимизируе- мого целевого функционала данной задачи. Теорема 4.4.1. [97].5(с/с(^,с^-1)) совпадает с нижней гранью минимизируемого функционала в следующей задаче: ^8кЩ-\ик-Ч1^кЩ,ск(1^кЩ} пип (4.4.15) О/,: для всех с^-1) = (иц(1, о;1), гц2^, се?2),..., гцд_1(/;, та- ких, что (4.4.16) А;(Л,^,цД, Л),^) = (4.4.17) 0г ^1 > 0, е/(^,сс/-1) >0, I е [1,Т], I = 1, к — 1, г = 1,п. (4.4.18) Доказательство. Если ?4(^,с</) = о?1),..., и^(1, с</)) удо- влетворяет условиям (4.4.16), то У2^/г(^ \^к,ик 1 ,иЛ^,шк),С < ск(1,ик Ц 0,к Поэтому по определению: ^(^-1,«У1(^^-1),С.(/,^-1)) < ]Г^о(сЛ Д(Лс?)). ^А: Следовательно, нижняя грань целевого функционала задачи (4.4.15)- (4.4.18) не больше 3(с^(ф, с^-1)). С другой стороны, можно найти г^-1(/;, о^-1) так, чтобы выполнялось соотношение (4.4.16) и чтобы
(4.4.15) отличался от нижней грани целевого функционала задачи (4.4.15)-(4.4.18) не более, чем на заданное е > 0. Рассматривая для каждого шк } задачу (4.4.11)-(4.4.14) с ик~г = г^-1(^, с^-1), найдем такое, чтобы оно удовлетворяло усло- вию (4.4.12) и чтобы (4.4.11) отличался от (4.4.15) не более чем на е. Тогда вектор-функция ик(1,шк) = (г^-1(/;, с^-1), с^)) удовле- творяет условиям (4.4.7). Обозначая через 3' нижнюю грань целевого функционала задачи (4.4.15)-(4.4.18) получаем: <У . № < 52 [54^-1,иУ1(Л^-1),с^(Л^-1)) + е] < 5" + е. ГУ’-1 Так как е мы выбрали произвольно, то ^'(с^, о^-1)) будет нижняя грань минимизируемого функционала в задаче (4.4.15)-(4.4.18). Теорема доказана. Теорема 4.4.2. [96]. При выпуклых пощ функциях , и?) и —ф^(шк\ик'), к = 1,п; функционал 5(0-^, с»/1-1)) — выпуклый. 4.5 Рекуррентные апостериорные решающие правила Построим задачу, двойственную к (4.4.6) - (4.4.10), и рекуррентную последовательность решающих правил. Рассмотрим следующую последовательность функций: = вир [(Ап,^п(ш^иУ(«),иД)))-^>о Д«" игп^йп
Нп(Хп^п \и™ х(/)) = у /гп(Ап,шп \шп,и™ 1(^))(1рп- 8п(шп~1,и^~1(1')) = зир [(Ап,с„^,^"-1)) - Нп(Хп,шп,и™~1(1;У)]-, Л„ ||'А„ |.Сс’" ',и.'' 2Е)) = = аир [(Ап_1,^п_1(шп х,и7 2(/),иг>„_1(/))) - ^1,72— 1 1 -8п(шп~1, иП1~‘2(1), г^п_1(г))]; Яп-^Ап-!,^"-2,^2^)) = = ^п—1 (Ап—1, ^„-1 5п_1(^-2,^-2(/)) = = зир [(А„_1,сп_1(7,шп“2)) - Яп_1(Ап_1,ш”“2,и’г“2^))]; Ап-1>0 1гк(Хк,шк,ик = = зир [(Хк,’фк(<шк,и^1(1),щк(1')')) - 8к+1(шк,ик(1))]- = зир [(АьМ/,^-1)) - Нк(Хк,шк~\ик~\1)У\-, Аь>0 Л.1(А1, с*-?1) = = аир [(А1,^1(^1,ш(^))) - 52(си1,иЙ(/))]; Я?;1 ЕЕ/?:1 ^1(А1) = у* Г21 51 = зир [(А1,С1(^) - Я1(А1)]; А1>0
Обозначим через 5п(сп(^, сип-1)) замыкание функции 8(сп(Ъ, о/1-1)) по норме пространства Сп, т.е. 8п(сп(1, о/1-1)) есть наибольшая полунепрерывная снизу на Сп функция, не превосхо- дящая 8(сп(1, о/1-1)). Теорема 4.5.1. [97]. 8г = 8п(сп&с^”1)). Доказательство. В случае п = 1 утверждение следует из [57]. Допустим, что теорема верна для п = к — 1 и рассмотрим случай п = к. Зафиксируем сД-1, г^-1(^) и рассмотрим задачу (4.4.8)-(4.4.9). Так как задача (4.4.6)-(4.4.7) одноэтапная, то ^(с^-1, г^-1(/;)) сов- падает с 8^^к~гПоэтому = зир [(Ай-1,^-1Ц&-1,и-_2^),^Л-1Д)) - 'г/г,Аг-1 Аг-1 Л5ЩЩД-Д))] = = зир [(А^-1,гЛг,Л;_1Ц))) — , к — 1 С ; — 1 -8к^к-\икг~Ч1\ск(1,Шк-^], т.е. значения 8^_\ (шк~2, ик~2(1)), вычисленные для задач (4.4.4)- (4.4.5) и (4.4.8)-(4.4.9), совпадают. Следовательно, для них совпадают и все 8^ г < к — 1. По индуктивному предположению, справедливому для задачи (4.4.15)- (4.4.18), 51 равно значению замыкания функции, равной нижней грани функционала (4.4.15) задачи (4.4.15)-(4.4.18) в зависимости от правой части ограничения (4.4.16), в заданной точке щ.Д/;, сД-2). Но, как видно из теоремы 4.4.1, эта функция совпадает с ДбД, О?"-1)). Теорема доказана.
Теперь можем сформулировать рекуррентное решающее правило, которое здесь выступает как достаточное условие оптимальности. Теорема 4.5.2. Для того, чтобы задача принятия решений (4-4-11)~(4-4-14) имела решение иДб достаточно, чтобы суще- ствовали такие вектор-функции А>"-1) = (А1,А2Щ),...,А>"-1))>0! что удовлетворяются условия (4-4-1%) (как равенства при АДо?1-1) т^О) и /г,(Аь^,Д-1(Л^-1)) = = (АьЩсДД(гХ))) -Д+1(сЛД(< (4.5.1) где 8п+1(шп,и™(Щ = ЩЛДД)), а остальные 8 к определяются по выше описанному рекуррентному правилу. Доказательство. Имеем I = у$пЩсЛ<(^)Ж = --п ГД = ~1 ^(АпЩ-1),^,^1^,^-1))^ --п +1 (АпД”-1),^^",^^,^)))^^ = -ЯДАпИ-1),^-1,^-1^^"-1)) + (АДс^-ДсД,^1)) < ^Д^ДД-Д,^"-1)). Поэтому I ЩсУ>Д,сД>" <
'шп \и™ 1))йр„-1 = 1 = - У Л„-1(А„Да>"-2),а>"Д^_2(Ла>"_2))ф„_1 + ^п-1 = -я„1(л„1Ы"-2)^"-2.«г2Глс"-2п + + (А„_1И-2),Сп_1(^^-2)) < 5„_1(^-2,г/Г2(Л^-2)); шк \ик 1(^,шк 1))(1рк = х ,шк,ик к^,шк 1))с1рк+ шк 1),ск^,шк х)) < = ~У Л1(А1,а)1)ф1 + (А1,С1(4)) < Зг < З^а,^-1)). Но, с другой стороны, Итак, У ^оИ,^(Ло;"))ф" > 5(с"(Л^ Оп У = 3(сп^ш' Оп
т.е. — решение задачи (4.4.11)-(4.4.14). Теорема доказана. 4.6 Л-задача Для ряда многоэтапных моделей принятия решений в условиях неполной информации, представляющие собой соотношения, кото- рые связывают компоненты решения с реализацией случайной ве- личины со и некоторый векторный параметр А, могут быть получе- ны решающие правила. В некоторых отдельных случаях постановок таких задач вектор А — план двойственной задачи — оказывается решением некоторой относительно простой задачи выпуклого про- граммирования. Будем называть эти задачи К-задачами. При достаточно общих предположениях относительно структуры модели можно указать конструктивные пути построения и анализа Л-задачи для вычисления апостериорных решающих правил много- этапных стохастических задач принятия решений. Пусть — область определения аргумента щ, а Г - область зна- чений функции Введем следующие определения: Определение 4.6.1. [95]. Функция на III х О квазиво- гнута в 1Д, если при любом щ 6^ (ъ = Д и любом веществен- ном с множество {щ | /(щ(^),сД > с} выпукло. Определение 4.6.2. [95]. Функция на {Д х Г7 квазивы- пукла в О, если при любом щ е 11{ (г = 1,п), и любом веществен- ном с множество {щ | /(щ(^),сД < с} выпукло. Определение 4.6.3. [95]. Функция на на {Д х Г7 (г = 1,п) квазивогнуто-выпукла, если она квазивогнута в III, и квазивыпукла в Г7. Согласно этим определениям, мы можем сказать, что каждая во-
гнутая функция квазивогнута, выпуклая — квазивыпукла, а вогнуто- выпуклая — квазивогнуто-выпуклая. Определение 4.6.4. Будем называть подмножество [гц,/(гц(/ф о;)] множества х Б графиком функции (отображе- ния) ф(иф^ф Пусть Ь — множество предельных точек всех последовательно- стей образов в графике отображения, соответствующих пути щ а Б(и®(Бф) — множество образов точки и®. Определение 4.6.5. [96].Функция полунепрерывна свер- ху в и®, если Ь С Б(и®(Бф), и полунепрерывна снизу в и®, если Б(и^(ф)^ С Б. Если ф^иффф) полунепрерывна сверху и снизу, Б(и®(Бф) = Б, и функция непрерывна в и). Функция полунепре- рывна сверху (снизу) на множестве 1ф, если это свойство имеет место для всех Определение 4.6.6. \96]. Функция /(щ(^),о?) на1фхБ1 является полунепрерывной сверху - полунепрерывной снизу, если ф, Б) полунепрерывной сверху по щ для каждого ш Е Б1, и полунепрерыв- ной снизу по а) для каждого щ е Ш. Теорема 4.6.1. «О минимаксе» [97]. БГусть Б г = 1,2,... , п и Г7 — выпуклые множества, одно из которых компактно, а ф(иг(Е),Б) — функция на1фхБ1 квазивогнуто-выпуклая и полуне- прерывная сверху - полунепрерывная снизу. Тогда вир тп! о?) = тп! вир (4.6.1) ще1ЛшЕ^ шЕ^ще1Л Теорема 4.6.2. [97]. Пусть Х(У) выпукло и компактно, У(Х) — произвольно выпуклое множество, а ф(х,у) — вогнуто- выпуклая функция на X х У. Если ф(х,у) полунепрерывна сверху по х для каждого у ЕУ (полунепрерывная снизу по у для каждого
х е X), то имеет место (4-6.1). Лемма 4.6.1. [95]. Пусть существует функция 6 являющаяся \/ш решением задачи вир (4.6.2) иЩ,ш)еПЦш) Тогда М вир /(гц(/:, о;), сф = вир Мф(щ(Т о?), ш) (4.6.3) иЩ,ш)ЕП{ или /вир ф(щ(^(ХцсХ)др = вир / /(гц(^, о;), о?)ф. (4.6.4) ЕЩ(ш) и{Щш)ЕЩ Ф^ Доказательство. С одной стороны, имеем / /(и*(2,Д,Дф = / зир /(иД,Д,Дф> Ф Ф иЩ^ЕПЦш) > вир / /(^(^,а?),сс?)ф; (4.6.5) иЩ.ЩЕС!,, Ф о с другой стороны, ВПр / /(^г(^ (хф(х)др > / ф(щ(ф, Сс?), Сс?)ф, е ифшф иЛЦи^ЕЩ Ф Ф О О тогда справедливо и неравенство вир / Ф(иг(ф) ш),(Х)с1р > / /(?/*(/:, о?), ш)др. (4.6.6) и{:Ц,ш)Е17{, Ф Ф О О Сравнивая (4.6.5) и (4.6.6), получаем /вир ф(щ(ф, ^), (х)др = вир / /(^(^, о?), о?)ф. (4.6.6') Теорема доказана. Рассмотрим многоэтапную задачу принятия решения в условиях неполной информации (4.4.1)-(4.4.5): 7И^оЦп, -> шГ; (4.4. Г)
щщсДЩ/)) I ^-11 = I г=1 7=1 иц(1,ш) е ПуД),7 = 1,п; (4.4.2") уг(1+ Х,^1) -уг(Ъ,шк~х') = = 5Д с/ДпЛ,^1) +^(Л (4.4.3") у^+1,^-1-) >уЛ,икЩ, у^,шк-^>П- (4.4.4") Зф1, ЛЩ > 0, с^/,^1) > О, и(1,шкЩ > О, ? = Гп, шк € Пк = хк=1П1, I € [1, Т]. (4Л.5") Введем рекуррентным образом функцию ДДш", п"“\ А"_&=1’п): ф{к+1\^иГк^ип~к’п) = (А^И-"-1),^^”-"-1)) - зир [ (А„_, И-*-1), фп_к (шп-к, иГк (*)))- 'ХДА; —п (Т)^-Ткп — к -Ф(ок)(шп, и?-к(Ф), А"-^1’")], к = 0,п-1, где А^ = (\кЩ~\ \к+^к),..., АпИ’1)), 40)И,<И) = 4И,<(/))• Справедливо следующее утверждение. Лемма 4.6.2. [97] Пусть функция выпукла по а) е е и вогнута по е К(^); \/о? е и существуют функции ШЕП /СФ = зир Ф(и1(1,а;),а;). иЩ,ш)ЕЩ(ш) Тогда вогнута по щ на [/(, а ф(щ) выпукла по а) на Г7.
Теорема 4.6.3. Пусть целевая функция многоэтапной стоха- стической задачи принятия решений г = 1,п, I е [1,Т]; квазивыпукла (выпукла) по и™(1) е 1Д1, а компо- ненты ограничений многоэтапной задачи принятия решений — вектор-функции фъ(шк ,ик(Тф), к = 1,п, I е [1,Т]; квазивогну- ты (вогнуты) поик(1) е 11к, Ушк. Тогда ф^\шп,и7)~к(к),Хп~к+1^п'), к = 1,п, I е [1,Т] квазивыпуклы (выпуклы) пои™~к(Т) е П(1~к, \/Ап-/с+1,п > 0 и квазивогнуты (вогнуты) по Д71”^1’71 > О, Чшп, ^-к(1) е и?-к. Доказательство выпуклости и вогнутости функций ^+1’Л удовлетворяющих условиям этой теоремы, следует из леммы. Ква- зивыпуклость и квазивогнутость этих функций следует из опреде- лений 4.6.1, 4.6.2. Лемма 4.6.3. Если целевая функция гффшф и)(Тф, г = 1,п, I е [1,Т]; задачи принятия решений в условиях неполной инфор- мации выпукла по и7((к), \/шп, а функции условных ограничений фъ(щк,ик(1У), к = 1,п, I е [1, СР] вогнуты по ик(Ь)Ушк, то функ- ции 41 V, «гМ а„), 4%",а-1’"), ... ..., 4%", А”-/г+1’’Т к = ОД непрерывны по соответствующим переменным. Доказательство этой леммы вытекает из доказательства теоремы Дебре [7]. Перейдем к построению А-задачи для стохастической модели при- нятия решений (4.4.1") — (4.4.5") • Будем предполагать, что функции ^фДгф(^)) и фк(шк, ик(фУт к = 1,п, I е [1, СР] удовлетворяют тре-
бованиям теоремы 4.6.3. В соответствии с леммой 4.6.1 и теоремами 4.6.1 и 4.6.2 мы можем записать рекуррентные апостериорные ре- шающие правила в следующем виде: Зп^п~\ Д-Д)) = = вир 1 (А„, сп(1)) - вир [(А„, фп) - ф0] [ = Лп>0 щп(1)е11гП ' = мШпИ-141)ди,д-1д,Ап), = вир МШп1|ш„-2{(Ап_1,с„_1(/))- А„-1>0 1 вир [А„_1, фп-х - Ми вир ф^] ! = иг,п — 1 1 Ап>0 = вир Мш„-1.пДАп-1,с„_1Д)- А„_1>0 1- вир 1пГ [(А„_1,фп-1) - фо'1] } = Л"-° ) = зир (Ап-1,Сп-1(^))- Дп-1,п>0 вир [(А„_1, фп_ф - 4Ч } = иг,п— 1 (^) ^к,п — 1 = вир МшП-1.п42)Д”,Д-2(^,Ап“1’”)- Дп-1,п>0 Аналогичным образом получаем Зк= зир ДМ>0 - вир [(Аь^)-4”-/г)Д",4Д,Ат’п)]} = игк = вир М^.п4"_/С+1)И,4_1Д,л/г’п)- ДМ>0 Полагаем к = 1, получаем Д = вирМш„4"А”Л”)- Ап>0 Сформулируем Л-задачу для многоэтапной стохастической модели принятия решений (4.4.1,,)-(4.4.5,/)-
Теорема 4.6.4. При выполнении принятых предположений от- носительно функций 'фо(шп, гф(^)) и которые опре- деляют условия многоэтапной стохастической модели принятия решений (4-4-1")-(4-4-б"), двойственная к ней (К-задача) может быть представлена в виде тжМыпф^(шп, Лп>0 04 (4.6.7) Условия теоремы 4.6.4 гарантируют вогнутость функций 4п)Щ,Ап) по Хп > 0 \/шп. Рассмотрим случай, когда целевой функционал <2(АП) = задачи (4.6.7) может быть представлен в виде Ф”) = МШД4(ЛП+1И), Ап(^”-1)), (4.6.8) причем 4"^ ~ вогнутая дифференцируемая функция относительно Ап(о?п-1) и компонент известной вектор-функции Ап+1(о?п). Рассмотрим следующую конечномерную задачу выпуклого про- граммирования тахДп)(Ап+1,ц”), (4.6.9) /.Г'>() где А„+1 = 7ИА„+1(ш”); д" = ..., д„). Пусть вектор /л*п — решение задачи (4.6.9). Пусть функционал Т(п) удовлетворяет следующему условию: Щ^а„+1ДДап+1И), м*”), ап+1И)) = = М VА„+1 Дп) (А„+1 (сФг), /Х*п)МХп+1 И), или, что то же самое, Мш,.(Уа„+1Дп)(А„+1Щ),д*п), А„+1Щ) - АП+1Щ)) = 0. (4.6.10)
Справедлива следующая теорема. Теорема 4.6.5. При принятых допущениях относительно структуры целевого функционала решение конечномерной вы- пуклой задачи принятия решений (4-6.9), которое представлено детерминированным вектором ц*п = {д*п}; г = 1,п; является решением К-задачи. Доказательство. Неравенство Йенсена для вогнутой функции т(п) ту о можно записать в виде: е(А") = мДп)(А„+1И),А”Щ-1)) < < ^\мхп+^п\мхп^п~^ < Дп)(ДЛ АД (4.6.11) Учитывая, что //Д — решение конечномерной задачи (4.6.9), полу- чаем для Хп > О ЛЛ < Д’ЦЛЛ Л < Л(ЛЛ Л)- (4.6.12) Таким образом, решение конечномерной задачи (4.6.9) определяет верхнюю грань целевого функционала Л-задачи. Покажем, что при допущении (4.6.10) вектор /г11 дает точную верхнюю грань функционала С)(Хп) при Хп > 0 и, следовательно, является одним из оптимальных планов Л-задачи. Действительно, для дифференцируемой вогнутой функции ДдП\Ап+1(с<;п), д*п) при всех справедливо неравенство ДДХЛИ), Л) - ЛЛлЛ”), Л) < < уА„+1Дп)(Ап+1И),м*п),ЛЛ- Ап+1 Л)). Вычислим математическое ожидание обеих частей неравенства. Учитывая (4.6.10), получаем Дп)(ДЛЛ, Л) < мДп)(ап+1(Л, Л) = ЛЛ)- (4.6.13)
Сопоставляя (4.6.13) и (4.6.12), приходим к выводу, что 8ирС(Л”) = вир МДП)(А„+1И), АПИ-1)) = А>0 Ап>0 = ДДап+1,м*п). Таким образом, при принятых допущениях существует детерми- нированный вектор д*п = {д*п}, являющийся решением Л-задачи и определяющий апостериорные решающие правила исходной много- этапной стохастической задачи принятия решений. Теорема доказана. Детерминированный оптимальный план не всегда является един- ственным решением Л-задачи. При принятых допущениях все опти- мальные планы представляют собой наборы функций Ап(о?п-1) > О, удовлетворяющих уравнению мДДап+1И), Ап(с<Уг_1)) = ДДЕД/О (4.6.14) Построим Л-задачу для многоэтапной задачи распределения ре- сурсов с принципом выбора классического утилитаризма. ДДсЛзГДШ = = -Хпсп(1) + тГ + Е (- , \ У г / где — матрица ограничений, описывающая, например эффек- тивность технологических способов производства, тогда а,лЛ) - Е (" Д:) ^г,п(^^П) = • г=1 В соответствии с рекуррентными формулами получаем
Подставляя значение Щд(Д сщ) в выражение для Ап), полу- чаем необходимое выражение для построения Л-задачи: п 4Дсла„) = -Е[^сД)+ 7=1 П П П /— /,\ \ + Е л;д,„-,+1+ Е г=п—.у+1 к=п—.у+1 г=1 Заметим, что условия задачи (4.4.1')-(4.4.5') дают нам выпуклость функции <Э(АП) = — Ап). Матричные и векторные функ- ции этой задачи дифференцируемы равномерно. Это позволяет нам решить Л-задачу, например, методом покоординатного спуска. Так- же данная Л-задача может быть сведена к решению последователь- ности задач выпуклого параметрического программирования. 4.7 Априорные решающие правила в многоэтапных задачах стоха- стического программирования В предыдущем разделе было установлено, что для качественного анализа построения апостериорных решающих правил многоэтап- ных стохастических задач могут быть использованы общие принци- пы теории двойственности в функциональных пространствах. Дело с разработкой априорных решающих правил обстоит значительно сложнее. В настоящее время нет сколько-нибудь законченных мате- матических исследований, которые могли бы быть положены в ос- нову конструирования априорных решающих правил. В настоящем разделе рассматривается состояние вопроса и намечаются подходы к построению априорных решающих правил многоэтапных стоха- стических задач. Вначале рассмотрим отдельные модели многоэтапных задач сто- хастического программирования, для которых удается построить
оптимальные априорные решающие правила. Пусть имеем линейную многоэтапную стохастическую задачу с условными вероятностными ограничениями {п > -Эшах, (4-7.1) 1=1 ) > а1 Р{А21(ш1)х1 + А22(А)х2 < Ь2(ш2) | о;1} > а2(иА\ (4.7.2) < Р{Ап1{шп~1)х1 4- Ап2(шп~1)х2 + ... + Апп^-^Хп < < ЬГ1(шп) \шп~1} > сщ(сс?п-1), Хд = 2у(ссР-1) > 0,7 = 1,п (4.7.3) где Сд и Хд — векторы размерности Пд; и о^ — векторы размерности тд составляющие сц принадлежат отрезку [0,1]; А^ — матрицы размера тщ х пд оператор Р применяется построчно. Задача (4.7.1)-(4.7.3) эквивалентна задаче {п Сд^-^Хд > тах, (4.7.4) 1=1 ) А/АДх, < ТД(1 - сф'-'Х I = 1Д, (4.7.5) 1=1 ад-фУ-1) > 0, 7 = 1,п, (4.7.6) где Рг(г) = Р{Ьг(а)г) < г | о/-1} — условная функция распределения компонент вектора при фиксированном о/-1; а Р^1^) = 8пр{т/ | Рг(у) < О — оба последних равенства покомпо- нентные. При некоторых допущениях о характеристиках параметров усло- вий задачи (4.7.1)-(4.7.3) удается получить явные выражения для ее априорных решающих правил. Модель № 1 характеризуется следующими допущениями:
1. Сд = сДо?-7 Д — векторы с неположительными компонентами. 2. = А^ДсхУ-1), г Д д — матрицы с неположительными элемен- тами. 3. Ац = АДсУ-1) — диагональные матрицы с отрицательными эле- ментами на диагонали. 4. Составляющие ДдД») ограничены снизу \/сУ-1, т.е. т! КдД1 — аДсУ-1)) > —ос, г = 1,п. Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.7.1.[200] При допущениях 1 - 4 оптимальные апри- орные решающие правила задачи (4-7.1) - (4-7.3) имеют вид х\ = -Ад [ДЩ-ДД, (4.7.7) г* Д’1) = -АД Д’1) [Д’1 (1 - «1 Д’1))- г-1 -УЗА.Д-Д*] г = 1Д, (4.7.8) где [а](_) = тах(0, —а) (максимум покомпонентный). Допущение 3 может быть ослаблено и заменено следующим. З7. Матрицы Ац(хг~г) — прямоугольные, ранг Ац равен числу ее строк; элементы матрицы Ац и псевдообратной А^ неположи- тельны и, кроме того, выполняются соотношения сД-1) (I - А+Д-1)^ Д-1)) = 0 (4.7.9) для всех сУ—х (I — единичная матрица). Если заменить допущения 3 на допущения З7, то в оптимальных ре- шающих правилах задачи (4.7.1)-(4.7.3) следует заменить обратные матрицы А А на псевдообратные А^. Из условий (4.7.9) следует, что
целевой функционал задачи п-го этапа не изменится, если положить ш = 0. Модель №2 характеризуется следующими допущениями: 1. г д — матрицы с неположительными элемен- тами. 2. Ац = г = 1,п — диагональные матрицы с положи- тельными элементами на диагонали. 3. шГ^-1 >0, г = 1,п. В принятых допущениях область определения задачи /с-го этапа не пуста при произвольном наборе отсюда, задача /с-го этапа не индуцирует дополнительных ограничений для задач предшеству- ющих этапов. Модель № 2 можно описать многоэтапной стохасти- ческой задачей. Введем обозначения = тах{0,щ(с/-1)}, /с-1 — Е^п-г+^п-к^п-к-! |с^-г(щп г ; г=0 к = 0,1,..., п — 1. При к = 0, сп(а?п-1) = сп(щп-1); — диагональная мат- рица, диагональные элементы которой равны единице, если соот- ветствующие составляющие положительны, и нулю в противном случае. Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.7.2. При допущениях 1-3 оптимальные априорные решающие правила задачи (4-7.1)-(4-7.3) имеют вид х*п_к = х*п_к^-кщ =
п—к—1 7=1 к = 0,1,..., п — 1. (4.7.10) Доказательство утверждения приводится в работе [200]. Можно отказаться от допущения 2 о невырожденности Ац и за- менить его следующим менее жестким требованием. 2'. Матрицы А До/-1) — прямоугольные; ранг Ац равен числу ее строк; элементы матрицы Ац и псевдообратной матрицы А7 неотрицательны и, кроме того, для всех о/-1: 5 ДД (/ - А+Агг) = 0. При этом допущении выражения для оптимальных решающих правил (4.7.10) сохраняются, если заменить в них обратные матри- цы А А на псевдообратные А7. Схемы построения решающих правил для многоэтапных стоха- стических моделей №1 и №2 не связаны с линейностью соответству- ющих задач и могут быть распространены на некоторые частные многоэтапные нелинейные стохастические модели с условными ве- роятностными ограничениями. Пусть имеем задачу Е т/дДсД"1, ггД тах, (4.7.11) 7=1 {/с Э ^к^к~\х^ < Ьк(шк) I Л’1 [ > (4.7.12) 7 = 1 ) = М^”1) > 0, к = 1,п (4.7.13) и пусть выполняются следующие требования.
1. фц(сс/ \хз\ 7 — 1,72 — монотонно невозрастающий функцио- нал по хр фц(ссР-1, 0) = 0, \/СсР-1. 2. ^(о?-1,#?), г 7 — монотонно возрастающие по х^ вектор- функции; т/у7'(^г-1,0) = 0, г,д = 1,п, д г. 3. тДфо/-1, яу), г = 1,п — монотонно убывающие по Х{ вектор- функции, допускающие существование обратных вектор-функций '’/дрду) = ы-И I = у}, ^(о?-1, 0), г = 1,п. 4. Составляющие вектор-функций 7^-1(») ограничены снизу. Име- ет место следующее утверждение. Теорема 4.7.3. [203] При допущениях 1- 4 оптимальные апри- орные решающие правила задачи (4-7.11)-(4-7.13) имеют вид (4.7.14) Теперь рассмотрим частный класс многоэтапных задач стохасти- ческого программирования, в которых на каждом этапе индуциру- ются дополнительные ограничения Е < ^2г т&х, (4.7.16) 17=1
Р{А1Х1 < Ы^1)} > «ь Р{-А1Х1 + А2х2 < МД | Л} > а2(сА), < ........................................ (4.7.17) /Д —Х„ , , + Апхп < ЪГ1\х”) | ^" ' } > о„Л>" Апхп _ О- Здесь оператор Р применяется покомпонентно. Сделаем следующие предположения. 1. Ранг матрицы г = 1,п равен числу ее строк. 2. сп(^-1)Л+< 0, сп(^-х)(/-Л+Лп) =0, УсА’1. 3. /7п_1(щп-2) = т€^п-1 К-1(1 — ап{цзп~гУ) > —ос,УаУ-2. 4. Фиксированные ограничения отдельных этапов непротиворечи- вы. Введем обозначения г„_1(л-2) = Сп_1(л-2); ДЛ-1) = сг(Л-1) + Еш,.п-1 | ш.-1 [сг+1Цг)](+) А^ г = 1, п — 2, [а](+) = тах(0, а); 7п(сс/-1) — диагональная матрица с элементами [с(сУ-1)] на диа- гонали; = I — 11г, 7 = 1, п — 1; Д„-1Щ-2) = -К„-1С"-2) = - Ы Г-Д - МсЛ’1)); ^п— 1 дД’-1) = -т! [ДД1 - «г+1Д)) - дг+1Д)], г = 1, п — 2. Имеют место следующие утверждения. Теорема 4.7.4. [203]
а) Для того, чтобы задача (4.7.16)-(4-7.17) при допущениях 1 - 4 была разрешима, необходимо и достаточно, чтобы <д(о/-1) х (I — А+А}) = О, г = 1,п, РГ1 - № > 0. б) Оптимальные априорные решающие правила разрешимой зада- чи вида (4-7.16)-(4-7.17) при допущениях 1 - 4 имеют вид = о, +Ы^-1) [Т’Д - + А-1Д-1 и-2)], (4.7.18) г = 1, п — 1. Оптимальное решающее правило вида (4.7.18) не единственное. Общий вид оптимальных решающих априорных правил задачи (4.7.16)-(4.7.17) можно получить, добавив к правым частям равенств (4.7.18) для г-го этапа выражение вида (I — А^Аг)уДг~г), где уДг~г) — произвольный случайный вектор. Можно построить апри- орные решающие правила задачи (4.7.16)-(4.7.17) и отказавшись от допущения 2. При этом гг*(а?п-1) окажется, вообще говоря, отлич- ным от нуля; выражение (4.7.18) для гг*(о/-1), г = 1,п — 1 сохра- нится, изменятся только выражения для с^(а?г-1). Схемы построения априорных решающих правил, изложенные выше, существенно использовали особенности структуры специаль- ных классов многоэтапных задач стохастического программирова- ния. Ниже рассматриваются два общих подхода к построению апри- орных решающих правил. Решение многоэтапной стохастической задачи общего, вида в априорных решающих правилах сводится к анализу более простой структуры (например, одноэтапной задачи с
апостериорными решающими правилами или двухэтапной задачи), по оптимальному плану которой восстанавливается решение исход- ной задачи. Рассмотрим многоэтапную задачу стохастического программиро- вания зпр, (4.7.19) ЕШк Л) I ЛЩ > ЫсЛ-Д (4.7.20) хк Еск, к = 1,...,п. (4.7.21) Пусть Д и И7 — классы измеримых функций, отображающих со- ответственно 12 = и ГГ-1 в /С' (щ — размерность плана г- го этапа), а 4ц = {^ : Д —> И7}. Рассмотрим произвольный набор тД 6 Ф* и приведем в соответствие многоэтапной стохастической за- даче (4.7.19) - (4.7.21) с априорными решающими правилами двух- этапную задачу с тем же целевым функционалом (4.7.19) и с теми же ограничениями первого этапа, что и в (4.7.19) - (4.7.21) и с огра- ничениями второго этапа вида । Д(Л)) > Ък(шк~х\ < хкеС°к, к = 2,...,п, (4.7.22) Еип {(р0(шп,^”(х”)) - </?о(^”, ж”)} > 0, где по определению ^(х^ = , ^/сфдс)}, & = 1,п, С® — проекция на координатную гиперплоскость, определяемую составляющими вектора х^. Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.7.5.[203] Пусть хи = соп81, Хи = Хи(шп), г = 2,п — оптимальный план двухэтапной задачи, тогда = ^1*, я?* = ^(ящ)? г = 2,п (4.7.23)
оптимальные априорные решающие правила исходной задачи (4.7.19)-(4.7.21). Роль двухэтапной задачи из теоремы 4.7.5, «эквивалентной» ис- ходной многоэтапной, могут играть и другие, порождаемые задачей (4.7.19)-(4.7.21) стохастические модели относительно простой струк- туры, для которых разработаны методы построения решающих пра- вил; для них могут быть сформулированы аналоги теоремы 4.7.5. Другой подход к построению решающих правил многоэтапных стохастических задач вытекает из намеченной в работе [264] связи между задачами стохастического программирования и лексикогра- фической оптимизации. Лексикографическая оптимизация представляет собой частную схему векторной оптимизации, при которой предпочтение отдается компонентам вектора с меньшими номерами. Принято говорить,что в /с-мерном евклидовом пространстве Кк введено лексикографиче- А А ское упорядочение (Я , >) и фиксируют это записью у > у\ если для любой пары элементов у и у' из Кк для всех г < к, таких, что У г < У^ существует < /. для которого у^ > у^. Задача лексикогра- фической оптимизациии записывается в виде Ь* = л. тах{гб(гг) | х Е (4.7.24) Ик где и(х) = — /с-мерная вектор-функция. В работе [264] показано, что множество (4* решений задачи (4.7.24), если оно не пусто, определяется следующей рекуррентной процеду- рой ^о = ^, < = 8ир-1{-и.г(ж) I гг С г = 1,/с, (4.7.25) СУ = <2к.
В работе [264] процедура (4.7.25) принята в качестве определения лексикографической оптимизации. Свяжем с г-м ограничением к-го этапа задачи (4.7.19)-(4.7.21) множество ак^к~\ Л) = {хк I Л) > ЫД’Д х8 е Ов, з = 1,...,А;}. (4.7.26) Пусть ЩсЛ-1,Л) — вектор, г-я компонента которого представ- ляет собой характеристическую функцию множества и пусть иъ(хк) = Ешк-1Кк(шк~\ хк). Упорядочим вектор-функции щ по эта- пам, а внутри этапов — по априорной важности ограничений. Вве- дем вектор-функцию и(хп) = (щД1), • • • , ип(хп\ гбп+1(ггп))т и рас- смотрим задачу лексикографической оптимизации л. тах и(хп\ (4.7.27) хкеип где 1}п — пространство измеримых функций на Если задача (4.7.19)-(4.7.21) имеет решение, то и задача (4.7.27) имеет решение, оптимальное в смысле (4.7.19)-(4.7.21). Однако из разрешимости задачи (4.7.27) не следует, вообще говоря, что ис- ходная задача имеет решение. Разрешимость задачи (4.7.19)-(4.7.21) вытекает из разрешимости задачи (4.7.27) только в том случае, ко- гда на лексикографическом максимуме все компоненты, кроме по- следней, равны единице. Другая лексикографическая интерпрета- ция задачи (4.7.19)-(4.7.21) может быть получена, если требовать выполнения условий (4.7.20) не для всех, а почти для всех реализа- ций сД-1. Введем п + 1-мерную вектор-функцию и(хп,уп) = {щД, составляющие которой определяются соотношениями МДУ) = -||Е^И-1^(Л,Л) -ЫД’1) -ЫД-1)Н, (4.7.28)
к = 1, п, ип+1(хп) = (4.7.29) Здесь 11 ак (шк~1) || обозначаем гильбертову норму пространства функ- ций щ(сс^-1). При других определениях нормы ||а(сф|| соответству- ющим образом меняется лексикографическая интерпретация мно- гоэтапной стохастической задачи. Поставим в соответствии с задачей (4.7.19) - (4.7.21) задачу лек- сикографической оптимизации л. тахтфгг71, уп\ хк е Ск, ук > 0. (4.7.30) Если задача (4.7.19) - (4.7.21), в которой условие (4.7.20) выполня- ются почти для всех о?, разрешима, то разрешима и задача (4.7.30), и ее решение определяет оптимальные априорные решающие пра- вила исходной задачи. Рассмотрим задачу лексикографической оптимизации и(х) —> л. тах, < (4.7.31) х е (к к где и(х) = {т/1 (гг), • • •, ип(х)}т, — произвольное множество. Опре- делим на декартовом произведении функцию п и(х,у) = ^2ак8гдпкик(х) -ик(уУ), (4.7.32) к=1 где {од} — произвольный набор параметров, для которого п ап >0, ак > ^2 к = 1,..., п — 1. (4.7.33) г=/с+1 В качестве {од} может быть выбрана, например, последователь- ность ак = к = 1,п. Причем и(х,у) = —и(у,х). (4.7.34)
Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.7.6.[203] Для того, чтобы точка х* е С) была реше- нием задачи (4-7.31) необходимо и достаточно, чтобы и(х, х*) <0, \/ж е (Д (4.7.35) Следствие 4.7.1. Пусть х* — решение задачи (4-7.31), тогда и(х,х*) = 0 в том и только в том случае, если х е С) также является лексикографическим оптимумом задачи (4-7.31). х Следствие 4.7.2. Если и(х,у) <0, то х <у. Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.7.7.[203] Задача (4-7.31) разрешима в том и только в том случае, если тахттгб(гг, у) = 0. (4.7.36) уЕС} Теорема 4.7.8. Задача (4-7.31) разрешима в том и только в том случае, если тттахф, у) = 0. (4.7.37) уЕ(^ хе€} Теорема 4.7.9. Равенство пип^е^ тахж6^ и(х, у) = 0 справедли- во тогда и только тогда, когда функция и(х, у) имеет в () х () седловую точку. Последнее утверждение позволяет использовать известные мето- ды вычисления минимакса для построения решающих правил задач стохастического программирования.
4.8 Общая постановка задачи принятия решения в условиях непол- ной информации с априорными решающими правилами В процессе управления обычно представляется возможность после- довательно наблюдать реализации случайных параметров условий задачи каждый раз, если это окажется целесообразным в соответ- ствии с вновь накопленной информацией, корректировать решение. Предварительный план и последовательные корректировки долж- ны, конечно, помимо содержательных ограничений, учитывать апри- орные характеристики случайных параметров условий на каждом этапе. Последовательность поступления информации и порядок вы- бора и корректирования решения определяется информационной структурой задачи — набором исходных данных, накопленных на предшествующих этапах, от которого может зависеть решение на текущем этапе. Если решение предшествует наблюдению, то оптимальный план стохастической задачи определяется статистическими характеристи- ками или известной выборкой возможных значений параметров усло- вий задачи. Решения будем вычислять в чистых стратегиях с учетом априорной информации — некоторых характеристик распределения или выборок возможных значений случайных параметров условий. Таким образом, будем рассматривать многоэтапную задачу при- нятия решений в условиях неполной информации с априорными ре- шающими правилами. Общая постановка: (4.8.1) МШк {ЩсДЩ/)) | с/"1} < с.^,^-1); (4.8.2)
Уг(1,шк 1) = у^-1,а>к 1) + 8г(1,1л)к 1)и{(1,(л>к 1') + ^(1,шк х); (4.8.3) у^,шк^) > Уг(1 - 1,а?-1), гЦ1,а?-1) > 0; (4.8.4) <йД) > 0, 5Д, Д"1) > 0, ск(1, с^1) > О, гц,к € С°к, шк (=_<1к = хк=1^, к = Т~п, г = Т~п, I е [1,Т]. (4.8.5) Если использовать в качестве критерия оптимальности принцип выбора пропорционального развития, то задачу (4.8.1) - (4.8.5) мож- но записать в следующем виде (Уг-Уг(1,ШП)\ г=1 х 7 > —> т1; МШк {^к,ик(^ I Д’1} < Ск(1,с/-1)-, (4.8.1') (4.8.2') У{(кшк 1) = ^(^-1,Д 1) + 81(1,шк 1)и{(1,сик 1) + <11^,шк х); (4.8.3') > Уг(1~ ДД’1) > 0; (4.8.4') > 0, Д-1) > 0, сй(/,ш*-1) > 0, е а°к, шк епк = хк=1&,1, к = Т~п, г = Т~п, I € [1,Т]. (4.8.5') Обозначим нижнюю грань показателя качества решения данной задачи принятия решения через 5(сп(о?п-1)), т.е. Дс’Д” 1))=зирс(^,Д Ц к Пусть решение на г-м этапе принимается после реализации слу- чайных параметров условий на предыдущем (г — 1)-м этапе, тогда решающие правила имеют вид: Нг(1) = щ(/;,сс?г х), г = 1,п.
Задача (4.8.1)-(4.8.4) — многоэтапная задача стохастического про- граммирования с условными вероятностными ограничениями и с априорными решающими правилами. Для пояснения постановки задачи опишем вспомогательные фор- мальные понятия. Пусть ау 6 СЦ, г = 1, 2,..., п, где СЦ — некоторые множества — про- странства элементарных событий на г-м этапе; Г7о = {лд}; ш1 6 ГГ = 01 х х ... х Од У = (сс?1, Сс?2, • • •, и) — вектор в пространстве размерности г; шп оп = 01 х 02 х ... х Оп; шп = (од, о?2,..., — последова- тельность случайных событий. Пространство случайных событий Оп обозначим через О(ОП = О). Пусть на О задана вероятностная мера Р. Определим меру Рк на О^ следующим образом: если элементар- ное событие А с 0\ тогда Рк(А) = Р(А х 0&+1 х 0^+2 х ... Оп). Введем условную вероятностную меру Рк на О^: Рк(А х В} Рк Д \шк~1 Е В) = ----Л для любого А с пк, в с пк~1- рЛь X ) 12 — а-алгебра случайных событий на О. Таким образом, мы определили вероятностное пространство (й,е,р). Рассмотрим последовательность множеств Уф У1,..., Уф произвольной структуры, уе У/с, к = 0,1,..., п; Го = {уоД}; Ук = Н X У2 X . . . X Ук, ук = (У1(Х),У2(Г), • • -,Ук(^У,
Пусть для каждого шк Е Ук и ук(1) Е Ук\ к = 1,2,... ,п задана вектор-функция г^(шк ,ук(1\) размерности на множестве У для каждого ш Е Г2 функционал ф)(фп, Ск = С^к{шк) — некоторые случайные множества; с/ффаЛ-1) — т^-мерные случайные величины — ограниченные измеримые вектор-функции от оЛ-1; ск(1, м^-1) — — тщ-мерная вектор-функция; ФффоЛ-1) Е В^, Вь — некоторое банахово пространство; МШк | шк~1} — условное математическое ожидание щ^м^) в предположении, что известна реализациям^-1. Сформулируем задачу г-го этапа. Рассмотрим множество, отвечающее области определения задачи г-го этапа для задачи (4.8.1) - (4.8.5) при фиксированных мг-1 и иг~х\ К, = [уг е С°г I 3 [им+1 е С°+1,..., иг.п & С°] , мШ{ |д(МЛО I М^+1 угЦ1+8,у1,^з+1(/),... ,г^+Л)) К+8~х] < сДМ^1), з = 1,2,..., п — ф (4.8.6) уЛ, Л’1) = у*(1 - 1, Л-1) + 81(1, Л-ЩД) + <М); (4.8.7) уД,ЛД > уД- 1,ЛД, у;(1,Л-1) > 0; > о, 5Д, ЛД > о, а+8(1, Л+5-1) > 0, и^к € С?к, шк &Пк= к = ТД, г = ТД, I е [1,Т]. (4.8.8) Сформулируем необходимое и достаточное условие разрешимости задачи (4.8.1)-(4.8.5).
Теорема 4.8.1. Если целевая функция задачи (4-8.1)-(4-8.5) огра- ничена снизу, то для разрешимости задачи (4-8.1)~(4-8.5) необхо- димо и достаточно, чтобы выполнялось условие К1 0. Действительно, если К\ 0, то выполняется ± 0, г = 1,2,...,п. Запишем целевую функцию б)г^Уг^У) задачи г-го этапа. <л+Щ,сЛ),... ^ДЩс^-1)), где Ос/-1 — набор случайных параметров, реализованный на этапах, предшествующих этапу г; уг~х(б) — набор принятых решений; — решение на этапе г; у( ..., у*к(Е) — оптимальное решение на этапах, следующих за г-м; У*,кХ) = У*к(1,ЛЩ к = г + 1,п. Определение оптимального решающего правила наг-м этапе мно- гоэтапной стохастической задачи сводится, таким образом, к реше- нию задачи математического программирования: тт ^^(угл(^Л (4.8.9) Уг,г (^) ЕЕ При сепарабельной целевой функции п ^п,у^) = ^^,у{^ (4.8.10) 7 = 1 вычисление (^г^Уг.г^У) упрощается. Пусть ^*^-\уг^ =
= г\у1м(1,^\...,у1к(1^п 1)). При сепарабельной целевой функции оптимальное решающее пра- вило задачи (4.8.1)-(4.8.5) удовлетворяет на каждом этапе г = 1,2,..., п — 1 следующему функциональному уравнению Беллмана: (4.8.11) при г = п (2*И-1,уГ1Д)= тт (4.8.12) Уг,п^)ЕКп из (4.8.10) - (4.8.12) следует, что <21(^0, УцД)) = ттМЩсДу’Д)) = ттМ < ?/Д)) ( 11=1 (4.8.13) при условиях (4.8.2)-(4.8.5). Таким образом, задача (4.8.1)-(4.8.5) в предположении (4.8.10) эк- вивалентна задаче (4.8.11)-(4.8.13). Целевая функция г-го этапа имеет в этом случае вид: (^АуГ^У) = тЦ, Мш.]ш.-1{'фОг(ш\у‘^) +^*^+1^г,уг^(^))}. угД1)ЕКг (4.8.14) 4.9 Многоэтапная задача принятия решений с вероятностными огра- ничениями (Л/-модель) Пусть компоненты вектор-функции ЦЦоД т/^Ц)) представляют со- бой условные характеристические функции полупространств, опре-
деляемых неравенствами ЕЕ АоР’Р'ЧД) < 01(1,а;1), су(1,шг) > О к=1 ]=1 при условии, что реализовано о?-1. Пусть Ег1^) = р(с(^) < г | с?-1) (4.9.1) — условная функция распределения компонент вектора с(1) при фиксированном о?-1, а ЕЕ) = аир (х I Рг(х) < с} • (4.9.2) Тогда многоэтапная задача принятия решений с условными веро- ятностными ограничениями и априорными решающими правилами может быть записана в виде МрДД), у2Д, • • -,Ур))} -> тт; (4.9.3) с1 {Е Е^р-1)^-д < । с^11 > др-1), I к=1 7=1 0,5 < Др-1) < 1; (4.9.4) С2 {икк = - Г + 81(1)41(1) + а^)} > Др-1), 0,5 < Др-1) < 1; (4.9.5) и.](1) = и^(1,зР ]) > 0, уз(1) > уз(1 - 1), Д1) > 0; (4.9.6) 81(1) > 0, сДр) > 0, г,д = Т~п, Л € ГГ = х{=1^к, € [1,Т]. (4.9.7) Мы предполагаем, что случайным является вектор ограниченийс(/ф Задача (4.9.3)-(4.9.7) эквивалентна задаче м {р(.У1(8),У2(1), ...,уп(1))}^ тт; (4.9.8)
ЕЕА-кг^ку (^) < (1 )) ’ 1?^? (4.9.9) к=1 7=1 {У^к = У1^ - 1) + + (1^)} < Р~\1 - а-(V-1)); (4.9.10) ') > о, у^к > У[(1 - 1), уД1) > 0; (4.9.11) 8^1) > О, г,з = Т~к, [1, Т]. (4.9.12) В этом случае функция О,(Р~8у'рк1:)) будет иметь следующий вид (^(^ЛуГ^У) = 1ПШ Л4!М-4^(?/1,г(^),У2,г(^),---,Жг(^) + у,.3(рк, I +ЕЕ^г+1^\у^к^р}, 1 = 1,п-1- (4.9.13) г /; при г = п тт {Нщ.,,(ЛУ2.ЛЛ • • •, Жп(^))}- (4.9.14) Таким образом, целевая функция задачи г-го этапа в нашем слу- чае имеет вид ^г{Уг,г(^У) = = М^-1{ДУ1ДД У2,Л1 • • • ,УИД)) + г В результате имеем задачу минимизировать = М<;,:И-1{^(У1,г^),У2,гД, • • • , Уп,г Д ) + Т^+1 } г (4.9.15) при условиях У2 52 А^ик](.^ < ^-1(1 - «I(^г-1)), г = М; (4.9.16) к=1 7=1 ЬМ = УгЦ - 1) + + ф(/)} < 7Л-1 (1 - Д Д-1)); (4.9.17)
щО) = х) > 0, уД) > уг(1 - 1), у<(1) > О; 31(3) > О, г,у = 1,п, 1Е [1,Т]. (4.9.18) (4.9.19) Сформулируем задачу принятия решений распределения ресур- сов с априорными решающими правилами и условными вероятност- ными ограничениями для модели с правилом выбора пропорцио- нального развития. 0,5 Р1 = У1(1 - 1) + З^и^З) + сД)} > а-Д х), 0,5 < ДД-1) < 1; ЧЛ) = иу(1,и3 х) > 0, У1(3) > у{(1 - 1), г/Д1) > 0; 31(3) > 0, сД Л) > 0, г,у = 1,п, Л € 1У = хД-Д, I € [1,Т]. Эта задача эквивалентна следующей задаче М ш11') 8^1,^) ) > тт; 7 — 1 Х 7 П I ЕЕА-к/ц^к] (^) < -^1 (1 33^ (сЛ )), 2 1, Т1^ к=1 7=1 {у^ = Уг(1 - 1) + З^и^З) + (3(3>} < \1 - а-Д х)); х) > 0, уг(3) > уг(1 - 1), уг(1) > 0; 31(3) > 0, г,у = 1,п, 1Е [1,Т].
