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排队系统如何解决拥堵问题 共享单车如何降低运营成本——国际顶

归档日期:06-18       文本归类:排队模型      文章编辑:爱尚语录

  原标题:排队系统如何解决拥堵问题 共享单车如何降低运营成本——国际顶尖运筹学专家齐聚港中大(深圳)Mostly OM研讨会

  四百多名来自全球高校、学界、研究机构的参会者于5月31日至6月2日齐聚香港中文大学(深圳),参加为期三天的2019年Mostly OM研讨会(Mostly OM 2019 workshop)。本届研讨会由国际生产和运营管理协会(POMS)、香港中文大学(深圳)、清华大学与深圳市大数据研究院共同赞助,旨在介绍运营管理(Operation Management)和其相关领域的新锐主题。清华大学于2009年创办Mostly OM研讨会,此后连续九年举办该研讨会。2019年,第十届Mostly OM研讨会在香港中文大学(深圳)举办,这也是该研讨会首次于我校呈现。

  MostlyOM研讨会包括6场主题学术报告和24场论坛,内容涵盖最优化、随机过程、网络分析、学习理论、资源配置以及各理论在库存系统、公共卫生、容量管理等方面的应用。通过本次论坛,运营管理的专家学者对最新的科研成果进行了有益的探讨与交流。

  清华大学经济管理学院管理科学与工程系系主任、清华大学现代管理研究中心主任陈剑教授,来自香港中文大学(深圳)数据与运筹科学研究院共同院长戴建岗教授与来自哥伦比亚大学数据科学研究中心的姚大卫教授担任此次论坛的共同主席。

  开幕式当天,研讨会主席、香港中文大学(深圳)数据与运筹科学研究院共同院长戴建岗教授做欢迎致辞,亦表达了对会议顺利进行的期望。中国工程院院士、香港中文大学(深圳)校长徐扬生教授做开幕致辞。他表示,香港中文大学(深圳)建校历史虽短,却传承了香港中文大学的深厚传统,拥有无限发展潜力,而Mostly OM研讨会对于大湾区和香港中文大学(深圳)的发展是一个重要交流平台。研讨会主席、清华大学经济管理学院管理科学与工程系系主任、清华大学现代管理研究中心主任陈剑教授在致辞中介绍了研讨会的历史和会议惯例,并对来自各方的支持致以诚挚谢意。

  研讨会主席、香港中文大学(深圳)数据与运筹科学研究院共同院长戴建岗教授致辞

  研讨会主席、清华大学经济管理学院管理科学与工程系系主任、清华大学现代管理研究中心主任陈剑教授致辞

  本届研讨会上,六位蜚声国际的行业专家做主题学术报告,展示了最近的研究成果和行业发展资讯。他们分别是来自麻省理工学院的Dimitris Bertsimas教授、来自哥伦比亚大学的Costis Maglaras教授、来自斯坦福大学的叶荫宇教授、来自麻省理工学院的DavidSimchi-Levi教授、来自康奈尔大学的Shane Henderson 教授和来自哥伦比亚大学的Assaf Zeevi教授。报告内容涵盖了OCT-H最优化模型、观察学习、机器学习、约束转换赌博机问题(Bandits with Switching Constraint, BwSC)的遗憾最优化、共享单车系统不平衡的解决方案以及学习理论(Learning Theory)和运筹学(Operation Research, OR)发展协同效果。

  如果你有非常想要购买的产品和体验的服务,却在使用系统时发现需要排队等候较长的时间?你会怎么办?来自哥伦比亚大学的CostisMaglaras 教授在主题演讲中分析了用户在面对拥堵问题的服务系统时,基于其观察所做出的选择及其影响。Maglaras教授以排队系统为例,介绍了Naor模型。该系统有三个重要因素:用户对实际服务所需时间的观察,其他用户的放弃情况,用户在队伍中的位置。该模型有三个简化假设:忽略用户之间的策略交互,已消耗的等待时间属于沉没陈本,以及只考虑最近的出发时间间隔(Inter-departure time)。此外,Maglaras教授还讨论了如何应用启发式流体模型(Heuristic fluid Model)解决大型服务系统。

  哥伦比亚大学Costis Maglaras教授分析用户如何在服务系统显示拥堵时做选择

  如何最大化降低平衡共享单车站点单车数量的成本?来自康奈尔大学的Shane Henderson教授在学术报告中展示了纽约共享单车的运营和设计。通过分析一天二十四小时的共享单车租借及归还情况,Shane Henderson教授指出共享单车存在明显的系统不平衡问题,并讨论如何建立优化模型。目前,仅仅对单车进行调动很难解决系统不平衡问题。他以Bike Angels项目为例,介绍了如何鼓励单车租借者将单车归还至指定站点并获得奖励,最终将重新平衡站点单车数量的运营成本降低一半。

  康奈尔大学Shane Henderson教授展示纽约共享单车的运营和设计

  来自麻省理工学院的Dimitris Bertsimas教授讲解了如何结合优化和机器学习为实际问题提供更具可解释性的最优决策。常见的优化方法很难同时拥有高可解释性和效率。Dimitris Bertsimas教授提出可以先通过线下训练获得一些具有同结构的优化问题的最优解,然后通过如树模型和boosting模型等机器学习的方法,训练模型参数和最优解结构的关系,以此实现在新参数下快速求解问题,并可以获得具有可解释性的解。Bertsimas教授进一步展示了使用此模型解决如库存和选址问题的一些实测案例。