Запишем целевую функцию задачи г-го этапа. ^г(Уг,г(^)} ~ ( Уг~Уг(1,^п)\ = Л4.М-1 иг^1,шп)~ - -^-3 -—- + ^^^+1(аЛуД)) > V (у-ЫгХ'А ; V Д 1 5,(4^") ) г=1 В результате эта задача принятия решения пропорционального распределения ресурсов будет иметь вид Ог(Уг.Л)) = Л4.и-1<{ игл(1,шп) - - }—-+ Д 1 8,Р^) ) г=1 х 7 +ЕЕ Ош^у'Х)) 1 -> тт; г I ' ^А^и^(1) < Г-Д - Д(о?-1)), г = 1~п; 7=1 {УгХ) = УЛ - 1) + З^и^) + сЦ(1)} < Рр(1 - а]Ы' 1)): Ч/Д) = и^,^) > 0, у{(1) > у^1 - 1), уг(1) > 0; 3^1) > 0, м = 1Д, I е [1,Д- Для общего вида задачи принятия решений распределения ресур- сов с вероятностными ограничениями (4.9.8)-(4.9.12) справедлива следующая теорема. Теорема 4.9.1. Целевая функция г-го этапа много- этапной задачи принятия решений распределения ресурсов (4-9.8)- (4-9.12) с условными вероятностными ограничениями является выпуклой вверх функцией на множестве допустимых решаю- щих правил. Доказательство. Будем доказывать по индукции.
При г = п <2„(уг,п(/)) 7/2,71^), •••, Уп,п(Д} - линейная, а следовательно, выпуклая вверх функция. Пусть (^г^Уг.г^У) — выпуклая вверх функция на множестве К/. Докажем, что (^-{(уг,г-1(У)) — выпукла вверх на множестве К}. Из (4.9.14) имеем + ЕЕ^+1Щ?#))}, г=й^1, 1&[1,Т]. г I Рассмотрим у[(1) Е у"У) ^г-1- Пусть ЫЕХУ = (уЕАЕу^ХУ (ГД))" = (уГД),Ум-Д))- Обозначим через значения Д^), ДДД), на которых достигаются ^^(шг~\(у^~1(^)У) и ^^(шг~1,(у^~1(^))") соответственно. По предположению (^{(у 1,1(1)) — выпукло вверх на К/. Покажем, что отсюда следует выпуклость вверх ^^(шг~\у1^~1(^)) на /Д-1- Действительно, у(У1) Е Кг и у"УУ) Е К{. Это значит, что су- ществуют аД+2 Д, , х'^1) и х"ш(1), х"г+2(1),..., х",^) такие, что система ограничений, определяющая АД удовлетворяет- СЯ при У^-1^) = Уг,1-1Х И Х‘Е*) = Хг,^У г=1,п, у = г + 1, п, и также при у^(1) = у”^), г/^-Д) = у'^ХЕ и Хг^У) = х'-^(1), г = 1, п, д = г + 1, п. Следовательно, для \/А 6 [0,1] система ограничений, определяю- щая удовлетворяется при Уг,гХ = ХУгл-1 + С - У1,г-1Х = ХУ'г,г-1 + (1 “ ,
х^(1) = Хх-ЩХ) + (1 - Х)х"ЩХ), 7 = г + 1, п. В силу выпуклости вверх на К} имеем + (1 - жл)) > Ае<<_д)) + (1 - ад(уд)). (4.9.20) По определению у'ц(ф) и у''^1) <Му-,^У) = = <М^-\ (уГЛ)П- (4.9.21) Кроме того, егдг’1л(у-1(/))' + (1 - а)^-1^))") = (мху^ + а - ЖД)). (4.9.22) Из формул (4.9.20), (4.9.21), (4.9.22) следует, что АЛГ1 ЛУ + (1 - А)(уЛДП > > Аедл-1, + (1 - аж1, ог1 лп- Это означает, что выпукла вверх на Лф Но тогда и Ог-1 (?/г,г-1 (^)) = = М^р-^ЛуД), УЛ), • • • ,У»Л)) + г У также выпукла вверх на К/. Теорема доказана. Теорема 4.9.2. Если векторы сф^) и и.ц(ф) статистически неза- висимы от и соответственно и — фиксирован- ные векторы, то среди оптимальных решающих правил много- этапной задачи принятия решений с условными вероятностны- ми ограничениями имеются правила нулевого порядка, т.е. задача (4-9.15)-(4-9.19) имеет решение в детерминированных векторах.
Доказательство. Пусть гп(1 — 1, о?п-1) — оптимальное решающее правило, а — математическое ожидание г = 1,п. Составляющие вектора 2^ = — 1,о/-1) — детермини- рованные величины. Покажем, что в условиях теоремы 6 К. Действительно, гД —1, о/-1) — решающее правило г-го этапа. Это означает, что существуют туДсД-1), ] = г + 1,п, такие, что верно ограничение п < ДД(1 - ак\ к = Т/п. (4.9.23) 1=1 По условию теоремы КДД1 — = КД(1 — &к) — детерминиро- ванный вектор (здесь Рск — вектор-функция распределения состав- ляющих С^). Взяв математическое ожидание от обеих частей неравенства (4.9.23) приходим к выводу, что 2^ 6 /С, т.е. является допустимым решающим правилом. Теорема доказана. Используя выше изложенную теорию найдем детерминирован- ный эквивалент и оптимальное решающее правило для задачи при- нятия решения по распределению ресурсов с принципом выбора пропорционального развития Дёе-4Ь/Ц1 ЩаД) < <Д Д) I Д Ц I к=1 7=1 0,5 < ДД-1) < 1;
Р?{уг(1,шг = уг(1 - 1) + 8^,а>г + с1г(1,1л>г 2)} > > ДД/ *), 0,5 < ДД? х) < 1; ^(1) = Х) > О, у^1) > У1(1 - 1), 2/г(1) > О; 8^1) > О, аЦ,^) > 0, г,] = 1,п, Л € ^ = х*к=1Пк- Эта задача эквивалентна следующей: и{(1) > О, У1(1) > у^ - 1), уД1) > 0; 8г(Р) > 0, г,] = 1,п, 1е [1,Т], где сД) = т_Г Д-1(1 - Д (Дг-1)), △Д) = шГ Д-1(1 — Д(ш1 ~1)), г = 1,п. (Д — 1 Здесь операция т€ покомпонентная. Обозначим через П блочно-диагональную матрицу, составленную из векторов и(1), векторов-строк которые соответствуют огра- ничениям в новых переменных. Пусть вектор А* = (Ад, Ар ..., А^) (Ад = 1, ТУ — число ограниче- ний) — решение выпуклой детерминированной задачи {^ ^ > Г=1 ^=^ )
Оптимальное решающее правило эквивалентной к исходной зада- че можно записать следующим образом и* = П-^Х*дг, Ла = 1. г=0 Это оптимальное решающее правило определяет оптимальные ре- шающие правила исходной многоэтапной задачи принятия решений в условиях неопределенности. 4.10 Многоэтапная задача принятия решений с вероятностным функ- ционалом (Р-модель) Как уже говорилось, в ряде прикладных задач более естественной целевой функцией является вероятность того, что значение целевой функции не будет превышать некоторой заданной величины с задан- ной вероятностью од- Содержательный смысл подобного качества решения в условиях неполной информации определяется стремле- нием оптимизировать вероятность достижения или превышения це- левой функцией параметров управления (объемов производства или суммарного выигрыша от вкладываемых ресурсов) заданного фик- сированного уровня, характеризующего требуемую эффективность многоэтапной операции принятия решений. Рассмотрим следующую многоэтапную задачу принятия решений распределения ресурсов. к тах; (4.10.1) Р({К(?/1(С^),?/2(С^),...,?/п(С^))} <к)= а0, 0,5 < < 1; (4.10.2) {п г ЕЕ-4 х)ик^1) < I 1 > > Д(Х Ц к=1 7=1
0,5 < < 1; Р1 {у№ = - 1) + + (1г^} > Д (^г-1), (4.10.4) 0,5 < а2Цг-1) < 1; гДО = мД,а?-1) > 0, у^) > у{(1 - 1), уД1) > 0; (4.10.5) 5Д) > 0, сД Л) > 0, г,) = ТД Л € 1У = х{=1Пк, I € [1,Т]. (4.10.6) В такой постановке задачи в общем случае порог к также может зависеть от набора реализаций случайных параметров о?. Пусть вектор коэффициентов линейной формы целевой функции п-го этапа нормально распределен с математическим ожиданием и детерминированной корреляционной матрицей V. Пусть он имеет совместное нормальное распределение, то при фиксирован- ном наборе реализаций этих коэффициентов, условное математиче- ское ожидание вектора коэффициентов линейной формы целевого функционала представляет собой линейную комбинацию составля- ющих векторы коэффициентов линейной формы. На последнем п-м этапе имеем ДДДД... ,г/ДоД) < к | ' } = <к - [/^(г/1(^, си-7),... ,Д*Д))] | В соответствии с принятыми допущениями имеем Р{ДуДД,...,у,ДД)) <к\шп '} = &-РД(ЫЛ Д,---,уДД))<М (ДДЖМОД (4.10.7) где Ф(^) — функция распределения нормального закона ТУ (0,1).
Учитывая (4.10.7), получаем 1(^))= тт Ф \а0Хи[ (1;)Уи^))1/2+ Уг,п(1)еКп ь +Р{Ц(У1(г,<Щ...,уД,ссЛ) I ^?" ')} + ячД)]- При (То > 0,5 целевая функция п-го этапа выпукла относительно Уг,п-1Ц\ Таким образом, при принятых допущениях априорные решающие правила задачи (4.10.1)-(4.10.6) могут быть вычислены с помощью методов выпуклого программирования. Анализ стохастической модели, отвечающей массовой проблеме, позволяет разделить процесс выбора решения на два этапа. На пер- вом трудоемком предварительном этапе структура задачи и апри- орная статистическая информация используются для вычисления решающего правила: формулы, таблицы или инструкции, устанав- ливающие зависимость решения от реализованных значений пара- метров условий задачи. На втором нетрудоемком оперативном эта- пе решающее правило и текущая реализация условий, отвечающих исследуемой индивидуальной задаче, применяются для вычисления оптимального плана. Для решения стохастических задач принятия решений при неста- ционарной оптимизации используются известные алгоритмы выпук- лого программирования. Например, метод стохастических квази- градиентов с проектированием, метод проекции стохастического гра- диента или метод стохастической линеаризации. Многошаговые процедуры принятия решений, разработанные на основе алгоритмов нестационарной оптимизации, применимы в слу- чае, когда возможно много (теоретически — бесконечно много) уточ- няющих наблюдений. С этой точки зрения их можно рассматри-
вать как методы решения многоэтапных задач принятия решения в условиях неполной информации с большим числом слабо влия- ющих один на другой этапов принятия решений. Наиболее подхо- дящей для применения подобных процедур будет следующая ситуа- ция. Первоначальное решение принимается в условиях неопределен- ности, вызванной отсутствием информации. Для получения такой информации ставятся эксперименты. На основе результатов этих экспериментов необходимо найти наилучшее управление моделиру- емой системой и, если такая система изменяет свое состояние во времени, проводить соответствующие корректировки этого управ- ления. Применение прикладных многоэтапных моделей может дать хо- роший результат там, где при принятии исходного решения при- ходится учитывать влияние многочисленных случайных факторов и имеется возможность компенсировать влияние этих факторов за счет дополнительных мероприятий, не включаемых в исходный план: организация дополнительных перевозок продукции, маневра ресур- сами, введение в действие дополнительных мощностей и т.д. С этой точки зрения многоэтапные задачи могут найти применение при планировании запасов, при определении выпуска продукции массо- вого спроса, на объем потребления которой влияют трудно прогно- зируемые факторы (например, мода), в сельском хозяйстве, а также при долгосрочном планировании развития и размещения производ- ства.
4.11 Двойственность в многоэтапном стохастическом программиро- вании Для построения апостериорных решающих правил многоэтапных задач стохастического программирования можно использовать двой- ственные задачи (Л-задачи) при достаточно общих предположени- ях относительно структуры исходной модели. В процессе построе- ния двойственной задачи для многоэтапных моделей стохастическо- го программирования приходится неоднократно пользоваться обоб- щениями теоремы о минимаксе. Джон фон Нейман доказал теорему о минимаксе тахтт/(х, у) = тттах/(х, у) хЕХ уЕУ уЕУ хЕХ для простейшего случая, когда /(гг,т/) — билинейная функция на XхУ,а X иУ — конечномерные симплексы. Вальд и другие авторы обобщили теорему фон Неймана для множеств X и У, принадлежа- щим некоторым бесконечномерным пространствам. Кнезер, Фань Цзи, Берж и Никайдо распространили теорему о минимаксе для вогнуто-выпуклых функций, соответствующим образом полунепре- рывных по х и у. Наиболее общие результаты в этом направлении получены Сайоном. Введем следующие определения: Определение АЛАА.Функция /(х,у) на X х У квазивогнута в X, если при любом у е У и любом вещественном с множество {ж | /(х, у) > с} выпукло. Определение 4.11.2.Функция /(х,у) на X х У квазивыпукла в У, если при любом х е X и любом вещественном с множество {у | /(х, у) < с} выпукло. Определение 4.11.3.Функция /(щцу) на X х У квазивогнуто-
выпукла, если она квазивогнута в X и квазивыпукла в У. Пусть X — область определения аргумента х, а Г — область зна- чений функции /(гг). Подмножество \х, /(ж)] множестваХхР назы- вается графиком функции (отображения) /(гг). Пусть Ь — множе- ство предельных точек всех последовательностей образов в графике отображения, соответствующих пути х х$, а Е(хф) — множество образов точки х$. Определение А,Функция ф(х) полунепрерывна сверху вх$, если Ь С Г(хф), и полунепрерывна снизу вх$, если Е(хо) С Ь. Если ф(х) полунепрерывна сверху и снизу, Е(хф) = Ь, и функция непре- рывна в хо. Функция полунепрерывна сверху (снизу) на множестве X, если это свойство имеет место для всех х е X. Определение 4.11.5. Функция ф(х,у) на X хУ является полу- непрерывной сверху - полунепрерывной снизу, еслиф(х,у) полуне- прерывна сверху по х для каждого у е У и полунепрерывна снизу по у для каждого х е X. Приведем без доказательства следующие обобщения теоремы о минимаксе, принадлежащие Сайону [375] и Фань Цзи [145]. Теорема 4.11.1.[375] Пусть X и У — выпуклые множества, одно из которых компактно, а ф(х,у) — функция на X хУ квазивогнуто-выпуклая и полунепрерывная сверху, полунепрерыв- ная снизу. Тогда выполняется вир т! /(х, у) = т! вир /(х, у). (4.11.1) хЕХУеУ У^у хЕХ Теорема 4.11.2.[375] Пусть X и У — произвольные множе- ства, а функция ф(х, у) вогнуто-выпуклая на X хУ. Если для лю-
бого с < тп! вир /(х, у) (с > вир т€ /(х, у)) у^у хеХ хеХУ^у существует такое конечное подмножество А С X (В эУ), что для любого у Е У ( х Е X) найдется х* Е А (у* Е В), удовлетво- ряющий неравенству ф(х*,у) > с (ф(х,у*) < с), то имеет место соотношение (4-11-1)- Теорема 4.11.3.[145] Пусть X (V) компактно, У (X) — про- извольное множество, а ф(х, у) — вогнуто-выпуклая функция на X х У. Если ф(х,у) — полунепрерывная сверху по х для каждого у ЕУ (полунепрерывная снизу по у для каждого х Е X), то имеет место соотношение (4-11-1)- Теорема 4.11.4.[145] Пусть X и У произвольные множества, а ф(х,у) — вещественная почти периодическая функция на X хУ. Тогда равенство (4-11-1) имеет место тогда и только то- гда, когда для произвольного е > 0 и любых конечных множеств А С X и В С У существуют такие хо Е X и уо Е У, что ф(а,уф) — ф(хо,Ь) < е ( а Е А, Ь Е В). В частности, если ф(х,у) вогнуто-выпукла, то (4-11-1) справедливо. В дальнейшем, при формировании Л-задачи, будут использованы следующие утверждения. Лемма 4.11.1.[145] Пусть существует функция х*(щ) Е Х(х), являющаяся для каждого ш решением задачи зир Тогда имеет место соотношение /вир /(сщх(щ))ф = вир / /(щгг(х))ф. х^ЕХ^) х^ЕХ^Ц
Лемма 4.11.2.[145] Пусть ф(х, у) квазивыпукла наУ и для каж- дого у е У существует функция = 8иржбХ/(х, у). Тогда квазивыпукла по у на У. Перейдем к построению А-задачи, двойственной к следующей за- даче многоэтапного стохастического программирования т! У (4.11.2) о У^(^Лхп)<1ркк_, > ЬкЩ-1), к = 1,...,п, (4.11.3) о хк е к = 1,...,п. (4.11.4) Обозначим Хк,п = {А/ДЛ 1),..., А,,^"1)} и введем рекуррентным образом функции ДДси", А"-/г+1,"): ^к+1\ш,хп-к-\Хп-к’п) = = (Хп-к, Ъп-к) - зир (Ан-/., 'фп-к) - Д^ , (4.11.5) Хп — — к где ф^аУ, хп) = фо(соп,хп). Теорема 4.11.5.[197] Пусть функция фо(аУ, хп), определяющая целевой функционал многоэтапной стохастической задачи (4-11-2)- (4-11-4), квазивыпукла по хп е СУ при каждом аУ е а ком- поненты вектор-функции хк), к = 1,...,п; определяющих ограничения многоэтапной задачи стохастического программиро- вания, квазивогнуты по хк е Ск при всех хк е С1к. Тогда функции ф$к\оУ, хп~к, к = 1,... ,п квазивыпуклы по хп~к е Сп~к для всех аУ е П и > 0 и вогнуты по > 0 при любых аУ е П и хп~к е СУ~к. Доказательство. Рассмотрим Д1’^”, жп-1, Ап) = (Ап, Ьп) - зир [(Ап, фп) ~ Фо] хпЕСп
Из определения -0® и леммы 4.11.2 следует утверждение теоремы для к = 1. При к > 1 утверждение легко доказывается по индукции. Теорема доказана. Теперь приведем основной результат. Теорема 4.11.6.[197] Пусть функции и фк(а)к\хк), определяющие условия многоэтапной задачи (4-11.2) - (4-11.4), удо- влетворяют условиям теоремы 4-И-5, о соответствующие функционалы Лагранжа удовлетворяют какому-либо из обобще- ний теоремы фон Неймана. Тогда двойственная задача (К-задача) может быть представлена в виде зир [ Ап(а?п-1))ф. (4.11.6) А">0 7 о Доказательство. В принятых обозначениях рекуррентные фор- мулы могут быть в соответствии с леммой 4.11.1 и теоремами о ми- нимаксе переписаны в виде й'пЦ" 1,хп А = зир / {(АП,Ь„) - вир [(А„,^„) - Ао]}йр"-1 = ап>о7 хпесп о = зир [ч$\шп,хп ХП>0 .1 --п вир [(Ап-1, А«-1) зир ( /2^Рп-а\ }<*Рп-2 = Ап>0 .1 Оп-1’п - зир [(А„_1, ^„-1) - АоЧ] }^Рп-2 = Хп — 1 ЕСп-1
= зир / 'ф^\шп,хп 2,Хп 1,п)11р^_2. Дп-1,п>0 .] ^п~1,п Аналогичным образом получаем зир [ {(Хп_к,Ьп-кЕ Хп~к’п>0 Л ^п-к,п - зир [(А„-ь -фп-к) - }(^р^к-1 = Хп — к^Сгп — к = зир [ Дп-А:,п>0 ^п-к,п Полагая к = п — 1, получаем 51 = зир [ 'фо1\шп, Ап(оА-1))ф. А" >0 л о Следовательно, задача (4.11.6) является двойственной к задаче (4.11.2)-(4.11.4). Условия теоремы 4.11.5 гарантируют вогнутость Ап) по Ап > 0 для всех шп Е П. Теорема доказана. Таким образом, если удастся решить на каждом этапе задачу вида зир / (Хп_к, ’Фп-к) ~ Фп-*+1> к = 0,1, • • •, п - 1 Хп — к ^Сгп—к ^п-к,п (4.11.7) (а эта задача в силу оговоренных свойств функций и яв- ляется задачей выпуклого программирования), то в соответствии с приведенными выше утверждениями получим выражения для ре- шающих правил хк(шк) задачи (4.11.2)-(4.11.4) в зависимости отоА, хк~г и Ешк+1,пХк,п1 т.е. в виде хк = ^к,хк-г,Ешк+^ХКп), (4.11.8) где ХКп(1рпк.
Исключив хк из выражения для и решив Л-задачу (4.11.6), по- лучим искомые выражения для решающих правил исходной зада- чи стохастического программирования подстановкой оптимальных значений Ап(о?п-1) в (4.11.8). Используем полученные результаты для построения двойствен- ной задачи к многоэтапной задаче квадратичного стохастического программирования вида: п Еыф0(шп, Щ = Еы У2 [ЦД (Л>г + а.;(Л)] т€, 1=1 (4.11.9) Ешк | с^-1] = (4.11.10) Здесь 7Афа?г) почти при всех реализациях случайных параметров симметричная положительно-определенная матрица размеращ хщ; А^(а)к) — случайная матрица размера х пд щф/) и ^(оЛ-1) - случайные векторы размерности гц и соответственно. Предпо- ложим, кроме того, что матрицы Пфшф и А^(шк) удовлетворяют требованиям, при которых все интегралы в (4.11.9) и (4.11.10) суще- ствуют. Функция 'фо(шп,хп) выпукла, а вектор-функции хк) линейны. Выполнены также условия теоремы 4.11.2. Следователь- но, условия теоремы 4.11.6 соблюдены и можно построить для за- дачи (4.11.9)-(4.11.10) Л-задачу. Используя формулу (4.11.5), запишем выражение для А„) : п Фо (^ 1 % 1 \Ф) — Л ш! \ (АпАп^Х{ -Ь х,- 1Ахг 4~ сцхф —
п—1 (4.11.11) Безусловный минимум квадратичной формы в последнем члене вы- ражения (4.11.11) достигается в точке ггп, в которой градиент равен нулю. Следовательно, имеем в соответствии с (4.11.7) и (4.11.8) хп^п) = ) [АпИДАДсЛ + (4.11.12) Подставляя значения хп(шп) в (4.11.11), получим п—1 + У^(ап41пг^г 4“ Х{ П{Х{ Ч- СЦХ^. г=1 Пользуясь рекуррентными соотношениями (4.11.5) и выполняя пре- образования, получим двойственную задачу к многоэтапной задаче стохастического программирования (4.11.2) - (4.11.4) (4.11.13) Пусть А*п(сдп х) = {А1, А^сс;1),..., А^71 х)} — решение задачи (4.11.13), тогда можно получить оптимальные решающие правила исходной многоэтапной задачи квадратичного стохастического про- граммирования ДЩ) = -|д-1(Д)^+1, ^Х^^А^ + а^) . 3=к (4.11.14)
Рассмотрим интересный частный случай, подсказанный Э.В.Цоем и исследованный в работе [204]. Пусть целевой функционал задачи (4.11.6) может быть представ- лен в виде $(А”) = У о причем — вогнутая дифференцируемая функция относитель- но составляющих Ап(о?п-1) и компонент вектор-функции Ап+1(о?п). Рассмотрим конечномерную задачу вогнутого программирования вир Дп)(Ап+1,/1"), (4.11.15) /лп>0 где Ап+1 = Д Хп+1(шп)(1/р, цп = {//1,..., цп}, г = 1, п — «^-мерные векторы. Пусть /Г — решение задачи (4.11.15). Подчиним структуру функционала Цд^ дополнительному условию У(^а„+1Д"\а„+1 I И),/Л, Ап+1И) - А„+1Цр = 0. (4.11.16) о Имеет место следующее утверждение. Теорема 4.11.7.[204] При принятых допущениях относительно структуры целевого функционала детерминированный вектор ц*п — решение конечномерной выпуклой задачи (4-11.15) — явля- ется решением задачи (4-11-5). Детерминированный оптимальный план в общем случае явля- ется не единственным решением задачи. Все оптимальные планы представляют собой (при сделанных допущениях) наборы функций Ап(о?п-1) > 0, удовлетворяющие уравнению л^Алы^)лпиЛ) = ^п)(а„+1,/х"). Апостериорные решающие правила /с-го этапа х& = х^(хк) опре- деляют оптимальный план этого этапа в зависимости от реализации
параметров условий задачи до к-го этапа включительно. Однако оптимальные оценки условий к-го этапа Х& = зависят от реализации случайных исходных данных до {к — 1)-го этапа включи- тельно. Это значит, что для выбора решений, связанных с оценками условий, нет необходимости ждать получения текущей информа- ции, а можно ограничиться информацией предшествующих этапов. 4.12 Примеры прикладных задач многоэтапного стохастического программирования Многие задачи управления, планирования и проектирования в усло- виях риска и неопределенности описываются моделями многоэтап- ного стохастического программирования. Проблемы перспективно- го планирования развития хозяйственных систем и управления бое- выми операциями, вопросы планирования экспериментов и регули- рования движения космических объектов могут быть рассмотрены как многоэтапные стохастические задачи программирования со ста- тистическими, вероятностными и жесткими ограничениями. Примером многоэтапной задачи стохастического программирова- ния с вероятностными ограничениями может служить задача пла- нирования добычи, обработки и хранения нефти, исследованная в работах [71], [368]. Рассмотрим модель, следуя [203]. Пусть период планирования может быть разделен на ТУ этапов. Введем следующие обозначения: Хд — искомый объем добычи нефти на д-м. этапе; Сд — затраты на добычу тонны нефти на д-м этапе; Гд — транспортные издержки на перевозку тонны нефти на д-м этапе; Уд — запас добытой нефти к концу 7-го этапа;
У] = |(%-1 + — средний запас нефти на ^-м этапе; — затраты на хранение нефти на д-м этапе; — доход от продажи тонны нефти на д-м этапе; Ьд — спрос на нефть на д-м этапе. Предположим, что известна функция распределения случайного спроса на добываемую нефть ф = Общие издержки, связан- ные с добычей, перевозкой и хранением нефти на ^'-м этапе выра- жаются соотношением (с? + + </;//,. В качестве целевой функции естественно принять максимум мате- матического ожидания прибыли за весь плановый период {п 12 [8зЬз ~ - ЧзУз] [ • 1=1 ) Спрос на каждом этапе планирования ограничивает наличный запас нефти снизу заданной величиной уш{п, а т/тах характеризует емкости для хранения запаса, тогда запас нефти к концу ^'-го периода равен 2 2 уо+У2^ _ 12^- г=1 г=1 Поскольку предполагается, что к началу ^'-го этапа спрос на преды- дущем (д — 1)-м этапе уже известен, задачу планирования добычи, обработки и хранения нефти целесообразно ставить как многоэтап- ную задачу стохастического программирования с условными веро- ятностными ограничениями. При этом характерны два типа огра- ничений, обусловленные спросом на нефть {2 1 Уо + У2(ж» _ - У|ш" I Ъ1' • • • ’ [ - Ур (4.12.1) г=1
(4.12.3) (4.12.4) (4.12.5) Г ы Р <У0 + 1Д - 61) > Утт | 61, ... , 61У-1 и связанные с емкостями хранилищ {1 1 УО + Ю < Утах | 61, ... , 6,-1 ? > О^\ (4.12.2) г=1 (1) (2) где у и ау предполагаются заданными. Модель планирования добычи и хранения нефти, максимизиру- ющая прибыль за плановый период во введенных терминах и обо- значениях может быть представлена в виде [3^ - (с.; + , 1=1 ) < Р{Уо + Х\~ЪХ> утт} > оД, Р {Уо + < утах} > а^\ Р{У0 + Ж1 +Ж2 - Ьг - Ь2 > утт | 61} > ДДбД Р{уо + Х1+Х2-Ь1-Ь2< Утах | 61} > Д2)(61), > оД(61, • • -,6лГ-1) Р 5 УО + “ М < Утах | 6Ъ ... , 6лГ-1 > > сД(61, . . . , 6дГ-1) I 1=1 ) (4.12.6) Таким образом, план определяется априорными решающими пра- вилами многоэтапной задачи стохастического программирования с условными вероятностными ограничениями. В работе [368] пред- ставлена стохастическая модель оптимизации процесса переработки нефтепродуктов и приводится алгоритм решения задачи, основан- ный на методе случайного поиска [137]. Рассмотрим многоэтапную задачу стохастического программиро- вания, детерминированный аналог приведенной ниже модели иссле- довался в работах [118], [340]. Сформулируем задачу планирования работы промышленного предприятия в условиях, когда некоторые
параметры имеют случайный характер; стохастическая модель мо- жет применяться для отраслевого планирования, а возможно, и для планирования на более высоком уровне. Основные результаты, при- веденные ниже, получены в работе [120]. Пусть Ак — матрица технологических способов производства раз- мерности т х п в к-м плановом периоде; Ьк — т-мерный вектор спроса на продукцию, выпускаемую дан- ным предприятием в к-м периоде; ск — п-мерный вектор издержек на использование технологиче- ских способов производства в /с-й период; хк — множество возможных интенсивностей использования тех- нологических способов производства в к-м периоде. Исходя из тех- нических и экономических прогнозов, определяются А\ Ьк, с\ хк для периодов /с = 0,1,...,ТУ — 1. Статистический подход к решению задачи планирования произ- водства на X периодов в детерминированном варианте описывается традиционной моделью программирования шш(с\^), (4.12.7) Акхк = Ъ\ к = 0,1,..., ТУ - 1, (4.12.8) хк е Хк. (4.12.9) Специфика динамической модели планирования производства со- стоит в том, что учитываются продукты оставшиеся на складе, бла- годаря возникшей невязке, и которые могут быть использованы для реализации в следующие плановые периоды. Введем вектор невязки ук+г для /с-го периода у1 = - А°х°.
Пусть у1 < 0, т.е. в связи с перепроизводством возникли запасы, то- гда невязка в системе ограничений для второго этапа планирования имеет вид у1 = В1 у1 + Ь1 — А1х1, где Вк — диагональная матрица размерности т. Ненулевые эле- менты Ьк{ матрицы Вк отражают какая часть продукта г-го вида, положенная на склад к началу к-го периода, останется годной для продажи к концу этого периода при ук < 0 и какая часть спроса, не удовлетворенная в (к — 1)-й период на продукт вида г, останется к к-му периоду. Если планировать работу промышленного предприя- тия так, чтобы для реализаций случайного параметра ш спрос был удовлетворен, т.е. наложить ограничения на невязку типа ук < О (почти всюду), а издержки от хранения готовой продукции на скла- де в /с-й период даны в виде т-мерного вектора ук (вообще говоря, тоже случайного), то линейная многоэтапная стохастическая модель перспективного планирования производства примет вид (IV-1 \ /ту \ скхк I - Е I // I 1Ш11' (4.12.10) /с=0 / \/с=1 / У+1 = вкук - Акхк + Ьк, /с = 0,1,..., IV - 1, (4.12.11) ук < 0 (почти для \/с<? € П), (4.12.12) Екхк = <1к, хк > 0, к = 0,1,... Л - 1. (4.12.13) Ограничения на интенсивности использования технологических спо- собов производства задаются соотношениями (4.12.13). Принцип мак- симума, который может быть использован для решения детермини- рованных дискретных динамических задач, исследовался в работах [20], [214]. Стохастический случай рассматривался в работах [204],
[206], но при этом было получено только необходимое условие опти- мальности решения. В сложных ситуациях выбор решения, как правило, производит- ся в условиях риска или неопределенности. Недостаток времени не позволяет откладывать решение до получения полной информации об условиях задачи. Однако последовательное накопление инфор- мации оставляет возможность со временем корректировать и посте- пенно совершенствовать решение. Рациональное предварительное решение, как и промежуточные корректировки, должны учитывать прогнозируемые значения статистических характеристик ещё не ре- ализованных случайных параметров условий задачи. Формальными моделями анализа сложных динамических систем являются много- этапные задачи стохастического программирования с безусловными или условными, стастистическими, вероятностными или жесткими ограничениями. 4.13 Многоэтапные модели принятия решений распределения ре- сурсов в условиях неполной информации. Предварительные ре- зультаты Рассмотрим следующую модель принятия решения распределения ресурсов в условиях неполной информации . тУп^^У) -> тГ, (М8Р) < Ч{ Е АДДиД) < сДД) | Л 4 > Д Д Ц I 7=1 ) 3 = 1, п, сфдд) । д-1) = удд -1, Д) щд + адд) । д» шя । д-1)} > ддд-1),
Уг&М1) > уг^ ~ 1,о/),7/г(1,о/) > О, щ(Д) > О, 3^(1, А) > О, С{(1^ С</) > О, шг е СЦ = х ГД, г = 1,пД е [1, Т]. к=1 Здесь — некоторые пространства элементарных событий г-го этапа; Р = (о?1, о?2,... , о/) — вектор в пространстве размерности г; символ х означает декартово произведение. Пусть Сс?°° (Е П°° = х ГД; к=1 = (сД, о?2,..., Р. ...)— последовательность случайных событий. Обозначим пространство последовательностей Г7°° через О. Пусть на Г7 задана вероятностная мера Р. Тогда определим меру Рк на &к следующим образом: Рк{А) = (Л х ГД+1 х ••• х х ...) для любого А с Пк. Далее, введем условную вероятностную меру Р& на ГД : Рк(А | оЛ1 ЫА х С) Рк^к х С) для любых А С ГД; С С &к 1 Пусть 12 — а — алгебра случайных событий на ГД тогда (ГД Е, Р) — вероятностное пространство. Если рассматривать задачу принятия решений распределения ре- сурсов в условиях неполной информации с принципом выбора рав- номерного развития направлений (объектов), то ее можно записать в следующем виде.
(М8Р) < = { (В^) _ Ы, , ./ р1{ Е ДЩ-ЩЛ) < ДА | Л"1} > а|р-х), 11=1 ) ] = 1,п, р2^(№) |^-1) = Уг((^-1,^) щд + адД) | Д1Д(О+ +<ША)р-1)}>а^Л Уг(1,шг) > Уг^ ~ 1,а/),т/г(1,о/) > О, щ(^) > О, 5^, Сс/) > О, Сс/) > О, шг е СЦ = х ГД, г = 1,пД е [1, Т]. к=1 Для полной формализации задачи М8Р необходимо задать вид зависимости решений задачи г-го этапа и{(1) от случайных парамет- ров [12]. Мы будем предполагать, чтощ(^) = о/-1) для г = 1, ос, т.е. рассматривать задачу в априорных решающих правилах. Пока- жем, что задача в апостериорных решающих правилах может быть сведена к задаче М8Р. Действительно, пусть и^(1) = т/ДД сд7). Рассмотрим задачу (М8Р') < р1{ Е А/А < сДД) | Е > ДД х), I ^=1 ) Р2{уМ1^ | ш1-1) = - 1, Д | с?-1) + 8^1, аР) | ш1-1)и^+
Уг(1^ > Уг^ ~ 1, а/),?д(1,^г) > О, щ(^) > О,5Д/:,Сс/) > 0,д(/:,Сс/) > О, ^еО2= х <Лк,г = 1, осД 6 [1,Т], к=1 где иг-1(1, о/-1) при г > 2, П1(^, д°) при г = 1, уДДД при г > 2, < О при 2 = 1, < Ау Д Д при > 2, = < О при = 1, а д(7.д()) — некоторая числовая константа. В этих условиях реше- ние задачи М8Р7, начиная с д = 2 будет давать решение исходной задачи в апостериорных решающих правилах [25]. Для модели принятия решения распределения ресурсов с принци- пом выбора равномерного развития направлений (объектов) задача г-го этапа может быть записана в виде г /ш^дду-1)) - Д"ДДДО)| шт, |Д уг(шг Д / к у^шг V У ) ' г 2 Э Ч{ Е ДИД-Д^) < Сг^,^г) I ^г-1} > 11=1 } г = 1, ос, р2{^((^,Л) I Л-1) = уг((/-1,Л) ЩД + адД) I ^-1ыщ +Д(2 Д I > ХД-1), (МЗР') <
Уг&М1) > Уг^ ~ 1,а/),7/г(1,о/) > О, > О,5Д^,Сс/) > О,сф^,Сс/) > О, Р е = х ГД, г = 1, сю,I е [1,Т]. к=1 Будем далее обозначать через и°° = (пД^, о?0, сс1,..., сР 1 бесконечную последовательность измеримых вектор-функций. В качестве функционала Р задачи М8Р будем рассматривать формы вида (М8Р-М) МР(у(1, о/-1)) = М Р (у1(1, сР~х\у2(1, а/-1),уп(Ъ, Сс/-1))—М-задача. (М8Р-Р) р[(Р\у(1, ^г-1)) = Р(.У1 (Л ^г-1), • Уп(1, ^г-1)) > к} — Р-задача. Для модели принятия решения распределения ресурсов с прин- ципом выбора равномерного развития направлений (объектов) це- левые функционалы для М и Р задач будут иметь вид (М8Р-М) М ~ )) - М-задача. (МЗР-Р) р{((№Чз;у-1’) - с >*} -р-эд™. Для того, чтобы задача М8Р была совместна, необходимо, чтобы для любого г множество К,.У \и- \4)) = |иД) > 0 | > 0, к = 1,оо, сЛ,^г) I >сч№ Ц • • •, 7=1 тЦЕ+ у; Аг+к.3и^ < сг+к(1^+к) I Л+*-1] > 7=1 7=«+1 > щ+к(ш1+к~х)Ук = 1,00, Ш.;+1, ... ,ш„,. . . }
было непусто при любых фиксированных о/-1 и (индуциро- ванные ограничения). Если множество Й4 0, то и О для любого г = 1, ос [96]. Кроме этого, потребуем, чтобы функционал Р был ограничен сверху [66]. Введем множества Км и Кр КМ = = (161 (^), • • •, М^)> • • •) I М^) > 0, \/г, / Р(у1(^,Р~1\у2^,Р~1\ ... ,т/п(А^г-1)ф СХОДИТСЯ|, Кр = = (иД),.. . ,ыД), • • •) | иД) > 0,\/г, • • • ,Уп(Л^г1)) сходится при € П00}. (4.13.1) В этом случае множеством планов задачи М8Р-М будет множе- ство Км = К\ П Км, множеством планов задачи М8Р-Р — множе- ство Кр = К\ и кр. —р Обозначим через К множество КР = {и00 | щ(1) > 0, \/г, сходится равномерно посс?00^. (4.13.1) Можно сказать, что Кр С КР. Из теоремы о почленном интегри- ровании [57] следует, что КР с Км. Таким образом, ограничения задачи М8Р-Р более сильные, чем у задачи М8Р-М. Справедливо следующее утверждение Лемма 4.13.1. Кр С КМ- Пусть К = Кр. Рассмотрим вопрос о представимости задачи М8Р задачей А(щ(А^г),7/2(С^г), • • • ш1, Ш - МБР') г г - . - . 1 . . . Р1{ Е | а;-1} > аК^-1), 11=1 у
р2{у^,Л) | Л-1) = Уг((/-1,Л) дЖ + бЖД) р-1ы*)+ +<Ш,Л | ^г-1)} > а^Ж1), Уг^^1) > Уг^ ~ 1,а/),^(1,о/) > О, щ(Т) > О, 5^, ^г) > 0,<д(Т,Сс/) > О, шг е = х Од.,г = 1,п,7 = 1,п,т е [1,Т]. к=1 Определение 4.13.1. Будем называть задачу М-МБР е-представлением задачи МБР, если решение задачи МБР при до- полнительных ограничениях П1(Т) = ^°)- п2(^) = п2(^,сУ), (^) — ), обозначенное через гб°°(Т) = (161 (Т), и^\ .. .ип, ип^,...) таково, что -Р(и°°(Р))\ <6, где ип(1) = .. .ип(1))— решение задачи Ы-М8Р, агб°°(Т) — решение исходной задачи М8Р. Если (4.13.1) сходится, то для любого е и любого о?00 существует 7У(г,ссР°) такое, что Ц-ЖЖ У2^), • • •, уп(18)|| <е- Если (4.13.1) сходится равномерно поо?00, то не зависит от аР° (ТУ = Л^(е)) и имеет место теорема: Теорема 4.13.1. Если К(щ(Т, а?г-1, У2^^ ^г-1), • • •, Уп(1,Сс?г-1))? г = 1,п сходится равномерно по8х для щ(Т) е К, то задача МБР
на множестве К е-представима п-этапной задачей 1У-М8Р, где Ы = ТУ (г) для \/б. Иначе говоря, смысл теоремы 4.13.1 состоит в том, что для лю- бого е существует такое число ТУ, что решение задачи У-М8Р, под- ставленное в задачу М8Р, будет давать не более, чем е - отклонение значения функционала от оптимального. 4.14 Существование полубесконечномерного эквивалента для моде- ли М8Р-М Рассмотрим теперь полубесконечномерный эквивалент задачи Т-го этапа модели М8Р-М. Обозначим функционал задачи М8Р-М через <аД°Д)) = М^ДуДДЛуг^ДД, • • • ,уДДД)]д = 1,П, функционал задачи Т-го этапа М8Р-М-1 через = 9У) = Мш°о (ДуД, ш1, у2(1, уп(1, Д) | Д1 = ЛД ДД) = и^(1)-,иг°ух8) = ДД*)), где ДД = (ик^У • ,ип^,ип+1^у = ДД и’ДД ДД)), = (Д1; ДД)ДД)). Условия задачи Т-го этапа имеют вид: __________________ ____ г-1 р^дгддд < сддд д - Длд;) > 2=1 > Д ДД, (4.14.1) Р2|уг(Л^-1) = Уг^ - 1Д-1) + 5,Дг,^-1)«г(Л^’_1) + 4-йДй/-1)} > Дд-1),
уЛ,сЭ~г) > уЛ~ 1Д-1), ?д(1, Л-1) > О, И;(Д-1) > О, 5Д,Шг-1) > О, Сг(/,Шг-1,^г) > О, / е [1,Т]. Пусть «1? 6 С Тогда рассмотрим задачу тГ^ДД);^), илг) < — — г-1 _ (4.14.2) А^и^сЭ-1) < - ^2 А/Ч/, < ^'=1 у^,^-1) = Уг(1 ~ 1ДД + 5Д, ЛДиД ЛД + ФД^А1), З/ДсА1) > УЛ~ 1,^-1),Уг(1,^^1) > О, г/Д,^-1) > 0, 3^{1,шг-1) > 0, сД, шг-1 Д) > О, I € [1, Т], 9г = (ЛД ДД); Д°Д)), где знак ( ) означает фиксированные параметры. Пусть ^(аДси1-1)) — множество подмножеств таких, что &г е 2^) равносильно Д = 0; □ (Д \ 0Д и Д(0;) = од, где Р{ - введенная вероятностная мера на СЦ. Рассмотрим теперь задачу Ы </?ДД, ©ДЯД (4.14.3) ©дхДоДсД-1)) где ^(^,0^)— решение задачи (4.14.2). Имеет место следующее утверждение: Теорема 4.14.1. а) Если существует — решение задачи принятия решений (4-14-3), то 0^) — решение задачи г-го этапа МЗР-М-г; б) Если существует щ(б)-решение задачи принятия решений г-го этапа, то выполняется
при любом <Э} е и существует — решение (4-14-2), при- чем Доказательство. а) Доказательство от противного. Пусть существует точка и* (б) ф и^дб), такая, что _____________________ ____ 1—1 с1 Л-1) < сЛ, > 7=1 > Д(ЛЩ (4.14.4) Р^уЛ, ЛД = уЛ - 1, Л-1) + 8Л, ЛД + +йД Л”1)} > ДД-1), уД^”1) > УЛ~ 1^г“1),Уг(1,^“1) > О, щ(Да;г_1) > 0, 8{(б Сс?г-1) > 0, Сг(1, Сс?г-1, Ш1) > ОД е [1, Г], Рг(и*(г,бг)) > (рг(иг^,е^). (4.14.5) Поскольку выполняется (4.14.4), то существует множество 0* та- кое, что для любого 1? е 0* ____ ____ г-1 А^и^ср-1) < сД, ЛД й) - УЩдД), 7=1 у{^,ш^~1) = ут{1 - ДсД-1) + + ^(^а;^1), и мера РД0*) = С1г(^г_1)- Из последнего получаем, что и*(б) — допустимый план задачи (4.14.3) при 0 = 0* е Х^(о:^(сс?г_1)), следовательно, (^(Щ*(^Д)) < ^(щ(^, 0г)).
Из Д(0*) = оц следует, что <АОД,0г)) < т{= &<У) = ©^Е^ДаДсЛ-1)) Таким образом, получаем: что противоречит (4.14.4). Следовательно, щ(/;, 0«) — решение задачи (4.14.3), такое, что (^(щ(^,0г)) = б) Допустим существование множества 0* 6 2ДоДсР-1)), т.е. 0* С ОдР(0*) = аД^т). Если предположить при этом < ^(^(^9*)), тогда -и*(^,0*) по определению будет являться допустимым пла- ном задачи М8Р-М-1, улучшающим решение щ(/:), что противоречит условию теоремы. Следовательно, при любом 0 е /^(оДсР-1)). ^(щ(^),^"1) < ^(щ(^, 0)). (4.14.6) Рассмотрим теперь множество 0«, такое, что для любого 1? 6 0^ выполняется 1 — 1 ЛДгД(^), 7 = 1 ^(^сД-1) = у^1 - ДсД-1) + + оД^сД”1), тд^сД-1) > у^1 - 1,^-1),^(1,^-1) > О, щ(^,Сс?г-1) > 0, 8г(1, Ср-1) > 0, Сг(1, сР-1, Сс^) > ОД е [1,Т].
Это множество существует в силу существования решения задачи (4.14.1), т.к. при этом /ДАДД, Д-1) < > Д Д-1), 3=1 /ДуДД-1) = - 1, Л-1) + 8{(1, ЛДиД ЛД+ 4-сДД-1)} > ДД-1). Тогда йу(^) — допустимый план задачи (4.14.2) при Д е 0д и ^ДД^Л)) < ^(щД,0г)). Но, так как 0 е х)), то по (4.14.6) ^(щ(^), 6Д) > (ДщД, 0г)), и, следовательно, ^(Д(^), ^)) > ^(щД,0г)). Теорема доказана. Теперь мы можем записать полубесконечномерный эквивалент задачи М8Р-М МтшЯ»М1(Д Щ, 000^00 Ц) I ) А^и^,^1) < Ау-иДД-1), 7 = 1 Уг(1, 1Д) = уД-1, 1Д)+6Д, 1Д)+оД, -Д), (81Р—М) < Д/Д-1) > у^ - 1Дг-1), Д1Дг-1) > О, > О, > ОА € [1,73, е Вг, & е 0г = X 0Ь к=1 0°° = X ®к, к=1 0 е Д(агДг=1)). Для модели принятия решения распределения ресурсов с принци- пом выбора равномерного развития направлений (объектов) детер-
минированный полубесконечномерный эквивалент при данной по- становке будет иметь вид ш V уг^г) /V д- V 77 У’ А^ид(1,'дг~1) < - 52 ЛдгбД^,^-1), 7=1 Уг&= уг(1 - 1,+ 8^1, тР^и^р 1?г-1) + 1?г-1), > у^1 - > О, < щ(1, > о, сДг, ^) > о, >ол е [1,Т], 1?г е ег, г е ег = х 0Ь к=1 е°° = х ек, к=1 0 6 Хг(аг(Г=1)). Теорема 4.14.2. Задача 31Р-Мявляется полубесконечномерным эквивалентом задачи М8Р-М в смысле выполнения условий а) и б) теоремы 4-14-1. Доказательство. Действительно, пусть существует и^б) и(^^ 0°°), такое, что для любого г выполняются г—1 Ац-г/Д,^-1) < сЛД-1, Д - 7=1 = уЛ - 1Д-1) + + (1Л,согЛ и Д(у1^,^г_1),У2(^^1), • • . ЛДД-1))} > > [з(уЛ,а;‘~1\У2^,^г~1), • ,уД V1))}, где 0°° = х <Эк. к=1 Тогда существует такое щ(^), что щ и(1, 0г) •
Из Р^оо Д 0 и (4.14.4) следует, что для любого г справедливо неравенство Р(0«) 0. Зафиксировав для к ф г внутри множества 0^, мы получа- ем одноэтапные задачи принятия решений в условиях неполной ин- формации и полубесконечномерными задачами принятия решений с отличающимися решениями, что противоречит условиям теоремы 4.14.1. (Условие б) доказывается по той же схеме.) Что и требовалось доказать. Теорема доказана. Рассмотрим теперь М8Р-М модель принятия решений при усло- вии, что решение ищется в апостериорных решающих правилах, т.е. щ(^) = щ(^,о/) или щ(^) : № Ктг При фиксированном 6 ГГ-1 мы получаем, что иг(к) е х) 6 КШг, где Гт. — семейство функционалов / : ГУ —> Етг. Для условий существования решения необходима по меньшей ме- ре измеримость и существенная ограниченность функций и С(Л В этих условиях для задачи г-го этапа щ(у сУ-1, сщ) является точ- ками в банаховом пространстве, и все скалярные произведения и отношения порядка, использованные при доказательстве теоремы 4.14.1, определены корректно.
4.15 Существование полубесконечномерного эквивалента для моде- ли М8Р-Р Рассмотрим теперь полубесконечномерный эквивалент задачи г-го этапа для модели М8Р-Р. Функционал задачи М8Р-Р запишем следующим образом <дД°Д)) = Л°°({-ДуД, Д^ЦДЛ Д-1),• • • ,злД, Д"1))} > Запишем функционал задачи г-го этапа М8Р-Р-1: ДДг)Д = Д = Д~({ДуД, Л-1),у2(г, Л-1), • •. ,уД,Д-1))} > > к | ' = ДДгДД) = ^ДДгДД) = ДД)) (4.15.1) при условиях (4.14.1). Пусть 6г Рассмотрим функционал (4.14.4) при ограничениях щ(^, х) > 0. (4.15.2) Тогда задаче (4.15.1)-(4.15.2) можно поставить в соответствие за- дачу следующего вида: шуЛ 1пГ -РДЭД (4.15.3) 0Д Д иД), Д = {{ДуД, Д-ЦуД, ДД,.. + ДДуД, ДДД,у2(г, ДДД,... ,уп(1, ДДД)}+ +{С(ух (г, (л)1-1, , дд у2 (Л , Д ДД..., уД, ) }>&}, (4.15.4) уДЛД = уД-1ДД+ДгДДиДЛД+</Д,ЛД, (4.15.5) у^г,^-1) > уД - 1, Д-ЦуД, Л"1) >0,
йг е ОЙШ^-1) > О,щ(^,сР-1) > О,г = 1,М е [1,Т]. (4.15.6) Имеет место следующая теорема. Теорема 4.15.1. Задача (4-15.3)~(14-15.6) является полубеско- нечномерным эквивалентом многоэтапной задачи принятия ре- шений (4.15.1)-(4-15.2). Доказательство. Будем производить доказательство методом от противного. Покажем, что любое решение (4.15.1)-(4.15.2) является решением (4.15.3)-(14.15.6). Пусть щ(/;) — решение задачи (4.15.1)-(4.15.2). Пусть существует щ(^) — решение задачи (4.15.3)-(14.15.6) и щ(^) щ(^). Тогда существует множество 0^, такое, что ^(^,щ(^),^) > к для любого 6 0*. является допустимым планом задачи (4.15.3)-(14.15.6) при ©г = | > &}• Поскольку щ(/;),0^ — решение задачи (4.15.3)-(14.15.6), то Рг(0г)^Д(0Д следовательно, к} 7^ > к}, т.е. не является решением (4.15.1)-(4.15.2). Покажем, что любое решение (4.15.3)-(14.15.6) является решени- ем (4.15.1)-(4.15.2). Пусть и{(б) — решение (4.15.3)-(14.15.6), и существует щ(^) щ(^) такое, что > к} > > к}. (4.15.7)
Тогда запишем множества ©г = | 'г/’Л, ©О^Д),^) > ©г = {#г | ^Д,©/,^),#)) > к}. Из (4.15.7) следует, что существует щ(/) = щ(^), такой, что Рг (©г) > _т€ |Р(©/) | ©г, ЙД), ©,) > к' Й; € ©Д = Л(©Д т.е. г^),0г, улучшает план г^),0й задачи (4.15.3)-(14.15.6). Теорема доказана. Рассмотрим теперь задачу (4.14.1)-(4.15.1). Задача (4.15.3)-(14.15.6) при условиях (4.14.1) записывается, как ШШ 1111 -РД0Д (4.15.8) ?Дг(1Лг,щ(1)Д) > к, (4.15.9) < сД,^"1,®) - У~^ А^цу(1), (4.15.10) 1=1 у41,^-1,ф) = - 1,^-1,ф) + 5'41,^-1,ф)' щ(1, Щг-1) + +й.Д, л-1,®), (4.15.11) 1?1 € ©г, 5г е С ^1, (4.15.12) > Уг^~ > 0, (4.15.13) > 0, ЗДсЛЧ^) > > 0, (4.15.14) г = 1,п,I е [1,Т]. Введем теперь Х^(^(сс?г-1)) — множество подмножеств таких, что = {едо, = о, и (<ДШ); Д(34 = «,}, где Д(*) = ДД*| #г) — введенная условная вероятностная мера на
Тогда поставим задачу минимизации следующего вида 111€ (4.15.15) где вг) — решение задачи (4.15.3)-(14.15.6) при е б)г- Имеет место следующая теорема. Теорема 4.15.2. а) Если существует — решение задачи (4-15.15), является решением задачи г-го этапа М8Р-Р-1; б) Если существует щ(^) — решение задачи г-го этапа, то вы- полняется (Рг(иг(1у, 6г) > ^(^(б ()гУ 9г) — При Любом С)г Е Е^г) Н существует решение (4-15.8)~(4-15.14), причем Рг(иг(1У 9{) = = б4()-> Ог). Доказательство. Докажем первое утверждение теоремы методом от противного. Пусть существует и*(1) такая, что ____ _____ г-1 ____ Д (д-иДД-1) < сД ЛД Д - УЩдД)) > ДДД, 7=1 (4.15.16) Д{уД Л-1) = уЛ - 1, Л-1) + 5ДД_1)г/.Д Л-1)+ +ДД1) > Д(Л-1), Д(г),^) > к) > > /г|. (4.15.17) Поскольку выполняется (4.15.16), то существует множество такое, что для любого у Е ____ ___ г-1 Д-иДДД < сДг, Л-1,^) - Дд(г), 7=1 Уг(Л^-1,ф) = уЛ - 1ДД ф) + зл, л-1, ф)иг(г, лд+
и мера Д(<2*) = а(шг-1). Из последнего получаем, что и*(Р) — допустимый план задачи (4.15.15) при (^ = (^* Е 1)), следовательно, > к} < > /с|. Из Д(<2*) = оц, следует, что > к} < < ы ШД) > к] = = ШЛ) > Д Таким образом, получаем: > к} < Р; ШД) > к}, что противоречит (4.15.17). Следовательно, <Э«)) — решение задачи (4.15.15), такое, что Р^^(1,Шг,щ(1^*),0{) > к} < Рг^’фг(Ъ,ССг,иг{Ъ),Ог) > /с|. Докажем утверждение б) нашей теоремы. Допустим существование множества (^* 6 2ДаДслг-1)), т.е. пусть выполняются условия 0* сой^(^*) =арт). Предположим, что при этом также справедливы неравенства Р^^'ф^(^^,и^(^),0^') > к} < > к^. Тогда щ(/:,<2*) — допустимый план задачи М8Р-Р-1 (по определе- нию), улучшающий решение йД^), что противоречит условию тео- ремы.
Следовательно, при любом <3* е х)) > к} > д{Дф,ЙД ДД > (4.15.18) Рассмотрим теперь множество С^. такое, что для любого у Е выполняется 1 — 1 < сДш'"1,®) - уДД1(Д 1=1 уД ЛД = у^1 - 1ДДф) + 5Д Л~ДДД ЛД+ +Д Дф). Это множество существует в силу существования решения задачи (4.14.1)-(4.15.1), тж. при этом Д (ддд < сДДц) - У2ДДД) Д ДД, 1=1 Д{ДДД = Уг(1~ 1ДД + 5Д^гДиД ЛД+ +сд лд дд. Тогда йД) — допустимый план задачи (4.15.8)-(4.15.14) при ® е Д, и Р^ДиДй;) > к} < д|-0г(фДг(^Дг),^) > Но т.к. е Х^(о:^(сс?г_1)), то по (4.15.18) л|^(ф,^(^),^) > к} < > к}, и следовательно, д{фг(фЛг(^),^) > к} = д|фг(дгДХ^Дг),^) > к}. Теорема доказана.
Запишем полубесконечномерную задачу принятия решения тт тт т€ Р^ДО00), д°° ©^сО00 {Д Д1?’-1), у2(1,1Г-1),... уп(1,1?8’1)) } > к, 1—1 Ау-оДд’-1) < сД,д1-1,д;) - УД^цД.д8"1), 7=1 иД,д’-1) > 0,Уг^Лг-1) > 0,Сг(Лд’-1,дг) > 0,/ € [1,Т], 1?г € 0г, 19® = X 0/г, 0°° = X <Эк, к=1 к=1 &1 е д’ ^'= х = х <2к,(^ € ШГ1))- к=1 к=1 Имеет место Теорема 4.15.3. Задача 81Р-Р является полубесконечномерным эквивалентом задачи МЗР-Р в смысле выполнения условий а) и б) теоремы 4-15.2. 4.16 Единственность полубесконечномерного эквивалента для моде- ли М8Р-М Рассмотрим теперь вопрос единственности полубесконечномерного эквивалента задачи г-го этапа М8Р-М-1. Докажем предварительно вспомогательное утверждение. Лемма 4.16.1. Пусть 1) со — непрерывная случайная величина, ш е Г7 С Кп, е17 сКт. 2) Функция (Дед гД/Д строго выпукла по ш, непрерывна по обо- им аргументам и существенно ограничена на своей области опре- деления.
3) На множестве 0 С Г2 По(Т)) < 0 для любого ш е 0 и некоторой точки ио(б) е 16. Тогда Пт^Р^о? е 0 | (^(сщ по(^)) > — = р{а? е 0 | р(сщ ио(1)) = 0^ =0. Доказательство. Первое равенство утверждения леммы следует непосредственно из непрерывности вероятностной меры Р и того, что при Д1 < р2. р{ш е 0 I ^(а?,Мо(^)) > -Р1} С рД е 0 I ^(о?,14о(^)) > -Д И Р|Р^о; е 0 | 1бо(^)) > — р^ = Р^а? е 0 | р(рщив(1У) = 0^=0. р>() Докажем теперь, что 7-Д € 0 I ^Д,и0(/)) = 0} = Д©} = 0. Действительно, пусть р{©} > о. Тогда в силу того, что случайная величина а) непрерывна, суще- ствует множество ОсОс Пт меры <^(сщщ)(^)) — 0, что противо- речит строгой выпуклости функции р. Лемма доказана. Следующая теорема дает условия единственности полубесконеч- номерного эквивалента задачи М8Р-М-1. Теорема 4.16.1. Пусть 1) Существует решение задачи М8Р-М-1щ(1). 2) ор — непрерывная случайная величина на множестве СД С В61\
3) 6 Щс^”1) С Кт\ 4) Функция щ(б слг-х, Шг) строго выпукла посщ непрерывна и огра- ничена на всей области определения. 5) Точка щ(1) не является точкой локального максимума функ- ции Тогда среди задач (4-14-1) для Е /^(оДс^-1)) существует единственный полубесконечномерный эквивалент задачи М8Р-М-1 с точностью до множества меры 0, т.е. если задачи (4-14-1) пРи О = 0х и 0 = 0? являются полубесконечномерными эквивалента- ми задачи М8Р-М-1, то А)Р(ё]\ё^ = 0; Б)Р(ё?\ё1) = о. Доказательство. Проведем доказательство методом от против- ного. Допустим, что 3 0х при 02 такие, что задачи (4.14.2) при 0 = 0х и 0 = 02 (обозначим эти задачи через (4.14.2)-(0х) и (4.14.2)-(02), соответственно) являются полубесконечномерными эквивалентами задачи М8Р-М-1, и Р(0- и 0?) = а[ > аДоЛ1). Тогда, по определению эквивалента щ(б) будет являться решени- ем задач (4.14.2)-(0х) и (4.14.2)-(02). При этом ____ ___ г-1 Ау-иД, < сД, - У~ДдхД), 7=1 при любом 19 е 0х и 02.
Обозначим через ______________________ ____ г—1 Д + АдД). 7=1 Будем обозначать р(р) = € 0- 0 0? | ЦДД > -р| для р > 0. По лемме 4.16.1 Пт р(р) = р(0) = 0. /9^+0 Следовательно, по разности Лец = сц — сц(сег-1) можно найти такое ро > 0, что р(ро) < Тогда е 0- 0 0- I ЦДД < -Ро} = р{& € 0- 0 0? I ЦйД)) < о|- е 0-00- | = а/-р(р0) > = аД4). Таким образом, построено множество 0$ меры Р(0$) > се, такое, что __________________ ____ г—1 Ацг/ДДД < сДДД АД УД.ДД; < -р0 7=1 ДЛЯ любого е @3' Пусть Агц(ф принадлежит некоторой окрестности 0 в Кт\ В си- лу непрерывности и ограниченности функции сДф ссЛ-1,с^) функ- ция р{и^У) равномерно непрерывна и для = —р$/% существует ф > 0 такое, что для любого е 0$ и любого ||Ащ(ф|| выполнено + Ащ(ф) < -ро/2. Следовательно, по (4.15.16), для любого Ащ(ф, меньшего по нор- ме, чем ф | + Ащ(ф) < 0^ > сефа?г-1), т.е. план + Ащ(ф является допустимым планом задачи М8Р-М-1 при любом ||Ащ(ф||.
По условию (4.15.1) для точки щ(1) существует такое Лщ(^) О, что для ||Лщ(^)|| < ^(щ(^) Д) < + Лщ(^) Д). Выберем ||Лщ(/;)|| < тт(^,^). Тогда точка йДД + Лщ(/:) яв- ляется (по доказанному данной теоремы) допустимым планом для задачи М8Р-М-1, а следовательно, щ(/:) — не является оптимальным планом М8Р-М-1, что противоречит условию. Полученное противо- речие доказывает утверждение теоремы. Теорема доказана. Теорема 4.16.2. Пусть 1) Существует решение задачи М8Р-М-ги°°(1). 2) Для \/г сщ — непрерывная случайная величина на множестве С Пп\ 3) Для \/г щ(/;, а?г-1) е [4(о?г-1) С Кт\ 4) Для \/г функции строго выпуклы по сщ непрерыв- ны равномерно по 1 и ограничены на всей области определения. 5) Точка и°°(Д) не является точкой локального максимума функ- ции Тогда среди задач 81Р-М для семейства 0°° существует един- ственный полубесконечномерный эквивалент задачи М8Р-М с точ- ностью до множества меры 0. Теорема 4.16.3. Пусть 1) Существует решение задачи (4-14.1)-(4.15.1) иДД). 2) сщ — непрерывная случайная величина на множестве С Кп\ 3) щДДД^) 6 С Кт\ 4) Функция щД , и) строго выпукла посщ непрерывна и огра-
ничена на всей области определения. 5) Точка й°°(^) не является точкой локального максимума функ- ции рД^,иЛ);6^ > Тогда среди задач (4-14-8)-(4-15.14) для (Д Е 2ДаДа?г-1)) суще- ствует единственный полубесконечномерный эквивалент задачи М8Р-Р-1 с точностью до множества меры 0, т.е. если задачи (4-14-8)-(4-15.14) при Д = (Д и С4 = СД являются полубесконечно- мерными эквивалентами задачи М8Р-М-1, то А)Р($}\&) = 0; Б)Р(&\&) = 0. Теорема 4.16.4. Пусть 1) Существует решение задачи МЗР-Р-гиТДб). 2) Для \/г сщ — непрерывная случайная величина на множестве СД С Кп\ 3) Для \/г гц(^,сс?г-1) е СДс»/-1) С Кт\ 4) Для \/г функции , шД строго выпуклы по (щ непрерыв- ны равномерно по 1 и ограничены на всей области определения. 5) Точка не является точкой локального максимума функ- ции ^(16°° (/;)). Тогда среди задач 81Р-М для семейства СД° существует един- ственный полубесконечномерный эквивалент задачи М8Р-Р с точ- ностью до множества меры 0. Краткая библиография Динамические вероятностные модели (в частности, многоэтапные задачи) занимают значительное место, среди моделей стохастиче- ского программирования. Формализация таких моделей и разработ-
ка соответствующих вычислительных процедур представляют зна- чительные трудности; этим можно объяснить тот факт, что число содержательных работ этого направления стохастического програм- мирования отностиельно невелико. Следует отметить работы А. Чарнса и М. Кирби [88], [90], [94], Айзнера, Каплана и Содена [122], Д. Б. Юдина [194], [195], [196], [197], [198], [199], Н. 3. Шора, Д. Б. Юдина и Э. В. Цоя [200]. Для описания систем, в которых процессы перехода из одного слу- чайного состояния в очередное представляются марковскими про- цессами, разрабатывается специальный раздел стохастического про- граммирования — марковского программирования. Первые работы в этом направлении принадлежат П. Вулфу и Дж. Данцигу [444], А. Манну [281] и Ж. Михоку [287]. Классификация многоэтапных стохастических задач и качествен- ный анализ задач с априорными и апостериорными решающими правилами сделана в работе Д. Б. Юдина [197]. Общий подход к построению решающих правил многоэтапных стохастических задач представлен в работе Ж. М. Лемари [264], где отмечается связь меж- ду задачами стохастического программирования и лексикографиче- ской оптимизации. В многоэтапных стохастических задачах возникают специфиче- ские проблемы, связанные с изучением роли информации и памяти на отдельных этапах выбора решений. В работе К. Миясава [292] исследуются различные информационные структуры. Конструктивные пути построения и анализа двойственной задачи для вычисления апостериорных решающих правил многоэтапных задач стохастического программирования намечены в работах А. Д. Юдина [198], [202].
Прикладные задачи управления научно-техническим прогрессом с использованием многоэтапных задач рассматривались Г. С. По- спеловым. Проблемы перспективного планирования [118], многоста- дийного проектирования, стохастического управления, управления воздушным движением [289], добычи, очистки и хранения нефти [71], [368] — эти и другие вопросы использовали аппарат многоэтап- ного стохастического программирования.
5 Игровой подход к задачам стохастического программи- рования 5.1 Игровая постановка задач стохастического программирования В практических задачах стохастического программирования сов- местное распределение случайных параметров условий задачи не всегда удается полностью определить. Замена случайных парамет- ров их средними значениями, если они известны, вычисление опти- мальных планов полученных детерминированных задач не всегда оправданы, так как при усреднении параметров условий задачи мо- жет быть нарушена адекватность модели изучаемому явлению. В таких случаях часто оказывается эффективной так называемая игровая постановка стохастической задачи. Субъект, принимающий решение и недостаточно осведомленный об обстановке, в которой ему приходится это делать, допускает наступление различных по- следствий в результате принятия каждого своего решения. На самом деле наступление тех или иных последствий зависит от некоторой неизвестной ему закономарности природы. Поэтому он может до- пустить, что истинная закономерность природы является для него наименее благоприятной. Это значит, что принимающий решение представляет себе дело так, как будто вместо объективной, но непо- знанной природы ему противостоит сознательный противник, стре- мящийся к ситуациям, наименее предпочтительным субъектом. В этом смысле к участникам конфликта можно причислить природу. Таким образом, задачу стохастического программирования мож- но рассматривать как антагонистическую игру [188], [190], [446], в которой игроками являются: принимающий решение и природа. Функция платы определяется целевой функцией задачи и суммой
штрафов за нарушение ограничений. Построение функции платы в том или ином виде отражает информацию, которой располагает управляющий. В игровой постановке функция платы определяет, будет ли задача стохастического программирования решаться в чи- стых или смешанных стратегиях; оптимальная стратегия управля- ющего определяет решение стохастической задачи. Игровой подход целесообразен для анализа задач стохастического программирова- ния в условиях, когда совместное распределение случайных пара- метров задачи частично или полностью неизвестно. Пусть задача стохастического программирования порождается сле- дующей экстремальной задачей тах(С, X). (5.1.1) АХ < Ь, (5.1.2) Х>0, (5.1.3) где А = (а^); Ъ = (^); С = (сД, X = (хД, г = 1, т; д = 1, п. Запись (5.1.1)-(5.1.3) вполне определенная при детерминирован- ных значениях параметров условий задачи теряет определенность и требует дополнительных разъяснений, если элементы матрицы Л, составляющие вектора ограничений Ь и компоненты с? вектора коэффициентов линейной формы (или некоторые из них) — случай- ные величины. Для того, чтобы задача стохастического программи- рования была сформулирована, необходимо определить, что следует понимать под целевой функцией задачи, как следует истолковывать ограничения и в каких стратегиях (чистых или смешанных) следует вычислять решение задачи. Пусть случайные величины — функции состояния природы а) 6 О. где П — множество всевозможных состояний природы. Тогда
стохастическая задача может быть, как это сделано в [190], рассмот- рена как игра двух лиц с нулевой суммой в нормальной форме С = Первым игроком является принимающий решение, его стратегии — это векторы X > 0, принадлежащие соответству- ющим образом выбранному множеству М С Е+ (Е+ — неотри- цательный ортант п-мерного евклидова пространства), второй иг- рок — природа, её стратегии — это наборы троек (Л(о?), Ь(си), С(сф). Множество П определяет множество ТУ евклидова пространства раз- мерности (тп + гп + п), соответствующее допустимой области из- менения элементов бфо?), с7(о?) условий задачи. При каждом состоянии природы и выборе стратегии X первого игрока функция платы задается как сумма соответствующих значе- ний линейной формы задачи и штрафа за нарушение ограничений п тп п 1=1 г=1 7=1 (5.1.4) где ^(Х),г = 1,т — непрерывные неубывающие функции, удовле- творяющие условию <^(Я) = 0, если Е < 0. На практике конкрет- ный вид функций штрафа <^(Я) определяется смысловым содержа- нием задачи. В терминах теории игр план исходной задачи интер- претируется как чистая стратегия первого игрока. Если противники имеют конечное число чистых стратегий и су- ществует такая пара чистых стратегий, для которой соответствую- щий ей элемент матрицы выигрышей является одновременно наи- большим в своем столбце и наименьшим в своей строке (т.е. суще- ствует седловая точка), то соответствующая чистая стратегия пер- вого игрока будет решением исходной задачи. В случае бесконечных игр, если противники имеют равномощ-
ные континууму множества чистых стратегий, а функция платы вогнуто-выпуклая и непрерывная, то игра имеет оптимальные чи- стые стратегии. Однако представление игры как игры на единичном квадрате не учитывает конкретных особенностей структуры мно- жеств чистых стратегий и может привести к тому, что при этом многие свойства функции платы будут утрачены. При сохранении естественной структуры множеств стратегий существование опти- мальной чистой стратегии не гарантируется, так как по [190] тре- буется, чтобы множество чистых стратегий первого игрока было подпространством некоторого линейного пространства в рассмат- риваемой задаче, пространство не является линейным, так как не выполняется одна из аксиом линейности (существование противо- положного элемента). Таким образом, рассмотренная выше игровая модель задачи сто- хастического программирования в подавляющем большинстве слу- чаев не гарантирует существование решения исходной задачи в чи- стых стратегиях. Существуют вполне осмысленные постановки экстремальных за- дач, например, задачи, связанные с повторяющимися ситуациями, о решении которых можно говорить только в том случае, если расши- рить область определения задачи и под допустимыми планами по- нимать не только детерминированные векторы, но и распределение векторов. Достижимый максимум при этом целевой функции может только увеличиться, а достижимый минимум — только уменьшить- ся. При этом предполагается, что смешанные стратегии имеют смысл в содержательных терминах задачи. Обозначим через 3 множество смешанных стратегий принимаю-
щего решение, т.е. множество распределений Рх вектора X, опре- деленных на М, а через Р — множество смешанных стратегий, т.е. множество совместных распределений Раъс матрицы Л (о?) и векто- ров 6(сф и с(о?), определенных на ТУ. В тех случаях, когда распределение части параметров извест- но, рассматриваются только такие смешанные стратегии, в кото- рых распределение этих параметров совпадает с известным. Пусть они образуют множество Р С Р. В принятых обозначениях игровая постановка задачи стохастического программирования может быть сформулирована следующим образом: требуется вычислить такие смешанные стратегии Р% Е 8 и РдЬс Е К, что тах тт~ / д(& а, /3, /3,7) = Рх<=р рАЬсеР ./ МхЛт = пиитах / д(& а, 13, А^Рх^РаъсА, /3,7) = Раъс&Р Рх<=3 3 МхА< = У 5'(€,а,/3,7)^Гу(€)Г4Ьс(а,/3,7)- При достаточно общих условиях (компактность множеств М и ТУ) существуют Р% Е 8 и Раъс Е Р , на которых достигается значение игры [188]. Если функция распределения Раъс известна заранее (задача — в условиях риска), то множество Р состоит из этого единственного элемента. Если о совместном распределении Раъс параметров условий зада- чи заранее ничего неизвестно (задача — в условиях неопределен- ности), то в этом случае Р = Р представляет собой множество всевозможных распределений, определенных на ТУ, и решение Р% стохастической задачи определяет смешанную стратегию.
Каждая конечная игра двух лиц с нулевой суммой имеет решение в смешанных стратегиях, а следовательно, исходная стохастическая задача имеет решающее распределение. Для бесконечной игры од- ного факта существования оптимальных смешанных стратегий для определения решений недостаточно, необходимо знать являются ли эти стратегии стратегиями конечного порядка. В работе [188] показано, что если множество М — компактное, а множество ТУ — выпуклое и компактное и функция платы д (х, Л(щ), Ь(сД, СДсД) непрерывна по своим переменным и выпук- ла по (а(сД, 6(а?), С(сД) (или вогнута по X), то первый игрок дол- жен иметь оптимальную смешанную стратегию порядка не выше [(тп + тп + п) + 1]. Кроме того, если второй игрок имеет р-мерное множество У оптимальных стратегий первого игрока (т.е. чистых стратегий), то первый игрок имеет оптимальные смешанные стра- тегии порядка не выше [(тп + тп + п) — р + 1] вида: к к = 1, А, > 0), г=0 г=0 где к = [(тп + тп + п) — р + 1]. — смешанная стратегия первого порядка (т.е. чистая страте- гия) первого игрока, с помощью которой выбирается с вероят- ностью 1; в то время как все смешанные стратегии первого порядка 1а*,ъ*,с* ПРИ некоторой (Л*, 6*, С*) 6 У являются оптимальными для второго игрока. Так как функция платы имеет вид п тп п ЛИПНЕМ] = 7=1 г=1 ]=1 то её выпуклость или вогнутость определяется выбором функции штрафа. Пусть совместное распределение Еаъс случайного вектора (Л, Ь, С)
принадлежит множеству распределений Р; определим для X 6 Е+ и Рх е Р-. п т п д(Х, Р) = Ер{ ^2 сз^хз + 52 ^(52 - мф }> 7=1 г=1 7=1 где <^(Я),г = 1,т — непрерывные неубывающие функции, удовле- творяющие условию <^(Я) = 0, если 7з < 0. Если р(Х, К) определено и ограничено для всех X е ЕД Ех Е Г, то определяется игра двух лиц с нулевой суммой в нормальной форме С = (В+, Е,д). Игра С соответствует исходной задаче стохастического программирования. Решение этой игры означает оптимальную чистую стратегию пер- вого игрока в игре С. Если функции штрафа <^(Я) — выпуклые, то условия существования значения этой игры определяются следущей теоремой. Теорема 5.1.1. [44$] Пусть выполняется одно из следующих условий: а) множество Е — выпуклое и компактное ищ-тые равномерно (по Ех 6 Е) интегрируемы; б) множество Е* — выпуклое и компактное и ЕрС — есть постоянный вектор для всех Ех Е Е (для Ех Е Е, Е* соот- ветствует маргинальному распределению вектора (И, Ь), полагаем Е* = {Е* : Ех Е Е}). Пусть функции ^(Х),г = 1,т — выпуклые и равномерно (по Ех ЕЕ) интегрируемы для всех X Е ЕД тогда имеет место: зир тт д(Х,Е} = тт зир р(Х, Е). ХеЕп РхЕР РхЕР ХеЕп Для случая вогнутых функций штрафа эквивалентное утвержде- ние приведено дальше. Теорема 5.1.2. Если множество Е — выпуклое и компактное,
с^-тые равномерно (по Ех Е) интегрируемы, а функции — вогнутые и равномерно (по Ех 6 Е) интегрируемы для всех X е Е+, тогда имеет место соотношение: т€ тах д(Х,Е) = тах т€ д(Х, Е), ХеЕ+ ХхеЕ ЕхеЕ ХеЕ+ где п 9<Х Е) = Ер| + 7 = 1 т п г=1 7=1 Н)1 что соответствует замене исходной задачи тах (С, X), АХ < Ь, Х>0, эквивалентной задачей тт —(С, X), АХ < Ь, X > 0. 5.2 Частные случаи игры Пусть — линейные функции вида ^(Х) = туЕА ,тц > 0,г = 1,т, где 2+ = \(\2\ + ?}. Исследуем игру С(Е+ ,Е,д) для некоторых частных случаев за- дания множества Е. Поскольку условия, налагаемые на случайные величины стохастических задач в основном носят естественный ха- рактер, в практических задачах случайные величины, как правило,
имеют ограниченную область изменения возможных значений и об- ладают математическим ожиданием. Рассмотрим некоторые частные случаи игры С и наметим пути её решения. Пусть в игре С, соответствующей стохастической задаче, щу, г = 1, т, 7 = 1, п — постоянные величины, 6^, г = 1,т — независи- мые случайные переменные, такие что Е(Х) = /3'{ < Ъ1 < (%, /3; < /з"-, и пусть су, 7 = 1, п — случайные переменные, у которых определены #(су) = 7? для УЕХ е г. Обозначим через А{/, 7, К} произвольное разбиение множества {1,2,..., т} на три части, одна или две из которых могут быть пустыми. Обозначим Ащ = 1,М такие их разбиения, для которых мно- жества п п АГ > 0 . С1{д Хд (3^ , 2 Е 1у , (3^ < (Цд Хд < Р Е 77У. 7=1 7=1 52(Чзхз < & К„} (5.2.1) 7 = 1 не пусты. Пусть Ф(Х) = тт р(Х, К). (5-2.2) Так как — независимые случайные величины, то (5.2.2) можно преобразовать к виду п т п । фоо = 52 ъч - 52 Ер^ {(52 - Ч } ’ 1=1 »=1 Х 1=1
где члены второй суммы могут быть оценены следующим образом тах РхРР + (1 ^г) ( агдхд ’ (5.2.3) 7=1 гдеЛ.г = |4|,0<\<1. Рг Рг Таким образом, имеем Ф Ш = 52 “ 52 Ч Аг ( 52 аих] - А) + 7=1 г=1 7=1 + (1 — ^г) ( аР)Х3 ~ Рг ) }• (5.2.4) 7=1 В соответствии с разбиением имеем: для г е п п п = $2 ауЧ _ _ Аг(4 _ = 52 7=1 7=1 для г е Л: п для г е Ку:
что следует из условия (3\ < (3'[. Запишем для призвольного разбиения и 'ф(Х): п п ф (%) = 52 _ 52 Ц 52 гЕ1„ 7=1 ИЛИ фро = - (- + 52 +52 ) ч + 52+ 52 гбД гбЛ гбД гбЛ Введем обозначения = ~Е) + 52 +52 = 52 + 52 1е11У ъЕ'/у 1е11У ъЕ'/у V = МЙ =Т^ = (д^\К = (К„). Если вместо допущения Е(ЪЗ) = Д имеет место Д < Е(Ъ^ < (3^ г = 1, т, а все другие допущения сохраняются, то в определении А и К„ & заменяется на (3{. Пусть теперь в игре С(щ1, • • •, щ71, Ъ^) г = 1, т взаимно не зави- симые случайные векторы, такие что выполняется (Ту/ (Ту у, (Ту/ < (Ту/, ^<ъг<р"г^'г<^., Е(сц^} + (Ту^-), ДМ = А = |(^ + <); г = 1, т, 3 = 1, п, и пусть су, 7 = 1, п — случайные переменные, что Е(сд) = Пусть кроме того, = (1Р, /р, V = 1, п все те разбиения {1,2,..., т} для которых множества п п п > о: 52 > А, ге Е 52 >3^^ л 7=1 7=1 7=1
п 52 2Д.? - 6 к»} не пусты. Так же, как и в предыдущем случае для произвольного разбиения у получим функцию Ф(Х) и введем обозначения: = -т?+52 +152 ъ(Е'71/ = 52 +152 = тм. ъ(Е'71/ Пусть, наконец, в игре С (А, 6, с) — случайный вектор, такой что 2 < ъг < /з-, 2 <с/ < 2\ 2 = 1, п, г = 1, тп. Пусть Л = (1Р, <}„\у = 1, п, то все разбиения {1,2,..., тп} для которых множества п п > 0 : 52 > 2, г е 4; У2 2Д < 2^ € Д 1=1 1=1 не пусты. Тогда аналогично предыдущим случаям для произволь- ного разбиения у получим функцию Ф(Х) и введем обозначения: + 52 ^22 е = 52 ^2; = г М; = 1, п. Так как в приведенных частных случаях учитываются только те разбиения, для которых соответствующие множества не пусты, то М < Зт, М < 2т, где т — число ограничений исходной задачи. Для рассмотренных случаев выполняются соотношения [446] зир тт р(Х, Г) = тт зир р(Х, К) ХеЕ+ РхЕР РхЕР ХеЕ+
и X — есть решение игры С = (Дф Г, д), если и только если (X, Хо) — есть решение задачи линейного программирования тах X, (^Х + 2е< К, X > О, (5.2.5) где е = (1,..., 1). В рассмотренных частных случаях игровое решение задачи сто- хастического линейного программирования равносильно решению детерминированной задачи линейного программирования, в общем случае, большей размерности, чем исходная стохастическая задача. Пусть функции штрафа — выпуклые и имеют вид: Н-Д = РР+Р = 1,т, где 2+ = |(|Я| + 2), и пусть для Ф(Х) = тт д(Х, Р) имеем Рх^Р п т п ф (А) = тт ЕРх{ С7Ж7 “ 52 Ф 52 «ОЧ “ Ь’) }• Х 7=1 г=1 7=1 Из условий независимости компонент вектора Ь = (61, , Ьт) следует независимость функций /фХ+), тогда имеем: = 52ххз - 52 Ер*{& [52 ~ь<] }• 7=1 1=1 Х 7=1 Так как по условию /фХ+) — выпуклые функции, то имеет место следующее неравенство: ВрА.{/,} >/,{вГа.(А+)} (5.2.6) для каждого Гх Т1.
Учитывая соотношения (5.2.3), (5.2.6) и в силу неотрицательности значений функций /фХ+) имеем неравенство ф(х) < Е /,{л,(Е «,х,Е)+-т-л,) ( е -»;)*} 7=1 г=1 7=1 7=1 или с учетом разбиений можно представить в виде п п п Ф(^0 — ^3Х3 ~ /г ( агЗХ3 ~ /г (^г ( агЗХ3 ~ • 7=1 гбД 7=1 гбЛ 7=1 (5.2.7) Обозначим правую часть соотношения (5.2.7) через ФДХ). Функ- ция Ф(Х) вогнута на Ех и вогнута на каждом множестве, опреде- ленном выражением (5.2.1); эти множества соответствуют разбие- ниям Др, V = 1,М и сами образуют непересекающееся разбиение Е^-, отсюда следует, что Ф(Х) < шт ФДХ). 1<р<М Тогда максимизация Ф(Х) эквивалентна максимизации некото- рой вогнутой функции Ф0(Я) при условии Фо(Е) < Ф(Х), т.е. имеем Фо(^) < ФДХ). Обозначим ФДАГ) — Фо(Е) = Ф^(Х, X). В этом случае получим следующую детерминированную задачу выпуклого программирования тах Фо(Х), ФД^,^) > 0,1/ = ТД7, х е е+. (5.2.8) (5.2.9) (5.2.10) Если (X*, X*) — есть решение этой задачи, то X* — есть решение игры а = (Е+,Р,д).
Из теории двойственности для задач выпуклого программиро- вания следует, что для того, чтобы (Х*,Я*) было решением зада- чи (5.2.8)-(5.2.10) достаточно, чтобы нашлись числа[/х*, ^2, •, удовлетворяющие условиям: ФДХ*,Х*) > о, с/*фдх*,^*) = о, К > о, м ЦХ*, 2*, Р') = еир [ЦХ, 2, II*) = Ф0(Я) + 2)], 1/=1 где Ь — функция Лагранжа. При этом требования дифференцируемости на функции Фо(^) и ФР(Х, Я) не накладываются. Во всех рассмотренных выше частных случаях определялась неко- торая матрица О. По этой матрице можно судить о том, существует ли конечная оптимальная чистая стратегия первого игрока в игре С = (Е+,Р,д). Предположим, что такая стратегия существует, тогда задача (5.2.5) имеет конечное оптимальное решение и по теории двойственности можно построить задачу: шт/Ст[/, (5.2.11) Оги > 0, (5.2.12) м = (5.2.13) 17=1 11„ > 0. (5.2.14) В силу теории двойственности множество планов задачи (5.2.11)- (5.2.14) не пустое, но тогда из условий (5.2.12) и (5.2.14) следует,
что в матрице нет строго отрицательного столбца (необходимое условие) и есть неотрицательная строка (достаточное условие). Для проверки достаточного условия нет необходимости строить матрицу по всем разбиениям, достаточно рассмотреть только одно: △1 = (Л, Л, Кл) = {(1,2,... ,т),0, о}. Если соответствующее множество X > 0 не пустое и > 0 для = 1,п, тогда оптимальная чистая стратегия существует. Реализация игрового подхода к задачам стохастического програм- мирования включает несколько этапов: I этап. Игровая постановка задачи, стохастического программи- рования. Определяющим условием на этом этапе является имеющаяся ин- формация о задаче стохастического программирования. По исход- ной информации определяются: а)что понимать под решением задачи; б)множества стратегий противников; в)функции штрафа за нарушение условий задачи; г)функция платы. II этап. Анализ полученной игры. На этом этапе рассматривается вопрос о существовании значения игры и о существовании оптимальных стратегий. На втором этапе в настоящей главе были рассмотрены следующие ситуации: а)чистые стратегии против чистых; б) смешанные стратегии против смешанных; в)смешанные стратегии против чистых; г) чистые стратегии против смешанных, для конечных и бесконечных (с несчетным числом стратегий) игр.
Было показано, что переход к игре на единичном квадрате для полу- чения ситуации: чистые стратегии против чистых, хотя и гарантиру- ет существование решения игры в чистых стратегиях, но нарушает соответствие полученной игры исходной задаче. Для ситуации: чистые стратегии против смешанных, показана эк- вивалентность выбора выпуклых и вогнутых функций штрафа для исходной задачи и сформулированы достаточные условия существо- вания оптимальной чистой стратегии первого игрока для случая выпуклых функций штрафа. III этап. Метод решения игры. Для конечных игр в общем случае может быть использован сим- плекс метод и итеративный метод Брауна-Робинса. Если функция платы непрерывна, то метод Брауна-Робинса может быть применен и для решения бесконечных игр. Этот метод наиболее эффективен в случае игр с большим числом чистых стратегий, так как трудно использовать какой-либо другой метод вследствие необходимости выполнения большого объема вычислений. Основным недостатком этого метода является малая скорость сходимости итеративного процесса, а разработанные к настояще- му времени способы улучшения сходимости связаны с конкретными задачами. Применение этих способов в общем случае приводит к значительному усложнению процедуры решения, в результате чего теряется их эффективность. По третьему этапу в настоящей главе были рассмотрены некото- рые методы получения решения для бесконечной игры. Было по- казано, что в случае выпуклой функции штрафа бесконечную игру можно свести к детерминированной задаче выпуклого программи- рования.
Краткая библиография Игровой подход к задачам стохастического программирования це- лесообразен в условиях частичной или полной неопределенности, когда статистические характеристики всех или некоторых парамет- ров условий задачи заранее неизвестны. В работе [160] С. Фромовиц исследовал оптимальные смешанные стратегии детерминированной условной экстремальной задачи. В работах И. Жачковой [446], М. Иосифеску и Р. Теодореску [188], В. Н. Лебедева [262], Р. Тео- дореску [394], А. Чарнса, М. Кирби, В. Рэйк [92] рассматривают- ся игровые постановки линейных и выпуклых задач стохастическо- го программирования и приводятся условия, гарантирующие суще- ствование оптимальных смешанных стратегий игры — решающих распределений исходной стохастической задачи. В работах Д. Б. Юдина [197], [203] соответственно для априорных и апостериорных решающих правил рассматриваются достаточные условия, при которых оптимальное значение целевой функции на смешанных стратегиях — решающих распределениях — достигается также с помощью чистых стратегий — решающих правил.
6 Проблемы существования решения и его оптимально- сти в задачах стохастического программирования 6.1 Двойственные задачи стохастического линейного программиро- вания Для задач стохастического программирования очень важным явля- ется вопрос о необходимых и достаточных условиях оптимальности плана и вопрос его существования. Прежде всего рассмотрим неко- торые свойства двойственных задач стохастического линейного про- граммирования. Приведенный ниже результат доказан Тинтнером [402] и получил название «слабой теоремы двойственности». Пусть имеем задачу тт X = тт С(аб)Х, Хе8(ш) Хе8(ш) где : А(щ)Х < Ь(щ),Х > 0,о? е о} со случайными параметрами, и её двойственную задачу, функционал которой обо- значим через д = Ь(аб)тУ. Пусть д1ш — значение этой функции при в ш 6 Г2 в 1-й экстремаль- ной точке двойственной задачи. Имеет место следующая теорема. Теорема 6.1.1. Пусть для шо С М точка будет оптималь- ной экстремальной точкой и пусть 2^ —соответствующее зна- чение целевой функции. Обозначим через область устойчиво- сти этого решения. Тогда для любого ш Е существует такая экстремальная точка (скажем с номером!) двойственной задачи, что выполняется равенство д1ш = 2^ и существует такая окрест- ность О(сб) точки ей, что для любого ш Е О(сй) имеет место со- отношение Е = А
Доказательство. В рассматриваемой точке о) прямая задача име- ет решение, которое достигается в экстремальной точке 1-^. Следова- тельно, соответствующая двойственная задача тоже имеет решение. Пусть /у является оптимальной экстремальной точкой двойственной задачи. В силу теоремы двойственности имеем равенство 4 = ^ Для того, чтобы доказать вторую часть теоремы, предположим противное, т.е. нет такой окрестности О (ей), в которой экстремаль- ная точка оптимальна, хотя она оптимальна в самой точке ей. Прежде всего заметим, что для любого о) Е двойственная задача имеет решение, поскольку в этой же области имеет решение прямая задача. Рассмотрим произвольную окрестность О (ей) С ПД'() точки ей. В силу оптимальности экстремальной точки имеем нера- венство 4-^>о (6.1.1) для любого I = 1,2,..., 1^, где — общее число экстремальных точек двойственной задачи. С другой стороны, в силу нашего пред- положения имеем Е - д1ш > о (6.1.2) для некоторых а) Е О (со) возможны два случая. 1. Число точек, в которых выполняется соотношение (6.1.2), ко- нечно. Следовательно, эти точки можно пронумеровать: г = 1, 2,... ,р. Обозначим через расстояние между точкой ей и точкой и найдем р = тш^(о;, оД. Тогда в качестве иско- г мой окрестности, в которой выполняется равенство^ = можно принять множество О (ей) = 5 СО : р(сй,си) < 2 г
2. Число точек о?, удовлетворяющих неравенству (6.1.2), беско- нечно (счетно или несчетно). Поскольку пространство П является топологическим пространством, существует фундаментальная си- стема окрестностей точки Обозначим окрестности этой системы через Оп(й). В каждой окрестности Оп(й) содержится хотя бы одна точка удовлетворяющая условиям (6.1.2). Рассмотрим 79п(ёс?) = Оп(ёсУ) — Оп+1(ёсУ). Существуют две возможности: а) число окрестностей Рп(сй), содержащих точки конечно; то- гда существует такое число ТУ, что для всех п > ТУ Оп(о?) содержит бесконечно много точек соц из этих точек можно построить после- довательность сходящуюся к точке ей, т.е. Отсюда п п^-оо получим в силу непрерывности функции д1ш от ш д1ш. д^ сле- гп п^-оо довательно, ф, — ф, 9гт ~ 9гт п0 предположению все члены гп гп п^оо последовательности меньше нуля, в то время как в силу соотноше- ния (6.1.1) её предел больше нуля. Это противоречие доказывает теорему для данного случая; б) число окрестностей Рп(сй), содержащих точки бесконечно; снова можно определить такую последовательность точек , кото- рая сходится к ей, доказательство завершается аналогично предыду- щему случаю. Теорема доказана. В предыдущих главах рассматривались двойственные задачи для различных моделей задач стохастического линейного программиро- вания и в отдельных случаях были сформулированы аналитические. Критерии оптимальности решений. Ниже приведены некоторые ре- зультаты исследований по вопросам существования и оптимально- сти, решений в задачах общего вида.
6.2 Оптимальность и существование решения в задачах стохастиче- ского программирования Вопросы существования плана и его оптимальности для задач сто- хастического программирования нашли выражение в исследовани- ях Хансона [176]. Рассмотрим некоторые результаты, полученные в указанной работе. Пусть вектор У е V е Ет имеет скалярное распределение Ф(У), которое является непрерывным и дважды дифференцируемым. Пусть X 6 X 6 Еп — некоторый вектор, минимизирующий мате- матическое ожидание скалярной функции Ф(Х, У) при двух типах ограничений: 1) математическое ожидание функции д(Х, У) является неотри- цательным, где д 6 Ег; 2) функция /фХ, У) является неотрицательной для к 6 Е3. Оба вида ограничений важны с точки зрения практического при- менения, например, первые можно рассматривать как долговремен- ные договорные требования, когда допускаются отклонения, кото- рые, однако, в совокупности нельзя нарушать; вторые ограничения могут отражать некоторые физические ограничения системы, кото- рые нельзя нарушать вообще. Сформулируем следующую задачу тт у Ф(Х,У)Ф(УЦУ (6.2.1) У при условиях У д(Х, У)Ф(УЦУ, ЦХ, V) >0,Х еХе Еп, У где Ф,д,/г — непрерывные дважды дифференцируемые функции, заданные на 5 = X х V.
Для такой постановки задачи в работе [176] сформулированы тео- ремы о необходимых и достаточных условиях оптимальности век- тора X и теорема двойственности. Приведем доказательство достаточности для оптимальности век- тора. Причем, надо заметить, что условия, сформулированные в теореме, слишком сильные, что существенно сужает круг рассмат- риваемых задач. Теорема 6.2.1. Пусть определенная выше функция Ф(Х, У) яв- ляется выпуклой по X; а д(Х,У) и Н(Х,У), определенные выше, являются вогнутыми по X. Выполнение следующих условий яв- ляется достаточным для того, чтобы X был минимизирующим вектором задачи (6.2.1): 1) существует X < 0; 2) существует д(У) < 0; 3) Фх(Х, У)Ф(У) + Хдх(Х, У)Ф(У) + ц(У}кх{Х, У) = 0; 4) Ар(Х,У)=0; 5) /л(У)Н(Х,У) = 0, где Фх = • • •, РхЛх — мат- рицы соответствующих размерностей из частных производных, а А,д(У) г-мерный вектор и з-мерная векторная функция, соот- ветственно. Доказательство. Пусть X* и X — некоторые допустимые реше- ния. Тогда, так как Ф(Х, У) выпукла по X непрерывна и дифферен- цируема, применим все условия (1)-(5) для X из теоремы, имеем: У Ф(Х*,У)Ф(У)йУ > У (ф(Х,у)+(х*-х)фх(х,у))ф(уЦу = У У = У (ф(Х,У)Ф(Г)-(Х*-Х)[А5х(УУ)ФЦ)+ЦУ)/гх(Х,У)])^Г, У
что в силу выпуклости функций Хд и д/г не меньше У Ф(Х,У)Ф(У)</У-У А(ДХ*,У) -ЦХ,У))ф(У)</У- У У ~У ДУ) (ДХ*,У)-ДХ,уфу = у Ф(Х,У)Ф(У)с/У- У У - у А$(Х*,У)Ф(У)</У-У ДУ)ЦХ*,У)йУ> У У > у Ф(Х,У)Ф(УЦУ. У Последнее и означает, что X является оптимальным решением. Теорема доказана. Нижеприведенная теорема двойственности дает возможность уста- новить нижние границы для значений целевой функции в задаче (6.2.1). Теорема 6.2.2. Если Ф(Х, У), Ф(У), д(Х, У),/фХ, У) являются функциями, определёнными в теореме 6.2.1, и если X является, оптимальным решением в прямой задаче (6.2.1), то X является также оптимальным решением и в двойственной задаче: тахУ (ф(Х,У)Ф(У) + Хд(Х,У)Ф(У) + ДУ)ДХ,У)фу У при условиях У (фх(у У)Ф(У) + АЫУ У)Ф(У) + ДК)ЫУ уфу = О, У А < 0,/фУ) < О, причем оптимальные X и~ц(У) удовлетворяют условиям (1)-(5) из теоремы 6.2.1 и оптимальные значения целевых функций в обеих задачах равны между собой.