  麻省理工学院Dimitris Bertsimas教授指出现实世界的最优化方法是基于参数的方法

  “Dimitris Bertsimas 教授的演讲内容直观,容易听懂,而且他介绍的研究实际应用范围很广泛。”本次参会的有不少是香港中文大学(深圳)的本科生,其中就有一名将以全额奖学金的荣誉前往麻省理工学院攻读博士学位的本科毕业生——林圳。他是香港中文大学(深圳)理工学院、逸夫书院的2019届本科毕业生。他认为参加这样高水平高规格的研讨会,能打开视野,了解行业前沿知识,接触到许多享有国际声誉的专家和科研学者。

  来自斯坦福大学的叶荫宇教授(Yinyu Ye)讲解了数据驱动型最优化中的样本复杂性。他强调了强化学习(Reinforcement Learning)和随机博弈(Stochastic Game)中的样本复杂性。样本复杂性问题是指,为得到一个特定条件的最优化策略,充分或必要的条件是要获得多少数量的样本。此外,叶教授介绍了理论普遍化和理论应用的介绍,包括高维统计学习和深度神经网络学习。

  麻省理工学院的David Simchi-Levi教授讲解了“遗憾”这一概念并指出最优化遗憾存在相变和周期现象。“遗憾”是指由于了解正确假设的个体可以得到的收益和实际个体所得收益之间的差值,衡量由于信息不全导致的收益损失。David Simchi-Levi教授介绍了多臂赌博机问题以及在此基础上的约束转换赌博机问题。约束转换赌博机问题包括有限自适应性(Limited Adaptivity)和有限转换(Limited Switch)。

  麻省理工学院David Simchi-Levi教授指出最优化遗憾存在相变和周期现象

  来自哥伦比亚大学的Assaf Zeevi教授在报告中指出学习理论提供了一系列工具和理论以补充并扩大运筹学分析技术,而运筹学所提出的问题给学习理论带来新的挑战。Assaf Zeevi教授从动态定价,消费者偏好动态学习,语境信息学习,集体注意变化的学习,以及停止、匹配和学习这五个角度进行探讨。

  哥伦比亚大学Assaf Zeevi教授讨论了学习理论对运筹学发展的影响和协同效果

  在为期三天的研讨会结束后,令香港中文大学(深圳)理工学院、逸夫书院大三学生孙凌儿印象最深刻的演讲是涉及医疗领域的研究。“学者从不同的角度切入,进行合理假设、构建模型。当我们习惯了现有的管理体系,往往会忽略其中的一些缺陷,而学者总能牢牢抓住痛点,合理使用模型,从数学角度得到一个最优解。”

  香港中文大学(深圳)理工学院、思廷书院大二学生徐正航出于对运筹领域的好奇心以及了解到参会的嘉宾阵容,报名参加了本次研讨会,“OM真正的魅力在于用严谨的数学符号来验证现实中operation的可行性,相当于抽象理论与具体实践之间的一座桥梁。”让他印象最深刻的两场报告分别由斯坦福大学的叶荫宇教授和普林斯顿大学的王梦迪教授主讲。“叶教授是运筹界顶尖的华人学者。在会议间隙的茶歇里,他和我们这些本科生站在一起,热情回答同学们的问题。王梦迪教授是近年来在运筹学领域有贡献突出的一位青年科学家,刚过而立之年就已经在普林斯顿拿到了终身教职。” 徐正航表示,王梦迪教授的分享之精彩可谓是座无虚席,她在分享自己的科研成果时侃侃而谈、镇定从容的风度让在场观众,尤其是本科生,感受到来自青年学者的严谨和活力。

  在本次研讨会中,担任Shane Henderson教授的学生助手是来自香港中文大学(深圳)理工学院、思廷书院大三学生徐霖宁。“Henderson教授作报告时,关于运筹优化的作用的展示和自信深深感染了我。在数据驱动共享经济的时代,智慧城市的构建是受到广泛关注的话题。Bike Angels项目经过七年的积淀才有如今的成效,这让我意识到每个成就的背后,除了科研人钻研的动力和使命感,更少不了踏踏实实的沉淀。”

  清华经管学院特聘讲席教授、美国哥伦比亚大学Piyasombatkul家族基金讲席教授姚大卫担任本次研讨会主席

  研讨会主席、哥伦比亚大学教授姚大卫表示,本届研讨会取得的巨大成功离不开香港中文大学(深圳)的大力支持,“第十届的Mostly OM研讨会话题聚焦时代前沿发展,并且大会及分会场的演讲和互动探讨在质量上可谓是我参加过最成功的会议之一。本次研讨会创造了一个纪录, 接下来的会议想要做到相同标准,可不简单,也需要一些时间。所有参会者都对港中大(深圳)美丽的校园和研究院的组织力和领导力印象深刻。再次谢谢大会组织者。”

  戴建岗(中)教授介绍研讨会组织成员清华大学肖勇波教授(左)与研讨会组织成员香港中文大学(深圳)经管学院佟世璐教授

  杜克大学孙彭教授(中)与其博士学生陈鸣柳(左)、研讨会组织成员清华大学肖勇波教授(右)

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