Рассмотрим еще одну теорему существования, доказанную Стод- дартом [7] и применимую для достаточно общей системы, из которой задача (6.2.1) получается как частный случай. Рассмотрим вероятностное пространство (Л, 5, д). Будем предпо- лагать, что вероятностная мера // является обычной относительно некоторой топологии на А. Пусть К — замкнутое множество в Еп и Ц — замкнутое выпуклое множество в Ет. Рассмотрим фиксиро- ванное измеримое отображение г : Л —> Я. Будем называть веще- ственную функцию /(г, и) на К х линейно ограниченной снизу в [/, если выполняется неравенство Щ)) > для некоторой интегрируемой функции р и ограниченной интегри- руемой функции д на А. Рассмотрим некоторое число вещественных непрерывных функ- ций рфг, и), г^(г, и) на К х V, каждая из которых линейно ограни- чена снизу в V. Пусть Г — класс всех интегрируемых отображений и : А -А- Ет таких, что выполняются 1) и (о?) 6 и почти для каждого ш 6 Л; 2) /дфг(сф, гб(сф)фп < 0 для каждого г; А 3) Ду(г(сф, гб(сф) < 0 почти для каждого ш е А и всех д. Пусть, кроме того, Ф(г, и) — некоторая вещественная непрерыв- ная функция на К х V, тогда будем говорить, что план и$ 6 Г явля- ется оптимальным для Ф в Г, если 1(и) = / Ф(г(сЕ), и(сЕ))с1р имеет А минимум в точке щ», т.е. выполняется неравенство /(щ)) < для всех и е Г. Заметим, что имеем систему, эквивалентную системе Иенсона, ес- ли А С Еп, = а) и р = / Ф«7А, где Ф — распределение вероят-
ностей к мере Лебега А на Еп. Доказательство теоремы существования для непустого Г стро- ится в предположении замкнутости и компактности относительно слабой сходимости в = 01 (Л, 5, д). Полунепрерывность снизу функции I{и) при этой сходимости яв- ляется достаточной для существования оптимального плана в Г. Теорема 6.2.3. Пусть Ф(г, и) — вещественная непрерывная функция на Нх17 линейно ограничена снизу и выпукла в 17. Пусть / |гб(щ)\бц ограничена на Г и е — абсолютно непрерывна на Г. То- А гда, если Г 7^ 0, 1(и) = Ф(г(щ), и(щ)) бц А имеет минимум на Г. Ключевым условием в этой теореме является ограниченность и е — абсолютная непрерывность / |гб(сф\бц на Г. А В работе Стоддарта [382] приводятся две теоремы, обеспечиваю- щие это требование при определенных условиях. Это имеет место, когда некоторая вещественная функция Ф (и) на 17 ограничена снизу и такова, что -А ос, как только |п| -А ос на [/, и если / Ф(щ)б/д А ограничена на Г. Доказывается также, что, если брать и)} > Ф(щ), где Ф(щ) имеет все предыдущие свойства теорема 6.2.3 верна и без предполо- жения ключевого условия. 6.3 Исследования одной задачи стохастического программирования Рассмотрим следующую экономическую задачу: пусть имеется неко- торое производство продуктов с входными величинами X = (яд, ^2,..., хп) и пусть оно достаточно гибко реагирует на такие
случайные факторы, как спрос, погода, выход из строя оборудова- ния или другие, т.е. имеем свои варианты планов производства в различных условиях, реализация которых носит случайный непре- рывный характер. Требуется найти оптимальный набор значений входных величин X, минимизируя ожидаемое значение некоторой функции издержек при следующих ограничениях: 1) необходимо, чтобы средние долговременные договорные обяза- тельства в целом (поставки сырья и производство продукции, при- быль и т.п.) были удовлетворены, хотя при этом допускаются нару- шения в кратковременных требованиях; 2) необходимо соблюдать при каждой случайной реализации усло- вий задачи общие физические ограничения системы, которых нель- зя нарушать вообще. Предполагается, что все функции, представленные в задаче, мо- гут быть нелинейными. В этом случае получаем математическую постановку задачи Хансона [176]: пип У Ф(Х, У)Ф(У)йУ, {П < У з(Х,У)Ф(У)с/У >0, (6-3.1) {П /г(Х,У) > 0,УУ, где предполагается, что Ф(Х, У) — некоторая скалярная функция от X е Еп и У е р(Х, У) и /фХ, У) — вектор-функции на Ег и Е8 соответственно, Ф(Х, У) и компоненты р(Х, У) и /фХ, У), а также плотность распределения вероятностей Ф(У) дважды непре- рывно дифференцируемы на 3 = {X} х {У} с Еп х Ет по всем переменным. В работе Хансона даются, как показано выше, необходимые и,
в условиях выпуклости функции Ф(Х, У) и вогнутости компонент вектор-функций р(Х, У) и /фХ, У), по X также достаточные усло- вия оптимальности вектора X. Эти условия являются однако слиш- ком сильными, поскольку в системе Фх(Х У)Ф(У) + Хдх(Х, У)Ф(У) + Д(У)ЫХ Л = О, УУ (6.3.2) каждое слагаемое зависит от вектора-параметра У. Покажем, что, не умаляя общности, эти условия можно ослабить, исключая из некоторых слагаемых У. В силу свойств функций Ф, д и Ф можно задачу (6.3.1) переписать в эквивалентном виде: найти вектор X, который доставляет ттК(Х) (6.3.3) при условиях С(Х) > 0, (6.3.4) /фХ,У) > 0,УУ, (6.3.5) где функция Г(Х} и вектор-функция С(Х), вычисленные по рас- пределению {У}, интегралы /Ф(Х, У)Ф(У)НУ и /д(Х, У)Ф(У)7У соответственно. Р(Х),С(Х) и к(Х,У) также дважды непрерывно дифференцируемы. В этой задаче только вектор-функция к зави- сит от вектора-параметра У. Для того, чтобы свести задачу (6.3.3)- (6.3.5) к параметрической задаче нелинейного программирования и вывести необходимые и достаточные условия оптимальности векто- ра X, будем предполагать выполнение следующего условия: если г + з > п, то самое большее п компонент функций С и к могут обращаться в нуль в любой точке множества 3. Те компоненты С) (д = 1,7) и кр (р = 1, Р), которые обращаются в нуль в некоторой
точке множества 8 таковы, что матрица г<ЭСД дО^дкг^ дкрл I дхг ' ' дхг ' дхг' ' дхг имеет максимальный ранг. Докажем следующую лемму, с помощью которой будем выводить необходимые условия оптимальности век- тора X. Лемма 6.3.1. Пусть 1. имеется область дг(Х) > 0, г = 1,М; где дг — действитель- ные функции, определенные на {X} С Еп; 2. дг(Х) при любом г дважды непрерывно дифференцируемы на {X} С Еп; 3. существует такой вектор X, что выполняется дг(Х = 0),г = 1,т; т < п, (*) дг(Х > 0), г = тп + 1, М. 4. для т равенств вида (*) выполняется 7^(1,... ,т) 0; т.е. якобиан в точке X имеет максимальный ранг. Тогда для любого г е 1,т существует точка Хг такая, что выполняются Уг{Хг) > 0; а дг(Хг) = 0 для любого г=1,т,г/1 и дг(Хг) > 0; г = т + 1, М. Доказательство. 1. Поскольку функции дг непрерывны, то для любого г 6 т + 1, М и любого ег > 0 существует вектор > 0 такой, что выполняются неравенства УХ € |Х -Х| < р. |<ДХ) - <ДХ)| < ег. Отсюда, т.к. дг(Х) > 0,\/г = т + 1,М, можно выбрать таким, что выполняется для любого X 6 ^-окрестности о < - ег < дг(Х) < дг(Х) + ег.
Если теперь выбрать тт 6Г1 = 5Го1о, где 6Г1О 1-я координата г-го век- тора (все координаты строго больше нуля), и составить п-мерный вектор, координатами которого являются фд0, то для любого X из такой фд0-окрестности выполняется неравенство дг(Х) > 0 при лю- бом г = т + 1, М. В дальнейшем проводятся все рассуждения толь- ко для векторов X из этой окрестности, которую обозначим через 5(Х). 2. Рассмотрим дг(Х), г = 1, т на <5(Х). Зафиксируем теперь неко- торый г 6 1,т и рассмотрим систему из т — 1 равенств дг(Х) = О для любого г 6 1,т. Для удобства изложения пронумеруем функ- ции так, что зафиксирован г = т. Из якобиана порядка т, пусть это для определенности первые т столбцов матрицы из частных про- изводных, вычеркнем строку т и столбец, в котором стоит элемент такой, что алгебраическое дополнение к нему не равно нулю. Такой выбор возможен в силу невырожденности якобиана порядка т. Ненулевое алгебраическое дополнение к элементу есть яко- биан 7у(1,... ,т — 1) функций дг(Х\ г = 1,т — 1. Поскольку в окрестности 5(Х) функции дг(Х) непрерывны, и дг(Х) = О, г = 1, т — 1 и 7^(1, • • •, — 1) неособенная матрица, то существует по теореме о неявных функциях б(Х)-окрестность точки X = . , Хп) С Е71-77141, которая целиком содержится в 5(Х) соответствующей размерности, что для любой точки X = (хш,хш+1,..., хп) из ДХ) существуют однозначные и непре- рывные функции ^(Х),..., ^т_1(Х), которые обладают свойства- ми: а) Хг = ^Г(Х), г = 1,т — 1; б) при любой X е г(Х) значение Хг,г = 1, т — 1, вычисленное по формуле Хг = хш+1,..., хп\ вместе с компонентами вектора
X образуют вектор удовлетворяющий уравнениям дг(Х) = 0; в) в г(Х) функции ^г(Х),г = 1,т — 1 дифферинцируемы и при данных 6 т,п производные являются единственным реше- нием системы линейных уравнений: 3. Покажем теперь, что для дг(Х\г = 1,т существует такой X1'1. что выполняется неравенство дт(Хт) > 0, а для г = 1,т все дг(Хт} = 0. Предположим, что не существует такой Хт. Зафикси- руем в окрестности б(Х) все координаты ^772+1 — ^772+1 ? ^772+2 — ^772+2? • • • , ^72 — ^72 • Получим для координаты хт = хт окрестность (хт,х'п\ которая целиком содержится в окрестности е(Х), для любого хт 6 (х'т, х'1и) и фиксированных координат хт+\получим ^1 — ^1(^772? ^772+Ъ • • • 7 ^72 ^772—1 ^772—1 (^772? ^772+1 ? • • • ? ^72 Рг(^1? 9^2? • • • ? ^772—1 ? ^772? ^772+1 ? ^72 ) 0 таких, что г = 1,т — 1. Если подставить эти координаты в дт(Х\ то по предположению для любого хт е {х1и,х"1и) получим неравен- ство ^772(^1? 9^2? • • • ? ^772—1 ? ^772? ^772+1 ? ^72 ) 0- Поскольку последние п — т координат зафиксированы, все из- менения функций зависят только от изменения координаты хт. Следовательно, для любого хт 6 (х^х^) имеет место дт < 0, а в
точке X выполняется дт(Х) = 0, в этом случае полная производная по хт в точке X должна равняться нулю, т.е. должно выполняться равенство ^^1 сДт $^2 &9т Э^т—1 &9т / \ -------I- I- • • • — = () дхг дхт дх2 дхт--------------------------дхт_х дхт-дхт х=т Если теперь сравнить соотношения (**) с (***), то имеем систему из т уравнений с т — 1 неизвестными. Вектор • • •; определяется единственным образом из системы (**). Он удовлетво- ряет уравнению (* * *) лишь в том случае, когда уравнение (* * *) есть линейная комбинация уравнений из системы (**). Посколь- ку коэффициенты образуют якобиан, следовательно, выполняется 7у(1,..., т) = 0, что противоречит условию. Следовательно, пред- положение неверно и существует Хт такой, что для г = 1,т вы- полняется равенства дг(Х™) = 0, а кроме того, имеем дт(Х™) > 0. Поскольку функция дт была получена путем перенумерации, то, следовательно, для любого г = 1, т выполняется утверждение лем- мы. Лемма доказана. Приведенную выше лемму можно получить как прямое следствие из теоремы о неявных функциях, если ввести искусственную пере- менную. Следующее утверждение дает необходимые условия существова- ния решения в задаче Хансона. Теорема 6.3.1. Для того чтобы вектор X являлся решением задачи (6.3.1), необходимо, чтобы существовали г-мерный вектор А < 0 и з-мерная вектор-функция д(У) < 0 такие, что выполня- ются Ех(Х) + АСх(Х) + У) =
_^ + л^о+,Лг)_О( (см) АС(Х) = 0, (6.3.7) //(Г)/1(Х,Г) = 0,УУ, (6.3.8) где Ех(Х) = вектор и Сх(Х) = ^^); Нх(Х,У) = —матрицы из частных производных, вычислен- ные в точке X. Если в задаче (6.3.1) функция Ф(Х, У) выпукла, а компоненты д^(Х,У) и ф(Х, У) у = 1,з вогнуты по X, то необ- ходимые условия являются и достаточными. Доказательство. Необходимость. Будем рассматривать вместо задачи (6.3.1) эквивалентную ей задачу (6.3.3)-(6.3.5). Пусть X — оптимальное решение задачи (6.3.1), тогда оно оптимальное реше- ние и задачи (6.3.3)-(6.3.5). На основе введения невязок будем при- менять теорию множителей Лагранжа, чтобы показать необходи- мость условий (6.3.6)-(6.3.8). Неположительность А и д(У) будем выводить отдельно с помощью теоремы о разложении функции в ряд Тейлора. Пусть = (^, • • • , И = (Л1(Х)> • • • , ^(У))Т являются г-мерным вектором и ^-мерной вектор-функцией такими, что вы- полняются равенства с(%) - е = о, Н(Х,У) — ц(У) =0. Составим функцию Лагранжа, имеем: ЦХ, А, ДУ), е, „(УУ) = Г(Х)+А(С(Х) -Щ ДУ)(ЦХ, У) -ЦУ)). Точки экстремума целевой функции в задаче (6.3.3)-(6.3.5) находят- ся среди стационарных точек функции Лагранжа. Возьмем частные
производные по всем переменным, которые в точке X должны об- ращаться в нуль. Имеем дЬ дГ(Х) ..дкСХ^У) (с-м> яг ______ яг У = Сг(Х) - 42 = 0, (*)^- = 2А^ = о, г = 1, г, X м ЯГ _ ЯГ ——- = к[(Х, У) - ДУ) = 0, (**)—7рл = ДгДЬСП, / = 1,8. Сравнивая уравнения (*) и (**) между собой, можно исключить переменные и ??/(У). Получим условия Х^С^Х) и /ц(У)/ц(Х,У) или ^А^(Х) = АС(Х) = 0, г=1 У к1(ГУч(Х, У) = ДУ)ЦХ, У). 1=1 Последние два выражения и соотношение (6.3.9) представляют со- бой условия (6.3.6)-(6.3.8) из теоремы. Покажем неположительность А и д(У). Из условий (*) и (**) следует, что если С{(Х) > 0, то соответствующий Х{ = 0 и анало- гичным образом для ф(Х, У). Если некоторая компонента векторов ограничений (6.3.4)-(6.3.5) обращается в точкеX в нуль, то рассмот- рим специфическое изменение вектора X к некоторой соседней до- пустимой точке X*. Применим теорему Тейлора до первого порядка с остаточным членом более высокого порядка е(X*, X) = е. Имеем Г(Х*) + АС(Х*) + /^У)ЦХ\ У) - (К(Х) + АС(Х) +д(УШХ Л) = , -хдг(х) дад дк(х,тх _ ~{х ~хК-^)Г + х^5Г + ^У}^5^)+г-е- Следовательно, Г(Х*)-К(Х) = -АС(Х*)-АС(Х)-д(У)^(Х*,У)+д(У)^(Х,У)+
+е = - [ЛС(Х*) + ц(У)ЦХ*, У) - е]. Возьмем теперь допустимое решение X* достаточно близким к X, чтобы, во-первых, е не влиял на знак выражения в квадратных скобках и, во-вторых, все нулевые компоненты вектора ограниче- ний (6.3.4), кроме г-й, и все нулевые компоненты вектора ограни- чений (6.3.5) не меняли своего значения. Такой выбор X* возмо- жен, т.к. условия в задаче (6.3.3)-(6.3.5) удовлетворяют предыду- щей лемме. Тогда знак выражения соответствует знаку выражения, |^У(Х*) — У(Х)] соответствует знаку выражения |\бДХ*)]. Сле- довательно, если по выбору X* СДХ*) > 0 и X доставляет минимум функционалу (6.3.3), т.е. имеем К(Х*) — К(Х) > 0, то должно быть Хг < 0. Поскольку был взят любой индекс из нулевых компонент, то весь вектор А < 0. Аналогично доказывается, что д(У) < 0. Достаточность. Пусть существуют А < 0 и тпи(У) < 0 такие, что выполняются условия (6.3.6)-(6.3.8). Интегрирование непрерывной выпуклой по X функции Ф(Х, У) по области {У} дает выпуклую по X функцию У(Х). Тоже самое имеет место для вогнутости компо- нент вектор-функции С(Х). Отсюда имеем в соответствии со свой- ствами функций Г, С и а также по выполнении условий (6.3.6)- (6.3.8) следующую систему соотношений: > Р(Х) + (X - = Р(Х) - (X - X) > р(х) - А(ОД - С(Х)) - ДУ)(/г(Х, У)- ол. / -Н(Х, У)) = У(Х) - АС(Х) - д(У)/фХ,У) > У(Х). Сравнивая начало и конец системы соотношений, где X — любое допустимое решение, получаем, что X является точкой имнимума. Следовательно, система уравнений (6.3.6)-(6.3.8) обеспечивает
п + г + з специфических необходимых, и в случае выпуклого про- граммирования, и достаточных условий для решения задачи (6.3.1) в терминах задачи (6.3.3)-(6.3.5). Число неизвестных компонент век- торов X, А и р,(У) также равно п + г + 8, причем неравенства А < О и УУ) < 0 при каждом У превращают задачу (6.3.1) в типичную задачу нелинейного программирования. При этом первое и второе слагаемые из условий (6.3.6) уже не зависят от У в противополож- ность к условиям в задаче Хансона. Теорема доказана. Однако остается трудность определения вектор-функции д(У). Дадим теорему, которая в условиях, сформулированных в задаче (6.3.1), является следствием оптимальности вектораХ и новых по- лученных необходимых условий оптимальности. Теорема 6.3.2. Пусть в условиях задачи (6.3.1) X является оптимальным решением и пусть при некотором У = У имеет место соотношение дг(х) дв(х) дх +х дх Тогда д(У) = 0 при любом У. Доказательство. Пусть X — оптимальное решение в задаче (6.3.1), тогда существуют А < 0 и УУ) < 0 такие, что выполня- ются необходимые условия (6.3.6)-(6.3.8). Поскольку система (*) не зависит от У, то должно выполняться соотношение Из необходимых условий (6.3.6)-(6.3.8) и неположительности д(У) следует, что если ЛДХ,У) > 0, то дфУ) = 0, а если ЛДХ,У) = О, то дфУ) < 0. Если бы для последних г существовала при некотором У хотя бы одна компонента дц(У) < 0, то это означало бы в соот-
ветствии с (*), что линейная комбинация градиентов для функций /гфХ, У), обращающихся на X в нуль, должна равняться нулю, т.е. что градиенты линейно независимы. Последнее противоречит усло- вию. Следовательно, все дц(У),г = 1,5 тождественно равны нулю при любом У. Теорема доказана. Заметим, что с помощью условий (6.3.6)-(6.3.8) можно сформу- лировать двойственную задачу. Можно показать, что в случае вы- пуклости Г(Х} и вогнутости компонент С(Х) и /фХ, У), получает- ся теорема, эквивалентная теореме о седловой точке Куна-Таккера. Условие Слейтора при этом следует из леммы 6.3.1, т.к. для ненуле- вых компонент ограничений (6.3.4)-(6.3.5) существует окрестность точки X, в которой эти компоненты остаются строго больше нуля, а для остальных компонент можно подобрать такую выпуклую ком- бинацию соответствующих точек Хг и леммы 6.3.1, что она является внутренней точкой для выпуклой области допустимости. Однако такой подход для практического применения при реше- нии задачи (6.3.1) приводит к вычислительным трудностям, кроме того, наложенные условия являются очень сильными. Условия (6.3.6)-(6.3.8) дают в общем случае лишь стационарные точки, причем для каждой стационарной точки необходимо опре- делить д(У) для всех у 6 У. Решение такой системы уравнений (6.3.6)-(6.3.8), зависящей от вектора У, вызывает в общем случае большие трудности. Кроме того, круг задач сужается, поскольку требуется, чтобы все функции были дважды непрерывно дифференцируемы по всем пе- ременным.
6.4 Определение множества допустимых планов в задаче Хансона Используя специфику ограничений вида (6.3.5) можно в некоторых случаях в задаче (6.3.1) устранить зависимость от параметра У и определить множество допустимых перманентных планов П. Тогда множество допустимых планов 8 задачи (6.3.1) представляет собой пересечение множества допустимых X из ограничений вида (6.3.4) с множеством перманентных планов П из ограничений вида (6.3.5), т.е. имеем 3 = Пр|{Х : С(Х) > 0}. Рассмотрим несколько специальных случаев, когда исходя из ана- литичности функций ф(Х, У) или экономического смысла случай- ных величин можно найти множество П для ограничений вида (6.3.5) Пусть имеем П={х : X € р|{/г(Х, У) > 0}}={х : Н(Х) = ^пйп к(Х, У) > о}, где Н(Х} и /фХ, У) — ^-мерные вектор-функции. Если множество П выпукло, а все СфХ) вогнуты, то и непустое пересечение 8 выпукло. Однако в общем случае П не будет выпуклым, а компоненты Н(Х} не будут непрерывными функциями по X. Будем предполагать во всех случаях, что множество допустимых планов 8 не пусто. Пусть Ь — некоторое подмножество индексов, которое объединя- ет ограничения из (6.3.5) по некоторому общему свойству. Будем, в противоположность к ограничивающим условиям в задаче Хансона, только требовать, чтобы все /гфХ, У) были непрерывны для любого г = 1,5 и что всегда выполняется условие X > 0. Пусть П(Ь) — мно- жество перманентных планов для ограничений с индексами I 6 Д а П(Ь) — множество допустимых планов для остальных ограничений вида (6.3.5).
1. Пусть Ь такое множество, что для любого I 6 Ь имеет место Н1(Х, У) = к[(Х)к2(У\ т.е. Л/(Х, У) можно представить как произ- ведение двух аналитических функций. Тогда, если Ь = Ьз, имеем: а) если для всех 6 выполняется неравенство к12 (У) > 0 при любом У, то соответствующие ограничения ЛЛ(Х, У) > 0 можно заменить ограничениями ^(Х) > 0; б) если для всех 12 6 выполняется неравенство 1г2(У) < 0 при любом У, то соответствующие огранинения Л/2(Х, У) > 0 можно заменить неравенствами ^(Х) < 0; в) если для любого 1% 6 Ьз существуют У1,У2 такие, что выпол- няются неравенства > 0 и < 0, то множество допу- стимых планов определяется из условия ^/(Х) = 0. Таким образом, имеем П(Г) = {х : х е П (Д(х)>о)}р| П {х : X € р| (/гЦх) < 0)} р {х : X е Ц| (/гЦХ) =0)}. (6.4.1) 2. Пусть Ь такое множество, что для любого I 6 Ь имеем Л/(Х, У) = ^1(Х) + Н2(У\ т.е. Л/(Х, У) можно представить как сум- му двух аналитических функций. В этом случае соответствующие ограничения с индексами из (6.3.5) можно заменить условиями: /г'(Х) > - тт /ДУ),Уг € ь, Уе{У} П(Ц = {х : X € р| {^(Х) > - шт Д(У)}. (6.4.2) 3. Пусть Ь таково, что при любом I 6 Ь имеем линейные нера- венства, т.е. АХ — Ь > 0, где (Л — I х п)-мерная матрица и неко-
торые или все элементы матрицы А и вектора Ь случайны с ко- нечным распределением, т.е. существуют оптимистические и пес- симистические границы изменения значений. Эти случайные эле- менты образуют вектор У. Если ввести А~ и Ь+, где случайные элементы заменены своими пессимистическими и оптимистически- ми границами соответственно, то множество перманентных планов П(Ь) для группы ограничений Ь определяются следующим обра- зом: П(Ь) = {X : А~X > что следует из системы неравенств > А~X > > Ь(си), где X, удовлетворяющий неравен- (**) (*) (**) ству (*), удовлетворяет и неравенству (**). 4. Пусть Ь таково, что для любого I Е Ь К1(Х,У) квадратичны по X, т.е. эти функции можно представить в виде: Н1(Х, У) = ХТН1Х У Р1Х — Ьр\/1 Е Ц где некоторые или все элементы матрицы Нц вектора р1 и компо- нента Ьр\/1 Е Д являются случайными величинами с конечным рас- пределением. Они определяют компоненты вектора У. Тогда имеем для ограничений I Е Ь: ПЩ = {х : X е р| { тт /ДХ) > 0}} = = Д : X е р| { тш (ХТЯгХ + Р1Х - 6г)}} = п п п = {х : X е р| { тт > 0}}, (6.4.3) Ч1еЬ г=1 7=1 7=1 поскольку функция во внутренних скобках зависит линейно от ком- понент вектора У, то, следовательно, минимум достигается на гра- ницах допустимой области, причем выполняется неравенство
ХгХд > 0 имеем: п п п ПЩ = {%:%€ Г|{ Ш1П Е^2^;^ +> О}}. У1еЬ У6< г=1 7=1 7=1 Иначе П(Л) = {% : X е р{ тт (ХтНГХ+р7Х > &+)}}• (6-4.4) У1еЬ -г Если все неположительно определенные матрицы, то непустое множество П(Ь) — выпукло. 5. Пусть Ь таково, что для любого I 6 Ь вогнута по X. Тогда непосредственно следует, что непустое множество П(Ь) вы- пукло, поскольку соотношение Л/(Х, У) > 0 выполняется при любом У. Здесь задача заключается в нахождении границы, оганичиваю- щей выпуклую область П(Ь). Если граница или часть ее существует, то она определяется из условия к\Х^ У) = 0. Заметим, что во всех случаях имеем соотношение П = П(Ь)ПП(1). Если П и впоследствии множество 8 состоят из некоторого числа несвязных множеств допустимых X, то следует задачу (6.3.1) раз- бить на подзадачи с той же целевой функцией (6.3.3), заданной на этих множествах 8ъ(к = 1,К). Минимум в задаче (6.3.1) найдется из соотношения Г(Х) = тт ттР(Х). ке1,К 8к Вопросы существования решений и их оптимальности в задачах стохастического программирования рассматривались в предыдущих главах применительно к конкретным моделям задач. Краткая библиография Для задач стохастического программирования очень важным яв- ляется вопрос о необходимых и достаточных условиях оптимально-
сти плана и вопрос его существования. Некоторые свойства двой- ственных задач стохастического линейного программирования рас- смотрены Тинтнером в работе [401], и на их основе доказана так называемая «слабая теорема двойственности». Вопросы существования плана и его оптимальности для задач стохастического программирования нашли выражение в исследова- ниях Хансона [176]. Также в этой работе сформулированы теоре- мы о необходимых и достаточных условиях оптимальности, теорема двойственности и рассмотрена «задача Хансона». В работе Стоддарта [382] приводятся теоремы, обеспечивающие необходимые требования для существования оптимального плана при определенных условиях.
7 Исследование проблем стохастической устойчивости за- дач принятия решений Проблемы устойчивости решений в задачах принятия решений рас- сматриваются с различных точек зрения и исследуются с разных позиций. В работах по исследованию устойчивости решений [50, 71, 77, 78, 88] предметом наблюдений избирают условный экстремум как случайную точку, оптимальный базис как набор векторов или оптимальное значение целевой функции как случайную величину. В зависимости от этого вводятся совершенно различные понятия устойчивости. В ряде работ проблема устойчивости исследуется в плане стохастическом и параметрическом, а также в свете теории ошибок. В задачах принятия решений в условиях неполной инфор- мации вопрос об устойчивости решения приобретает особо важное значение, поскольку в этих задачах значения параметров случайны. 7.1 Существование областей устойчивости решения задач принятия решений в условиях неполной информации. Область допустимо- сти Введем понятие области допустимости. Рассмотрим фиксированную точку а?о €= Тогда задача принятия решений в условиях неполной информации превращается в детерминированную задачу: шт 1г(у1(Ло;о),У2(Л^о),---,Уп(Л^о))}; (7.1.1) иг(1)Е8(шо) I ) п < сДо>о); (7.1.2) 7 = 1 уЛ,^о) = - 1, о?0) + + сЩ,а>0); (7.1.3) 2/гЦ,си0) > Уг(1 - 1,^о),у71,^о) > 0, о>о) > 0, с(/, ) > 0, 3{(1., о>о) > 0, г = 1, п, I € 1, Т. (7.1.4)
Обозначим через = 1,2,...,/Со) экстремальные точки вы- пуклого множества 5 (фо), каждая из которых образуется пересе- чением п гиперплоскостей, где КШо — общее число экстремальных точек при реализации оу €= случайных параметров. Определение 7.1.1. Область Уко Е П называется областью допустимости точки 1%, если для любого ш Е Уко пересечение об- разующих эту точку гиперплоскостей определяет экстремальную точку соответствующего множества 3(си). 7.2 Область оптимальности Введем понятие области оптимальности. Пусть — оптимальная экстремальная точка задачи (7.1.1)-(7.1.4), т.е. для любого к ф ко имеет место 2ко > 2к°о, Где _ значение целевой функции задачи (7.1.1)-(7.1.4) в экстремальной точке 1%. Определение 7.2.1. Область С Ук° называется областью оптимальности точки если для любого ш Е ]Ук° выполняется Хк > Хка (к = 1,2,...,ки;к^ко). Теорема 7.2.1. [59]. Функция 2к является непрерывной функ- цией от ш для любой экстремальной точки 1%. Доказательство. Значение функционала в экстремальной точке выпуклого множества 5(оу) ПРИ фиксированной реализации о>о €= равно Обозначим через и®к(1) — координаты экстремальной точки, — отличные от нуля величины и®к(1). Они определяются из соотношения Вокиок(б) — = с°(ф, где Вок — соответствующая базис- ная матрица.
В силу невырожденности этой матрицы величины и®к(1) будут непрерывными функциями от и с^(ф, следовательно, 2ко явля- ется непрерывной функцией от о? 6 П. Теорема доказана. Покажем, что для любого ш 6 П существует область устойчиво- сти П7(). т.е. такая область, что для всех о? 6 Иф0 соответствующая задача (7.1.1)-(7.1.4) имеет один и тот же оптимальный базис. Теорема 7.2.2. [59]. Пусть в точке Е О выполняется С> 2^к = 1,2,...,кЫ0- к ^к0). Тогда существует такая окрестность О(ад) точки шо, что для всех а) Е О(о?о) С П имеет место 2к> = 1,2,...,^;^ф^0)- Доказательство. В точке шо Е имеем С - ^0 > 0- (7-2-1) По теореме 7.2.1 функции 2ко и 2к°о непрерывна по о?, следова- тельно, их разность тоже непрерывная функция. Из свойств непре- рывных функций следует, что существует такая окрестность П(од), что для ш е О (фо) сохраняется неравенство (7.2.1), т.е. 2[ > 2к°. Теорема доказана. 7.3 ^-устойчивость решения по средним Введем понятие ^-устойчивости решения для задач принятия реше- ний в условиях неполной информации. Определение 7.3.1. Решение по средним задачи принятия ре- шений в условиях неполной информации называется стохастиче- ски устойчивым по модулю е (е-устойчивым), если оптимальная
экстремальная точка задачи по средним остается оптимальной при любой реализации ш случайных параметров, за исключением множества меры е. Дадим еще одно определение. Определение 7.3.2. [59]. Гиперплоскости, пересечением кото- рых образуется оптимальная точка решения по средним стоха- стической задачи принятия решений, назовем мечеными. Пусть все граничные гиперплоскости выпуклого множества пронумерованы и пусть к\ ,къ, ... ,кп — номера меченых гиперплос- костей. Экстремальная точка, определяемая пересечением этих ги- перплоскостей, перемещается в зависимости от реализаций вектора сД, ш). Множеством п-мерного евклидова пространства, внутри которо- (\ п 1 — р , является эллипсоид с центром в точке, соответствующей оптималь- ному решению по средним. Здесь I определяется из неравенства (\ п 1 — р) >1 — 6. Оси этого эллипсоида рассеяния находятся сле- дующим образом: в точке ш 6 О рассматривается пересечение п — 1 гиперплоскости из данных п меченых, которое геометрически пред- ставляет собой прямую. На этой прямой откладывается в обе сторо- ны от центра эллипсоида величинагде Щ — номер той меченой гиперплоскости, которая не входит в данное пересечение, а — среднеквадратическое отклонение случайной величины, сто- ящей в правой части уравнения этой гиперплоскости. Из независи- мости компонент сД и неравенства Чебышева следует: ДП1» -Сг(^)| < =
= Пр{1с’СМ -с,со1 < Д > П(1 Д) = О Д) • г г Величину I определим из неравенства где е— достаточно малое число. Определение 7.3.3. Ограничение вида 52 — 1а^ (г = 1,2, ...,п) назовем нижними ограничениями, а ограничения п вида 52 аци:№ < + /сгфг = 1,2,..., п) — верхними ограниче- 7=1 ниями. Предположим, что пересечение нижних ограничений с положи- тельным гипероктантом не пусто. Это означает, что для любой реа- лизации вектора с(^, си) (за исключением множества меры б) суще- ствует хотя бы один допустимый план. Используя введенные понятия, сформулируем без доказательства достаточное условие стохастической е-устойчивости решения по сред- ним. Теорема 7.3.1. [59]. Для того, чтобы решение по средним было 8-устойчивым, достаточно, чтобы эллипсоид рассеяния не пересе- кался с нижними ограничениями, кроме меченых. Для выпуклой задачи принятия решений в условиях неполной информации ^-устойчивость означает постоянство с вероятностью 1 — е базиса меченых нормалей, по которому целевой вектор рас- кладывается с положительными коэффициентами. Теорема 7.3.2. [59]. Для того чтобы решение по средним и*(1,ш) = (г4(^,Ч), сщ),• • •, ДДбч), 0,..., 0) п было 8-устойчивым, достаточно, чтобы 52 г=1 где д — минимальное из расстояний от точки ш до граничных
гиперплоскостей области устойчивости Ц7^ С П. Доказательство. Если В^ — (п х п)-мерная базисная матрица, соответствующая решению по средним, то отличные от нуля ком- поненты и*(б,й)(г = 1,2,... ,п) вектора и и*(1,аГ) определяются из соотношения и*(1,ш) = В^с(бш\ где с(^, ш) = (С1(/:, й?), СсУ), . . . , Сп(^, ш)). Кроме того, внутри области устойчивости решения по средним координаты точки пересечения меченых гиперплоскостей об) определяются из того же соотношения (7.3.1) Область устойчивости решения по средним Ц7^ совпадает с обла- стью допустимости этого решения в пространстве П. С другой стороны, точка пересечения меченых гиперплоскостей й(1,сб) перестает быть допустимой, если она лежит на гиперплоско- стях вида а^и^б) = с^б), (г > п) или вида гц(^) = 0, (г < п). В силу (7.3.1) это равносильно тому, что удовлетворяет соотноше- ниям п п а(1,а.у 52(-1)у+1Втас„(/,= 0, г > п, (7.3.2) 7 = 1 17=1 к УД-Щ-7'Д/сД, = 0, г < п, (7.3.3) 17=1 где Л — определитель матрицы В. Следовательно, область устойчивости решения по средним определяется пересечением т гиперплоскостей вида (7.3.2)-(7.3.3)
в т-мерном пространстве Г7. Если уравнения (7.3.2)-(7.3.3) норми- рованы и в них вместо стоят величины Д(/ф то они дают расстояния от точки ш пространства Г7 от гиперплоскостей (7.3.2)- (7.3.3). Обозначим эти расстояния через 61,62, • • . ,<Д и определим 6 = тт Д. Тогда для ^-устойчивости решения по средним доста- ть точно, чтобы имело место соотношение р< \с(1, си) — с(/;)|2 > (1 > < е. (7.3.4) тп Покажем, что из ^2 — С(^ следует выполнение соотношения г=1 (7.3.4). По неравенству Чебышева и свойствам математического ожи- дания получим Е^\с(1,си) — с(^)|2) 62 р< \с(1, си) — с(/:)|2 > 6 Теорема доказана. 7.4 Плановая устойчивость задачи принятия решений в условиях неполной информации. Основные понятия плановой устойчиво- сти Дадим определение плановой устойчивости задачи принятия реше- ний в условиях неполной информации. Определение 7.4.1. [59]. Пусть для всех си тос! е множество оптимальных планов (о?) задачи принятия решений принадлежит 6-окрестности множества (ей), т.е. для любого и®(1,си) найдется ^(^сД такое, что М'ТМ - < 8.
В этом случае задачу принятия решений в условиях неполной ин- формации назовем планово устойчивой с характеристиками 6, 6. Пусть задача базисно устойчива по тоб е и имеет при си = ёй единственный оптимальный план. Тогда можно найти распределе- ние оптимального плана п°(^, о?)=(гб5(/;, о?, а?),..., си), 0,..., 0) на множестве меры 1 — е, а также распределение \и°(^, си) — и°(1, ей) |. По любому 5 можно найти 61 = р{ |п°(^, си) — п°(^, ей) | > и задача будет планово устойчива с характеристиками е + 61,5. 7.5 Абсолютная плановая устойчивость Обозначим через Ь экстремальные точки выпуклого множествах (о?) каждая из которых образуется пересечением п гиперплоскостей. В некоторых задачах стохастического программирования имеют место случаи, когда при изменении случайных параметров один и тот же план и®(1) является оптимальным. Это, например, имеет ме- сто, когда абсолютный минимум целевой функции задачи принад- лежит некоторой совокупности областей допустимости Я (си), но не принадлежит множеству перманентных планов 2~. В таких случа- ях можно ставить задачу нахождения вероятности, с которой такой план остается оптимальным планом при всех реализациях о? 6 Г7. Не ограничивая общности, будем исследовать здесь только случай, ко- гда интересующий нас план принадлежит допустимой в среднем об- ласти 2 (ей). Если абсолютный минимум принадлежит какой-нибудь другой допустимой области ^(си), и°(ё) Х(щ), то исследование можно провести аналогично. Будем предполагать, что пределы из- менения случайных величин всегда конечны. Такая постановка задачи имеет смысл лишь в некоторых случа- ях, например, когда имеем выпуклую задачу принятия решений со
стохастическими ограничениями или когда необходимо найти точку экстремума стохастической линейной функции на детерминирован- ном многограннике. Исследуем эти два случая. Определение 7.5.1. Задачу принятия решений при наличии неполной информации назовем абсолютно планово устойчивой с вероятностью а, если решение по средним является оптималь- ным решением задачи при всех реализациях ш с вероятностью а. Рассмотрим прямую и двойственную задачи стохастического про- граммирования в обычных обозначениях, где условия задачи обра- зуют ограниченные многогранные области при каждом ш 6 тт Х(ф) = {и : Аи(1) < > 0}, (7.5.1) тах Ф(а?); (^ = {и : у А > д^у > 0}. (7.5.2) у&АА Поскольку экстремум линейной функции на ограниченном много- граннике достигается в крайней точке, то вопрос о плановой устой- чивости в смысле вышеприведенного определения можно ставить лишь в том случае, когда все С{(б) случайны и оптимальное в сред- нем решение образуется как раз теми гиперплоскостями, которые являются детерминированными, или когда имеем тривиальный слу- чай и°(1) = 0. Вероятность сц что план и°(1) остается оптимальным планом, определяется тогда с помощью множества тех реализаций си, для которых и°(1) является допустимой точкой. Иначе обстоит дело для двойственной задачи (7.5.2). Здесь мно- гогранник области допустимых решений детерминирован, и опти- мальная в среднем точка и°(1) перестает быть оптимальным пла- ном тогда, когда целевой вектор при некоторой реализации выхо- дит из положительного конуса, натянутого на нормали тех гипер- плоскостей, которые образуют оптимальное в среднем решение. Из
[70] имеем, если при некоторых предположениях (единственность решения и т.д.) прямая задача (7.5.1) является базисно устойчивой тоб 6, то является и базисно устойчивой с вероятностью 1 — 6 двой- ственная к ней задача (7.5.2). Поскольку многогранник решений в задаче (7.5.2) детерминирован и базисная устойчивость означает по- стоянство базисных гиперплоскостей для некоторого подмножества из множества всех реализаций о?, то базисная устойчивость зада- чи (7.5.2) эквивалентна абсолютной плановой устойчивости задачи (7.5.2). Следовательно, определяя область базисной устойчивости прямой задачи (7.5.1), мы одновременно определяем вероятность, с которой задача (7.5.2) является абсолютно планово устойчивой. Приведем возможный способ оценки, который позволяет опреде- лить, с какой вероятностью а задача (7.5.2) будет абсолютно пла- ново устойчивой, а следовательно, и базисно устойчивой. Зафиксируем все базисные в среднем ограничения, которые пре- вращаются в точное равенство. Составим соответствующую базис- ную матрицу А$ размера п х п. Тогда вероятность, с которой за- дача будет абсолютно планово устойчивой, определяется теми реа- лизациями, для которых выполняется с = си). Пусть кр — ко- нус, натянутый на те нормали с неотрицательными коэффициента- ми (/?1, • • •, Дг) = /?, для которых соответствующие ограничения образуют базис, при этом для решения по средним выполняется ра- венство Ь = /ЗА§, где Ьг > 0, г = 1, 2,..., п. Следовательно, вероят- ность того, что с(^, о?) 6 кр есть вероятность того, что (3 = = еД,Сс?)Л > 0,
где А = (а^) = А^1 — обратная к матрица, т. е. имеем 71 а = Р|{адС1(^а?) 4- а7-2С2(^а?) Ч---к а^псп(1, о?)} > б}. 7 = 1 В практических задачах, как правило, можно определить границы изменения случайных величин с(^, и эти границы конечны, тогда имеем: а = р[{ р|{йдС1(^а?) Ч----\-а^псп{1^)} > б}, 7 = 1 0^(4) < сф^,Сс?) < С^(^),\/г = 1,2, • • • , п] = Р{<д(^,Сс?) Е Р}, где В — пересечение параллелепипеда [с-, с+] с областью допусти- мости, образованной полупространствами. Вопрос абсолютной плановой устойчивости приводит к определе- нию области В. Если известна совместная функция распределения компонент вектора с(/ц си), то нахождение вероятности Р{с(^, Е В} в силу линейности всех ограничений сводится к сложному интегрированию по многогранной области совместной функции распределения случайных величин си). Пусть, например, случайные величины си) взаимно независи- мы и все имеют равномерное распределение, тогда следует / . . . /(1С! . . . (1сп а = Р(с(7,сВ) е О') = ------------С’ где область В определяется соотношением 7г В = {с(7,Д : с(ЛД е {[с“,с+],с“ < с+} р| 1=1 7г Р|{аяС1(7,ш) + а^с2(1,^) Ч----1-а^псп(1,ш) > 0}|. 1=1
Рассмотрим теперь задачу при каждой реализации . ,уп(Е)\, иг{1) < с(1, о?); V) > 0,ф,^) > 0,уг(1) > О,тд(Х) > уг(1 - 1V е [1,Т], где выпуклая вниз функция, а условия задачи образуют случайный многогранник Я(си). Требуется найти вероятность, с ко- торой некоторая точка остается оптимальной при всех реализациях а). Минимум выпуклой функции по допустимой области достигается либо в точке абсолютного минимума этой функции, если она суще- ствует и принадлежит некоторым допустимым областям 2(о?), либо на границе допустимой области. Следовательно, можно ставить вопрос об абсолютной плановой устойчивости в смысле приведенного выше определения только ис- ходя из точки абсолютного минимума выпуклой функции т.к. в противном случае точка минимума в различных областях Х(щ), вообще говоря, будет меняться. Поэтому пусть на гб°(^) > 0 функция достигает абсолют- ного минимума, и рассмотрим случай, когда и°(1) > 0 принадлежит допустимой в среднем области Я (си). Пусть все параметры из раз- ных ограничений задачи независимы друг от друга. Тогда необходи- мо вычислить, предполагая, что все параметры имеют непрерывное распределение: а = = р{ Пш«г1,«г2, • • -,ат,Сг(1)) = Э=1 г=1 п п = > 0}| = Р[7э{^(аг1,аг2,...,^п,Сг(^))>0} = 7=1 г=1
-П/<»+»/»(*.««.............................. г-^г>0 где Рг(ац, ац,..., б^п, с^У) — совместная плотность распределения случайного вектора (а^, • • •, (/:)). 7.6 Функциональная устойчивость в стохастических задачах приня- тия решений В ряде реальных задач конечным критерием устойчивости служат величины отклонений оптимального значения целевого функциона- ла. Поэтому вводится понятие стохастической устойчивости выпук- лой задачи принятия решений, в которой проблема устойчивости рассматривается с точки зрения функциональной устойчивости. Определение 7.6.1. Пусть при любом ш тоб е выполняется неравенство • ,у,Л,сЛ)\ < 6, тогда назовем задачу принятия решений в условиях неполной ин- формации функциональноустойчивой с характеристиками е, 5. Если задача г, 5-устойчива, то в силу непрерывности целевого функционала по совокупности аргументов можно подобрать 5 та- кое, что задача будет функционально 6, 5-устойчива. В различных прикладных задачах принятия решений случайные параметры имеют оптимистические и пессимистические границы изменения, то есть случайные величины имеют конечное распре- деление. В таких случаях при некоторых условиях мы можем опре- делить область изменения целевой функции и локализовать множе- ство оптимальных планов при всех реализациях ш 6 Г7.
7.7 Устойчивость по г-му ограничению в стохастических задачах принятия решений. Плановая устойчивость по г-му ограничению Запишем задачу принятия решений по распределению ресурсов с вероятностными ограничениями в следующем виде = ^(щ(^Ы^, • • • ,Уп(1)) Ы; (7.7.1) Аи(1) < (7.7.2) = уг(1 - 1) + + ^Ш^); (7.7.3) Уг(1) > Уг(1~ иЫ1) > О, > 0, 8г(1, > 0, с(^, > 0, г = I 6 [1, Т], (7.7.4) где А — блочно-диагональная матрица условий задачи (7.7.1)-(7.7.4) (размерности Зп х Зп); и — вектор переменных (размерности Зп); с — вектор ограничений (размерности Зп). Рассмотрим /’-ю задачу параметрического программирования, по- лученную из задачи (7.7.1)-(7.7.4) = РМ1^,У2^, -,Уп^ тт, (7.7.5) 3/7 а7>пг(^) = (Лп(^))7- < 9(^,0?), (7.7.6) Г=1 Зп ^а1Гиг(Р) = (Аи(1)^ < ДД, (7.7.7) сД, Д > 0,сД,Д > 0,у°Д) > 0,у°Д) > - 1), ^г(^) >0,2,7 = !, Зп, г 7, ш е П, (7.7.8) здесь — среднее значение случайной величины с7(о?),
г?-г(^)(г,7 = 1,3п) — оптимальный план задачи (7.7.5)-(7.7.8) при реализации <д(^,сс?). Введем следующие множества 8(ш) = : (Лп(^))^ < с^, с<;), щ(^) > 0, г = 1,3п^, 8~(ш) = |п(Х) : (Лп(^))г“ < сг“(^, о?), щ(^) > 0, г = 1,3п^, 8+(ш) = : (Лп(^))+ < с+(1, о?), и}(1) > 0, г = 1,3п^, где в Л7? с7(/:)? Л^, г = 1,3п — случайные данные, представ- ляющие реализации вектора с(^, си), заменены своими оптимистиче- скими и пессимистическими границами соответственно. Рассмотрим некоторый Зп-мерный параллелепипед, построенный вокруг опти- мального в среднем плана и°(1, о?), задачи (7.7.1)-(7.7.4), т.е. |п°(^, ш) — 6, п°(^, ш) + 5], (7.7.9) где 8 — вектор, составляющие которого строго больше нуля, но ко- торые могут быть разной величины. Определение 7.7.1. Будем говорить, что задача принятия ре- шений (7.7.1)-(7.7.4) планово устойчива пог-му ограничению с ха- рактеристиками 8{,6, если выполняется соотношение Р^гбОг(^, о?) е (I, со) — 6,и°(1,ш) + <$]}> 1 — г*. Предполагаем единственность решения задачи (7.7.5)-(7.7.8) при каждом г и любом ш. Рассмотрим случай, когда параллелепипед пересекается только с теми ограничениями задачи (7.7.1)-(7.7.4), которые обращаются на оптимальном в среднем плане гб°(/;,сс?) в точное равенство. Вектор 6 найдем следующим образом: возьмем минимальное расстояние д
из всех расстояний от точки гб°(/;,сс?) до гиперплоскостей, для кото- рых выполняется неравенство ((Аи0(^,сй))7- < су^сй), и построим параллелепипед с центром в точке гб°(^,а?) со сторонами длины 2ф, / Зп причем должно выполняться неравенство \ $ < с1. У 7=1 Пусть 71 — множество всех тех индексов г = 1,3п, для кото- рых ограничения при с^,сй) задачи (7.7.1)-(7.7.4) превращаются на 'и°(^,сй) в точное равенство, т.е. выполняется 7^7. а 72 — множество остальных индексов, т.е. = СК^)- 3^2 В случае г е 71 будем решать задачу для Ад 0 < А* < 1, исходя из Ад для которого выполняется равенство сЩ) = сЛ,Ч) = (1 - Д)с“(Д + ДсЩ), а условие = сф^,о?) принимает вид (ЖЦ = (1 - Д)с.Щ) + АгсЩ) = сХг(1). Получаем непрерывную оптимальную вектор-функцию, которая зависит от Ад Перемещая щ(/:,сс?) = сд.(/:) из сф/:,с7) в (7), найдем нижнюю границу изменения с^сА). В этом случае оптимальный план обяза- тельно является элементом параллелепипеда (7.7.9). При этом воз- можны два случая: 1) какая-либо координата выходит из параллелепипеда (7.7.9), т.е. существует такое А|, что выполняется АгбОг(^, о?))7- < с7-(^,а?),7 = 1, Зп,7 г,
= (1 - АЩ (О + А-сЩ), П0/Д, IV) > О, = 1, Зп, и существует хотя бы один п^(^, си) такой, что либо п^(^,сс) = п^(^,сс) + ф, либо п^(^,сс) = п^(^,сс) — 6д- 2) передвигаясь из точки сД^сй) в точку ф"(^), наткнемся на гра- ницу сД для которой = 0, а оптимальный план и°~(1) содержится еще в параллелепипеде (7.7.9). Для того, чтобы найти верхнюю границу, будем перемещаться^, сс) ИЗ Ся(^, сс) в (/:). Также возможны два случая: 1) какая-нибудь координата п^г(/:, сс) выходит из параллелепипе- да (7.7.9), т.е. существует такое, что выполняются соотношения, аналогичные ранее приведенному примеру для нижней границы; 2) при перемещении ся(/^, сс) придем к реализации с+(/:), т.е. Л? = 1, и оптимальный план является элементом параллелепипеда (7.7.9). Следовательно, изменяя ся(^,сс), мы нашли нижнюю и верхнюю границы изменения значений случайной величины ся(^,сс), между которыми оптимальный план задачи (7.7.5)-(7.7.8) обязательно яв- ляется элементом параллелепипеда (7.7.9). Для г 6 справедливы соотношения Аи0^,^')^ < При перемещении ся(^,сс) из сП) в сг“(^) г-я гиперплоскость отходит от линии уровня К(т/(пД)) = К(т/0(п0Д, сс)), ограничиваю- щей выпуклую область и включающей все линии уровня, дающие меньшее значение функции К(т/(пД)), чем значение К(т/0(п°Д, сс)).
Следовательно, г-я гиперплоскость не пересекается с такими ли- ниями уровня, и гб°Д,сД является также оптимальным планом для всех А^, между значениями фДД и Если при с+(1) оптимальный план задачи (7.7.5)-(7.7.8) иг+(1) = п°(/:,сД, то оптимальный в среднем план гб°Д,сД является оптимальным планом при любой реализации щД, сД е [сДсД. Для нижней границы это доказано. Поскольку при перемещении сД из щД,сД в с7(Д минимум целевой функции Р(т/°(гб°Д, сД) может только увеличиваться, а мы имеем К(т/°(щ° Д, сД) = Р(?/г+(пг+Д, сД), то отсюда следует, что Е(уОг(ъР\ сД) = Е^у^иР, I, аРр) при всех реа- лизациях сД/:, сД, а в силу единственности решения ДДД = уРг(1, сД при любом сД. Если оптимальный план т?+(Д Д 7?+(Д сД при <Д(Д не является элементом параллелепипеда (7.7.9), то из решения параметрической задачи мы найдем А?, для которого иг+(Р) лежит на границе парал- лелепипеда. Для каждого ограничения г, тем самым, найден интервал измене- ния случайных величин сД, в пределах которого оптимальный план задачи (7.7.5)-(7.7.8) обязательно будет элементом параллеле- пипеда устойчивости. Теперь можно найти нижние границы вероятностей^, с которы- ми задача планово устойчива по соответствующим ограничениям в понятиях случайных величин сД, т.е. имеем соотношение: Рг = Р^гбОг(/:, о?) е [гб0Д, — Р иР(1, сД + } > > € [с-, с2] I сД,Д = сД,Ц),.; = 1,ЗМ тД = 1 -ег. Здесь Д и Д определяются из следующих условий:
1) для г е Л: с- (^), если иг е [п°(^,сс) — 5, п°(^,сс) +5], (1 — А|)ф"(^) + Х]с+(1\ если иг~ ф + <$]; 2 с+, если иг+ Е — 6.и°(^.сЕ) + 5], (1 — А2)сг“(^) + А^с+(^), если иг+ [п°(^,сс) — 5, п°(^,сс) + <$]; 2) для г е 4 = с7 % с+, если иг+ е [п°(^,сс) — 5, и°(1, сс) + 5], (1 — А?)ф"(^) + А?с+(^), если иг+ ф [п°(^,сс) — 5, п°(^,сс) + <$]. 7.8 Функциональная устойчивость по г-му ограничению Аналогично описанному в предыдущем пункте 7.7 методу мы можем исследовать функциональную устойчивость по г-му ограничению. Вновь рассмотрим задачу распределения ресурсов в следующем ви- де Г(у(и,1)) = • • • ,Уп(1У) ш1; (7.8.1) Аи(€) < с(^,а;); (7.8.2) Ут№ = Уг^ - 1) + 5ф^,а;)щ(^) + Ф(^); (7.8.3) Уг(1) > Уг(1~ иЫ1) > О, > 0, 8г(1, > 0, с(^, > 0, г = Т~п, I 6 [1, Т], (7.8.4) где А — блочно-диагональная матрица условий задачи (7.8.1)-(7.8.4) (размерности Зп х Зп); и — вектор переменных (размерности Зп); с — вектор ограничений (размерности Зп).
Рассмотрим /’-ю задачу параметрического программирования, по- лученную из задачи (7.8.1)-(7.8.4): Д))=Щ^(«),^),...,^))^тт, (7.8.5) Зп < сд, Г=1 (7.8.6) Зп < сЛ,со), Г=1 (7.8.7) уТ^ > 0,у°Д) > ~ 1),сД Д > 0, сД*,о?) : > о, щ(^) > о, г, 7 = 1, Зп, г у, ш Е Г7, (7.8.8) здесь — среднее значение случайной величины су(щ), п^г(^)(г,7 = 1,3п) — оптимальный план задачи (7.8.5)-(7.8.8) при реализации В задаче (7.8.5)-(7.8.8) будем рассматривать те значения с^(^,сд), для которых имеет место следующее соотношение Определение 7.8.1. Будем говорить, что задача принятия ре- шений (7.8.1)-(7.8.4) функционально устойчива по г-му ограниче- нию с характеристиками 5 (здесь 5 — число), если выполняется соотношение р> = , УпХ^~ -Р^ХД,у2°Д,Ч • • -ЛИ)1 < <5} > I - Чтобы найти вероятности Р}, мы должны решить параметриче- скую задачу принятия решений (7.8.5)-(7.8.8) для случайной вели-
чины сД^,сД. Найдем А| и А?, которые определяют допустимую об- ласть изменения случайной величины и обеспечивают функ- циональную устойчивость задачи (7.8.1)-(7.8.4). Будем искать ин- тервал [А|, А?] исходя из оптимальных решений иг~(1) и за- меняя в задаче (7.8.5)-(7.8.8) наф"(^) и соответственно. Дальнейшие рассуждения аналогичны рассуждениям, приведенным в предыдущем пункте. 7.9 Устойчивость по вероятностному параметру а Рассмотрим задачу принятия решения распределения ресурсов сле- дующего вида: Ду(М)) = • • • ,уп(1У) Ы; (7.9.1) Ап(^) < с(^,сф; (7.9.2) Уг(Р) = Уг^ - 1) + + ф(^,сД; (7.9.3) Уг(1) > Уг^~ иЫ1) > О, > 0, 8г(1, > 0, с(^, > 0, г = Дп, I 6 [1, Т], (7.9.4) где А — блочно-диагональная матрица условий задачи (7.9.1)-(7.9.4) (размерности Зп х Зп); и — вектор переменных (размерности Зп); с — вектор ограничений (размерности Зп). Перепишем задачу (7.9.1)-(7.9.4) в виде = Р(Й),Й), .. .,Уп^) тт, п Р1(гц (А) = — С{(1, ш) < 0} > «1, 0,5 < од < 1, 7 = 1 Р2{Р2(^, ^) = О)) - О?)} > «2, 0, 5 < «2 < 1,
иг(1) > 0,кг(1,ш) > О, Д1) > 0,уД) > уг(1 - 1), Сг(Ъ,ш) > 0, г = 1,п,к € [1, Т], ш € О или в общем виде <А) = Г(г/1(Ду2(Д • • • ,Уп(*У) -> ппп, (7.9.5) Рк{дк(и, ак, 0,5 < ак < 1, к = 1,2, (7.9.6) > 0,уД1) > О,уД) > Уг(±- 1),г = 1,п,1 & [1, Т],ш & П. (7.9.7) Для любого к = 1, 2 справедлива следующая теорема Теорема 7.9.1. Пусть задача (7.9.5)-(7.9.7) удовлетворяет усло- виям: 1) функция д(и,1,сР) строго выпукла по ш, непрерывна по всем переменным; 2) Г7 Е Кп; со — непрерывная случайная величина; 3) функция (ро непрерывна по и; 4) для каждого а Е [о1, о2], (0,5 < о:1 < а2 < 1) существует единственное решение задачи (7.9.5) - (7.9.7) ии*(ф,а); 5) для а = а1 множество допустимых планов задачи (7.9.5)- (7.9.7) ограничено; тогда существует последовательность {Лещ} -Е +0 такая, что Пт и*(к о)2 — = и*(1, а2), п—^оо Доказательство. Рассмотрим Пт 11М01М Р(д(п + Лщ I, сД < 0) — Р(д(щ I, < 0 для фиксированного и. Р(д(и + Лщ I, сД < 0) = Р(щ(и + Дп, I, < 0, д(щ < 0)+
+Р(д(п + Дп, I, сД < 0, д(и, I, сД > О). Аналогично, Р(д(гц I, ш) < 0) = Р(д(гц I, сД < 0, д(и + Дгц I, ш) < 0)+ +Р(д(гц I, ш) < 0, д(и + Дп, I, ш) >0). Тогда Р(р(гб + Дгц ш) < 0) — Р(д(гц ш) < 0) = =Р(д(п +Дгц I, о?)<0, д(гц I, ш)>0)—Р(д(и, I, о?)<0, д(п+Дгц I, сД>0). Верно также |Р(р(гб + Дгц I, сД < 0) — Р(д(гц сД < 0) | < <Р(д(п+Дгц о?)<0, д(и, сД>О)+Р(д(гц о?)<0, д(и+Ли, о?)>0). Из непрерывности функции следует, что для некоторого од такого, что д(и, I, о?о) > 0 ПРИ достаточно малых || Дгх|| выполня- ется д(и + Дгц о?о) > 0, тогда Пт Гр(д(ф + Дгб, I, ш) < 0), д(и, I, ш) > о"| < < Пт Гр(д(ф + Дгц^сс?) = 0),д(гцо?) > о"| < ||Д1/(ДНо1 < Пт Р(д(и + Дгц^,сА = 0). ЦА^НО Допустим, что для некоторого Дй(^) выполняется соотношение Р(д(и + ДйД,а?) = 0) > 0. В этом случае, из непрерывности слу- чайной величины ш следует, что Уп(0 : д(и + Ли,1,9) = 0) > 0, где Vй — объем в п-мерном пространстве Рп, а это противоречит строгой выпуклости функции д(и,1,ш).
Тогда Р(д(и + Дщ о?) = 0) = О для любого Дщ а поэтому Пт Гр(п(п + Дщ <Р) ||Д^Но1 < 0), д(и, I, сР) > 0 < < Пт Р(д(и + Дщ сф = 0) = 0. ЦА^НО По аналогии получаем Пт [р(п(п + Дщ сей ||Д^Но1 < 0), д(и, I, сР) > 0 < < Пт Р(д(и, сР) = 0) = 0. ЦА^НО Итак, „Л1™ \Р(д(и + < 0) - < 0)| < < Пт Р(д(и + Дщ^,а?) < 0), д(и, I, сР) > 0)4- ЦА140Н0 4- Пт Р(д(щ о?) < 0, д(и 4- Ащ а?) > 0) < 0 + 0 = 0. ЦДЦДНО Что и означает непрерывность функции Р(д(ир,сР) < 0) по и(1). Построим функцию ?/*(/:, а2 — Да) оптимального решения задачи (7.9.5)-(7.9.7) от параметра а при Да е [0,5; а1—а2]. В силу условия 4) теоремы такая функция существует и однозначна. Так как множество допустимых планов задачи (7.9.5)-(7.9.7) огра- ничено при а = а1, то для любого и(1), такого, что Р(д(що?) < 0) > а1, справедливо: ||гб(/ф| < с(^), т.е. при любых и(Р) и а е [а1, а2] таких, что Р(д(ир,сР) < 0) > а справедливо 1М^)|| < с(^). Отсюда следует, что при любом Да е [0,5; а1 — а2] выполняется ||п*(^,а2 — Да)|| < с(/:). А это и означает, что множество гб*(/:,а2 — Да) ограничено для Да 6 [0, 5; а1 — а2], поэтому можно выбрать последовательность Дап 0 такую, что существу Пт а2 — Дап) = и(Р). п^-оо Так как Р(р(гб,о?) < 0) = Птгб*(а2 — Дап) = а2, то и(1) — п^ос допустимый план задачи (7.9.1)-(7.9.3) при а = а2, поэтому
С другой стороны, (До(1/*(^, <1 —Асщ)) > <Д)(гб*(^, а2)) при любом п, и функция (До непре- рывна по п(^), следовательно, А ^о(^*(С <^2))- Получаем = ^о(^*(С <^2))- В силу единственности реше- ния задачи (7.9.1)-(7.9.3) при а = о? справедливо равенство и(к} = п*(^, а2). Таким образом, последовательность Асщ -Е 0 удовлетворяет тре- бованиям теоремы. Теорема доказана. 7.10 Устойчивость по вероятностному распределению ы Проведем исследование условий устойчивости решения задачи при- нятия решений по вероятностному распределению случайной вели- чины си. Для этого рассмотрим вновь следующую задачу принятия решений. <А) = Д ЗА (6), 3/2 (6), • • .,Уп(^)) -> шт, (7.10.1) Рк{дк(и, I, < 0} > ак, 0,5 < ак < 1, к = 1,2, (7.10.2) > 0, Д1) > 0, У1(1) > Уг(1- 1), г = 1,п, I. е [1, Т], ш & О,. (7.10.3) Справедлива теорема для любого к. Теорема 7.10.1. Пусть задача (7.10.1)-(7.10.3) удовлетворяет следующим условиям: 1) функция д(и,1,оо) строго выпукла по ш, непрерывна по всем переменным, ш Е Кп , шп — последовательность непрерывных слу- чайных величин, О — множество реализаций случайных величин шп, каждая случайная величина задает вероятностное простран- ство (О, Р, Р^п), и существуют С(и) и Сп(и) — функции распре-
деления случайных величин со и шп соответственно, и некоторая последовательность чисел {бп} такая, что еп > О, \/п, Нтп^+оогп = 0 такие, что ||Сп(гб) — С(гб)|| < гп||С'(п)|| для любого и(б); 2) множество реализаций случайных величин . огра- ничено: Vй ($7) = с < +ос; где Vй - объем в п-мерном простран- стве; 3) множество допустимых планов задачи (7.10.1)-(7.10.3) огра- ничено при некотором О, 5 < а1 < 1; 4) существует решение задачи (7.1О.1)-(7.1О.З) при некотором оР > а:1 (обозначим его и(б)) и решения задачи тпщо(^)), (7.10.4) РМ^п)<$}>а (7.10.5) (обозначим и(1,а)) для а е [а1, а0], тогда существует последо- вательность {5П} : 5п > 0, Пт^+оо 5п > 0 такая, что {и(1,а — <5П)} сходится к решению задачи (7.10.1)-(7.10.3) при а = оР. Доказательство. Рассмотрим некоторую точку и(1) — допусти- мый план задачи (7.10.1)-(7.10.3) при а = о:0. Из условий 1) и 2) теоремы следует, что: |Рип{/(М,^п) < о} - Рш{д(и,1,ш) < 0}| < епс(Р). Выберем в качестве 5п такие числа, что 5п > епс(Ь)\ 5п -----> 0. п—>+сю Тогда начиная с некоторого п, будет 5п < (Р — а1 и существует решение й(рсР — 5п) задачи (7.10.4)-(7.10.5). То есть РШп{д(и, I, < 0} > Рш{д(щ Р ^) < 0} - 5п > сР - 5п. Это означает, что любой допустимый план задачи (7.10.1)-(7.10.3)
при а = допустим для задачи (7.10.4)-(7.10.5). Это верно и для точки и(1), значит, а° - <5„)). (7.10.6) Рассмотрим величину [д(и(а° — 6п),1, ш) < 0}. Согласно уело- виям 1) и 2) теоремы имеем Рш {д(и{оР - 4)Л^) < 0} 6 [а0 -6п-епс(1),а° -6п-\-епс(1)] . (7.10.7) Значит, начиная с некоторого п, все точки {й(се° — 5П)} допусти- мы для задачи (7.10.1)-(7.10.3) при а = се1, и множество таких точек ограничено. Выберем из последовательности {й(^, се° — 5?1)} сходящуюся по- следовательность {й(/;,С10 — <5Па.)} такую, что Пт {й(^,се° — <$ПА;)} = ^*(^). Пк—>+оо к * Будем считать полученные таким образом числа 8Пк искомыми 8п. В силу непрерывности функции Рш {р(гб*,о?) < 0} по и(1) и (7.10.7) Рш {д(гб*, I, < 0} = се°, т.е. точка и*(1) — допустимый план задачи (7.10.1)-(7.10.3) при а = се°. Из непрерывности функции <^о и (7.10.6) следует, что Ы^)) < т.е. точка 14*(^) — решение задачи (7.10.1)-(7.10.3) при а = се°. Теорема доказана.
7.11 Устойчивость решений задач стохастического нелинейного про- граммирования В различных прикладных задачах стохастического программирова- ния случайные параметры имеют оптимистические и пессимисти- ческие границы изменения, т.е. случайные величины распределены конечно (непрерывно или дискретно). В таких случаях можно при некоторых условиях определить область изменения целевой функ- ции и локализовать множество оптимальных планов при всех реа- лизациях со 6 Г7. Пусть имеем задачу стохастического программирования, у кото- рой целевая функция /(гг, о?) = /(гг) некоторая непрерывная детер- минированная функция, а функции, определяющие условия задачи дфж, сф, \/г = 1, 2,..., т, квадратичны или линейны по х с неполо- жительно определенными матрицами при любой реализации а) е Г7, т.е. имеем задачу вида < хтН^ш)х + > 0, (7.11.1) г = 1, 2,..., тп, х > О, где все элементы матриц Нфси), векторов рфа?) и компоненты Ьфси), г = 1, 2,..., тп могут быть случайными. Введем следующие множества: 3(с8) = {ж : хтН^и^х + Рг(р8)х > бфа?), х > 0, г = 1, 2,..., т}, 8~ = {ж : хтН^х + р^х > Ь+, х > 0, г = 1, 2,..., ш}, 8+ = {ж : хтН+х + р+х > х > 0, г = 1, 2,..., ш}, где Н+, р+, Ь+, , р^, Ь+, г = 1,2,... ,тп — случайные данные, представляющие реализации вектора ш, заменены своими оптими- стическими и пессиместическими границами соответственно.
Имеет место следующее утверждение. Теорема 7.11.1. Если множество перманентных планов 3~ не пусто, то для целевой функции задачи (7.11.1) имеет место со- отношение: шт/(ж) < тт /(ж) < тт/(х). (7.11.2) хеЗ+ хе8(ш) хеЗ~ Доказательство. Достаточно показать,что 5"' Э 5(сс?) Э 3~ от- куда будет следовать, что минимум непрерывной функции по неко- торому множеству меньше либо равен минимуму этой же функции по любой части этого множества. Если х 6 3~ следует, что для всех случайных реализаций ш и при \/г имеют место соотношения Т (***) т (**) т _ Н X Н^Х -Зр^Х > X Нг(ш)Х + Р1\ш)Х > X ЕЦ х + р1 X > (*) (***) > > ЬДсД > 6Д х > 0. Отсюда следует, что любое допустимое решение из 3~, т.е. удо- влетворяющее неравенству (*), удовлетворяет и неравенству (**), т.е. имеет место 3(а3) Э 3~. Кроме того, любое допустимое решение из множества 3(о?), т.е. удовлетворяющее (**), удовлетворяет также (***), т.е. имеем, что выполняется 3' Э 3(а3). Окончательно, 3+ э 3(ш) э 3~ и если 3~ 0, то имеет смысл выражение (7.11.2) из условий тео- ремы. Теорема доказана. Для задачи на максимум может быть сформулирована симмет- ричная теорема. Следствие 7.11.1. Пусть имеем задачу квадратичного програм- мирования, т.е. пусть в задаче (7.11.1) /(х) = /(ж, о?) — случай-
пая квадратичная по х функция с неотрицательно определенной матрицей при Зш: ф(х,ш) = хТ + Ро^)х + где среди элементов Н$, ро и Ьо случайные составляющие с конеч- ным распределением. Тогда выражение (7.11.2) из теоремы 7.11.1 примет вид: ф~(х~) = тт/-(х) < тт /(х,< тт/+(ж) = /+(ж+), хе8+ хеЩш) хеЗ~ где х~ и х+ — оптимальные планы по соответствующим мно- жества и 3~, а ф~(х) и ф+(х) — целевые функции, в которых случайные данные заменены своими пессиместическими и опти- мистическими границами соответственно. Доказательство. В соответствии с утверждением теоремы (7.11.1) имеет место система взаимных вложений Э 3(щ2) Э 3~. Если гг°(а?) оптимальное решение задачи (7.11.1) при реализации ац то для любого а: выполняются соотношения: /“(гг“) = х~ТН^х~ +Рож“ + ьо < Л^°М) = = ЖОТ(сс?)Яо(^)^°(^) + Ро(^)Л(а?) + < < х^тНфх+ +рвХ+ + = /+(ж+), откуда следует требуемой результат. Теорема доказана. Введем множество 3~= {ж : хтН^х + р))х > Ь^, х > 0, г = 1, 2,..., тп). Теорема 7.11.2. Пусть функции д^х,оз) в задаче (7.11.1) во- гнуты или линейны, множество допустимых х: 3~ не пусто, а множество 3^ ограничено. Если целевая функция задачи (7.11.1)
вогнута и детерминирована, то для любого ш существует опти- мальный план, который не принадлежит 8~, и множество всех таких оптимальных планов удовлетворяет условиям {х°НК с Д5 = 5+\ 8~ . Доказательство. Поскольку минимум вогнутой функции /(гг) на границе не больше минимума /(ж) внутри выпуклой области допу- стимых решений, то в силу непрерывности /(гг) и замкнутости и ограниченности области допустимых решений, при каждой реали- зации а) существует такая граничная точка гг°(щ), что выполняется /Ц°М) < /(Щ)), Уа?(И € 5Ц). Это означает, что при каждой реализации ш хотя бы одно из нера- венств д^х^аб) > 0 или х^ > 0 превращается в равенство, т.е. имеет место либо для некоторого либо х®(щ) = 0 для некоторого Такой гг°(щ) не будет принадлежать 8~, поскольку множество 8~ не включает никаких х, которые превратили бы какое-либо ограничение зада- чи (7.11.1) в равенство. Однако гг°(а?) е5+, т.к. 8' включает все области допустимости при любой реализации сщ и, следовательно, выполняется {гг°МЬ с 5+\ 8~ . Теорема доказана. Если в теореме 7.11.2 целевая функция задачи (7.11.1) является выпуклой, а абсолютный минимум не принадлежит никакой обла-
сти допустимости 3(щ2) при любом си, то теорема 7.11.2 также имеет место. Доказательство ведется аналогично приведенному выше. Теоремы 7.11.1 и 7.11.2 являются обобщением результатов работы [412], где рассматриваются только линейные функции в исходной задаче. Следующее утверждение относится к частному случаю задачи стохастического программирования. Теорема 7.11.3. Если в задаче (7.11.1) все функции линейны по х и только вектор Ъ(х) имеет случайные, независимые и ко- нечно, непрерывно распределенные составляющие, то множество оптимальных планов {^(щ)}^ из теоремы 7.11.2 выпукло. Доказательство. Пусть область допустимых планов задачи при реализации х. Пусть гг°(сщ) и гг°(а?2) — оптимальные решения при любых двух реализациях сщ ид. т.е. выполняется /(ж°Д)) < /(яД1)) \/Щ1) € 5Д1), /(х°д)) < ХхХХ ЧхСХ)е ЗХ2). Из Ах°(щ1) > &(сщ), Агг0(а?2) > ^(^2); х0(сщ) > 0; ггДсд) > 0, следует для любого А, 0 < А < 1: А(АхО(сщ) + (1 — Х)х°(^2)) > АЬ(сщ) + (1 — А)Ь(^2)5 х()х = Ах°(сщ) + (1 — А)х°(щ2) > 0. Вектор х°х является возможной реализацией в силу независимости и непрерывного распределения случайных величин. Указанный век- тор является и оптимальным, поскольку в силу линейности функ- ций в задаче (7.11.1) градиенты целевой функции и нормали к ги- перплоскостям ограничений постоянны, и оптимальная точка х°х, при перемещении из гг°(сщ) в ггДсд) остается оптимальной, пока
она допустима, а допустимость для вектора х°х доказана при лю- бом А, 0 < А < 1. Теорема доказана. Пусть в исходной задаче все функции квадратичны по ж, причем с неположительно определенными матрицами Т/фо?), г = 1,т и с неотрицательно определенной матрицей при Уси, т.е. имеем задачу квадратичного программирования для каждой реализации тт /(х, = тт(хт + Ро(ш)х + &о(^)) (7.11.3) X X при условиях < хтН^)х + > 6ДД, г = 1,т, (7 ц 4) х > О, где элементы Т/фо?), рфа?) и бфа?), г = 0,1,..., тп могут быть слу- чайными величинами. Пусть 1тез, р^ и 7/ — математические ожида- ния, а агез, а1- и — дисперсии элементов соответственно Яфо?), Рг(ш) и ЬДси), г = 0,1,..., т. Введем следующие множества и обозначе- ния: 5(сс?) = {ж : ХТНг(ш)х Рг((х)х > бфсс?), 2 = 1, 2, . . . , 772, X > 0}, = {ж : хтн+х + р+х > Ьр , г = 1, 2,..., тп, х > 0}, 3~ = {ж : хтН^х + рРх > Ь+, г = 1, 2,..., тп, х > 0}, Ди,А = {^: хе{5д\{ж: хт НРх+рРх>Ь+, г = 1,2,... ,тп, Р„ = {тЧ АЦ)} = ттЩяД +Ро х + Ьр, ’ х&р хе8ц рх = {ттЦЦ)} = тт(ЛЯо“а;+роа; + &о), хЕ$р хе8^ где р+, рР , Ь- , Ьр определяются из следующих соотно- шений для любых г = 1, тп и е, д = 1, п: Н+ = (йгез - Н+ = (кгез + А^),
Р{=(р}~Р^'), Рг+ = Д' + Аст}), = (Р1 - Е = (рг + А<Тг). Предположим, что // и А строго больше нуля, 8~ ф Ф, а абсолютный минимум в задаче (7.11.3)-(7.11.4) не принадлежит 8~ и для 8(иб) рассматриваются все те о?, для которых существует хотя бы одно допустимое решение. Теорема 7.11.4. Вероятность того, что оптимальное значе- ние целевой функции /(х°(щ)) е что оптимальный план задачи (7.11.3)-(7.11.4) х®(ш) принадлежит области Л.рав- няется по крайней мере Рц,х = Р{^ I НГ < НЛГ) < н+; рг < рГш) < р+; < Ьг(ш) \/г = 0,1,..., т}. Доказательство. Достаточно доказать, что для события I Нг < < н+- рг < < р+; 6- < <Ь^, \/г = 0,1,..., ш} (*) выполняется требование теоремы. Рассуждая аналогично тому, как это сделано в теореме 7.11.1, имеем 8^ Э 8(ш) Э 8~ для всех ш из события (*), а множество оптимальных планов для этих со содер- жится в Ад,м. Тогда в соответствии со следствием из теоремы 7.11.1 имеем, что для всех ш из события (*) выполняются требуемые со- отношения для целевых функций: Да = т“ ЛД) < тт /(ж,сД < тт /АЦ) = /+ хЕЗ^
Теперь легко показать, например, сдвинув небазисное ограничение, что в зависимости от вида целевой функции и функций ограниче- ний могут существовать такие реализации, что оптимальный план х°(щ) 6 Ад,^, и, соответственно, /Ц») е [Щ/Щ но что для таких реализаций со не будет выполняться строгое тре- бование события (*). Отсюда следует, что — есть нижняя гра- ница для вероятности того, что оптимальный план гг°(щ) 6 Ад,м, а Теорема доказана. Следует заметить, что если все элементы матриц НДсД, г = 0,1,... ,т при любой реализации со Е П тождественно равны нулю, то имеем эквивалентную теорему для линейного случая [188]. Краткая библиография Исследованию поведения оптимального плана как случайной точ- ки посвящена работа М. Баббара [9], в которой изучается распре- деление оптимума в предположении постоянства оптимального ба- зиса, в разложении оптимума отбрасываются члены второго поряд- ка малости относительно случайных параметров задачи. В работе Г. Вагнера [424] отмечается ограниченность предположения о по- стоянстве оптимального базиса и оценки с точностью до первого порядка считаются недостаточными. Проблемы базисной устойчи- вости решений задач стохастического программирования получили наибольшее развитие в работах Н. И. Арбузовой и В. Л. Данило- ва [3], Н. И. Арбузовой [4], [5], [6], М. Куртиллота [102], К. Шетти [369], С. Барнетта [15] и других авторов. Работы последних трех указанных авторов объединяет общий подход к проблеме базисной
устойчивости с точки зрения теории ошибок. В этих работах, как и в работе Н. И. Арбузовой [4], определяются максимальные отклоне- ния параметров задачи вставляющие оптимальный базис неизмен- ным. В работах Г. Тинтнера [401], И. Сенгупта, Г. Тинтнера и С. Миллхама [352], И. Сенгупта, Г. Тинтнера и Б. Моррисона [404], Г. Тинтнера, С. Миллхама и И. Сенгупта [402] содержатся каче- ственные результаты по вопросам базисной устойчивости решений. В указанных работах, а также в работах Б. Беряну [31], [39], [40] исследуется проблема стохастической устойчивости оптимального значения задачи линейного программирования. Примечательна работа А. Н. Тихонова, в которой указан есте- ственный с экономической точки зрения путь исправления задачи, неустойчивой в смысле теории ошибок, чем намечен новый подход к исследованию задачи линейного программирования.
Заключение Одним из важных разделов современной теории сложных систем является разработка количественных методов управления, плани- рования и проектирования в условиях риска и неопределенности. С единых позиций могут быть исследованы три группы математиче- ских методов: методы прогнозирования поведения сложных систем, методы управления в условиях риска и неопределенности (стоха- стическое программирование) и методы адаптации и обучения (сто- хастическая аппроксимация). В настоящем пособии были рассмот- рены основные результаты, полученные в области стохастического программирования, а проблемы прогнозирования поведения слож- ных систем и методы адаптации и обучения не нашли отражения. В периодической литературе последних десяти лет обсуждается большое число моделей планирования, управления и проектирова- ния в условиях риска и неопределенности. В пособие наряду с об- щими методами анализа задач стохастического программирования включено определенное количество частных методов, каждый из которых эффективен для ограниченного круга приложений. Обзор работ по специальной задаче стохастического программирования — задаче фильтрации и прогноза и по итеративным методам стохасти- ческого программирования в пособие не включен. Интересным, на наш взгляд, представляются попытки получения общего подхода к различным схемам стохастического программиро- вания, которые предпринимались в работах И. Лемари [264], Д. Б. Юдина [199], [202] и Ю. М. Ермольева [132], [134]. Другое перспективное направление стохастического программи- рования основано на численных методах решения условных экстре-
мальных задач в функциональных пространствах и теории двой- ственности бесконечномерного математического программирования. В работах по теории и методам стохастического программирования следует назвать работу С. И. Зуховицкого, Р. А. Поляка и М. Е. Примака [460] по численному решению задач выпуклого про- граммирования в гильбертовых пространствах и работы Е. Г. Голь- штейна [184] и А. Д. Иоффе и В. М. Тихомирова по двойственным задачам в функциональных пространствах. В большинстве работ по стохастическому программированию условия задачи и целевая функция записываются в классических вероятностных понятиях и терминах. В тех случаях, когда целесооб- разно искать оптимальный план в виде случайного вектора, запись задачи в классических терминах становится необозримой и сложной для анализа. Именно это обстоятельство является одной из причин сравнительно ограниченных достижений в стохастическом програм- мировании. Известное продвижение в постановках задач стохастического про- граммирования и в методах их решения можно получить, записывая стохастические задачи в терминах функциональных пространств и используя для их анализа по крайней мере те конструктивные беско- нечномерные аналоги методов математического программирования, которые к настоящему времени разработаны.
Список литературы [1] Абрамов Л. М., Бочкарева И. И., ‘О задаче стохастического программирования с вероятностными ограничениями’, в кн. Оптимальное планирование, вып. 16, стр. 3-9. Новосибирск (1970). [2] АИсЫзон, Л., ‘ЗШхзНса! РгоЫетз о1Тгеа!тен1 АПосаНоп’, Роу. 31аПз1. Зое., Зепез А 133(1970), 206-238. [3] Арбузова Н. И., Данилов В.Л., Юб одной задаче стохастиче- ского линейного программирования и ее устойчивости’, ДАН СССР, том 162, № 1 (1965). [4] Арбузова Н. И., ‘О стохастической устойчивости двойственных задач линейного программирования’, Эконом, и мат. мет., том 2 (1966), стр. 558-562. [5] Арбузова Н. И., ‘Взаимосвязь стохастической е-устойчивости задач линейного и дробнолинейного программирования специ- ального вида’, Эконом, мат. мет., том 4 (1968), стр. 108-110. [6] Арбузова Н. И., Вересков А. И., Николаева Н. Д., ‘Неко- торые задачи стохастического программирования’, Эконом, мат. мет., том 5 (1969), стр. 412-430. [7] Аугте! М. апб \УИ6е Б. Л, ‘З^осйазНс Сеоте1пс Рго§гаттт§’, т РгосеесИпдз о/ Пае Рппсе1оп Зутрозгит он МаПьетаПса! Ргодгаттгпд, (Ргтсе1оп 1970), Ргтсе1оп ПтуегзИу Ргезз, 73- 91. [8] Аупе! М. апб УУПНатз А. С., ‘Сотр1етеп1агу Сеоте1пс Рго§гаттт§’, 31АМ 3. Арр1. МаПа., Уо1. 19 (1970), 125-141.
[9] ВаЬЬаг М. М., ‘ВхзМЬиВопз о! Зо1и1юп8 о! а 8е1 о! Ыпеаг ЕриаНоп8 дуПН АррНсаНоп 1о Ыпеаг Рго§гаттт§’, 7. Ат. 81аИз1. Аззос., Уо1. 50 (1955), 854-869. [10] ВаЬЬаг М. М., НеаЬу Е., апЬ Тт1пег С., ‘Рго§гаттт§ дуйЬ СопзЫегаНоп о! УапаНопа т 1при1 СоеШстепЫ’, 7. Гагт Есоп., Уо1. 37 (1955), 333. [11] Ва1акп8Ьпап А., ‘ОрНта! Соп1го1 РгоЫетз т ВапасЬ Зрасез’, <1. 8ос. 1п(1из1г. Арр1. Ма1к., АЗ, № 1 (1965), 152-180. [12] ВаНпйу Л. апП Ргекора А., ‘ЗттиЫюп о! Ва818 81аЫ1Иу т 31оска811с Ыпеаг Рго§гаттт§’, Рге8еп1ес1 а! 8ЮМАК У/огкзкор оп 81осказ1гс Ыпеаг Ргодгаттгпд, Ргтсе1оп 1965. [13] ВаПпакт М. В, ‘Ап А1§огИЬт 1ог Ртс1т§ АП УегНсез о! Сопуех Ро1уЬес1га1 ЗеЫ’, 81АМ </., Уо1. 9 (1961), 72-88. [14] Вагкж В. Е. апП РгозсПап Е., Ма1кетаЫса1 Ткеогу о/КеНаЫШу, Уогк 1965, ЛоЬп АУПеу. [15] ВагпеВ, 8., ‘ЗЫЬППу о! Пае 8о1иНоп 1о а Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫет’, Орега1. Кез. (^иаг1., Уо1. 13 (1962), 219-228. [16] Веа1е Е. М. Ы, ‘Оп Мхттхгт^ а Сопуех ЕипсНоп ЗиЬдес! 1о Ыпеаг ЫериаННез’, 7. Коу. 81аНз1. 8ос., Зепез В17, № 2 (1955), 173-184. [17] Веа1е Е. М. Ы, ‘Оп (^иаПгаНс Рго§гаттт§’, 7. Мауа1 Кез. Ьодгз1. (^иаг1., Уо1. 6, № 3 (1959), 227-243. [18] Веа1е Е. М. Ы, ’ТПе Пзе о! С^иасЕаНс Рго§гаттт§ т З^осПазНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Капс1 СогрогаНоп Керог1, 2404-1, (1961). [19] ВеПтап В., ‘Вестзюп Макт§ т Расе о! Ппсег1ат1у’, 7. Мауа1 Кез. Ьодгз1. (^иагк 1 (1954), 230-232. [20] ВеПтап В., ‘Вестзюп Макт§ ш Расе о! Ппсег1ат1у’, II, 7. Мауа1 Кез. Ьодгз1. Оиаг1. 1 (1954), 327-332.
[21] ВесккоГег В. Е., ВнппеИ С. XV. апс! 8ос1е1 М., ‘А Тдуо-8ашр1е Ми1Нр1е Вестзюп РгосесЬге 1ог Напкт§ Меапа о! Могта! Рори1аНоп8 дуИк а Соттоп Ппкподуп Уапапсе’, ВготеЛпса, Уо1. 41 (1954), 170-176. [22] Веп кгае! А., ’Оп 8оте РгоЫетз о! Ма1кетаНса1 Рго§гаттш§’, Рк.И. Ткезгз гп Епдгпееппд Зсгепсе, Еиапз1оп 1961, Пог1ки}ез1егп ВтиегзИу. [23] Веп Вгае! А. апс! Скагпез А., ’Соп81ап1 Ьеуе! 1пуеп1огу Рокстез апс! Скапсе Соп81гатес1 Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Ыог1к'шез1егп ВтиегзИу, Еуап81оп 1961. [24] Березнев В. А., Об одной задаче стохастического программи- рования’, Техническая кибернетика, том 4 (1971). [25] Беркович Е. М., ‘О двухэтапной задаче стохастического опти- мального управления’. Вест. Мос. универ., серия: мат. и мех., том 4 (1970), 9-17. [26] Беркович Е. М., Об аппроксимации двухэтапных стохастиче- ских задачах’, жур. вычислит, мат. и мат. физ., том 11, № 5 (1971), 1150-1165. [27] Беркович Е. М., ‘О существовании оптимальных решений для одного класса двухэтапных стохастических задач’, Приближ. методы реш. задач опт. управ, и некот. некоррект. обрат, задач, Труды вычислит, центра Мос. универ., Москва 1972. [28] Беркович Е. М., ‘О численном решении одного класса задач стохастического птимального управления’, Приближ. мето- ды реш. задач опт. управ, и некот. некоррект. обрат, задач, Труды вычислит, центра Мос. универ., Москва 1972.
[29] Вег§1ка11ег С., ‘А С^иаскаНс Ери1уа1еп1 о! Ле Мштаиш Шзк РгоЫеш’, Неу. Коитата Ма1к. Ригез Арр1., Уо1. 15 (1970), 17- 23. [30] Вегеапи В., ‘81осказЫс ТгапзрогШюп РгоЫеш: I, II. Вапбош Соз1з’. СотитеаиИе АсаЛ. В.Р.В., Уо1. 13 (1963), 325-337. [31] Вегеапи В., Юп ЗЛсказНс Ыпеаг Рго§гаттш§: I. В1з1пЬи1юп РгоЫетз: а 8ш§1е Вапбот УапаЫе’, Неу. Ма1к. Ригез АррЦ Уо1. 8 (1963), 683-697. [32] Вегеапи В., ‘В1з1пЬи1юп РгоЫетз апб Мтттит Втзк 8о1и1юпз т ЗЛсказНс Рго§гаттт§’, Со1од. АррИс. Ма1кет. Есоп., Вибарез! 1963. Асабепиат КтасЬэ., 37-42. [33] Вегеапи В., ‘Тке РгоЫеш о! 1ке В1з1пЬи1юп ЕипсНоп ш Ыпеаг Рго§гаттш§ апб Мтштит Втзк 8о1и1юп’, Рк. В. РтуегзИу о/ Вискагезк Вискагез! 1963. [34] Вегеапи В., Ъоте АррксаНоп о! 81осказЫс Рго§гаттш§ (Воташап)’, Ргос. Зег. Соп/. т 31аИзИс8 Е.С.8., Вискагез! 1963. [35] Вегеапи В., Тго^гатте бе пзрие гттта! еп рго^гаттаНоп кпеатге зЛсказНрие’, Сотр1. Кепск АсаЛ. Зег. Раггз, Ргапсе 259 (1964), 981-983. [36] Вегеапи В., ‘А Ргорег1у о! Сопуех Ртесе-уйзе Ыпеаг РипсНопз дуИк АррксаНопз 1о МаЛетаНса! Рго§гаттш§’, ип1егпектепз/огзекипд, Ь 9 (1965), 112-119. [37] Вегеапи В., Юп 1ке В1з1пЬи1юп о! 1ке ОрНтит ш 81осказЫс Ыпеаг Рго§гаттш§’, Апа1е1е Рту. ВисигезН Ма1кетаЫсз Месапгсз, Уо1. 14 (1965), 41- 48. [38] Вегеапи В., ‘Оп 81осказЫс Ыпеаг Рго§гаттш§. II: В1з1пЬи1юп РгоЫетз. АопзЛсказЫс Тескпо1о§1са1 Ма1пх’, Неу. гоитагпе. та1к.ригез а1 арр1., Уо1. 11 (1966), 713-725.
[39] Вегеапи В., ‘Оп 81осказ11с Ыпеаг Рго§гаттт§. Тке Ьар1асе Тгапзйэгт о! 1ке В1з1пЬи1юп о! 1ке ОрНтит апб АррксаНоп’. 7. МаЛ. Апа1. Арр1., Уо1. 15 (1966), 280-294. [40] Вегеапи В., ‘Ве^юпз бе бесхзюп е! герагШюпз бе ГорИтит боиз 1а рго^гаттаНоп кпеапе’, Сотр1. Кепск Зеапс. АсаЛ. Зег., Рапз, Уо1. 259 (1964), 1383-1386. [41] Вегеапи В., ‘Непера! Ргосеззез апб 8оте 81осказ11с Рго§гаттт§ РгоЫетз т Есопоттсз’, 31АМ. Р Арр1. Ма1к., Уо1. 19, № 2 (1970), 308-322. [42] Вегеапи В. апб Рее1егз С., ‘А “\УаИ-апб-8ее” РгоЫет т 81осказ11с Ыпеаг Рго§гаттт§; ап ЕхрептепЫ! Сотри1ег Собе’, Сак. Сеп1. Е1иР Реек. Орег., Уо1. 12, № 3 (1970), 133-148. [43] Втске! 8. Н., ‘Мтттит Уапапсе апб ОрНта! Азутр^оНс РогНокоз’, Мападетеп! Зег., Уо1. 16, № 3 (1969), 221-226. [44] В1ит Т., ‘МиШбттепзюпа! 81осказ11с АрргохттаНоп Ме1кобз’, Апп. Ма1к. 81аИз1., Уо1. 25, № 4 (1954). [45] В1ит Т., ‘АрргохттаНоп Ме1кобз дуЫск Сопуег^е дуИк РгоЬаЫЫу Опе’, Апп. Ма1к. 31аНз1., Уо1. 25, № 2 (1954). [46] В1ит Т., ‘А АоЫ оп 81осказ11с АрргохттаНоп’, Ргос. Ат. Ма1к. Зое., Уо1. 9, № 3 (1958). [47] Воо! I. С. С., ^иа(1^а^^с Ргодгатттд, Атз1егбат 1964, Мог1к- НоПапб РиЬкзЫп^ Сотрапу. [48] Вобе Н. апб 8каппоп С., ‘А 81тркйеб ВепуаНоп о! Ыпеаг Ьеаз! 8риаге 8тоо1кт§ апб РгебтсНоп Ткеогу’, Ргос. 1КЕ, Уо1. 38 (1950), 417-438. [49] Вогск К., ‘Тке Ткеогу о! Шзк’, 7. Роу. 81аИз1. Зое., 8епез В, Уо1. 29 (1967), 432-467.
[50] Бочкарева И. И., ‘Алгоритм решения одного класса задач сто- хастического программирования с вероятностными ограниче- ниями’, Опт. планир., том 16 (1970), 10-15. [51] Воиззагб I. М., Тке 1н1гос1ис1юп о! Втзк ш!о а Рго§гаттш§ Мобек ВкГегеп! Сгйепа апб Пае Ас1на1 Векауюг о! Еагтегз’, Еигор. Есоп. Кео., Уо1. 1, № 1 (1969), 92-121. [52] Воусе XV. Е., ‘Вапбот Е1§епуа1ие РгоЫетз’, РгоЬаЫИзИс Ме1кос1з гп АррИеЛ Ма1кетаНсз, (ес1. Ьу А.Т. Вкагиска-ВеЫ), ^ду Уогк 1968, Асабеппс Ргезз. [53] Вгаскен I., ‘81аВзВса1 Вестзюп Апа1уз1з о! а Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫет ДУ1В1 а 81осказНс ОЬдесНуе ЕипсНоп’, Тке Оеогде ]№азкгпд1оп РтуегзИу, 8епа1 Т-183, Ли1у, 1965. [54] Вгаскен I. апб 8о1апб В. М., ‘ЗЫНзНса! Вестзюп Апа1уз1з о! З^осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Маоа1 Кез. Ьодгз1. диагк, Уо1. 13 (1966), 205-226. [55] Вгаскен I. апб МсСогттк С. Р., 8е1ес1ес1 АррНсаНопз о/ 1УопИпеаг Ргодгатттд, Меду Уогк 1968, Локп ХУПеу. [56] Вгапз I. Р., ‘Рго^гаттез кпеапез з^осказНриез’, Сак. Сепкге Е1иЗ. Кескегске ОрегаНоп., Уо1. 6, № 1 (1964), 19-43. [57] Вгобеаи Е., ‘Ткеогетез бе тахттит еп 1кеопе би соп!го1е з^осказНрие’, Сотр1. Кепск АсаЗ. 8сг., Рапз, 262 (1966), 1117- 1120. [58] Вгоокз 8. Н., ‘А Вхзсиззюп о! Вапбот Ме1кобз о! 8еект§ Махтта’, 7. ОрегаНоп Кез. Кос. Ат., Уо1. 6 (1958), 244-251. [59] Випке О., ‘Е1т§е НШзттВе! хиг Ьозип§ зЫНзНзскег РгоЫете ЬеЫег кпеагеп ипб шск! кпеагеп ОрНттегип^’, Моп-Ьег Зеи1зск Акаск 1Угзз., Вегкп 1966, 699-703. [60] Випке О., ‘Ме1кобеп бег зЫНзНзскеп ОрНттегип^’, Уог. III, Закгез1д. та1к. Сез., Р.Р.К. (1966).
[61] Випке О., ‘Ет УегГакгеп бег з^осказНзскеп АрргохттаНоп’, /. Апдеи. Ма1к. Меск., Ь 46, № 8 (1966), 533-536. [62] Випке О., ‘ПЬег Ле Сп1е бег Нпеагеп ипб тек! Нпеагеп ОрНппегип§ Ьет §езскаШеп Рагате1егп’, ОрегаЫопз/огзскипд ипс1 та1кетаИзске 81аНзНк, 9-18 (1966). [63] ВиЫтапп Н., Ма1кета1гса1 Ме1кос1з гп Шзк Ткеогу, к!еду Уогк 1970, 8ргт§ег-Уег!а§. [64] ВигккоИег В., ‘Оп а С1азз о! 81осказ11с АрргохттаНоп Ргосеззез’, Апп. Ма1к. 81а11з1., Уо1. 27, № 4 (1956). [65] Сапскег XV., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ уЛИ 81осказ11с УхеИз’, Рк.Е. Ткезгз 1ке коша 81а1е ЦпгуегзИу, Атез, 1одуа, (1957). [66] Саг1оп В., ‘Рго^гаттез кпеапез з^осказНриез’, Ви11. Еггес1. ЕЫ Веек. С (1968), 43-60. [67] Сазз В., ‘ОрНтит Спжкк т ап А§§ге§аНуе Мобе! о! Сарка! АсситиЫюп’, Веу. Есоп. 81ис1., Уо1. 32 (1965), 223-240. [68] Саз1ат§ Ск., ‘Зиг 1ез тиШ-аррНсаНопз тезигаЫез’, ВкВО, к-ге аппа1, № 1 (1967), 91-126. [69] Скап§ В., ’Оп а З^осказНс АрргоххтаНоп Ме1косГ, Апп. Ма1к. 81аЕ Уо1. 25 (1954). [70] Скагпез А., Соорег XV. XV., апб Зутопбз С. кк, ‘Соз! Нопзопз апб Сег1ат1у Ершуа!еп1з: ап Арргоаск 1о З^осказНс Рго§гаттт§ о! Неа1т§ ОН’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 4, № 3 (1958), 235-263. [71] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб Зутопбз С. кк, ‘Соз! Ногкопз апб Сег1ат1у Ершуа!еп1з: Неа1т§ ОН’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 4, № 12 (1958). [72] Скагпез А., ‘З^осказНс АрргоххтаНопз 1о ОрНта! Весхзюп Ви!ез’, ОМВ Везеагск МЕМО, № 11, Тескпо1о§1са1 1пз1ки1е к1ог1кдуез1егп Птуегзку, 1958.
[73] Скагпез А., ‘Тке Ткеогу о! Зеагск: ОрНшиш ВтзЫйэиНоп о! Зеагск ЕЯЕогГ, Мападетеп! 8сг., Уо1. 5 (1958), 44-50. [74] Скагпез А. апб Соорег XV. XV., ‘Скапсе-СопзЫатеб Рго§гаттт§’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 6 (1959), 73-79. [75] Скагпез А., ‘Ве^егппшзНс Ершуа1еп1з 1ог ВйГегеп! ОЬдесНуез т Скапсе СопзЫатеб Рго§гаттт§’, (ЭЛТ? Кезеагск МЕМО. № 37, Тескпо1о§1са1 1пз1ки1е, Мог1кдуез1егп Пшуегзйу, 1960. [76] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб Ткотрзоп С. Ь., ‘СопзЫашеб Сепегакхеб Мебтапз апб Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег ПпсегЫтку’, Кез. МЕМО, Уо1. 6, № 9 (1961), Еуапз1оп Мог1к-дуез1егп Пшуегзйу. [77] Скагпез А. апб Соорег XV. XV., ‘Скапсе-СопзЫатЫ апб Могта! ВепуаНуез’, 7. Ат. 81аНз1. Аззос., Уо1. 57 (1962), 134-148. [78] Скагпез А. апб Соорег XV. XV., Тго§гаттт§ дуйй Ыпеаг ЕгасНопа! Еипс1юпа1з’, Ма/иа1 Кезеагск ЬодгзИсз ^иа^^е^^у, 8ер1етЬег-ВесетЬег, 1962. [79] Скагпез А., ‘8уз1етз Еуа1иа1юп апб Нернсту Ткеогетз’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 9, № 1 (1962), 33-49. [80] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб КогЫпек К., ‘ВиаЫу, Наог Рго^гатз апб Етке Зериепсе 8расез’, Ргос. Ма1. Асай. 8сг. 11.8.А., Уо1. 48, № 45 (1962), 783-786. [81] Скагпез А. апб Соорег XV. XV., ‘Ве^егппшзНс Ершуа1еп1з 1ог ОрНгтхт^ апб 8аНзйст§ ипбег Скапсе-СопзЫатЫ’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 11 (1963), 18-39. [82] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб КогЫпек К., ‘ВиаЫу т 8етппйш1е Рго^гатз апб 8оте ХУэгкз о! Нааг апб Сага1кеобогу’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 9, № 2 (1963), 209-228. [83] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб Ткотрзоп С. Ы, ‘Скагас1епха1юп Ьу Скапсе-СопзЫатеб Рго§гаттт§’, Кесеп1
А&оапсез т Ма1кетаНса1 Ргодгатттд, Сгауез, УУоИе, 113-120, (1963). [84] Скагпез А., Соорег, XV. XV. апб Ткотрзоп С. Ь., ‘СпИса! Ра1к Апа1уз1з Ута Скапсе-СопзЫашеб апб 81осказ11с Рго§гаттт§’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 12 (1964), 460-470. [85] Скагпез А. апб 81ебгу А. С., бпуезН^аНопз т 1ке Ткеогу о! Ми1Нр1е-Ви6§е1е6 Соа1з т Мапа^етеп! Соп1го1з’, МеЬгап, ^ду Уогк (1964), 186-204. [86] Скагпез А., Соорег XV. XV. апб Ткотрзоп С. Ь., ‘СопзЫатеб Сепегакхеб Мескапз апб Нурегтескапз аз Ве^еггтшзНс Ершуа1еп1з 1ог Тдуо-81а§е Ыпеаг Рго^гатз ппбег Ппсег1ат1у’, Мападетеп! Зег., Уо1. 21, № 1 (1965), 83-112. [87] Скагпез А., Вгезе. I. апб МШег М., ‘Вестзюп апб Ногтхоп Ш11ез 1ог 81осказ11с Р1аппт§ РгоЫетз: а Ыпеаг Ехатр1е’, ЕсопотеННса, Уо1. 34 (1966), 307-330. [88] Скагпез А. апб КпЬу М., ’ОрНта! Вестзюп Кп1ез 1ог 1ке Е- Мобе! о! Скапсе-СопзЫатеб Рго§гаттт§’, Сак. Сеп1ге Е1ис1. Кескегск ОрегаНоп., Уо1. 8, № 1 (1966), 5-44. [89] Скагпез А., КпЬу М. апб Ратк XV., ’Скапсе-СопзЫатеб Сепегакхеб Мекигогкз’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 14 (1966), 1113-1120. [90] Скагпез А. апб КпЬу М., ’8оте 8рес1а1 Р-Мобе1з ш Скапсе- СопзЫатеб Рго§гаттш§’, Мападетеп1 Зег., Уо1. 14, № 3 (1967), 183-195. [91] Скагпез А., КлгЬу. М. апб Ратк XV., ‘8о1п1юп Ткеогетз т РгоЬаЫкзНс Рго§гаттт§: а Ыпеаг Рго§гаттш§ Арргоаск’, 7. Ма1к. Апа1. Аррк, Уо1. 20, № 3 (1967), 365-382.
[92] Скагпез А., КпЬу М. апб Ратк XV., ‘Скапсе-Сопз1гашес1 Сатез 5Укк РагНаПу СспкгоИаЫе 81га1е§1ез’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 16, № 1 (1968), 142-149. [93] Скагпез А., ЫШескИек, КпЫу М. апб Ратк XV., ‘Скапсе- Сопз1гатес1 Мобе! оп Тгапзрог! Рпсез апб 8скебийп§ нпбег СошреЫЫоп’. ТгапзроНаЫоп 8сгепсе№ 1, (1968). [94] Скагпез А. апб КпЬу М., ‘ОрНта! Вестзюп Рн1ез 1ог 1ке Тпап§п1аг Е-Мо6е1 о! Скапсе-Сопз1гатес1 Рго§гаттт§’, Сак. Сеп1ге Ыид. Кеск. ОрегаЫоп., Уо1. 11, № 4 (1969), 215-243. [95] Скез1ег Ь. В., ‘Апа1уз1з оп 1ке ЕЯЕес! о! Уапапсе оп Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, М.Зс. Ткезгз Агг Гогсе 1пзЫ1и1е о/ Тескпо1оду, Агг Впгиегзйу, ]Уггдк1-Ра11егзоп Агг Гогсе Вазе, Окю (1964). [96] Чирба С.С., Об одной задаче стохастического программиро- вания’, Вопросы эконом.-мат. моделирования, стр. 299-316, Москва (1972). [97] Чирба С. С., ‘Некоторые вопросы пассивного стохастического линейного программирования’, Вопросы эконом.-мат. модели- рования, стр. 317-331, Москва (1972). [98] Сокеп А. 8., ‘СопзоНес! 8ашр1ез 1гош Тгнпса1еб Могша! В1з1пЬи1юпз’, ВготеЫЫка, Уо1. 42 (1955), 516-518. [99] Со1ешап XV. Н., ‘Оп С^наскаНс Рго§гатшт§ дукк АррксаНоп 1о 81осказНс РгобнсНоп 8тоо1кт§’, Маз1ег Ткезгз Ьекгдк ВпгиегзИу, (1965). [100] Сопга1к В. XV., ‘Ог^ашзаНопа! Вестзюп Макт§ Векауюнг Ппбег Уагут§ СопсШюпз о! Ппсег1аш1у’, Мападетеп1 Зег., 8ег. В13 (1967), В487-В500. [101] СопНш В., ‘81осказНс Арргоаск 1о Соа1 Рго§гаттт§’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 16 (1968), 576-586.
[102] СоигНПо! М., Он Уагут§ АП 1ке Рагате1ег8 т а Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫет апб ЗериепНа! 8о1и1юп о! а Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫет’, ОрегаЫопа! Кез., Уо1. 10, № 4 (1962). [103] СоигНПо! М., ‘СопЫПэиНоп а 1а 1кеопе бе 1а рго^гаттаНоп Ппеапе е! бе 1а рго^гаттаНоп 81оска8Нрие’, Ткезез Рос1. 8сг. та1к., Рас. Зсп Вшу. Рапа, р. 96, Рапа (1963). [104] ВапЫ1§ С. В., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 1, № 2 (1955), 197-206. [105] ВапЫ1§ С. В., ‘Весеп! Абуапсез т Ыпеаг Рго§гаттт§’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 2, № 2 (1956), 131-144. [106] ВапЫ1§ С. В., Ыпеаг Ргодгатттд апЛ ЕхЪепзгопз, Ргтсе1оп (1963), Ргтсе1оп ПшуегзИу Ргезз, 625. [107] ВапЫ1§ С. В., ‘Ьаг§е-8са1е Зу81ет8 апб Пае СотрЫег ВеуоЫНоп’, РгосеесИпдз о/ 1ке Рппсе1оп Зутрозгит оп Ма1кета1гса1 Ргодгатттд, Ргтсе1оп (1970), Ргшсе1оп ПтуегзИу, 51-72. [108] ВапЫ1§ С. В. апб Мабапаку А., ‘Оп Пае 8о1и1юп о! Тдуо-81а§е Ыпеаг Рго§гаш8 ипбег Ппсег1ат1у’, РгосеесИпдз о/ 1ке Роиг1к Вегке1еу Зутрозгит оп Ма1кетаИса1 3±аЫзЫсз ап(1 РгоЬаЫШу Уо1. 1, 165-176. Вегке1еу (1961), Птуегзйу о! СаШогта Рге88. [109] Ветр81ег М. А. Н., ‘Оп 81ос11а811с Рго§гаттт§ 1, 81аНс Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Шак’, 7. Ма1к. Апа1. Арр1., Уо1. 21, № 2 (1968), 304-343. [ПО] Вегтап С., ‘81ос11а811с АрргохттаНоп’, Апп. Ма1к. 81аЫз1., Уо1. 27, № 4 (1956). [111] ВшкеПэаск XV., ‘Оп Моп-Ыпеаг РгасНопа! Рго§гаттт§’, Мападетеп1 8сг, Уо1. 13, № 7 (1967), 492-497.
[112] Вга^оппгезсп М. апс! ЬИагош С., ‘Мос1е1е з^осказВес реи!ги с!е1егттаег 1а 81гис1ип орНте а ргосЬсНк а§псо1е’. Кеигз1а де 31аИ8Нса., № 6 (1968). [113] Впт1 М. апс! КесЬэта Л., ‘З^осказНс АрргохттаНопз 1ог СопНпиоиз КапсЬэт Ргосеззез’, Тгапз. 2-пй Ргадие СЪп/(1960), 145-158. [114] Впт1 М. апс! Нап8 О., ‘Соп1тиои8 31оска8Нс АрргохттаНопз’, Тгапз. 2-пЛ Ргадие Соп/. (1960), 113-122. [115] Вирас V., ‘ккйез оп 31оска8Нс АрргохттаНоп Ме1косГ, Сгеск. Ма1к. Т, № 1 (1958). [116] Вирас V., ’А Вупагтс 31оска8Нс АрргохкпаНоп Ме1косГ, Апп. Ма1к. 31а1., Уо1. 36 (1965), 1695-1702. [117] Вуоге18ку А.. ‘Оп 31оска8Нс АрргохттаНоп’, Ргосеедгпдз о/ 1ке З-гЛ Вегке1еу Зутрозгит о/ Ма1кетаНса1 81аНзНсз апЛ РгоЬаЫШу, Уо1. 1, (1956). [118] Ефимов В. М., ‘Стохастическая модель перспективного плани- рования’, Теор. опт. реш., Киев (1969). [119] Ефимов В. М., ‘Оптимальные оценки в условиях неопределен- ности’, Эконом, и мат. методы, том 6, № 3 (1970). [120] Ефимов В. М., ‘Стохастические экономические модели’, Сто- хастич. эконом, модели, Москва (1971). [121] ЕбтипсКоп Н. Р., ‘Воппер оп 1ке ЕхресШюп о! а Сопуех ЕипсНоп о! а ВапсЬт УапаЫе’, Тке КАИР СогрогаИоп, 8ап1а Мошса, Арп1, 882, (1957). [122] Е18пег М. Л., Кар1ап В. 8. апс! 8ос1еп Л. V., ‘АйгтззхЫе Ви1е8 1ог 1ке Е-Мо6е1 о! Скапсе-Соп81гатес1 Рго§гаттт§’, Мападетеп1 Зег., № 17 (1971).
[123] Е1-А§1ху М., ‘Рго§гаттш§ нпбег Ппсег1ат1у дукк В18сге1е В181пЬи1юп ЕипсНоп’, ОрегаЫоп Кезеагск Сеп1ег, РтиегзИу о/ СаИ/огта, Вегке1еу Кезеагск Керог1, ОКС-64-13, (1964). [124] Е1-А§1ху М., ‘Вупаппс 1пуеп1огу’ Мобек оп 81оска8Нс Ыпеаг Рго§гаттш§’, 8ЮМАК Убогкзкор оп 81осказЫс Ыпеаг Ргодгаттгпд, Ргтсе1оп, ВесетЬег, (1965). [125] Е1-А§1ху М., ‘Тдуо-81а§е Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у дукк Вксге1е В181пЬи1юп ЕипсНоп’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 15, № 1 (1967), 55-70. [126] ЕИег1оп XV. Р., Ргедиепсу Сигиез апб Согге1аЫоп, \Уа8кт§1оп, В. С. (1953). [127] Екпа^кгаЬу 8. Е., ‘Ап Арргоаск 1о Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1аш1у’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 7 (1959), 208-216. [128] Екпа^кгаЬу 8. Е., Ргодгаттгпд ипбег 11псег1агп1у, Рк.В. Тке818, СогпеП Вшу. (1958). [129] Екпа^кгаЬу 8. Е., ‘АПосаНоп ипбег Ппсег1ат1у дукеп 1ке Ветапб ка8 СопНпиоиз Вк1пЬи1юп ЕипсНоп’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 6, № 3 (1960). [130] Еремин И. И., ‘О задачах последовательной оптимизации’, Мат. методы в пекот. задачах опт. планир., № 3 (1971), 60- 74. [131] Ермольев Ю. М., ‘Об одном методе решения задач стохасти- ческого программирования в смешанных стратегиях’, Кибер- нетика, № 6 (1969). [132] Ермольев Ю. М., ‘Об одной общей задаче стохастического про- граммирования’, Кибернетика, № 3 (1971), 47-50. [133] Ермольев Ю. М., ’О методе обобщенных стохастических гра- диентов и стохастических квази-фейеровских последователь- ностях’, Кибернетика, № 2 (1969), 73-83.
[134] Ермольев Ю. М., Стохастич. квазиград, методы и их при- менение, Докт. дисс., Институт кибернетики АН УССР, Киев (1970). [135] Ермольев Ю. М., ’О некоторых проблемах стохастического программирования’, Кибернетика, № 1 (1971). 1-5. [136] Ермольев Ю. М., Некрылова 3. В., ‘Метод стохастических гра- диентов и его применение’, Теор. опт. реш., Институт кибер- нетики АН УССР, Киев (1967). [137] Ермольев Ю. М., Шор Н. 3., ’Метод случайного поиска для двухэтапной задачи стохастического программирования и его обобщение’, Кибернетика, № 1 (1968), 90-92. [138] Еуегз XV. Н., ‘А Кеду Мобе! 1ог З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 13, № 9 (1967). [139] Еуегз XV. Н., ’З^осйазНс Рго§гаттт§’, Ргодгезз Керог1, ПтуегзИу о! Мтсйщап, № 5 (1965). [140] ЕаЬег М. М., 81осказНзскез Ргодгаттгегеп, Рйузтсз-УеНа^, Ш1г/Ьшд-У/1еп (1970). [141] ЕаЫап V., ‘З^осйазНс АрргохттаНоп МеНюсГ, Схеск Ма1к. Р, Уо1. 10 (85), № 1 (1960), 123-159. [142] ЕаЫап V., ‘А Кеду Опе-В1теп8юпа1 З^осйазНс АрргохттаНоп МеНюб 1ог Етс1т§ а Ьоса! Мтштпт о! а ЕппсНоп’, Тгапз. 3- 3 Ргадие Соп/. 1п/. Ткеогу 81а1. Ресгз. Рипсг. Рапбот Ргосезз, 85-105, (1960). [143] ЕаЫап V., ‘З^осЬазНс АрргохттаНоп о! Соп81гатес1 Мттта’, Тгапз. /~1к Ргадие Соп/ 1п/. Ткеогуг 8т1. Ресгз. Рипс1. Рапбот Ргосезз, 277-290, (1965). [144] ЕаЫап V., ‘Оп Азутр^оНс КогтаЫу т З^осйазНс АрргохттаНоп’, Мгскгдап 81а1е ЦтиегзИу 81аЫзЫса1 ЬаЬога1огу РиЬИсаЫопз, (1967).
[145] Фан Цзи, ’Системы линейных неравенств’, Лин. перав. и смеж. вопр., Москва (1959), 214-262. [146] Р18ЙЬиш Р. С., ‘Апа1у818 о! Вес18юп8 дд^Вй 1нсотр1е1е Кн(ш4с(1^е о! РгоЬаЫШу’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 13 (1965), 217-237. [147] Рег§н8он А. К. анб ВапЫ1§ С. В., ’Тйе АПосаНон о! Атгсгай 1о Вон1е8: ан Ехатр1е о! Ыпеаг Рго§гаттт§ нпбег РпсегЫт ВетапсГ, Мападетеп! 8сг., Уо1. 3, № 1 (1965), 45-73. [148] Ртассо А. V. апб МсСогттс С. Р., ’Тйе ЗернепНа! Ппсоп81гатес1 МтшппзаНоп Тесйшрпе 1ог Ыон-Ынеаг Рго§гаттт§ а Рпта1- Вна1 МеВюсГ, Мападетеп! 8сг., Уо1. 10, № 2 (1964), 360-366. [149] Ртассо А. V., ’СотрнШюна! А1§огййт 1ог Пае ЗернепНа! Ппсоп81гатес1 МтшппзаНоп Тесйшрпе 1ог Ыон-Ынеаг Рго§гаттт§’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 10, № 4 (1964), 601- 617. [150] Ртассо А. V. анб МсСогпнск С. Р., 1УопНпеаг Ргодгатттд: 8едиепНа1 11псоп81гате(1 МгпгтггаНоп Тесктдиез, Меддг Уогк (1968), Лойн АУПеу. [151] Р18Йег В. А., Тке Тгипса1ес1 Могта1 ЕгзНггЪиНоп, ЬонсЬэп (1931), ВгИ18Й А88ос1а1юн 1ог 1йе АсЫансетен! о! Зстенсе, Ма1йетаНса1 ТаЫе8, Уо1. 1. [152] Р18Йег С. 8., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ нпбег ПпсегЫтЫу т ап Зрасе’, Сеп1ег /ог Кезеагск т Мападетеп1 Зсгепсе [ктиегзИу о/ СаН/огта, Вегке1еу (1962), Тесйшса! Верог!, № 7. [153] Р18Йег XV., С1из1еппд апЛ АддгедаНоп 1п Есопотгсз, ВаШтоге (1969), Лойп8 Норктз Рге88. [154] Рог1е1 В., ‘Рго§гатте8 Нпеахгез 81осйа8Нрпе8’. СоИоди. Ма1к. Есоп., Внбарез! (1963), 99-119.
[155] Фридлянд А. Я., ‘Методы оптимального годового планирова- ния добычи угля на уровне комбината с учетом вероятностного характера исходных данных’, Автореф. дисс., Москва (1971). [156] Ггенпб К. I., ’ТЬе 1п1гобис1юп о! Шзк т!о а Рго§гаттт§ Мобе!’, Есопоте1пса, Уо1. 24, № 3 (1956), 253-263. [157] Гох К. А., 8еп§нр1а I. К. апб ТкогЬеске Е., Тке Ткеогу о/ (^иапЫМгое Есопотгс РоЫсу т1к АррЫсаНопз 1о Есопотгс Сгоийк апЛ 81аЪ1Ы%аИоп, Атз1егбат апб СЫса^о (1966), АогШ- НоПапб РнЬНзЫп^ апб Ьапб МсШПу. [158] Гох К. А., 8еп§нр1а I. К. апб ТкогЬеске Е., Тке Ткеогу о/ (^иапШакже Есопотгс РоЫсу т1к АррЫсаИоп Есопотгс агоиАк, 81аЫЫга1гоп, апЛ Р1аптпд, Атз1егбат (1972), АогШ- НоПапб РнЬНзЫп^ Сотрапу, геутзеб 2пб ес1. [159] Гготт С. апб ТанЬтап Р. I., РоЫсу 8гти1аНоп ш1к ап Есопотекггс Мо(1е1, Атз1егбат (1968), АогШ-Но11ап(1 РнЬНзЫп^ Сотрапу. [160] Гготоуйх 8., ‘А С1азз о! Опе-Регтоб 1пуеп1огу Мобек’. ОрегаИоп Кез., Уо1. 13 (1965), 779-799. [161] ГготоуНх 8., ‘АопПпеаг Рго§гаттш§ дуЦЬ КапботкаНоп’, Мападетеп! 8с1., 8ег. А, Уо1. 11 (1965), 831-846. [162] СеоЯЕгюп А. М., ‘Оп Пае Ве1еуапсе о! Пае Уес1ог Махттнт РгоЫет 1о Вескюп-Макт§ Епбег ипсег1ат!у апб Шзк’, 1пзИ1и1е /ог Ма1кетаЫса1 81исЫез т 1ке 8осга1 Зсгепсез, 81ап1огб Птуегзку СаНГогта (1964), Тесктса! Керог! № 6, Липе. [163] СеоЯЕгюп А. М., ‘А РагатеШс Рго§гаттт§ 8о1и1юп 1о Пае Уес1ог Махттит РгоЫет дуЦЬ АррИсаИопз 1о Вестзюпз ипбег Ппсег1ат1у’, Рк.В., 81ап1огб Птуегзку, (1965), 152. [164] Сегтапзку В., ‘ЬкЯаг иЬег Ле Ьозип§ уоп Ех1гетаи1§аЬеп гтНек ЙегаНоп’, 2. Апдесо. Ма1к. Меск., Ь 14 (1933).
[165] СЬеИшск С. бе, ’Ьез ргоЫешез бе бестзюпз зециепНеИез’, Сак. Сеп1ге Е1иб. Рескегск. ОрегаИоп., Уо1. 2 (1960), 161-179. [166] Гладышев Е. Г., ‘О стохастической аппроксимации’, Теор. ве- роят. и ее примен., том 10, № 2 (1965). [167] Спебепко В. V. апб Ко1шо§огоу А. X., ЫтИ ЕгзМЪиИопз /ог 8итз о/ 1пберепбеп1 Рапбот УапаЫез, Веас1т§, Мазз. (1968), А6618оп-\Уез1еу. [168] Горохович В. В., ‘Проблемы векторной оптимизации’, Технич. кибер., № 6 (1972). [169] Набаг I. апб Впззе! XV. В., ‘81осЬазНс Воттапсе апб ВтуегзтйсаНоп’, 7. Есоп. Ткеог., Уо1. 3 (1971), 288-305. [170] НасПеу С., Моп-Ыпеаг апб Рупатгс Ргодгатттд, Веас1т§ Мазз. (1964), А6618оп-\Уе81еу, 484. [171] НаИ А., 81аИз1гса1 Ткеогу ш1к Епдгпееппд АррИсаЫопз, Хечу Уогк (1952), Лойп ХУПеу. [172] Нап88тап Е., ОрегаИопз Резеагск гп РгобисНоп апб 1пиеп1огу Соп1го1, Хечу Уогк (1962), Лойп ХУПеу. [173] Ханзен Э. М., Методы оптимальных статистических реше- ний и задачи оптимального управления, Москва (1968). [174] Ханзен Э. М., ‘О стохастических дифференциальных уравне- ниях для апостериорного распределения вероятностей в зада- чах адаптивной фильтрации и обнаружения сигналов’, Авто- матика и телемеханика, № 11 (1971), 86-93. [175] Нап8 О. апб Зрасек А., ‘Вапбот Етхеб Рот! АрргохттаНоп Ьу ВИГегепНаЫе Тгадес^опез’, Тгапз. 2-пб Ргадие Соп/. Гп/. Ткеог. 81а1. Ресгз. Рипс1. Рапбот Ргос., Схесй. Асаб. о! Зстепсез, (1960). [176] Нап8оп М. А., ‘З^осйазНс ХопНпеаг Рго§гаттт§’, б. Аиз1га1. Ма1к. 8ес., Уо1. 4 (1964), 334-353.
[177] Напзоп М. А., ‘Еггогз апс! З^осйазНс УагтаНопз т Ыпеаг Рго§гаттт§’, Аиз1га1. Т 31аИз1., № 2 (1960), 41-46. [178] Хасьминский Р. 3., Устойчивость систем дифференциальных уравнений при случайных возмущениях их параметров. Нау- ка, Москва (1969). [179] Неабу Е. С. апб СапсПег XV., ‘ХопНпеаг апб Шзк Рго§гаттт§: ап Ехатр1е дуйй З^осйазНс УтеИз’, Ыпеаг Ргодгаттлпд Ме1кодз, Пае 1одуа 81а1е ЕшуегзИу Ргезз (1958), 554-590. [180] НПНег Е. 8., ‘Сйапсе-СопзИатес! Рго§гаттт§ учН1 Хего-Опе ог Воппбеб СопНппопз Вестзюп УапаЫез’, Мападетеп! Зег., Уо1. 14, № 1 (1967), 34-57. [181] Ноф^ез I. Ы апб Ьейтап Е. Ы, ‘Оп Месйапз апб С^иазт-МесИапз’, 7. Ат. 31аНз1. Аззос., Уо1. 62 (1967), 926-931. [182] Гофмарк А. С., ‘Задачи стохастического программирования с вероятностными ограничениями, когда случайны коэффици- енты матрицы “А” ’, Науч, запис. Ташкент, инет, народ, хоз., № 34 (1970), 77-87. [183] Гофмак А. С., ‘О задачах стохастического программирования со штрафными оценками при случайных коэффициентах мат- рицы “А” ’, Науч, запис. Ташкент, инет, народ, хоз., № 34 (1970), 68-76. [184] Гольфштейн Е. Г., Юдин Д. Б., Новые направления в линейном программировании, Москва (1966). [185] 1фп У., Мападетеп! Соа1з апд АссоипИпд /ог Соп1го1, Атз^егбат (1965), ХогБз-НоПапб РнЬНзЫп^ Сошрапу. [186] 1епзеп I., ‘Тйе Пзе о! Меап Уа1нез ш З^осйазНс Ыпеаг Рго§гатшт§’, МВА Ткезгз, Птуегзйу о! РеппзуЫаша (1959).
[187] 1о811е8си М. апс! ТкеосЬэгезси К., ‘Оп З^осйазНс Ыпеаг Рго§гатшт§’, Сотип. Асад. К.С.К., 12 (1962), 299-302. [188] 1о811е8си М. апс! ТкеосЬэгезси К., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, СоИодшит оп Арр1. о/ Ма1к. Есопотгсз, Вибарез! (1965), 133-139. [189] 1о811е8си М. апб ТкеосЬэгезси К., ‘ЗЫНзНса! Вестзюпз апб Ыпеаг Рго§гаттт§’, Сотр1. Репей Асад. Ви1даге. Зег., Уо1. 17 (1964), 223-226. [190] 1о811е8си М. апб ТкеосЬэгезси К., ‘8иг1а рго^гаттаНоп Нпеапе’, Сотр1ез Кепбиз НеМотаЛаггез Лез Зеапсез Ле ГАсаЛетге Лез Зсгепсез, Уо1. 256, № 253 (1963). [191] Иоффе А., Юдин Д. Б., ‘О некоторых задачах нелинейного стохастического программирования’, ДАН СССР, том 186, № 1 (1969), 16-18. [192] Иоффе А., Юдин Д. Б., ‘О некоторых задачах нелинейного стохастического программирования’, Журнал вычислитель- ной математики и математической физики, том 10, № 1 (1970), 16-18. [193] Юдин Д. Б., Юб одном классе задач стохастического програм- мирования’, ДАН СССР, том 177, № 6 (1967). [194] Юдин Д. Б., ‘Новые подходы к стохастическому программи- рованию’, Эконом, и мат. методы, том 4, № 6 (1968). [195] Юдин Д. Б., ‘Двойственность в стохастическом программиро- вании’, Эконом, и мат. методы, том 5, № 2 (1969), 280-284. [196] Юдин Д. Б., ‘Стохастическое квадратичное программирова- ние’, Известил АН СССР, Технич. кибер., № 3 (1969). [197] Юдин Д. Б., ‘Многоэтапные задачи стохастического програм- мирования’, ДАН СССР, том 210, № 3 (1973).
[198] Юдин Д. Б., ‘Методы построения решающих правил мно- гоэтапных задач стохастического программирования’, ДАН СССР, том 210, № 4 (1973). [199] Юдин Д. Б., Цой Э. В., ‘Многоэтапные задачи стохастическо- го программирования с априорными решающими правилами’, Эконом, и мат. методы, том 9, № 5 (1973). [200] Юдин Д. Б., Цой Э. В., ‘О слабом решении двухэтапных задач стохастического программирования’, Эконом.-мат. моделир., Москва (1973). [201] Юдин Д. Б., ‘Двойственность в многоэтапных задачах стоха- стического программирования’, Известия АН СССР, Технич. кибер., № 6 (1973). [202] Юдин Д. Б., Математические методы управления в условиях неполной информации, Москва (1974). [203] Юдин Д. Б., Задачи и методы стохастического программи- рования, Москва (1979). [204] Юдин Д. Б., ‘Двойственность в многоэтапных задачах стоха- стического программирования’, Известия АН СССР, Технич. кибер., № 6 (1973). [205] Юдин Д. Б., ‘Стохастическая вариантная модель разработки плана функционирования производственной фирмы’, Эконом, и мат. методы, том 10, № 6 (1974). [206] Юдин А. Д., ‘Покоординатный спуск в задачах бесконечно- мерного программирования и его приложения’, Известия АН СССР, Технич. кибер., № 1 (1974). [207] Ка11 Р., ‘ПЬег еше Лпжтпкшц епсШсЬег Магкоу-КеНеп ш бег Нпеагеп нпб шсЫ-Нпеагеп Рго^гатгшегнп^’, 2. ]Уакг8скетИсккеИз1кеог ип(1 пегих СеЬ., Ь 3, № 2 (1964), 89-109.
[208] КаП Р., ‘(^на1ИаНуе Аизза^еп зиетш^еп РгоЫешеп с!ег 81осНазНзсНеп Рго^гатттегип^’, 2. ]УакгзскегпИсккеИз1кеопе ипЛ уегш. СеЫе1е, Ь 6, № 2 (1966), 246-272. [209] КаП Р., ‘Ваз здуе1з1ий§е РгоЫет бег з^осйазНзсйеп Нпеагеп Рго§гатпНегип§’, 2. ]УакгзскегпНсккеИз1кеогге ипЛ кепи. ОеЫе1е, Ь 8, № 2 (1967), 101-112. [210] КаП Р., ‘РгобикНопзорНпНегип^ тИ НП1е бег з^осНазНзсНеп Рго§гатт1егип§’, 1п(1и81г. ОгдапгзаНоп, Ь 36, № 10 (1967). [211] КаП Р., ‘Вег §е§епдуагН§е 81апб бег з^осНазНзсНеп Нпеагеп Рго§гатпНегип§’, ипЪегпектепз/огзскипд, 81-95, (1968). [212] Ка1тап К. Е., ‘Кеду АрргоасН 1о 1Не Ыпеаг ЕП1егт§ апб РгебтсНоп РгоЫетз’, 7. Вазгс Епдгпееппд Тгапз. А8МЕ. Уо1. 82, № 1 (1960). [213] Ка1тап К. Е. апб Вису В. 8., ‘Кеду ВезиПз т Ыпеаг ЕП1егт§ апб РгебтсНоп ТНеогу’, 7. Вазгс Епдгпееппд Тгапз. А8МЕ. Уо1. 83 (1961), 95-108. [214] Кар1ап В. 8. апб 8обеп I. V., ‘Оп 1Не ОЬдесНуе ЕипсНоп 1ог 1Не 8ериепНа1 Р-Мобе1 о! СНапсе-СопзЫатеб Рго§гаттт§’, ОрегаНоп Везеагск, Уо1. 19, № 1 (1971), 105-114. [215] Каплинский А. И., Пропой А. И., ‘О стохастическом подходе к задаче нелинейного пограммирования’, Автомат, и телемех., № 3 (1970), 122-133. [216] Каплинский А. И., Позняк А. С., Пропой А. И., ‘Условия оп- тимальности для некоторых задач стохастического програм- мирования’, Автомат, и телемех., № 8 (1971), 51-60. [217] Каплинский А. И., Позняк А. С., Пропой А. И., ‘О некоторых методах решения задач стохастического программирования’, Автомат, и телемех., № 10 (1971), 87-94.
[218] Кардаш В. А., Пряжинская В. Г., ‘О стохастике задач плани- рования орошаемого земледелия’, Опт. планир., Новосибирск (1966), 51-56. [219] Кардаш В. А., Пряжинская В. Г., ‘Планирование действующих оросительных систем’, Опт. планир., Новосибирск (1966), 57- 80. [220] Каггетан Н., ‘А З^осйазНс Мобе! 1ог Рго§гаттт§ Пае 8прр1у о! а 81га1ещс Ма1епа1’, т В. Ь. Сгауез апб Р. У/оИе (еск), Кесеп1 А&иапсез гп Ма1кетаЫса1 Ргодгаттгпд, 223-237, (1963). [221] Ка1аока 8., ‘Он З^осйазНс Рго§гаттт§. I: З^осйазНс Рго§гаттт§ апб Из АррНсаНон 1о РгосЬсНон Нопхоп РгоЫет’, НгШзиЬазкг }оигпа1 Аг1з Зсгепсе, № 2 (1962), 23-25. [222] Ка1аока 8., ‘Он З^осйазНс Рго§гаттт§. II: А РгеПттагу 81нс1у о! а З^осйазНс Рго§гаттт§ Мобе!’, НгШзиЬазкг }оигпа1 Аг1з Зсгепсе, № 2 (1962), 36-44. [223] Ка1аока 8., ‘Он З^осйазНс Рго§гаттт§. III: А З^осйазНс Рго§гаттт§ Мобе!’, НгШзиЬазкг }оигпа1 Аг1з Зсгепсе, № 2 (1962), 44-55. [224] Ка1аока 8., ‘А З^осйазНс Рго§гаттт§ Мобе!’, Есопоте1ггса, Уо1. 31 (1963), 181-196. [225] Ка1аока 8., ‘Он З^осйазНс Рго§гаттт§. IV: А Ко1е он а СепегаНхеб З^осйазНс Рго§гаттт§ Мобе!’, НгШзиЪазкг }оигпа1 Аг1з Зсгепсе, № 3 (1963), 35-40. [226] Ке11у 1г. I. Е., ‘Тйе Сн11т§ Р1ане МеНюб 1ог 8оМн§ Сонуех Рго^гатз’, 7. Зое. 1п(1из1г. Арр1. МаЛ., Уо1. 8, № 4 (1960), 703- 712. [227] Кеп С., ‘Он Пае Тдуо-81а§е Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, 31исИа Зег. Ма1к. Нипдег., № 5 (1970), 37-40.
[228] КепбаП М. С. апс! 81наг1 А., Тке АЛиапсеЛ Ткеогу о/ 81аНзНсз, Уо1. 1, Кечу Уогк (1961), НаГпег РиЬНзЫп^ Сотрапу. [229] Кепбпск В. апс! Тау1ог Ь., ‘Китепса! 8о1и1юп о! КопНпеаг Р1аппт§ Мобек’, Есопотекггса, Уо1. 38 (1970), 453-467. [230] Кез1еп М., ‘Ассе!ега1ес! З^осЬазНс АрргохттаНоп’, Апп. Ма1к. 81аИз1., Уо1. 29, № 1 (1958). [231] Киссина Л М., Об многошаговой экспериментальной задаче’, Моделир. эконом, проц., Москва (1971), 325-334. [232] КтеГег Е. апб АУоНоауйх I., ‘З^осйазНс ЕзНтаНон о!Пае Махттнт о! а Ке§ге88юн ЕнпсНоп’, Апп. Ма1к. 81аНз1., Уо1. 23, № 3 (1952), 462-466. [233] КттЬаП А. XV. апб Ьеасй Е., ‘Арргох!та1е ЫпеапхаНоп о! Пае 1нсотр1е1е Ве1а-Енпс1юп’, Вготе1пка, Уо1. 46 (1959), 214-218. [234] Кт§ XV. К., ‘А З^осйазНс Рег8онне1 А881§нтеп1 Мобе!’, ОрегаИоп Кез., Уо1. 13, № 1 (1965), 67-81. [235] КтгЬу М. I. Ь., ‘СепегаНхеб 1пуег8е8 апс! СЬансе-Соп81гатес1 Рго§гаттт§’, Рк.Е. МоНк/шезк 11ти. ЕгззеН. АЬз1гас1з, Уо1. 26, № 6, 256 (1965). [236] КтгЬу М. I. Ь., ‘Тйе Снгген! 81а1е о! СЬансе-Соп81гатес1 Рго§гаттт§’, РгосеесИпдз о/ 1ке Рппсе1оп Зутрозгит оп Ма1кетаНса1 Ргодгатттд, Ргтсе1он (1970), Ргтсе1он ПшуегаНу Рге88, 93-111. [237] КоЫег В. апс! \Уе18 К., Тго§гаттт§ ннбег Пнсег^ат^у: ан Ехрептен1а1 Собе 1ог Пае “Сотр1е1е” РгоЫет’, Воетд Роситеп1 Р1-82-0391, Воет§ ЗстенНйс Везеагсй ЬаЬога1опе8, 8еаШе, \Уа8Ып§1оп (1964). [238] Колбин В. В., Сыроежин И. М., ‘Возможности применения де- ловых игр в экономике на примере игры ”Реформа”’, Прим, мат. в эконом., вып. 5, Ленинград (1969).
[239] Колбин В. В., Стохастическое программирование’, Теор. веро- ятп., мат. стат., теор. кибер., Мсоква (1968), 5-68. [240] Колбин В. В., Сыроежин И. М., ‘Анализ деловой игры с при- менением ЭВМ’, Эконом, и мат. методы, АН СССР, том 5, вып. 1 (1969). [241] Колбин В. В., Танская В. Н., ‘Некоторые задачи стохастиче- ского линейного программирования и алгоритмы их решения’, Моделир. эконом, проц., Москва (1971), 391-401. [242] Колбин В. В., ‘Исследование абсолютной плановой устойчиво- сти решения задач стохастического программирования’, Ма- териалы 2-го Всесоюз. симпоз. ’Проб. системотех. ’ том 2 (1972), 96-102. [243] Колбин В. В., ‘О возможности оценки оптимального плана в экономико-математических моделях со случайными парамет- рами’, Труды Ленинград, инженер.-эконом, инет. им. П. То- льятти, вып. 107 (1975). [244] Колбин В. В., ‘Исследование условий существования и оп- тимальности решений в задачах стохастического нелинейно- го программирования (СИЛИ)’, Труды Ленинград, инженер. - эконом, инет. им. П. Тольятти, вып. 105 (1975). [245] Колбин В. В., Бониц Л. К., ’Геометрия задач стохастическо- го программирования с нелинейными целевыми функциями’, Труды объед. ЛенэлектромаиТ, том 4 (1969). [246] Колбин В. В., 81оска81гс Ргодгатттд, Б. ВеИе1 РнЫ. Сотр. (1977). [247] Колмагоров А. Н., Основы теории вероятностей, М.-Л., ОН- ТИ, (1936).
[248] Колмагоров А. Н., ‘Интегрирование и экстраполирование слу- чайных последовательностей’, Известия АН СССР, сер. мат., том 5, № 1 (1941). [249] Когнат I., Ма1кетаЫса1 Р1аптпд о/ 81гис1ига1 Иесгзгопз, Ат81егбаш (1967), КогНт-НоПапб РнЬНзЬт^ Сотрапу. [250] Когпат I. апб Ыр1ак ТЕ., ‘Тдуо-Ьеуе! Р1аппт§’, Есопоте1ггсз, Уо1. 33 (1965), 141-169. [251] КогЫпек К. О. апб 8обеп I., ‘Оп Иге Сйагпез-КпЬу ОрНтаШу Тйеогет 1ог Иге СопбПюпа! Сйапсе-СопзИатеб Е-Мобе1’, Сак. Сеп1ге Е1ис1. Реек. Орегак, Уо1. 9, № 2 (1967), 87-98. [252] Касулина Т. П., ‘О стохастической аппроксимации для слу- чайных процессов с непрерывным временем’, Теор. вер. и ее прим., том 16, № 4 (1971), 688-695. [253] Кге11е XV., ‘Ыпеаг Рго§гатшт§ ипбег Ппсег1ат1у’, Соп/ VI Сопдг. 1п1ета1. 1пзШ. Мапд. 8сг., Рапз (1959). [254] Кге11е XV., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, Ргос. Мапад. 8сг., VI МееНпд, Ьопбоп, Рег^атоп Рге88, Уо1. 1 (1960), 289-294. [255] Кге11е, XV., ‘ОрНта1е ЕпЫсйетбип^ Ьет ПпатсйегкеИ’, 1пс1из1г. ОгдатзаИоп, Уо1. 30 (1961), 515-526. [256] Кийп Н. XV. апб Тискег А. XV., ‘Коп-Ыпеаг Рго§гаттт§’, Ргос. Зесоп! Вегке1еу 8утр. оп Ма1к., 8Ш. апЛ РгоЬ., Пшу. СаНГогта Рге88, (1951). [257] Кизкпег Н. I., 81осказИс 81аЫШу ап! Соп1го1, Кеду Уогк (1967), Асабеттс Рге88. [258] Кизкпег, Н. I., ‘ЕП1егт§ 1ог Ыпеаг В181пЬи1еб Рагате1ег 8у81ет8’, 81АМ <1оигпа1 о/ Соп1го1, Уо1. 8, № 3 (1970). [259] КизЬпег Н. I., ‘Оп Иге З^осЬазНс Махттит Ргтс1р1е: Етхеб Ттте о! СопЫоР, К1А8 Керог1, (1963).
[260] Лавриненко Е. П., ‘Применение стохастического программиро- вания к задаче управления воздушным движением’, Техпич. кибер., Киев, том 16 (1970), 50-56. [261] Лавриненко Е. П., ‘Об одной задаче стохастического програм- мирования’, Кибер, и вычис. тех., Рес. межведом, сбор., том 8 (1971), рр. 68-71. [262] Лебедев В. Н., ‘Вогнуто-выпуклые задачи стохастического программирования в условиях неопределенности’, Известия АН СССР, Тех. кибер., № 1 (1969), 9-15. [263] Левитин Е. С., Поляк Б. Т., ‘Методы минимизации при нали- чии ограничений’, Жур. вычис. мат. и мат. физ., том 6, № 5 (1966), 787-823. [264] Ьетапе Л. М., ‘Ргеутзюп е! бестзюп еп рго^гаттаПоп Нпеатге з^осйазПцне’, Ткезе, СгепоЫе (1967). [265] Ыеи В. Т., ‘Оп а РгоЫет о! Сопуехку апб кз АррНсаПоп 1о КопНпеаг З^осйазПс Рго§гаттт§’, 7. Ма1к. Апа1. АррИс., Уо1. 8, № 2 (1964), 177-187. [266] Ыеи В. Т., ‘А 81ибу о! 8оте ЫециаНПез 1ог КопНпеаг З^осйазПс Рго§гаттт§’, ИопЫпеаг Ргодгатттд, I. АЬасИе (ес!.), КогН1- НоПапб РиЬНзЫп^ Сотрапу, Атз^егбат (1967), 251-258. [267] ЫпсПеу Б. XV., 1п1гобисНоп 1о РгоЬаЫШу ап б 81аНзНсз /гот а Вауезгап Угеиз-роМ, Раг! 2, СатЬпб^е (1965), СатЬпб^е Птуегзку Ргезз. [268] Логинов Н. В., ‘Методы стохастической аппроксимации’, Ав- томат. и телемех., № 4 (1966), 185-204. [269] Ьоп8еН1 А. Т., ‘8уз1ет8 о! Ыпеаг ЕцпаПопз дукй СоеШстепЫ 8пЬдес1 1о Еггогз’, Апп. МаЛ. 81аНз1., № 13 (1942). [270] Ляпунов А. А., ‘О волне аддитивных вектор-функциях’, Изве- стия АН СССР, сер. мат., том 4, № 6 (1940), 465-478.
[271] Мабапзку А., ‘Воппбз о! Пае ЕхресШюп о! а Сопуех ЕипсНоп о! а Ми1Нуапа1е Вапбош УапаЫе’, Апп. Ма1к. 81аНз1., Уо1. 30, № 3 (1959), 743-746. [272] Мабапзку, А., ‘Зоте ВезиИз апб РгоЫетз т З^осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, КАИР СогрогаНоп, (1959), 1596. [273] Мабапзку, А., ‘ЫериакНез 1ог З^осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 6, № 2 (1960), 197-204. [274] Мабапзку А., ‘Пзе о! 1ке “Ехрес1ес1 Уа1ие 8о1и1юп” т Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, Ас1ез 2 Сопдг. 1п1ета1. Кеск. Орега1., Атх-еп-Ргоуепсе (1960). [275] Мабапзку А., ‘Ме1кобз о! 8о1и1юп о! Ыпеаг Рго^гатз ипбег Ппсег1ат1у’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 10, № 4 (1962), 463-471. [276] Мабапзку А., ‘Виа1 УапаЫез т Тдуо-з1а§е Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, 7. Ма1к. Апа1. АррИс., Уо1. 6, № 1 (1963), 98-108. [277] Мабапзку А., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у’, Кесеп1 Аскоапсез гп Ма1к. Ргодгатттд, К. Ь. Сгауез апб Р. У/оНе (ебз.), МсСгаду-НШ, Уеду Уогк (1963), 103-110. [278] Мапбе1Ьго1 В., ‘Тке УапаНоп о! СегЫт 8реси1аНуе Рпсез’, 7. Визтезз, Уо1. 36 (1963), 394-419. [279] Мап^азапап, О. Ы, Аопкпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз дуИк 81осказ11с ОЬдесНуе ЕипсНопз’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 10 (1964), 353-359. [280] Мап^азапап О. Ь. апб Возеп I. В., ‘ЫериакНез 1ог 81осказ11с Мопкпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 12, № 1 (1964), 143-154. [281] Маппе А. 8., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ апб ЗериепНа! Вестзюпз’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 6, № 3 (1960), 259-267.
[282] Маппе А. 8., 1пиез1теп1з /ог СарасИу Ехрапзгоп, СашЬпб^е, Мазз. М1Т Ргезз (1966). [283] МагИх I. 8., Етртса1 Вауез Ме1коЛз, Ьопбоп (1970), Ме1киеп. [284] Магксжйг Н. М., Рог1/о1го 8е1есИоп: Е$рсгеп1 ЕгуегзфсаЫоп о/ 1пуез1теп1, Меду Уогк (1959), Локи \УПеу. [285] МеггПе XV. С., ‘АНегпаНуе Рго§гаттт§ Мобек 1пуо1ут§ Ппсег1ат1у’, 7. Гагт Есоп., Уо1. 47, № 8 (1965). [286] Мткос С., ‘Ппе!е ргескап т 1е§а1ига си арксагеа рго^гатаги кпеаге’, Кеогз1а Ле 81аЫзЫса, Уо1. 12 (1969), 13-18. [287] М1кос С. апб ^ас1е^с1е Пеана, Ргодгатагеа та1кетаНса. Ргодгатагеа 81осказ1гса, Ебкига зВтВйса, ВисигезН (1967), 407. [288] М1ке8 В. К., ‘31оска811с Рго§гаттт§ Мобе! 1ог РгобисНоп 8тоо1кт§’, Маз1ег Ткезез, ЬеЫ§к Птуегзку (1965). [289] МПбег XV. апб ХУоПпаг ‘31оска811с Рго§гаттт§ Мобек 1ог 8скеби!т§ АтгНй ОрегаНопа’, Мао. Кез. Ьод. (^иаг1., Уо1. 16, № 3 (1969). [290] МШег В. Ь. апб XVа§пе^ Н. М., ‘Скапсе-Соп81гатес1 Рго§гаттт§ дуПк Лот! РгоЬаЬПИу Соп81гат18’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 13, № 6 (1965), 930-945. [291] МППе. Р.. ‘Хи етт^еп РгоЫет81е11ип§еп Пег 81оска8118скеп Нпеагеп ОрНттегип^’, ИЫзз. 2. Носкзск. Агск, ипЛ Ваиуо, Мегтаг, 18 (1971), 73-75. [292] Мтуазадуа К., ‘1п1огтаНоп 81гис1иге8 т 81оска8Нс Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Мападетеп! 8сг., Уо1. 14, № 5 (1968), 275-291. [293] Могеу В. С., ‘8оте 81оска8Нс РгорегНез о! а СотроипскВепедуа! Ватаге Мобе!’, ОрегаЫопз Кез., Уо1. 14, № 5 (1966), 902-908. [294] Могеаи Л. Л., ‘Рапс1юп8 сопуехез еп ПиаЫе’, РасиНе Лез Зсгепсе Ле Моп1ереШег, Зет. бе Ма1к., (1962).
[295] Могохап Т., ‘8иг ГарргохттаНоп з1осказНрие’, Сотр1. Кегкк АсаЛ. Зег., Рапз, зег. А. 264 (1967). 633-635. [296] Ми11ег О., ‘Ыпеаге ОрНгтегип^ ип!ег ПпзтскегкеВ’, ОрегаНопз Резеагек-Уег/акгеп^ Вб. 2. кгз§. уоп В. Непп, Метзепкетт ат С1аи, (1967), 299-306. [297] Мигрку В. В., ‘ВекаЫШу’, Скар1ег 4 т РгосеесИпдз о/ Пгз1 Зутрозгит оп Епдгпееппд АррИсаНопз о/ Капс1от РипсИоп Ткеогу апс1 РгоЬаЫШу, еб. Ьу Во^бапоЯЕ апб Г. Кохт, Уогк, (1963) [298] Мигрку В. Е. бг., АсИсрНое Ргосеззез гп Есопотгс Зуз1етз, Меду Уогк (1965), Асабеппс Ргезз. [299] МиВу КаВа С., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег ПпсеВатку: а Вазтс РгореВу о! 1ке ОрВта! 8о1иВоп’, 2. ]УакгзскегпНсккеИз1кеогге сегш. СеЬ. 10 (1968), 284-288. [300] Мазктб В., Ресгзгопз ипс1ег Кгзк. 81оскко1т (1967), 81оскко1т 8скоо1 о! Есопоттсз. [301] Мазктб В. апб \Уктз1оп А. XV., ‘А Мобе1 1ог МиЫ-Репоб Вестзюп Макш§ ипбег ПпсеВат1у’, Мападетеп1 Зег., Уо1. 8, № 1 (1962), 184-200. [302] Шзктб В. апб \Уктз1оп А. XV., ‘А УапаНопа! Арргоаск 1о 81осказНс Рго§гаттт§’, Кезеагек Керог^ Сгабиа1е 8скоо1 о! 1пбиз1па1 АбтхтзВаВоп, Сатере 1пзН1и1е о! Тескпо1о§у апб Соубез Сотппззюп, Уа1е ПтуегзВу, СоппесНси! (1964). [303] Уау1ог Т. Н., XVе^18 К. апб XVаппасоВ Т., ‘8оше Ме1кобз 1ог Еуа1иаНоп 1ке ЕЯЕесВ о! Есопоппс Рокстез Пзт§ 81ти1аНоп ЕхрегкпепВ’, Кео. 1п1егпа1. 31аЫз1. 1пз1., Уо1. 36 (1968), 184- 200.
[304] Невельсон Т. Б., ‘О некоторых свойствах непрерывных проце- дур стохастической аппроксимации’, Теор. вер. и ее прим., том 17 (1972), 310-319. [305] Невельсон Т. Б., Хасьминский Р. 3., ‘Непрерывные процедуры стохастической аппроксимации’, Проб, перед, ипф., том 7, № 2 (1971), 58-69. [306] Хепбескег Н. апб уап бе Раппе С., ‘Хо1е оп Пае Азушр^оНс 81апбагб Еггогз о! Ьа1еп1 ВооЫ о! Есопоше1пс ЕцпаНоп 8у81еш8’, Кеи. 1п1егпа1. 81аИз1. 1пз1., Уо1. 34, № 1 (1966), 43- 47. [307] ХоеБзег С. Е., Е1етеп1з о/ Попра/гитекггс 3±аИзНсз^ Хеду Уогк (1967), Лойи АУНеу. [308] О1е8оп С. К. апб 8еп§пр1а I. К., ‘А Ыпеапхеб МеНюб о! Сеоше1пс Рго§гаттт§’, Мгтеодгаркед рарег, апНюгз, (1972). [309] Озакт 8. апб Мте Н., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ А1§опН1Ш8 1ог 8ет1- Магкоутеп Вестзюп Ргосеззез’, 7. Ма1к. Апа1. Аррк, Уо1. 22 (1968), 356-381. [310] Раппе С. уап бе, ‘ОрНта! 81га1е§у Вестзюпз 1ог Вупаттс Ыпеаг Вестзюп Кп1е8 т ЕеесПэаск Еогт’, Есопоте1пса, Уо1. 33 (1965), 307-320. [311] Раппе С. уап бе апб Рорр XV., ‘Мтнппт-Соз! СаШе Еееб ппбег РгоЬаЫНзНс Рго1ет Соп81гатЫ’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 9 (1963), 405-430. [312] Рапкй 8. С., ‘Ецшуа1еп1 З^осйазНс Ыпеаг Рго^гатз’, 81АМ Е Аррк Ма1к., Уо1. 18, № 1 (1970), 1-5. [313] Разспа! Ь. В. апб Веп-кгае! А., ‘Соп81гатес1 МахтттхаНоп о! Ро1упот1а18 Ьу Сеоте1пс Рго§гаттт§’, 7. Орк Ткеог. АррИс., Уо1. 5, № 2 (1970), 73-80.
[314] Равзу V., ‘Монйнеаг Аззт^пшеп! РгоЫетз Тгеа1ес1 Ьу Сеоше1пс Рго§гаттш§’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 19, № 7 (1971), 1675-1690. [315] Раззу V. апб АУйбе, В. I., ‘Сепегайзеб Ро1упопйа1 ОрНткаНоп’, 81АМ Л Арр1. Ма1к., Уо1. 15 (1967), 1344-1356. [316] Репгозе К., ‘А Сепегайзеб 1пуегзе 1ог Ма1псез’, Ргос. СатЬпдде РКП. Зое., Уо1. 51, № 3 (1955), 406-413. [317] Первозванская Т. Н., ‘Линейное стохастическое программи- рование’, Труды Ленинград, инженер.-эконом, инет., том 53 (1965), 142-146. [318] Ре1егзен Е. К., ‘Репосйс Магкоу Рго§гатпнн§’, СОКЗ Лоигпа1, (1969), 39-44. [319] РЫШрз А. XV., ‘81аЫйзаПоп Ройсу т а С1озеб Есоноту’, Есопогтс Л, Уо1. 69 (1954), 290-323. [320] РП1а1 К. С. апб Ватасйапбгап, К. V., ‘Он 1йе В1з1пЬи1юн о! 1йе ВаПо о! 1йе Мй ОЬзегуаНон т ан Огбегеб 8атр1е 1гот а Могта! РорнЫюн 1о ан Ыберепбеп! ЕзНта1е о! 1йе 81анбаг6 ВеутаПоп’, Апп. Ма1к. 81а11з1., Уо1. 25 (1954), 565-572. [321] Пирогов С. А., ‘Вероятности сложных событий и линейное пр- граммирование’, Теор. вер. и ее прим., том 13 (1968), 344-348. [322] Поляк Б. Т., ‘Минимизация негладких функционалов’, Жур. вычислит, мат. и мат. физ., том 9, № 3 (1969), 509-521. [323] Рорр XV., ‘81ти1а1юпз1есйшк Ьет Ьа§егр1апнп§ тй З^осйазПзсйег АасЫгаце’. ип1егпектепз-/огзскипд, Вб 7, № 1 (1963), 65-74. [324] Ргекора А., ‘Он 1йе РгоЬаЫЫу ВтзНйэнПоп о! 1йе ОрПтнт о! а ВансЬэт Ыпеаг Рго^гат’, 81АМ Л Соп1го1, Уо1. 4 (1966), 211- 222.
[325] Ргекора А., Он РгоЬаЫНзНс СопзЫатеб Рго§гаттт§’, т Ргосеес1гпдз о/ 1ке Рггпсе1оп Зутрозгит оп Ма1кетаИса1 Ргодгаттгпд, Ргтсе1оп (1970), Ргтсе1оп ПтуегзВу Ргезз, 113- 138. [326] Примак М. Е., вычислительные методы решения некоторых задач теории аппроксимации’, Авт. реф. дис., Воронеж, ун. (1966). [327] Райк Э., ‘Неравенства в задачах стохастического программи- рования’, Известия АН СССР, том 19, № 3 (1970), 292-298. [328] Райк Э., ‘Сравнение решений в различных постановках за- дач стохастического программирования’, Известия АН СССР, том 19, № 4 (1970), 469-472. [329] Райк Э., ‘О функции квантиля в стохастическом нелинейном программировании’, Известия АН СССР, том 20, № 2 (1971), 227-231. [330] Ватке XV. М., ‘ВтззесНоп МеНюбз 1ог ЗоЫНопз ш Сйапсе- сопзЫатеб Рго§гаттт§ РгоЫетз набег В1зсге1е ВтзЫбэиНопз’, Мападетеп! Зег., Уо1. 16 (1970), 709-715. [331] Вабпег В., ‘Тке Ыпеаг Теат: ап Ехатр1е о! Ыпеаг Рго§гаттт§ набег Ппсег1ат1у’, Ргос. 2 Зутроз. Ыпеаг Ргодгатт, Уо1. 1 (1955), 381-396. [332] Вабаег В., ‘Тке АррНсаНоп о! Ыаеаг Рго§гаттта§ 1о Теат Вес18юа РгоЫетз’, Мападетеп1 Зег., Уо1. 5, № 2 (1959), 143- 150. [333] Растригин Л. А., ‘Статистические методы поисковой оптими- зации’, Теор. и прим. случ. поиска, Рига (1969).
[334] Вейег 8., ‘Зпгго^аГез Гог ПпсегГат Вестзюп РгоЫетз: Мттта! ЫГогтаГюп Гог Вестзюп Макт§’, Есопотекггса, Уо1. 25, № 2 (1957), 339-345. [335] Везск М., ‘Скапсе-сопзГгатес! Рго§гаттт§ оГ Гке МасЫпе Ьоас1т§ РгоЫет дуйк ЗГосказНс Ргосеззт§ Тттез’, Мападетеп1 Зег., Уо1. 17, № 1 (1970), 48-65. [336] Вйбег К., ‘ВиаШу Гог Мопкпеаг Рго§гаттт§ т а Вапаск Зрасе’, 31АМ, Уо1. 15, № 2 (1967), 294-302. [337] ВоЬЬтз Н. апб Рктап Е. I. С., ‘АррксаГюп оГ Гке МеГкоб оГ МтхГигез Го С^иаскаНс Еогтз т Могта! ВеутаГез’, Апп. Ма1к. 31аИз1., Уо1. 20 (1949), 552-560. [338] ВоЬегГз Р. В. апб Веп-1згае1 А., ‘А ЗиЬорНгтзаГюп МеГкоб Гог 1пГегуа1 Ыпеаг Рго§гаттт§: а МеГкоб Гог Ыпеаг Рго§гаттт§’, Ыпеаг А1деЬга Арр!., Уо1. 3, № 3 (1970), 383-405. [339] ВоЬЫпз Н. апб Мопго 8., ‘А ЗГосказНс АрргохттаГюп МеГкосГ, Апп. МаЛ. 31аИз1., Уо1. 22, № 3 (1951), 400-407. [340] Роговский Е. А., ‘Многоэтапная многопродуктовая стохастиче- ская модель перспективного планирования’, Исслед. по мат. экон, и смеж. воп., Москва (1971), 99-119. [341] ВоскаГеПаг В. Т., ‘ВиакГу апб ЗГаЬПйу ш ЕхГгетнш РгоЫетз 1пуо1уш§ Сопуех ЕппсГюпз’, Рас. 3. МаОг., Уо1. 21 (1967). [342] Рубинштейн Я. С., ‘Сопоставление случайного поиска и сто- хастической аппроксимации’, Теор. и прм. случ. поиска, Рига (1969). [343] ВозепЫаВ Л. В.. ‘Сопйбепсе Ышйз Гог Гке ВекаЬПку оГ Сошр1ех ЗузГешз’, ш 31а1гз1гса1 Ткеогу о/ КеИаЫЫу, М. 7е1еп (ей.), МасЙзоп (1963), Пшуегзйу оГ АУтзсопзт Ргезз.
[344] Заскап К. 8., ‘ЗШсказНс Рго§гаттт§ РгоЫетз ппбег Шзк ап6 ПпсегЫпйу’, Сок. Сеп1. Е1ис1. Реек. Орет, Уо1. 12, № 4 (1970), 211-232. [345] Заспзоп В., ‘А СопНпиоиз КтеГег-АУоИодуНх Ргосебиге 1ог Напбот Ргосеззез’, Апп. Ма1к. 81а1., Уо1. 35, № 2 (1964), 590- 599. [346] Засз Л., ‘АзутрШНс ВтзШЬиНоп о! ЗШсказНс АрргохттаНоп Ргосебигез’, Апп. Ма1к. 81а1., Уо1. 29, № 2 (1958), 373-405. [347] Затиекоп Р. А., ЪИеНте РогИоко 8е1ес1юп Ьу Вупагтс ЗШсказНс Рго§гаттш§’, Кеи. Есоп. 81айз1., Уо1. 57, № 3 (1969), 239-246. [348] Зскеежаз Н., ‘А Сепега! Зскете 1ог ЗШсказНс Рго§гаттт§’, 81а1гзНзске Не/1е, Уо1. 9 (1962). [349] ЗсктаИх Л., ‘ЗШсказНс Рго§гаттт§ Пзт§ “ситиЫе” Ветапб ВтзШЬиНопз’, 81СМАР УАтгкзкор оп 81осказИс Ыпеаг Ргодгаттгпд, РппсеШп (1965). [350] ЗсктаИх Л., ‘М1хт§ В1е1з ипбег Ветапб Ппсег1ат1у’, Рк.Р. Ткезгз, ПшуегзИу о! СЫса^о, (1965). [351] ЗскеЯЕе Н., Тке Апа!узгз о/ Уаггапсе, ^ду Уогк (1959), Локп АУПеу. [352] 8еп§ир1а Л. К., Тпкпег. С. апб МШкат С., ‘Оп Зоте Ткеогетз т ЗШсказНс Ыпеаг Рго§гаттт§ дуИк АррксаНопз’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 10 (1963), 143-159. [353] 8еп§ир1а Л. К., ‘Оп 1ке 81аЫк1у о! Тгипса1еб ЗокШопз ипбег ЗШсказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Есопотекггса, Уо1. 34, № 1 (1966), 77-104. [354] 8еп§ир1а Л. К., ‘ЕсопотеШс Мобе1з о! Шзк Рго§гаттш§’, 1псИап Есопотгс }оигпа1, Есопотекггс Аппиа1, Уо1. 15 (1968), 423-441.
[355] 8еп§пр1а Л. К., ‘В1з1пЬи1юп РгоЫетз ш 81осказНс ап6 Скапсе- сопзЫатеб Рго§гаттт§’, т Есопотгс Мо(1е1з, ЕзНтаНоп ап(1 Кгзк Ргодгаттгпд, Меду Уогк (1969), 8ргт§ег-Уег1а§, 391-424. [356] 8еп§ир1а Л. К., ‘8а1е1у-Р1гз1 Ки1ез ипбег Скапсе-СопзЫатеб Ыпеаг Рго§гаттт§’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 17 (1969), 112-132. [357] 8еп§ир1а Л. К., ‘ОрНта! 81аЫ1ка1юп Роксу дукк а С^иаскаНс Сгкепоп РипсНоп’, Кеъ. Есоп. 31ис1., Уо1. 37 (1970), 127-145. [358] 8еп§ир1а Л. К., ‘А СепегакхаНоп о! 8оте В1з1пЬи1юп АзресЫ о! Скапсе-СопзЫатеб Ыпеаг Рго§гаттт§’, 1п1егпаНопа1 Есопотгс Кеогеш, Уо1. 11, № 2 (1970), 287-304. [359] 8еп§ир1а Л. К., ‘Оп 1ке АсНуе Арргоаск о! а 81осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Ме1ггса, Уо1. 15 (1970), 59-70. [360] 8еп§ир1а Л. К., ‘Есопогтсз о! Весотрозкюп апб ВтутзюпакхаНоп ипбег ТгапзГег Рпст§’, 2. /Нг (Не дезат1е 31аа1зшззепзска/1, Уо1. 127 (1971), 50-71. [361] 8еп§ир1а Л. К. апб Рох К. А., Есопотгс Апа1узгз апс1 ОрегаНопз Кезеагск: ОрНтгхаНоп Тескпгдиез гп (^иапШаН/ие Есопотгс Мо(1е1з, Атз1егбат (1969), Мог1к-Но11апс1 РиЬкзЫп^ Сотрапу. [362] 8еп§ир1а Л. К. апб Сгиуег С., ‘Ыпеаг КекаЬИку Апа1уз1з т Рго§гаттт§ дукк Скапсе-СопзЫатЫ’, К'ше^гзк }оигпа1 о/ Есопотгсз, (1969), 221-246. [363] 8еп§ир1а Л. К. апб РогНПо-СатрЬеП Л. Н., ‘А РгасЫе Арргоаск 1о Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Шзк’, Мападетеп1 Зег. Ткеог. Зег., Уо1. 16 (1970), 298-308. [364] 8еп§ир1а Л. К. апб Тнкпег С., ‘А Кеутеду о! 81осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Кеогеш о/ 1п1етаНопа1 31аНзНса1 1пзШи1е, Уо1. 39 (1971), 197-223.
[365] 8еп§нр1а Л. К., 31осказНс Ргодгатттд: Ме1ко(18 апд АррИсаИопз, Атз^егбат (1972), АогШ-Но11ап(1 РиЬНзЫп^ Сошрапу. [366] Серебровский А. Н., Туниев А. Д., ‘Оценка числа реализаций случайной величины в зависимости от точности решения сто- хастической задачи линейного программирования’, Мат. ме- тоды исслед. и опт. сист., том 5, Киев (1970), 40-47. [367] Шахиди А. А., ‘Модели и решения некоторых задач стохасти- ческого программирования’, АН Тадж. ССР, 2, № 3 (1968). [368] Щепакин М. В., ‘Многоэтапные стохастические задачи на мак- симум’, Мат. методы исслед. сист. и моделир., № 4 (1970), 3-5. [369] ЗЬеНу С. М., ‘А 8о1п1юп 1о Пае ТгапзрогШюп РгоЫет дукй Коп-Ыпеаг СозЫ’, ОрегаИоп Кез., Уо1. 7, № 5 (1959), 571-580. [370] 81топ Н. А., ‘Вупагтс Рго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у дукй а С^иасйаНс Сгкепоп ЕипсНоп’, Есопоте1пса, Уо1. 24 (1956), 74- 81. [371] 81топ Н. А., ‘Ткеопез о! Вес18юп-Макт§ т Есопогтсз апб Векауюга! Зстепсе’, Ат. Есоп. Кеи., Уо1. 49, № 3 (1959), 253- 283. [372] Зтка 8. М., ‘З^осказНс Рго§гаттт§’, Рк.Р. РгззеН. АЬз1г., Вегке1еу Ешуегзку, СаНГогта, Уо1. 24, № 3, (1963). [373] Зтка 8. М., ‘З^осказНс Рго§гаттт§’, ОрегаНопз Кезеагск Сеп1ег, ЦтиегзИу о/ СаИ/огта, Вегке1еу (1963), О ВС 63-22, Аи^изВ [374] Зтка 8. М., ‘Рго§гаттт§ дукк 81апбаг6 Еггогз т Пае Соп81гат18 апб Пае ОЬдесНуе’, Кесеп1 Адиапсез Ма1к. Ргодг., Кеду Уогк (1963).
[375] 8юп М., Оп Сепега! Млтшах Тйеогешз’, Расфс Ма1к., 8, № 1 (1958). [376] Солдатов В. Е., Юб одной задаче линейного программирова- ния со случайными ограничениями’, Сибир. мат. жур., том 6, № 3 (1965), 705-710. [377] Солдатов В. Е., Юб одной задаче линейного программирова- ния со случайными данными’, Мат. модели и методы опт. план., Новосибирск (1966), 54-64. [378] Солдатов В. Е., Ю некоторых задачах стохастического про- граммирования’, Инс. мат. Сиб. отд. АН СССР, 78-89, (1966). [379] ЗсгеесШагап V. В. апб У/ет Н. Н., ‘А З^осйазНс Мп1Н-81а§е МнШ-Ргобнс! 1пуез1. МобеГ, 31АМ Р Арр1. Ма1к., Уо1. 15, № 2 (1967). [380] 81агг М. К. апб МП1ег В. XV., 1пиеп1огу Соп1го1: Ткеогу апб РгасНсе, Еп§1едуооб СНЯЕз, И.У. РгепНсе На11, (1962). [381] 81етс111., Капдот Ргосеззез апб 1ке СгоиЛк о/ Пгтз, Мечу Уогк (1962), На&ег РиЬНзкт^ Сотрапу. [382] 81осМаг1 А. XV. I., ‘Ап Ех1з1епсе Тйеогет 1ог ОрНта! З^осйазНс Рго§гаттт§’, 7. Аиз1га1. Ма1к. Зое., Уо1. 8, № 1 (1968), 114-118. [383] 81опе В. К., Кгзк, КеЫьгп апб ЕдиШЬггит: А Сепега! Згпд!е- Реггод Ткеогу о/ Аззе1 Зе!есЫоп апб СарИа!-тагке1 ЕдиШЬпит, СатЬгЫ^е, Мазз. (1970), М1Т Ргезз. [384] Зутопбз С., ‘81осказНс 8скес1и11п§ Ьу Пае Ногкоп МеНюсГ, Мападетеп1 Зег., Уо1. 8, № 2 (1962), 138-167. [385] Зутопбз С., Юе^егппшзНс 8о1иНопз 1ог а С1азз о! Сйапсе- СопзНатес! Рго§гаттт§ РгоЫетз’, ОрегаЫоп Кез., Уо1. 15, № 3 (1967), 495-512.
[386] Зушопбз С., ‘81осказКс Рго§гатттп§’, 81СМАР У/огкзкор оп 81осказЫс Ыпеаг Ргодгаттгпд, Ргтсе1оп (1965). [387] Зутопбз С., ‘81осказКс 8скеби1т§ Раг! I: 81осказ1тс Рго§гаттт§ 1ог а 8т§1е Регюб’, Тесктса! Мето., № 22, ОрегаНопз Кезеагск Сгоир Сазе 1пз1т1и1е о! Тескпо1о§у, С1еуе1апб, Окто (1964). [388] Зутопбз С., ‘81осказ1тс 8скеби1т§ Раг! II: 1ке ЬосаНоп о! Р1аппт§ Ногкопз’, Тескпгса! Мето., № 26, ОрегаНопз Кезеагск Сгоир Сазе 1пз1т1и1е о! Тескпо1о§у, С1еуе1апб, Окто (1964). [389] Зушопбз С., ‘81осказКс 8скеби1тп§ Раг! III: ОрНттхаНоп Ргосебигез’, Тескпгса! Мето., № 27, ОрегаНопз Кезеагск Сгоир Сазе 1пз1ки1е о! Тескпо1о§у, С1еуе1апб, Окто (1965). [390] Зутопбз С., ВоиПтех Р., 81етпти1х С. апб СктбатЬагт Т. 8., ‘81осказ1тс 8скеби1тп§ Раг! IV: 8о1и1топ Ме1кобз 1ог 81осказ1тс Рго§гатттп§ РгоЫетз’, Тесктса! Мето., № 39, ОрегаНопз Кезеагск Сгоир Сазе 1пз1т1и1е о! Тескпо1о§у, С1еуе1апб, Окто (1965). [391] Зхдуагс XV., ‘Тке ТгапзрогШюп РгоЫет дут!к 81осказ1тс ВетапсГ, Мападетеп! 8сг., Уо1. 11, № 1 (1964), 33-50. [392] Ткет1 Н., ‘А ТЧГоке оп Сег1атп1у Еритуа1епсе тп Вупаштс Рго§гатттп§’, Есопотекггса, Уо1. 25 (1957), 346-349. [393] Ткет1 Н., Ъоше КеЙесНоп оп 81а1тс Рго§гатттп§ ипбег Ппсег1аш1у’, \УеНт^зска/Шскез Агскщ Ь 87 (1961), 124-128. [394] Ткеобогезси К., ‘Мтптшах 8о1и1топз о! Капбош Сопуех Рго^гашз’, Кеп(ИсопН, Уо1. ХЬУ! (1969), 689-692. [395] Ткотрзоп С., Соорег XV. апб Скагпез А., ’Скагас1егка1юп Ьу Скапсе-Сопз1гатпеб Рго§гатттп§ тп Кесеп! Абуапсез’, Ма1к.
Ргодг., Хеду Уогк-8ап Егапс18со-Тогоп1о-Ьопс1оп (1963), 113-120. [396] Тинн К. А., Тнугу Е. X., ‘Нелинейное прогрммирование со слу- чайными ограничениями’, Кибернетика, № 1, (1968), 54-62. [397] Т1н1нег С., ‘А З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаштт§ дуНЬ АррНсаНопз 1о А§псп11ига1 Есопоппсз’, т Ргосеебтдз о/ Зесопб Зутрозгит гп Ыпеаг Ргодгатттд, Уо1. 1, \Уа8Ып§1оп В.С. (1965), ХаНопа! Вигеан о! 81апбагб8, 197-228. [398] Тт1пег С., ‘А Хо1е оп З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Есопоте1ггса, Уо1. 28, № 2 (1960), 490-495. [399] Тт1пег С., ’Тйе Пзе о! З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ т Р1аптп§’, 1п(Иап Есопот. Кеи., Уо1. 5, № 2 (1960), 159-167. [400] Тт1пег С., ‘Сате Тйеогу, Ыпеаг Рго§гаттт§ апб 1прн1- Он1рн1 Апа1у818’, 2. КаНопа1окоп., Уо1. 17, № 1 (1957), 1-38. [401] Тт1пег С., ‘Оп 8оте Тйеогетз о! З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ дуШ1 АррНсаНопа’, Мападетеп! Зег., Уо1. 10, № 1 (1963), 143-159. [402] Тт1пег С., МШйат С. апб 8еп§нр1а Л. К., ‘А АУеак Впа1Иу Тйеогет 1ог З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, и^егпектепз/огзскипд, Уо1. 7, № 1 (1963), 1-8. [403] Тт1пег С., 8еп§нр1а Л. К. апб Рао V. У., ‘Ап АррНсаНоп о! З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ 1о Веуе1ортеп1 Р1аппт§’, Ме1гоесопотгса, Уо1. 14, № 1-3 (1962), 25-41. [404] Тт1пег С., 8еп§нр1а Л. К. апб Мотзоп В., ‘З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ дуИй АррНсаНоп 1о Р1аппт§ т 1псНа’, Мгтеодг., (1962). [405] Тт1пег С. апб 8еп§нр1а Л. К., ‘З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ апб 118 АррНсаНоп 1о Есопоттс Р1аппш§’, т Оп РоЫНса!
Есопоту апд Есопотекггсз, АУагзаду (1964), РАДШ ЗстепНйс РпЬйзйегз. [406] Тт1пег С., 8еп§ир1а Л. К., Могпзоп В. апб МПИаат С., ‘8опае Тйеогетз т З^осйазНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Кезеагск Ио1е, Пшуегзйу о! ЗоиПаегп СаШогша. Ьоз Ап§е1ез, СаШогша (1964). [407] Тт1пег С. апб Аагауапап В., ’А МиЫ-сйтепзюпа! З^осказНс Ргосезз 1ог Пае Ехр1апаНоп о! Есопоттс Веуе1ортеп1’, Мекггса, Уо1. 11, № 2 (1966), 85-90. [408] Тт1пег С., 8а1дуа С. апб ЕагДаак А., ‘Тке АррйсаНоп о! З^осказНс Рго§гаттт§ 1о Пае ПАВ Епз! Етуе Уеаг Р1ап’, Нук1оз, Уо1. 20 (1967), 749-758. [409] Тогпрутз! Ь., ‘8опае Меду Ргтс1р1ез 1ог 8о1уш§ Ыпеаг Рго§гапапат§ РгоЫетз’, ВиИеНп деПпзИШ 1п1егпаИопа1 бе 81аИзИдие, Уо1. 36 (1957), 197-227. [410] Туниев А. Д., Об одном классе задач стохастического линей- ного программирования’, Труды симпоз. ’Вопр. тонн, и эф- фект. выч. алг.\ № 4, Каем (1969). [411] Уадба 8., ТперпаННез 1ог З^осйазНс Ыпеаг Рго§гапапаш§’, Ви11. 3. 1п1егпа1. 81аИз1. 1пз1., Уо1. 36, № 3 (1958), 357-363. [412] Уадба 8., ‘З^осйазНс Ыпеаг Рго§гапапат§’, С1а. II, т Ма1кета1гса1 Ргодгатттд^ Абсйзоп-АУезку, Веас1ш§ Мазз., Ьопбоп (1961), 206-217. [413] Уадба 8., РгоЬаЫИзИс Ргодгатттд^ 1Чеду Уогк (1972), Асабетю Ргезз. [414] Уап бен Во^аагб Р. Л. М., ‘Оп Пае 81аНс Ткеогу о! Сег1ат1у Ершуа1епсе’, 1п1егпаНопа1 Сеп1ег /ог Мападетеп1 Зсгепсе, ВоВегбат (1960), ВероВ 6010.
[415] Уап Моезеке Р., ‘Тгипса1еб Мтштах-Махтшт Арргоаск 1о Ыпеаг Рго§гаттт§ ипбег Втзк’, Есопоте1ггса, Уо1. 31 (1963). [416] Уап Моезеке Р., ‘Вупагтс Шзк Рго§гаттт§ дд^кк Ьеагпт§ АбдизШепГ, 11п1егпектепз /огзскипд, Уо1. 7, № 4 (1964), 145- 150. [417] Уап Моезеке Р., ‘81осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Уа1е ЦтиегзИу Есопотгс Еззауз, Уо1. 4, № 2 (1964). [418] Уап Моезеке Р. апб Тт1пег С., ‘Вазе ВиаЫу Ткеогет 1ог 81осказНс апб Рагате1пс Ыпеаг Рго§гаттт§’, Рп1егпектипдз /огзскипд, Уо1. 8, № 2 (1964), 75-79. [419] Уап 81уке В., ‘Ма1кетаНса1 Рго§гаттт§ апб ОрНта! Соп1го1’, РН.Е. Егззег1. АЬз1г., Уо1. 26, № 2 (1965), 1075. [420] Уап 81уке В. апб \Уе1з В. Л. В., Тго§гаттт§ ипбег Ппсег1ат1у апб 81осказ11с ОрНта! СопЫок, 7. 31АМ Соп1го1., Уо1. 4 (1966), 179-193. [421] Вересков А. И., Об одной задаче оптимального планирования в условиях неопределенности’, Экон, и мат. методы, том 4, В. 5 (1968), 783-791. [422] Берковский В. С., ‘Оптимальное перераспределение водных ресурсов’, Экон, и мат. методы, том 3 (1972), 128-171. [423] Уо1а^ В. Р., ‘Рго§гатшт§ ипбег СопбВюпз о! Ппсег1ат1у’, РгосеесИпдз о/ Пае 2пд Зутрозгит о/ Ыпеаг Ргодгатттд, ШНопа! Внгеап о! 81апбагбз, \Уазкт§1оп В.С. (1965), Уо1. 1, 187-195. [424] АУа^пег Н. М., ‘Оп 1ке В1з1пЬи1юпз о! Зокбюпз т Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, 7. Ат. 31аИз1. Аззос., Уо1. 53, № 288 (1958), 161-163. [425] Вазан М. Т., Стохастическая аппроксимация, Москва (1972), МИР.
[426] Вайсброд Э. М., Юдин Д. Б., ‘Стохастическая аппроксимация для многоэкстремальных задач в гильбертовом пространстве’, ДАН СССР, том 181, № 5 (1968). [427] Вайсброд Э. М., Юдин Д. Б., ‘Многоэкстремальная стохасти- ческая аппроксимация’, Технич. кибер., № 5 (1968). [428] \Уа1кпр Б. XV. апб \Уе1з В. I. В., ‘З^осказВс Рго^гатз угкк Весоагзе’, 81АМ Р Арр1. Ма1к., Уо1. 15, № 5 (1967), 1299-1314. [429] \Уа1кпр Б. XV. апб УЛб8 В. I. В., ‘З^осЬазВс Рго^гатз учВ1 Весопгзе: Зреста! Рогтз’, т Ргосеебтдз о/ 1ке Рппсе1оп Зутрозгитп оп Ма1кетаИса1 Ргодгатттд, Ргтсе1оп (1970), Ргтсе1оп Птуегзку Ргезз, 139-161. [430] ХУа181г Л. Е., ‘Арргох1та1е В181пЬп1юп о! Ех1гете8 1ог Моп8атр1е Сазез’, 7. Ат. 81аНз1. Аззос., Уо1. 59 (1964), 429-436. [431] XVа11x Е. М., ‘Ап ЕпДпеегт§ Арргоаск: ШегагсЫае ОрНппзаНоп Сгкепа’, 1ЕЕЕ ТгапзасИопз Аи1отаИс Соп1го1, Уо1. АС-12 (1967), 179-180. [432] XVе88е18 Л., ‘З^осказВс Рго§гаттт§’, 81аИзИса ИееНапсИса, Уо1. 21, № 1 (1967), 39-53. [433] ХУб8 В. I. В., ‘Рго§гаттт§ набег Ппсег1ат1у: Тке Сотр1е1е РгоЫет’, ЕеИзскп/1 ]УакгзскетНсккеИз1кеопе иегео. СеЫе1е, Уо1. 4, № 4 (1966), 316-339. [434] ХУб8 В. I. В., ‘Рго§гаттт§ набег Пасег^атаку: Тке ЕцаВака! Соауех Рго^гат’, 81АМ Р Арр1. Ма1к., Уо1. 14, № 1 (1966), 89- 105. [435] XVе18 В. I. В., ‘Рго§гатппа§ набег ПасеВатаку: Тке 8о1акоп ЗеГ, 81АМ Р Арр1. Ма1к., Уо1. 14, № 5 (1966), 1143-1151.
[436] АУеГз К. I. В. апб АУкх^аП С., ‘А1§огкктз Гог Ргатез апб Ыпеагку Зрасез оГ Сопев’, }оигпа1 Кезеагск МаИопа! Вигеаи ЗЪапйаЫз, В 71, № 1 (1967), 1-7. [437] АУеГз В. I. В., ‘ЗГосказВс Рго^гатз угкк Весопгзе: а Вазтс Ткеогет Гог МпШзГа^е РгоЫетз’, 2ег1зскгг/1 ]УакгзскегпИсккеИз1кеопе иети). ОеЫе1е, Уо1. 21, № 3 (1972), 201-206. [438] АУПкатз А. С., ‘А ЗГосказНс ТгапзрогШюп РгоЫет’, ОрегаИоп Кез., УЫ. 11, № 5 (1963), 759-770. [439] АУПкатз А. С., Оп ЗГосказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, 81АМ 3. Арр1. Ма1к., УЫ. 13, № 4 (1965), 927-940. [440] АУПкатз А. С., ‘АрргохттаГюп РогтЫаз Гог ЗГосказНс Ыпеаг Рго§гаттт§’, 81АМ Р Арр1. Ма1к., Уо1. 14, № 4 (1966), 668- 677. [441] АУПкатз А. С., ‘Копкпеаг АсПуку Апа1уз1з апб ВпаШу’, т РгосеесИпдз о/ 1ке Рггпсе1оп Зутрозгит оп МаНгетаИса! Ргодгаттгпд, РгтсеГоп (1970), РгтсеГоп Птуегзку Ргезз, 163- 177. [442] АУПзоп В., ‘Оп Рго§гаттт§ ипбег ПпсегГатГу’, ОрегаИоп Кез., УЫ. 14, № 4 (1966), 652-657. [443] АУЫГе Р., ‘Тке 81тр1ех МеГкоб Гог С^иабгаНс Рго§гаттт§’, Есопотекггса, Уо1. 27, № 3 (1959), 282-298. [444] АУЫГе Р. апб ВапЫ1§ С. В., ‘Ыпеаг Рго§гаттт§ т Магкоу Скатз’, ОрегаИоп Кез., Уо1. 10, № 5 (1962). [445] АУопкат \У. М., ‘ОрНта! ЗГосказНс СопГго!’, т 81осказИс РгоЫетз гп Соп1го1: А Зутрозгит о/ 1ке Атеггсап Аи1отаИс Соп1го1 СоипсИ, Уогк (1968), Атепсап ЗостеГу оГ Мескатса! Ещрпеегз.
[446] Хаскоуа Л., ‘Оп Мтштах ЗоЫНопз о! 81осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Сазоргз рго рез1оуапг та1ет., Уо1. 91, № 4 (1966), 423-429. [447] Хаскоуа Л., ‘81осказНске кпеагш рго^гатоуат’, Ескопотгске- та1етаНску оЪгог, Уо1. 3, № 3 (1967), 273-297. [448] Хаскоуа Л., ‘А кЫе оп Ве^еггттзНс Ершуа1еп1з 1о З^осказНс Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, 2еИзскп/1 ]УакгзскетНсккеИз1кеопе уеты. СеЫе1е, Вб 14 (1969), 264-268. [449] 7ап§дуП1 XV. I., 1УопИпеаг Ргодгатттд: А Цпфед Арргоаск, Еп§1едуооб СНЯЕз (1969), РгепНсе НаН. [450] Жуленев С. В., ‘Задача со случайными ограничениями и нор- мальная модель’, Экон, и мат. методы, том 6, № 5 (1970), 757-764. [451] Жуленев С. В., ‘Нормальная модель для задач со случайными ограничениями. Равномерное распределение’, Моделир. экон, проц., Москва (1971), 403-414. [452] 7е1еп М. (есЬ), 3±аЫзЫса1 Ткеогу о/ ЕеНаЫШу, Мабтзоп (1963), ПтуегзИу о! АУтзсопзт Ргезз. [453] ХеНтег С., ‘ПЬег Ьозип§зте1кобеп т бег з^осказНзскег Нпеагеп ОрНгтегпп^зргоЫете’, 1Угзз. 2ейзскгг/1 (1ег Н/О, № 2 (1968), 163-169. [454] ХеНтег С., ‘7н ЗепзтЫНШзиЫегзискип^еп т бег з^осказНзскеп Нпеагеп ОрНгтегип^’, ЪУгзз. 2еИзскгг/1 (1ег Носкзски1е/иг Окопотге, ВегНп, № 4 (1968), 495-502. [455] ХеПтег С., пиЬег РгоЫетз1еНип§еп т бег з^осказНзскеп Нпеагеп ОрНгтегип^’, Ма1кетаИс ипд УУггйзека#, Вб 6 (1968). [456] ЫетЬа, XV. Т., ‘СотриШюпа! А1§оп1ктз 1ог Сопуех 81осказНс Рго^гатз дуНИ 81тр1е Весоигзе’, ОрегаНоп Кез., Уо1. 11 (1970), 414-431.
[457] ХтешЬа XV. Т., ’ВнайГу НеЫюпз. СегГатГу ЕрнтуакпЫ апс! Воипбз Гог Сопуех ЗГосказПс Рго^гатз учГк 81тр1е Весоигзе’, Сап. Сеп1. Е1ис1. Реек. Орет., Уо1. 13, № 2 (1971), 85-97. [458] ХтетЬа XV. Т., ‘ТгапзГогтт§ ЗГосказПс Вупагтс Рго§гаттт§ РгоЫетз тГо Моп-Ыпеаг Рго^гатз’, Мападетеп1 8сг., Уо1. 17, № 7 (1971), 450-462. [459] ХоиГепбус С., Ме1кос18 о/ГеазгЫе БггесНопз, АтзГегбат (1960), Екеутег РиЬкзЫп^ Сотрапу. [460] Зуховский С. И., Поляк Р. А., Примак М. Е., ‘Численные методы решения задач выпуклого программирования’, ДАН СССР, том 163, № 2 (1965).
Дополнительный список литературы [1] ЛисНп В. В., ‘МиШ-81а§е р1аптп§ ргоЫетз ипбег Шзк апс! ПпсеВаийу’, Теск. СуЬегпеНсз, № 6 (1972). [2] Колбин В. В., ’Оп а 81оска8Нс Рго§гаттт§ РгоЫет’, Мападетеп! ап 1п/огтаИоп, У1аскуо81ок, II.8.8.В. Асабету о! Зстепсез, Уо1. 16 (1976). [3] Колбин В. В., ’З^осказВс Рго§гаттт§’, Б. Кей1е1 РиЫ. Сотр., (1976). [4] Колбин В. В., ’Р1аппт§ апб ЫпсНопа! 8о1п1юп8 81аЫ1ку а! Пае 1-В1 Сон81гат1 т Пае 81оска8Нс Рго§гаттт§ РгоЫет’, Мападетеп1 ап 1п/огтаЫоп, У1асЙУО81ок, II.8.8.В. Асабету о! 8с1енсе8, Уо1. 16 (1976). [5] Ан6ег8он Е. Л. ’А Веутеду о! ВнаЫу Ткеогу 1ог Ыпеаг Рго§гаттт§ оуег Торо1о§1са1 Уес1ог Зрасез’, 7. Ма1к. Апа1, апс1 Арр!., (1983), № 2, 280-392. [6] Апбег8оп Е. Л., Ьеду18 А. 8. ‘Ап Ех1еп8юп о! 1ке 81тр1ех А1§оп1кт 1ог Зетьтйпйе Ыпеаг Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргод.. (1989), 44А, № 3, 247-269. [7] Апбег8оп Е. Л., Рккро! А. ’Ыйпке Рго§гаттт§’, Вегкп, НеПбе1Ьег§, К. У, (1984). [8] Аггоду К. Л., СнгдуНх Ы, Пхадуа Н. ’1пуе811§аНоп8 о! Ыпеаг апб Копйпеаг рго§гаттт§’, М.: 1Ь, (1962), 334. [9] А81С М.В., Коуасеу1с-Уи]с1с V. V. ’Ап 1п1егюг зепп-тйпйе Рго§гаттш§ Ме1косГ, 7. Ор1. Ткеог. апЛ АррЦ (1988), 59, № 3, 353-367. [10] АзЫйеу К.К. ’Ыйпйе-сйттзюпа! Рго§гаттт§ РгоЫет (АрргохттаНоп, ВпаЫу Сар, ЕтИе Мойек) 271п1. Ж55. Ко11. Птепаи, (1982), № 5, 23-24.
[11] Аз1айеу 14. 14. ’Ыйпйе Ьр РгоЫетз дуйк а Виа1йу Сар’, 1388К Ас. о/8с., (1984), 275, № 5, 1033-1036. [12] Аз1айеу 14.14. ’АрргохттаНоп о! Зегтргорег Ыйпйе-сИтепзюпа! Ьр РгоЫетз. АрргохттаНоп Ме1кобз 1ог Зегтргорег МР РгоЫетз’, ЗуегсПоузк, (1984), 26-33. [13] Аз1айеу 14.14. ’То Ве§п1агка1юп о! зегт-тйпйе-сйтепзюпа! ЬР РгоЫетз’, 30 1п1. Ко11. Птепаи, (1985), 3-6. [14] Аз1айеу 14.14. ’С^иазйтйе Ыйпйе-сйтепзюпа! ЬР РгоЫетз. Рагате1пс ОрНткаНоп апб АрргохттаНоп МеНюбз 1ог 1тргорег МР РгоЫетз’, ЗуегсПоузк, (1985), 54-62. [15] ВаккоуеЫ Е. В., Тзйгйзку О. Е. ’Оп Пае Ьа§гап§е Меткой т Уес1ог ОрНткаНоп РгоЫетз’, Сотр. апЛ Арр1. Ма1к. Ктеу, (1984), № 54, 82-86. [16] Вей, Вгасйеу ’С1оЬа1 Сопуег^епсе о! а Зегт-тйпйе ОрНткаНоп Ме1косГ, Арр1. Ма1к, ап(1 Ор1., (1990), 21, № 1, 69-88. [17] Веп-Та1 А., ТеЬоиПе М., Ходуе I. ’Зесопб Огбег ^сеззагу ОрптаШу СопсИНопз 1ог Зегт-тйпйе Рго§гаттт§ РгоЫетз. Зегт-тйпйе Рго§гаттт§, Вегйп, НеМе1Ьег§, ^ду Уогк, (1980), 17-30. [18] В1апкепзЫр Л.XV., Еайк Л.Е. ’1пйпйе1у Сопз1гатес1 ОрНткаНоп РгоЫетз’, 7ОЕ4, (1976), 19, 261-281. [19] В1а11 Н. Р. ’Сйагас1егкаНоп о! 81гоп§ Втеку о! зегт-тйпйе ОрНгтзаНоп Ьу Скат о! ВеГегепсез’, Рагате1г. Ор1гггш. апЛ Арргохгт., 301-318. [20] ВоЬйеу 14.А. ’Оп 1йе СгасЙеп! Меткой т Ыйпйе-бетепзюпз! ОрНткаНоп РгоЫетз’, Аи1ота1. апЗ Те1етеск., (1985), № 12, 34-42.
[21] ВоЫапзку V. С. ’ЗерагапПку о! Сопев т Ыпеаг Торо1о§1са1 Зрасе. Вупагшсз о! Мопкото-^епеоиз 8уз1етз’, М., (1984), 68- 76. [22] ВоШапзку V. С. ’Магриее Ткеогу аз а Меапз о! 8оМп§ Ех1гета1 РгоЫетз’, М.: УМ1 о! 8уз1етз гезеагск, (1985), 6. [23] ВоШаЬзку У.С. ’Магриее Ме1кос1 т 8уз1етз Везеагск’, Арр1. РтоЬ. о} Масгозуз1ет Соп1го1, М., (1986), 36-43. [24] ВоШапзку V. С. ’Магриеез т Торо1о§1са1 Уес1ог 8расез’, УИМ о/ Зуз1етз Кезеагск, (1986), № 19, 4-12. [25] Вопует Л. М. ’Впес! Ткеогетз т Зегт-тйпИе Сопуех Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргодгат., (1981), 21, № 3, 301-318. [26] Вопует Л.М. ’Зегт-тйпИе Рго§гаттт§ Виа1Иу: коду зреста! 18 И? Зегт-тйпИе Рго§гаттт§ апб АррйсаНопз, Меду Уогк, (1983), 10-36. [27] Вше В. М., АЬга^ат Л. ’РозШрНтаШу ЗепзШуНу Апа1уз1з ш АЬз1гас1 Зрасез дуИк АррйсаНопз 1о СопНтиоиз-Нте Рго§гаттт§ РгоЫетз’, ЛЭТА, (1985), 45, № 3, 347-373. [28] Вигеу В. В. ’Апа1уз1з апб 8уп1кез18 1ог АбарНуе Соп1го1 8уз1етз т Зегт-тйтНуе 1Чоп1теаг Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Тескп. Мгз1., (1983), № 6, 7-13; (1984), № 1, 15-20. [29] Вигеу В.В. ’№ду Зегт-тйтНуе ОрНгтзаНоп РгоЫетз. 81а1етеп1 апб А1§оп1ктз’, Тескп. Мгзк, (1985), 22, № 2,15-20. [30] Вигеу В.В. ’Прдуагб Сопуег^епсе 1о а 8о1и1юп 1ог а Птрие Мопкпеаг Зегт-тйтНуе Рго§гаттт§ РгоЫет’, Тескп. Мгз1, (1985), 22, № 4,15-18. [31] Скагпез А., Соорег XV.XV., Ког1апек К.О. ’ВиаЫу, Нааг Ргео^гатз апб ГтИе Зериепсе Зрасез’, Ргос. Ма1. АсаТ Зег., ПЗА, (1962), 48, № 5, 783-786.
[32] Скагпез А., Соорег XV. XV., КоВапек К.О. ’Оп ВергезепШюпз о! Зегт-тйпйе Рго^гашз дуктск кауе по ВааЫу Сарз’, Мападетеп! Зсгепсе, (1965), 12, 113-121. [33] Скагпез А., СпЫк Р. К., КоВапек К. О. ’8ерагаЫу-тйпйе Рго§гаттт§’, 20К, (1980), А 24, № 1, 33-45. [34] Сопп А. К., СоаИ М. I. М. ’Ап Ехас! РепаИу ЕапсНоп 1ог 8егт- тйпйе Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргодгат., (1987), 37, № 1, 19-40. [35] Сооре 1.В., XVа18оп С.А. ’А Ргодес1ес1 Ьап^гащрап А1§огйкт 1ог Зепй-т^тйе Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргодгат., (1985), 32, № 3, 337-356. [36] СагНап К. Р., Ргйскагб А. Л. ’1пйт1е-(йтепзюпа1 Ыпеаг 8уз1етз Ткеогу’, Вегкп, (1978). [37] ВапЫ1§ С.В. ’Рго§гаттт§ т а кпеаг 81гас1аге’, Сотр1го11ег, XVа8к^п§1оп, (1948). [38] Вагккоузку В. 8., Ьеуйт Е.8. ’Кесеззагу апб ЗаШстеп! АпаскаНс ОрНтаШу Сопбйюпз 1ог Зегт-тйпйе МР РгоЫетз’, Ргос. Мо8С(Н1) та1к. Зое., (1985), № 48, 163-210. [39] Вайт В. В. ’Ыйпйе Рго^гатз. Ыпеаг ЫераакНез апб Аззоста^еб РгоЫетз’, М.: 1Ь, (1959), 263-276. [40] Вайт В. Л., Каг1оуйх Ь.А. ’Ап 1пйпйе Ыпеаг Рго1ат дуйк а ВааЫу Сар’, Мападетеп! Зсгепсе, (1965), 12, 122-134. [41] Вайт В.Л., Легоз1ау В.С., Каг1оуйх Ь.А. ’ВааЫу т 8егт- тйпйе Ыпеаг Рго§гаттт§’, Зетг-т^пИе Ргодгатттд апЛ АррИсаИопз, Вегкп, НеЫе1Ьег§, Уогк, (1983), 50-62. [42] Е1зт§а Л., Мооге Т.С. ’А Сеп1га1 СаВт§ Р1апе А1§огйкт 1ог 1ке Сопуех Рго1гатгтп§ РгоЫет’, Ма1к. Ргодгат., (1975), V. 8, 134-145.
[43] Епс1е1тапп В. ’МосИЙ2п1е Ьа§гап§ейткНопа1е ппб ВиайШ Гиг тсЫкопуехе ОрНттегип^з-ргоЫете т аЬз1гак1еп Ваитеп’, Жзз. 2. ТН Тегрггд, (1983), 7, № 6, 365-374. [44] ЕатЬизоутск Ь. Е. ’Тке У/оке А^огйЬт Гог а С1азз о! 1пйпйе Рго§гаттт§ РгоЫетз’, 1/8811 Ас. о/ 8с., Теск. СуЬегпеЫсз, П88В Ас. о! 8с., № 3 (1982), 25-35. [45] Еайэизоутсй Ь. Е. ’Соогб1па1е1ез8 ВергезегйаЫоп о! 81тр1ех Меткой КуЬегпеНка’, Ктеу, № 2 (1983), 78-81. [46] Еайэизоутсй Ь. Е. ’Тке Виа1 8ттр1ех МеВюб: ап тйпйе- сЙтепзюпа! сазе. КуЬегпеНка’, Ктеу, № 1 (1984), 81-84. [47] Еетз М.С., РЬПроН А.В. ’Ап 1п1егюг Рот! А1§огййт Гог 8еть тйпйе Ыпеаг Рго§гаттт§’, МаЛ. Ргодгат., (1989), 43А, № 3, 257-276. [48] Етасс! А.У., КогЫпек К.О. ’Зепй-тйпйе Рго§гаттт§ апб АррйсаВопз’, Вегйп, НеЫе1Ьег§, ^ду Уогк: 8ргт§ег, (1983), 322. [49] Етассо А., МсКогттс С. ’Копйпеаг Рго§гаттт§’, М.: Мп, (1972). [50] Егапк М., АУойе Р. ’Ап А1§огййт Гог (^пабгаНс Рго§гаттт§’, ИВ1С1, (1956), 3, № 1-2. [51] Сеог^ййаш В.А., ХйпхЫпазйуШ А.8И. ’81аЫ1йу т 1пйпйе- сйтепзюпа! МР РгоЫетз’, 30. 1п1. Ж55. Ко11. Птепаи, (1985). Ш. 4, 55-56. [52] Сегз1едуЙ2 СИ. ’ВпайШ Ьет тсЫкопуехеп Уек1огорНт1егип§зргоЫетеп т МаВ1.’, (1983) № 50/1, 75- 81. [53] Сегз1едуЙ2 СИ., Ьуатду Е. ’ВпайШ йтг тсЫсопуехе Уек1огор1нтепт§8 ргоЫете’, Ж55. 2. ТН Птепаи, (1985), 31, № 2, 61-81.
[54] С&егег Н., СЫбаГ Л., У/аскег Ш. апб 2и1е11пег Ж ’С1оЬаИхаНоп о! ЬосаПу сопуег^епГ А1§огййтз Гог МоЫтеаг ОрНткаНоп РгоЫетз дуйй СопзГгатЫ’, Зетг-т^пИе Ргодгатттд апЛ АррИсаИопз, Вегйп, Не!бе!Ьег§, Шду Уогк: Зргт^ег, (1983), 128- 137. [55] СИазкоЯЕ К. Виа1йу ’Тйеогу о! Зегш-тйпйе Рго§гаттт§’, 8етг- гп^пИе Ргодгатттд, Вегйп, Не!бе!Ьег§, Меду Уогк: ЗрГт^ег, (1979), 1-16. [56] СИазйоЯЕ К., СизГаГзоп 8. ’А Ыпеаг ОрНткаНоп апб АрргохттаГюп’, Вегйп, Не!бе!Ьег§, Кеду Уогк: Зргт^ег, (1983). [57] СоЬегпа М. А., Лоте! V. ’СеотеГпс ЕипбатепГак о! Гйе 81тр1ех МеГйоб т Зегш-тйпйе Рго§гаттт§’, ОК. 8рес1гит, (1988), № 3, 145-152. [58] СоЬегпа М. А., Ьорех М. А. ’ВебисНоп апб ВтзсгеГе АрргохттаГюп т Ыпеаг Зегт-тйпйе Рго§гаттт§ ОрНткаНоп’, (1987), 18, № 5, 643-658. [59] СоЬегпа М. А., Ьорех М.А. ’Тйе ОрНта! Уа1ие РипсНоп т 8еть Ыйпке рго§гаттт§’, 7О7И, (1988), № 3. [60] СоЬегпа М. А., РазГог Л. ’Сопбйюпез зийстепГез рага 1а ехтзГепста бе зо1исюп орНтаеп ип Рго^гате зетппйпйо’, ТгаЬ. ез1аЫз1. у гттез1, орет., (1983), 34, 3-20, № 1. [61] Со1беп В. ’Хиг 81аш1йаГ зерагаЬеЫпйпйег йпеагег ОрНттегип^з ргоЫете’, Орег. Кез., Вегкп, (1970), 66-82. [62] Со1зГет Е. С. ’Виа! Сопуех Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Есоп. апЛ МаЛ. МеИьосК. (1965), 1, № 3. [63] Со1зГет Е. С. ’Виа! РгоЫетз о! Сопуех апб Сопуех-ГгасНопа! Рго§гаттт§ т ЕипсНоп Зрасез’, Ма1к. Рго/. 1пуезЫдаНопз., М.. Шика, (1968), 10-108.
[64] СпЫк Р. К. ’А СепГга1-спВт§-р1апе А1§опГйт Гог 81Р РгоЫетз’, Зетг-т^пИе Ргодгатттд, Вегйп, (1979), 66-82. [65] СппутЫ Ь. ’Рго§гаттт§ т Ыпеаг Зрасез. 1пуезН§аНопз т Ыпеаг апб Мопйпеаг Рго§гаттт§’, М.: 1Ь, (1962), 65-115. [66] СизГаГзоп 8. А. ’Оп Гйе СотриШюпа! 8о1иНоп оГ а С1азз оГ Сепегайхеб МотепГ РгоЫетз’, 31АМ 3. Иитег. Апа1., (1970), 7, 343-357. [67] СизГаГзоп 8. А., КогГапек К.О. ’1Читепса1 8о1иГюп оГ а С1азз оГ Зегт-итйпйе РгоЫетз’, (1973), V. 20, 477-504. [68] СизГаГзоп 8. А. ’А Сепега! Тйгее-рйазе А1§опГйт Гог ]\оп1теаг Зегт-тйтГе Рго§гаттт§’, ОрегаЫопа! Кезеагск, АтзГегбат, (1981), 495-508. [69] СизГаГзоп 8.А., КогГапек К.О. ’Зегт-тйтГе Рго§гаттт§ апб АррйсаГюпз’, МаЛ. Ргодгат., Вегйп, (1983), 132-157. [70] СизГаГзоп 8. А. ’1пуезН§аГт§ Зегт-тйтГе Рго^гатз Пзт§ РепаИу РипсГюпз апб Ьа§гап§1ап МеГйобз’, 7. Аиз1га1. Ма1к. Зое., (1986), В 28, № 2, 158-159. [71] Сдутпег Л. ’ВезиИз оГ Рагказ Гуре Митег. РипсГ. Апа1, апб ОрВт’ (1987), 9, № 5-6, 471- 520. [72] НеШсй В., ’Сгатксй, С. А МоГе оп Пае 1тр1етепГаГюп оГ а МеГкоб Гог (^иабгаНс ЗетппйтГе Рго§гаттт§’ Ма1к. Ргод., (1990), 46, № 2, 249-254. [73] НеШск В., Лоп^еп Н. Тй. ’Зегт-тйтГе Рго§гаттт§: СопсЫюпз оГ ОрНтайГу апб АррйсаВопз’, ОрИтггаИоп Тескпгдиез, рагГ 2. Вегйп, (1978), 1-11. [74] НеШсй В. ’Зегт-тйпйе Рго§гаттт§’, Вегйп, (1979), 178. [75] НеШсй В., НопзГебе XV. ’Оп С^пасйаНсаПу Сопуег^епГ МеГпоб Гог Зегт-тйтГе Рго§гаттт§’, ЗетгЛп$п11е Ргодгатттд, Вегйп, Небе1Ьег§, №ду Уогк, (1979), 97-111
[76] НеШсЬ К. А. ’Сошрапзоп оГ Зоше Мпшепса! МеГйобз Гог Зетт- тйпйе Рго§гаттт§’, 8етг-гп$пг1е Ргодгаттгпд, Вегйп, (1979), 112-125. [77] НеШсй В., Хепске Н. ’Митепзсйе МеГйобеп бег АрргохттаГюп ипб зегт-тйпйе Оргйтепт^’, 81и11даг1: ТеиЬпег. (1982). [78] НеШск В. ’А Веутеду оГ Митепса! МеГкобз Гог Зегт-тйпйе ОрНпйзаГюп’, Зетг-гп^пИе Ргодгатттд апЛ АррНсаЫотщ Вегйп, (1983), 158-178. [79] НеШсй В. ’Ап 1тр1етепГаГюп оГ а ВтзсгеНзаГюп МеГйоб Гог Зепп-тйпйе Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргодгат., (1986), 34, 354-361. [80] Ште1Ыаи В. ’Аррйеб Мопйпеаг Рго§гаттт§’, М.: Мй, (1975), 534. [81] НоЯЕтап К.Н., ЮозГегтей А. А. ’ЗетМпйпйе Ыпеаг Рго§гаттт§ Ргосебпге апб АррйсаВоп Го АрргохттаГюп РгоЫетз т ОрНта! СопГго!’, АрргохгтаИоп Ткеогу. Ц Меду Уогк, Зап Ргапстзсо, ЬопбопЬ Сгоду-НШ, (1976), 379-389. [82] НопзГебе XV. ’Ап АрргохттаГюп МеГйоб Гог Зепп-тйпйе РгоЫетз Зепп-тйпйе Рго§гаттт§’, Вегйп, Не1бе1Ьег§, №ду Уогк, (1979), 195-216. [83] Нпгдутех Ь. ’Тйе МткодузкйРагказ. Ьетта Гог Воппбеб Ыпеаг ТгапзГогтаГюпз т Вапасй Зрасез’, СоиЛез Соттгзз. Рарегз. Ма1к., (1952), № 415, 416. [84] 1Ыеш§Ьа М. А. ’Тйе Вок оГ Гйе Мпйтрйегз т Гйе МпШрйег МеВюб’ ЛОТА. (1985), 47, № 2, 195-216. [85] Взкоутсй I. А. ’Ыйпйе-бттепзюпа! Есопоттс апб МаГйетаНса! Мобе1з, МаГй. Апа1уз1з оГ Ве§юпа1 РгобпсГюп ЗузГет Мобе1з, Моуозйэйзк, (1984), 119-131.
[86] Лайп Л. ’ВпайШ бег Уек1огорНппегип§ шй Ашуепбип^ т бег уеЙопеПеп АрргохттаНоп’, <?71п1, Ж$5. КоИ., Птепаи, (1982), № 5, 7-9. [87] ’Виа1йу т Уес1ог ОрНткаНо’, МаЛ. Ргодгат., (1983), 25, № 3, 343-353. [88] Леакитаг V. ’Копкпеаг АИегпаНуе Ткеогетз апб ШпбШегепЫтЫе Рго§гаттт§’, 707?, (1984), А28, № 5, 175-187. [89] Легозкж К. С. ’ПпНогт Виа1йу т Зепп-тйпйе Сопуех ОрНткаНоп’, МаЛ. Ргодгат., (1983), 27, № 2, 144-154. [90] ЛоЯЕе 1.В., Ттккоткоу В.М. ’Ткеогу о! Ех1гета1 РгоЫетз’, М.: Шика, (1974), 192. [91] Лоп^еп Н.Тк, \Уе11егйп§ XV., Тлутег С. ’Оп ЗиШстеп! СопбШопз 1ог Ьоса! ОрНтаШу т Зегт-тйпйе Рго§гаттт§ ОрНткаНоп’, (1987), 18, № 2, 165-178. [92] КаЫогоутсй Ь. V. ’МаЦзетаНса! МеНюбз о! РгобисНоп Ог^апкаНоп ап Р1аппт§’, Ь.: ЬСП Ргезз, (1939). [93] Кар1ап А., Ттккасйке К. ’АбарНуе 8о1и1юп МеНюбз 1ог Ш-бейпеб Зепп-тйпйе-сйтапзюпа! Сопуех ОрНткаНоп РгоЫетз’, П88Е. Ас. о! 8с., (1992), 322, № 3, 460-464. [94] Кагпеу В.Р. ’А ВпаШу Тйеогет 1ог Зепй-тйпйе Сопуех Рго^гатз апб Тйей Ртйе 8пЬ-рго§гатз’, Ма1к. Ргод., (1983), 27, 75-82. [95] Кагпеу В. Р. ’С1агк’з Тйеогет 1ог Зегт-тйпйе Сопуех Рго^гатз’, АЛуапсез 1п Арр1. МаЛ., (1981), 2, 7-12. [96] Кагпеу В. Р. ’Впа1йу Сарз т Зепй-тйпйе Ыпеаг Рго§гаттт§ — апб АрргохттаНоп РгоЫет’, МаОг. Ргодгат., (1981), 20. № 2, 129-143.
[97] Кагпеу В.Г. ’1п а ЗетМпйпке Ргодгат оп1у а СопЫаЫе 8иЬзе1 о! 1:11е Сопз1гат1з 18 ЕззепИаГ, 7. Арргохкт. Ткеогу, (1985), 44, № 1, 69-72. [98] Кадуазакт Н. ’Ап епуе!оре — йке ейес! о! 1пйт1е1у Мапу 1периай1у Сопз1гат1з оп Зесопск огбег Кесеззагу СопйНопз 1ог МттткаНоп РгоЫетз’, МаЛ. Ргодгатттд, (1988), 41, № 1, 73- 96. [99] Ке11еу Л.Е. ’Тйе Сп11т§ Р1апе Ме1йос! 1ог 8оМп§ Сопуех Рго^гатз’, Р81АМ, (1960), 8, 4. [100] Кепбегоу Р. 8. ’Моз! о! Пае ОрНгтхаНоп РгоЫетз йауе а Птрпе 8ой11юп’, Рагате1г. Орйтгг. апЛ Арргохгт., (1985), 203-216. [101] К1ее V. А. ’Ао1е оп Сопуех Сопез апб Сопз1гат1 С^иаййсаНопз т Ыйпйе-сйтепзюпа! Уес1ог 8расез’, 70714, (1982), V 37, № 2, 277-284. [102] Ко1Ып V. V. ’1пуезН§а1юп о! ЫйпИе-сйтепзюпа! Рго§гаттт§ РгоЫетз’, РгоЫетз о/Мескапгсз агм! Соп1го1 Ргосеззез, Ь.: ЬСП Ргезз. (1984), № 7. 184-189. [103] Ко1Ып V. V. ’1пуезН§а1юп о! ЫйпИе-сИтепзюпа! Рго§гаттт§ РгоЫетз’, РгоЫетз о/ 1п/огтаНсз, Пкгаттап Ас. о! 8с., V 1, Ктеу, (1990), 116-121. [104] Когпз1аеб Н. I. ’Аесеззагу СопсНЫопз о! Ш§йег Огбег 1ог 8егт- тйпйе Рго§гаттт§’, Зетг-т/1пИе Ргодгатттд, Вегйп, (1979), 31-50. [105] Ког1апек К. 0., 81гопуаз Н. М. ’Оп Ех1гете Рот1з о! Воппбеб 8е1з о! Сепегайхеб Гтке 8ерпепсе 8расез’, 20К, (1983), А27, № 5. 145-147. [106] КгеЫсйтег К.8. ’Рго^гаттез т Ранее! 8расез’, Сапаск <1. Ма1к., (1961), 13, № 2, 221-230.
[107] Кпйп Н.ХУ., Тискег А.XV. ’ЖЫтеаг Рго§гаттт§’, Ргос. ЗесопЗ Вегк1еу Зутр. Ма1к. 81аИз1, апс1 РгоЬаЫШу, Вегк1еу апс! Ьоз Ап§е1ез: Пту. СаПГогта Ргезз, (1951), 481-492. [108] ЬаЬап М.М. ’Оп Зоте Жтепса! РгорегНез о! Ыйпйе- сйтепзюпа! 8утр1ех. Жтег. Ме1й. апб Арргохтт.’, Ткеогу (1984), 7-12. [109] Ьеут V. Ь. ’ЕхЫетит Сопбйюпз т Ыйпйе-сИтепзюпа! Ыпеаг РгоЫетз дуйй Орега1ог СопзЫатЫ’, Ма1к. Ргодгат. 1пуезНдаНоп., М.: Жака, (1986), 159-197. [ПО] Ьорех М.А., Уегсйег Е. ’0рНта1йу Сопбйтопз 1ог МопсййегепНаЫе Сопуех Зегт-тйпйе Рго§гаттт§’, Ма1к. Ргодгат., (1983), 307-319. [111] ЖЬе1т§ V. ’ПЬег ете зсйпй1те1йос1е хпг Ьозпп§ копуехег риасйаНзсйег зетМпйпйег Ор11т1егип§8ап1§аЬеп’, 30 1п1. Жзз. Ко11. Птепаи, (1985), № 4, 91-93. [112] АпгпЬег^ег С. ’Птсйу т Зегт-тйпйе ОрНтйаНоп’, Рагате1г. ОрИтгг, апЗ Арргохгт., (1985), 231-247. [113] АпгпЬег^ег С. ’СИоЬа! Птсйу т 8епй-тйпйе ОрНтйаНоп’, Ыитег. Рипс1. апЛ ОрНт., (1985), 8, № 1-2, 173-191. [114] Ртакег А.С. ’А Ыпеаг Рго§гаттт§ РгоЫет т Сотрас! Ме1пс Зрасез’, ОрНт^аНоп, ЖуозхЫгзк, (1985), № 35, (52), 24-27. [115] Ро1ак Е., ТЙ8 А. Ь. ’А НесшЫуе С^пасйаНс Сопуег^еп! А1§огййт 1ог 8епй-тйпйе РгоЫетз’, Зетг-т^пИе Ргодгатттд апЛ АррНсаНопз, Вегйп, (1983). [116] Ро1ак Е., Маупе В. (^., 8Нт1ег В. М. ’СопЫо! 8у81ет Ве81§п ута Зегт-тйпйе ОрНгтзаНоп: а Веутеду’, Ргос. 1ЕЕЕ, (1984), 72, № 12, 1777-1794. [117] Ро1ак Е., ХУагйу V. V. ’А 81п6у о! МттппгаНоп Зерпепсез.’ 31АМ 3. Соп1г. апЗ ОрНт., (1984), № 4, 599-609.
[118] Рпсе С. Л., Сооре I. В. ’Ап Ехас! Репа11у ЕипсНоп А1§огйЬт 1ог Зетьтйпйе Рго^гаттез’, В1Т. (1990), 30, № 4, 723-734. [119] Во1ей К. ’А 81аЫе МиШр1е ехсНап^е А1§огкЬт 1ог Ыпеаг 81Р’, Зетг-т^пШуе Ргодгатттд, Вегйп, (1979), 83-96. [120] Ровен Л. ’Тйе СгасНеп! РгодесНоп Меткой 1ог 14оп1теаг Рго§гаттт§’, 7. 31АМ. (1960), 8, 181-217. [121] ВиЬтз^ет С. 8й. ’ВиаШу т Ж1йепаНса1 Рго§гаттт§ апб 8оте 1ззиез о! Сопуех Апа1уз1з’, Ргодгезз гп Ма1к. Зс. (1970), V 25, № 5, 171-198. [122] Зкарпо А. ’Зесопб Огбег ВепуаНуез о! ех1гета1-уа1ие йтсНопз апб ОрНтаШу СопсЫдопз 1ог Зегт-тйпйе Рго^гатз’, Ма1к. Орет. Вез., (1985), 10, № 2, 207-219. [123] 81о1р В. ’Хит уоп Тискег Ьет Нпеагеп ОрНта1ргоЫетеп т На1Ь§еогбпе1еп Уек1ог аитеп ОрНткаНоп’, (1984), 15, № 4, 531- 544. [124] 81игт 14. ’Зепп-тйпйе ОрНпйегип^. РасНуег1а§ 1иг Веутзюпз — ипб 1геи§апсНта§еп ЗсНадуаг- хепЬек’, (1978). [125] ТНатеИ XV. ’ПЬег ЬозЬагкекзет^епзскайеп Ното^епег Нпеагег 11п§1е1сНип§еп т На1Ь§еогб- пе!еп Каитеп ОрНткаНоп’, (1976), 7, 281-294. [126] ТНатеИ XV. ’Хит ЗаЫ уоп Тискег т На1Ь§еогбпе1еп УеНоггаитеп’, 1Угзз. 2. ТН Ьеипа-МегзеЬигд, (1980), 22, № 1, 107-114. [127] ТНатеИ XV., 81о1р, В. ’Етш^е Ветегкип^еп хит 8а1х уоп Тискег’, ЪУгзз. 2. ТН Ыепа-МегзеЬигд, (1981), 23, № 2, 294-302. [128] ТНатеИ XV. ’1пйш1е-сНтеп8юпа1 ЬР РгоЫетз, ВиаЫу, АрргохттаНоп, апб 1Неп Ве1а1юп 1о 1Не ТНеогу о! Сатез’, Ь.: Ргезз, (1966).
[129] ТйашеИ XV. ’Впа1йу о! Ыйпйе-бтшепзюпа! ЬР РгоЫетз апб зоте П.о1а1е(1 1ззиез’, КуЬегпеНка, Ктеу, (1969), № 4, 80-87. [130] ТтсйаЫсйке К., Ьойзе ТЕ. ’Ете уега11§ететег1е ЗсйтНтеНюбе 1иг копуехе зегт-тйпйе ОрНттегип^запГ^аЬеп’, Жзз. 2. ТН Каг1-Магх-$1а(11, (1982), 24, № 3, 332-338. [131] ТтсйаЫсйке К. ’ПЬег ЗсйптИтеНюбеп 1иг копуехе зегт-тйпйе Ор111тегип§заи1§аЬеп зегт- пагЬег’, НитЬоШ 11тт., ВегИп. Зек. Ма1к., (1983), № 50/2, 339-350. [132] ТтсйаЫсйке К., МеЬе1т§ V. А ’Си11т§-р1апе МеНюб 1ог С^иабгаНс Зегт-тйпйе Рго§гаттт§ РгоЫетз’, ОрИтггаИощ (1988), А 19, № 6, 803-817. [133] ТттокЫп 8. С., Зйаркт А. V. ’МиШр1е ЗрестйсаНоп о! Ма1псез о! Сопбйюпз 1ог ЬР РгоЫетз’, У1ШТ1, (1980). [134] ТттокЫп 8.С., 8йаркт А.У. ’Оп 1йе ЬР РгоЫет дуйй. 1паберпа1е1у Вейпеб Ва1а. Есопогтс апб МаЦзетаНса! МеВюбз’, (1981), V 17, № 5, 955-963. [135] Тобогоу М. I. ’Сепепс Ехаз1епсе апб птрпепезз о! 1йе 8о1п1юп 1о Ыпеаг Зепй-тйпйе ОрНгтзаНоп ргоЫетз’, Ргос., ВЫ^апап Ас. о! 8с., (1985), 38, № 8, 989-991. [136] Тобогоу М. I. ’Сепепс Ех1з1епсе о! 1йе 8о1п1юп 1о Ыпеаг 8еть тйпйе ОрНпйзаНоп РгоЫетз’, Митег. Гипс1. Апа1, апЛ ОрНт.^ 8, № 5-6. 541-556. [137] Тобогоу М. I. ’Сепепс птрпепезз о! 8абб1е РотЫ т 1йе Ыпеаг Зегт-тйпйе ОрНтйаНоп’, Ргос. Ви1дапап Ас. о/ 8с., (1986), 39, № 4, 27-29. [138] Тгап (^. СИ. ’ВпаЫу т Уес1ог ОрНтйаНоп. Р1. 1. АЬзЫас! ВпаЫу Зсйете’, КуЬегпеНка, (1984), 20, № 4, 304-313.
[139] Тгап (^. СИ. ’Виа1йу т Уес1ог ОрНткаНоп. Р1. 2. Уес1ог С^иазкопсауе Рго§гаттт§’, КуЬетеНка, (1984), 20, № 5, 386- 404. [140] Тгап (^. СИ. ’ВиаШу апб ОрНтаШу Сопбкюпз т АЬз1гас1 Сопсауе МахтткаНоп’, КуЬегпеЫка, (1985), 21, № 2, 108-117. [141] ТгеНакоу А. А. ’Тке ^сеззагу Кикп-Тискег СопсНЫопз 1ог ОрНшкаНоп т НПЬег! Зрасе’, Со11ес1ес1 Жогкз о/ МС1/ Сотри1айоп Сеп1ег, (1983), № 39, 190-196. [142] Тго1с12ск Р. ’Оп Ьа§гап§е МиЫрохег Ки1ез апб Ткеп АррксаНопз 1о Мопкпеаг Соп1го1 РгоЫетз т РипсНоп Зрасез’, ЗетгпагЬег. НитЬоШ 11пги. ВегНп 8ек1, Макк., (1984), № 64, 121-129. [143] ккадуа Н. ’Тке Кикп-Тискег Ткеогет о! Сопуех Рго§гаттт§’, М.: 1Ь, (1962), 57-64. [144] Уа1ут I. ’Арргох1та1е зоЫНопз о! Уес1ог ОрНткаНоп РгоЫет’, Ма1к. Вез., (1985), 27, п 1, 246-250. [145] АУаЫоп С.А. ’С1оЬа11у Сопуег^еп! Ме1кобз 1ог Зегт-тйпке Рго§гаттт§’, МогсМзк Тг^-зкпа/1 /ог 1п/огтаНопзЬекап(1Ипд (В1Т), (1981), 21. 36-373. [146] АУаЫоп С.А. ’Аитегхса! ЕхрептепЫ уШк С1оЬа11у Сопуег^еп! Ме1кобз 1ог Зепп-тйпке Рго§гаттт§ РгоЫетз’, 8ет1-1п}1пИе Ргодгатттд агм! АррИсаИопз, (1983), 190-205. [147] АУеЬег К. ’ЕпЫскеШип^зргоЫете Ьет Ппзккегкек ипб текгГаскег 71е1зе1хип§’, Ма1к. 8уз1. Есоп., (1982), № 80, VIII, 172. [148] АУеЬег К. ’ЕпЫскеЫип^зргоЫете Ьет Ппзккегкек ипб текгГаскег 71е1зе1хип§ Ет АЬза1х тк НШе бег зепп-тйпкеп
йпеагеп’, Уек1огор1тгегипд Котдз1ет: Уег1. Ап1оп Нот, Мегзеп- кгет, (1982), VIII, 172. [149] АУеЬег К. ’Вестзюп Макт§ ипбег Ппсег1ат1у: а Зепп-тйпйе рго§гаттт§ АрргоасЫ Еиг.’, 7. Орег. Кез., (1985), 19, № 1, 104-113. [150] АУоИе РИ. ’А Виа1йу Ткеогет 1ог УопНпеаг Рго§гаттт§’. [151] Уегетт 1.1., АзЫйеу Ы.Ы. ’1п1гобис1юп 1о 1ке Ткеогу о! Ыпеаг апб Сопуех рго§гаттт§’, М.: Шика, (1976), 170. [152] Уегетт 1.1., Уа1о1т А. А. ’ВиаЫу 1ог 1тргорег Ыйпйе- бттепзюпа! РгоЫетз о! Ыпеаг апб Сопуех Рго§гаттт§. АрргохттаНоп Ме1кобз 1ог ттргорег МР РгоЫетз’, 8уегб1оузк, (1984), 3-20. [153] Уегетт 1.1., Уа1о1т А. А. ’ВпаЫу 1ог 1тргорег МР РгоЫетз’, 8уегб1оузк: Ма1к, апб Меск. 1пз1йи1е, (1985), 50. [154] ХаЬотеуа О.А., ТЫтокЫп 8.С., Зкаркт А.У. ’Оп 1ке Зеагск о! СпагаЫееб ОрНта! ЗоЫНопз 1о Ьаг§е-зса1е 81Р РгоЫетз’, 7. Сотр. МаЛ, апЛ Ма1к. Ркузгсз, (1985), 25, № 1, 45-52. [155] ХоЫепбетк С. ’ЕеазтЫе ВйесНоп Ме1кобз’, М.: 1Ь, (1963). [156] Хиккоуйзку 8. I., Ройак К. А., Рптак РТЕ. ’Тке 8о1п1юп А1§огйкт 1ог Сопуех Рго§гаттт§ РгоЫетз’, Ргос. о/ 1/ЗЗК Ас. о/Зс., (1963), 153, № 5. [157] ’Ап1ота1ес1 Мапа^етеп! 8уз1етз 1ог Мптстра! Есопоту’, Ктеу, ВпЫуеЫк, (1978), 143. [158] Апсйопоу А. А., Роп1па§т Ь.8. ’“81гис1ига11у 81аЫе” 8уз1етз’, РЗЗК Ас. о/Зс. Керог1з, (1937), V. 14, 5, 521-523. [159] Впз1епко Ы.Р., Коуа1епко I. Ы. ’Ьес1пгез оп 1йе Ткеогу о! Сотр1ех 8уз1етз’, Зооге1 КасИо, (1973), 352. [160] ВапЫ1§ С. В. ’Ыпеаг Рго§гаттт§ апб Ех1епзюпз’, Рппсе1оп 11туегзИу Ргезз., (1963), 625.
[161] 0111 Г., Мпггеу XV. ’Митепса! Ме^коск 1ог ОрНткаНоп Сопбйюпз’, М.: Мп, (1977), 290. [162] Штте1Ыаи В. ’Аррйеб ]\оп1теаг Рго§гаттт§’, М.: Мп, (1976), 526. [163] Ыаккпепко А. С. ’НеипзНс 8ек-ог§апка1юп зуз^етз т Тесктрие СуЬегпеНсз’, Ктеу, Текшка (1971), 165. [164] ЛисПп В.В., Со1з1ет Е.С. ’Ыпеаг Рго§гаттт§. Ткеогу апб Гтке Ме1кобз’, М., Ргг-та1дгг, (1963), 524. [165] Кагг XV., Ноиу XV. ’С^иапШаНуе Ме1кобз о! Вестзюп Макт§ т Есопоту апб Мапа^етепГ, М., Мгг, (1966), 127. [166] Ыкк1епз1е1п V. Е. ’В1зсге1е Рго§гаттт§ Мобе1з’, М., Майка, (1971), 240. [167] Мтаеу У.М. ’81аЫ1ку о! ОрНта! 8о1и1юпз т Сопуех МР РгоЫетз. Аи1ота1еб Р1ап1 Мапа^етеп! 8уз1етз’, Ктеу, 1С о/ [ккгатап Ас. о/ 8с., (1977), 73-84. [168] Мтаеу V. Ьк, УПтзката V. М., Птазкепко V. А. ’ВекапИйу о! ОрНта! зоЫНопз т ап1ота1еб Мапа^етеп! 8уз1етз 1ог Сопз1гис1юп апб Вш1с1т§’, М., СВМТ1 о/ Пае 1188В Мгпргот- з1гоу, (1977), 90. [169] Мтаеу V. № (Е6.) ’81аЫ1Иу о! Есопогтс апб Ма1кетаНса1 Мобе1з о! ОрНткаНоп’, Мозсоду, 81аНзНка, (1980). [170] М1кка1еу1ск V. 8. ’СотриШюпа! Ме1кобз 1ог 8е1ес1юп о! ОрНта! Везт^п ХУэгкз’, Ктеу, Маикоуа Битка, (1977), 132. [171] ОгЬэузку 8. А. ’1пабериа1е1у бекпеб Сатез’, Иоигпа! о/ Сотри1аИопа1 МаПгетаИсз апЛ МаПаетаПса! Ркузгсз, (1976), V. 16, № 6, 1427-1435. [172] Ваз1п§т Ь. А., Шра К. К. ’Ткеогу о! АЫотаНс Вапбот 8еагск’, Ш§а, 2та1пе, (1973), 342.
[173] Зег^тепко I. V. ’Тке Меткой о! Уес1ог о! Везсеп! ап6 Из АррНсаНоп 1о Пае 8о1и1юп о! СошЫпа1опа1 ЕхЫета! РгоЫетз’, Соп1го1 8уз1етз апЛ Маскгпез, (1976), № 3, 27-31. [174] Зтеккоу В.М., Пгтзоп У. М. ’ОрНткаНоп Ме1кобз 1ог Пае КаНопа! Есопогтс Р1ап’, М., Екопотгка, (1976), 127. [175] ТаЬак Т., Кио XV. ’Ма1кетаНса1 Рго§гаттт§ апб ОрНта! Соп1го1’, М., Майка, (1977), 215. [176] Ттккопоу А.К., Агзепт А. А. ’МеНюбз о! 8оМп§ Ш-бейпеб РгоЫетз’, М., Майка, (1977), 192. [177] Хабе Ь. ’Ып^шзНс УапаЫез апб 1кеп АррксаНопз 1о Арргохтта1е Вестзтоп Макт§’, М., (1976), 165. [178] КаЫогоукк Ь.У., АкПоу С.Р. ’ЕипсНопа! Апа1уз1з’, М., Майка, (1977). [179] КаЫогоукк Ь.У., АУийкк У.7., Ртзкег А.С. ’ЕипсНопа! Апа1уз1з т РагНаПу Огбегеб Зрасез’, М.-Ь., Соз1еккш1а1, (1950). [180] Ко1Ып V. V. ’Сотрас^ит-соЫтиоиз ЕипсНоп Зрасез’, “СоЫго! РгоЫетз” ТгапзасНопз’, 81. Ре1егзЬигд ЦтуегзИу Ргезз, (1992), 86-99. [181] Ко1Ып V. V. ’ТЬе СепегаНхеб Рагаше1пс Рго§гаттт§ РгоЫет. “Соп1го1 РгоЫетз” ТгапзасНопз’, 31. Ре1егзЬигд ЦтуегзИу Ргезз, (1992), 99-108. [182] Тт1пег С., ’Оп Зоте ТЬеогетз о! З^осЬазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ дуЦЬ АррНсаНопз’, Мападетеп1 Зег. 10, (1963), 143-159. [183] 8еп§ир1а Л. К., Тпйпег С., апб МШЬат С., ’Оп Зоте ТЬеогетз т З^осЬазНс Ыпеаг Рго§гаттт§ дуЦЬ АррНсаНопз’, Мападетеп! Зег. 10, (1963), 143-159. [184] ВоШапзку У.С. ’Магриее Меткой т Торо1о§1са1 Уес1ог Зрасез’, РЗЗК Ас. о/Зс., (1986), 289, № 5, 1036-1039.
[185] Ьохапоузку С. V. ’Оп Пае ЕипсНопз о! Ыпеаг 81гис1иге Е1ешеп1з’, МаЛетаНса! ТгапзасНопз гп Нгдкег Зскоо1з, (1973), № 1, 45-54. [186] ЬихетЬиг^Ж А.Л., Хаапеп А. С. ’Шезх Зрасез’, VI, Атз1егбат, (1971). [187] Какапо Н., ’Ыпеаг ЬаШсез’, ВеЫоИ, (1966). [188] ХУиккк V. 7. ’А ВипсПе т Ыпеаг РагНаПу Огбегеб Зрасез апб Из АррксаНоп 1о Пае ОрегаНопз Ткегу’, Ма1кетаНса1 ТгапзасНопз, 22 (64), (1948), № 1, 27-78. [189] богоеп М. уап ОозЫит, М. уап Ноибепкоуеп, Л. Ь. Нигтк, Е. XV. Напз, С. Ш111тк, С. Кахеттег ’А таз1ег зиг^тса! зскебикп^ арргоаск 1ог сускс зскеби1т§ т орега!т§ гоот бераг!теп!з’, (2006), Зрггпдег [190] Векеп Л., Ветеи1етеез1ег Е., ’Вш1бт§ сус1т§ таз1ег зиг^егу зскеби1ез уп!к 1еуе1еб гези11т§ Ьеб оссирапсу’, (2005) [191] Втззскор Л., В1аке Л. Т., Вопа1б Л., ’Моип! зтат козрИа! изез т!е§ег рго§гаттт§ 1о а11оса!е орега!т§ гоот Нте’, (2002), 63- 67 [192] Вгискег Р., Вгех! А., Мокгт§ В., Аеитапп К., Резск Е., ’Везоигзе-сопзЫатес! ргодес! зскесЫт^’, Еиг } Орег Кез, 3-41 [193] Саг1ег М., ’Вта^позтз: гтзтапа^етеп! о! гезоигсез’, Орег Кез Мападе Зег ТоЛау, (2002), 26-32 [194] Сегкак V., Сир1а В., Неш§ М., ’ВезегуаНоп р1аптп§ 1ог е1есНуе зиг^егу ипбег ипсегЫт бетапб 1ог етег^епсу зиг^егу’, Мападе Зег 42, 321-334 [195] СИоиЬегтап 8., МтЫЬег^ Н., ’Мапа§т§ 1ке саге о! кеа11к апб 1ке сиге о! бтзеазе Раг! Г, НеаНк Саге Мападе Кеи 26, 56-69
[196] СоИгаГГ Е. М., ’СпНса! скати’, Тке Иог1к Кгиег Ргезз, (1997) [197] Спите! А., СкааЬаие 8., ’ОрегаГт^ ГкеаГге р1апит§’, 1п13 РгоЗ Есоп 85, 69-81, (2003) [198] Наиз Е. XV., ХУиПтк С., уап Ноибепкоуеи М., Казеийг С., ’ВоЬизГ зпг^егу 1оас1т§’, Еиг 3 Орег Кез, (2006) [199] ЛеЬаН А., Наб] АЬэпаие А. В., ЬайеГ Р., ’ОрегаГт^ гоот зскес!и1т§’, 1п1 3 РгоЗ Есоп 99, 52-62 (2006) [200] Ют 8., НогодутГх I., ’8скес1и1т§ козрйа! зегукез: Гке еШсасу о! е1есГ1уе-зиг§егу риоГаз’, Отеда 30, 335-346, (2002) [201] Ьаийп М., Хте X., Во1§ш А., Сптаиб Е., ’А зГосказПс тойе! Гог орегаГт§ гоот р1апит§ уйГк е1есНуе апб етег^еису зпг^егу бетаийз’, Соп/егепсе РгосееЗтдз ОКАНЗ, (2005) [202] МсМапиз М. Ь., Ьои§ М. С., Соррег А., МаийеП Л., Вегуйск В. М., Ра^апо М., ЫГуак Е., ’УапаЬШГу т зиг^тса! сазе1оас! апб ассе88 Го тГеизтуе саге зегукез’, Апез1кезго1оду 98, (2003), 1491- 1496 [203] Хеитаии К., Хтттегтаии Л., ’Ргосейигез Гог гезопгсе 1еуе1т§ апб иеГ ргезеиГ уа1ие ргоЫетз т ргодесГ зскесГиНи^ дуНЬ §еиега1 Гетрога! апб гезопгсе соизГгатЫ’, Еиг 3 Орег Кез 127, 425-443, (2000) [204] О§и1аГа 8. X., Его1 В., ’А ЫегагсЫса! ти1Г1р1е сгйепа таВгетаНса! рго§гаттт§ арргоаск Гог 8скес1и1т§ §еиега1 зпг^егу орегаГог8 т 1аг§е козркак’, 7 МеЗ Зуз1 27, 259-270, (2003) [205] Охкагакат I., ’АПосаГюи оГ зпг^епез Го орегаГт§ гоош8 Ьу §оа1 рго§гаттт§’, 7 МеЗ Зуз1 2^, 339-378, (2000) [206] Ртес1о М., ’Р1апит§ апб 8скес1и1т§ т таииГасГигт^ апб зегуюез’, Зрппдег Зепез т ОрегаНопз Кезеагск апЗ Егпапсга1 Епдгпееппд, (2005)
[207] Утззегз Л. М. Н., Абап I. Л. В. Г., Веккега Л. А., ’РаНеп! штх орНттзаНоп т сагбю^когастз зиг^егу р1аппт§: а сазе з!ис1у.’, 1МА 3 Мападе МаЛ 16, 281-304, (2005) [208] АУетззтап С., ’Тке епкапсеб роз1орегаНуе саге зуз!ет’, 7 СИп АпезНг 17, 314-322, (2005) [209] Юско1аз С. Най, Маге Е. Розпег, ’Зепзйдуйу апа1уз1з 1ог зскебикп^ ргоЫетз’, 7 о} 8скебиИпд 7, 49-83, (2004) [210] Акида В. К., Ма^папН Т. Ь., 0г1т Л. В., ’КеЙУОгк йодуз: 1кеогу, а1§огйктз апб аррйсаНопз’, (1993) [211] Апбегзоп В. В., Здуеепеу В. Л., АУйкатз Т. А., ’СоЫетрогагу Мапа^етеп! Зстепсе АУйк ЗргеабзкееЫ’, (1999) [212] Вай М. О., Тауегпа В., ’Зепзхуйу апа1уз1з 1ог 1ке та!скт§ ргоЫет апб йз изе т зо1уш§ та1скт§ ргоЫетз дуйк а зт§1е зтбе сопз!гатГ, Апп Орег Кез 25-56, (1985) [213] Вахагаа М. 8., багутз Л. Л., Зкегак Н. В., ’Ыпеаг Рго§гаттт§ апб Ме1дуогк Г1одуз’, (1990) [214] Сатт Л. В., ВигдуеЙ Т. Н., ’Зепзйдуйу апа1уз1з т кпеаг рго§гаттт§ тобе1з дуйк соттоп три!з’, Бсгзгоп 8сг 22, 512- 518, (1991) [215] СкакгауагН кк, \Уа§е1тапз А. Р. М., ’Са1си1а1юп о! 81аЫ1йу ВасШ 1ог СотЬта1опа1 ОрНгтзаНоп РгоЫетз’, Орег Кез ЬеЫ 23, 1-7, (1998) [216] Вате1з В. Ь., Коиуекз Р., ’ВоЬиз! зскес1и1т§ 1о кеб^е а§атз! ргосеззт§ Нте ипсег!ат1у т зт§1е-з1а§е ргобисНоп’, Мападе 8сг 41, 363-376, (1995) [217] Гебег^гиеп А., Тхиг М., ’Мттта! Гогесаз! копхопз апб а педу р1аптп§ ргосебиге 1ог 1ке §епега1 бупагтс 1о1 81хт§ тобек пегуоизпезз геутзйесГ, Орег Кез 42, 456-468, (1994)
[218] СгеепЬег§ Н. Л., ’Ап аппоШеб ЫЫю^гарку 1ог роз1-зо1пНоп апа1у818 т гтхес! т!е§ег рго§гапапат§ апс! сотЬта1опа1 орНткаНоп’, 97-148, (1998) [219] Не V., КеПегег Н., Ко1оу V., ’Ыпеаг сотроипб а1§ог1Натз 1ог Нае рагННопт§ ргоЫет’, Нау Кез ЬодЫ 4Ъ 593-601, (2000) [220] Затее Н. Л. XV., ВисЬапап Л. Т., ’НоЬиз^пезз о! зт§1е тасЫпе 8сИ.ес1и11п§ ргоЫетз 1о еагНпезз апб ^агсПпезз репа11у аггот’, Апп Орег Кез 76, 219-232, (1998) [221] КоиуеНз Р., Вате18 К. Ь., УапаЫагактз С., ’НоЬиз! 8сЬес1и1т§ о! а Тдуо-МасЫпе Р1оду 81аор дутНа ПпсеНат Ргосеззт§ Тттез’, НЕ ТгапзасНопз 32, 421-432, (2000) [222] Макабеу 14. V. К., Рекес А., НоЬегЫ Р. 8., ’Оп Нае паеатп§1и1пез8 о! орНта! 8о1иНоп8 1о зсЬес!и1т§ ргоЫетз’, Орег Кез 46, 120-134, (1998) [223] 8ее§ег А., ’ЗиЬ^гасПепЫ о! орНта1-уа1ие 1ипсНоп8 т бупагтс рго§гаттт§: Т1ае сазе о! сопуех зуз1етз дутНаои! орНта! раНаз’, МаНь Орег Кез 21, 555-575, (1996) [224] 8о1зкоу V. 14., ХУа§е!тапз А. Р. М., ХУегпег Р., ’Оп Нае са1си1аНоп о! Нае з1аЫ1ку гасПиз о! ап орНта! ог ап арргох1та1е зс!ае6и1е’, Апп Орег Кез 83, 213-252, (1998) [225] уап Ноезе! С. Р. М., \Уа§е1тапз А., ’Оп Нае сотр1ех11у о! роз1орНта1Иу апа1уз1з оР 0/1 рго^гатз’, Нгзсге1е Арр1 МаНь 91, 251-263, (1999) [226] ХУепбеП К. Е., ’ЗеЬзхНуку апа1уз1з геухзкеб апб ех!епс1есГ, Несгзюп 8сг 23, 1127-1142, (1992)
Вячеслав Викторович КОЛБИН ВЕРОЯТНОСТНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Издание второе, стереотипное Зав. редакцией литературы по информационным технологиям и системам связи О. Е. Гайнутдинова ЛР № 065466 от 21.10.97 Гигиенический сертификат 78.01.07.953.П.007216.04.10 от 21.04.2010 г., выдан ЦГСЭН в СПб Издательство «ЛАНЬ» 1ап@1апЬоок.ги; лумглу.1апЬоок.сош 196105, Санкт-Петербург, пр. Ю. Гагарина, д. 1, лит. А. Тел./факс: (812) 336-25-09, 412-92-72. Бесплатный звонок по России: 8-800-700-40-71 ГДЕ КУПИТЬ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИЙ: Для того, чтобы заказать необходимые Вам книги, достаточно обратиться в любую из торговых компаний Издательского Дома «ЛАНЬ»: по России и зарубежью «ЛАНЬ-ТРЕЙД». 196105, Санкт-Петербург, пр. Ю. Гагарина, д. 1, лит. А. тел.: (812) 412-85-78, 412-14-45, 412-85-82; тел./факс: (812) 412-54-93 е-шаП: 1гас1е@1апЬоок.ги; 1С(^: 446-869-967 \у\у\у.1апЬоок.сот пункт меню «Где купить» раздел «Прайс-листы, каталоги» в Москве и в Московской области «ЛАНЬ-ПРЕСС». 109387, Москва, ул. Летняя, д. 6 тел.: (499) 722-72-30, (495) 647-40-77; е-шаП: 1апргез8@1апЬоок.ги в Краснодаре и в Краснодарском крае «ЛАНЬ-ЮГ». 350901, Краснодар, ул. Жлобы, д. 1/1 тел.: (861) 274-10-35; е-шаП: 1апкгс198@ша11.ги ДЛЯ РОЗНИЧНЫХ ПОКУПАТЕЛЕЙ: интернет-магазин Издательство «Лань»: Ы1р://\у\у\у.1апЬоок.сот магазин электронных книг СИоЬа! Е5: 11Пр://§1оЬаИ5.сот/ Подписано в печать 14.03.21. Бумага офсетная. Гарнитура Школьная. Формат 60x90 1/16. Печать офсетная. Усл. п. л. 25,00. Тираж 30 экз. Заказ № 318-21. Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в АО «Т8 Издательские Технологии». 109316, г. Москва, Волгоградский пр., д. 42, к. 5.