收益管理是运筹学在管理中成功应用的一个重要领域，也是当今科学研究的难点和热点之一。所谓收益管理，是指企业基于对消费行为的理解与不确定环境的预测，通过选择能力、价格和时机等决策要素，有效分配资源，从而管理需求以实现收益最大化。随着经济全球化趋势的快速发展，市场需求层次的不断升级，消费需求结构的日益多样化，产品的供应链不断延长，产品的生命周期越来越短。在这种环境下，如何利用有限的资源实现收益最大化就成为企业需要解决的迫切问题。收益管理是企业应对剧烈市场竞争的有效模式，是企业分配资源、管理需求的便利途径。收益管理已在许多领域得到研究与推广应用，如航空运输、零售管理、酒店经营、汽车租赁、能源管理等行业。在这种日益加剧的竞争环境下，企业主要面临两个问题：一、如何认识瞬息万变的不确定环境；二、如何利用有限的资源满足多样化的市场需求。大多数收益管理决策问题都是随机优化模型，模型的输入涉及相关决策要素的概率分布，需要预测不确定环境要素的整体分布。概率预测的结果是决策模型求解的基础，概率预测的质量直接影响决策的优劣，因此改善概率预测精度对收益管理有着重要的价值，研究概率预测问题成为收益管理中的一个基本问题。收益管理决策问题本质上是资源分配问题，一般是通过数量或价格决策控制有限资源的分配。资源分配决策直接影响企业收益，改善资源分配决策对实现收益最大化尤其重要，因此研究资源分配问题成为收益管理中的一个核心问题。收益管理中概率预测面临的主要困难是，有待预测的要素一般表现出一些特征，如间断特征、非平稳特征、不完全特征、非对称特征等。这些表现特征使得多数传统的预测方法一般难以应用或预测精度不高。这些表现特征一般与收益管理问题的实际背景有关，分析这些表现特征的形成机理，有助于研究捕获这些表现特征的方法，有助于充分利用问题特征改善概率预测的精度。收益管理中资源分配问题大多数是大规模非线性优化问题，利用一般性的最优化技术一般难以有效求解。收益管理中资源分配问题一般具有一些问题特征，如目标凸／凹性、可分离性等。分析这些问题特征，研究问题结构特征与最优解性质之间的关系，可以改善资源分配问题的求解方法。基于此，本文在分析问题的结构特征的基础上，寻求能够充分利用问题结构特征的解决思路与方法，研究了收益管理中若干需求与价格的概率预测问题与多种资源分配问题，取得了一定的研究结果。本文的主要工作与贡献包括以下几个方面：(1)若干需求与价格的概率预测问题研究。需求与价格是收益管理中的两类主要不确定要素。随着信息技术在收益管理中的广泛应用，发掘并利用数据的规律与问题的特征，以改善需求与价格的概率预测精度是收益管理的一个迫切要求。本文分别针对三个具有典型表现特征的收益管理问题——间断需求收益管理、具有删失信息的需求管理和非对称价格收益管理问题，通过提炼分析形成这些表现特征的内在机理，研究了需求与价格的概率预测问题。间断需求的形成主要受自身规律与外部要素的影响，如间断销售受到正常销售与大型促销活动的综合影响，间断备件需求受到备件寿命与设备维护操作的共同影响。航空业与零售业缺货造成的删失需求分布具有平滑性特点。股票与债券价格变动受到投资者风险偏好的影响存在非对性特点。本文在发掘数据表现特征与分析表现特征形成机理的基础上，研究了可以充分利用问题特征，捕获数据表现特征的预测思路，提出了多种基于问题特征的概率预测方法。针对需求间断与非零需求是否平稳的特点，分析外部信息对间断需求的影响，研究了考虑自身规律与外部信息影响的间断需求概率预测问题，提出了两种将时间序列与因果分析进行集成的概率预测方法。针对删失需求数据不完全的特点，分析经典非参数方法在关键点处的估计偏差，利用需求分布具有平滑性特点，研究了具有删失信息的需求预测问题，提出了三种删失需求的概率预测方法。针对价格数据的非对称特点，分析非对称特点的形成原因，研究了非对称价格概率预测问题，提出了三种利用非对称分布的概率预测方法。在概率预测方法研究的基础上，进一步研究了一般性的概率预测评价问题。上述部分研究已在国际上得到认可，相关结果发表在以下国际期刊：European Journal of Operational Research (2008, 185(2): 716-725), Journal of the Operational Research Society (2007, 58(1): 52-61), Applied Mathematics and Computation (2006, 181(2): 1035-1048), Expert Systems with Applications (2007,33(2)：434-440)。相关研究获得2006年安徽省高等学校优秀科技成果(自然科学类)一等奖。部分研究成果已开发成应用软件系统，在企业中获得应用推广，取得较好的经济效益。(2)若干资源分配问题及其求解研究。研究资源分配问题的结构特征与解的性质，利用模型的结构特征，改善资源分配问题的求解，对收益管理在更多领域的推广应用有着重要的价值。收益管理中的资源分配问题主要包括基于数量与基于价格两类。基于数量的资源分配问题本质上都是大规模约束凸规划问题，这些问题从不同的角度可分为连续变量／整数变量问题，线性／非线性约束问题，目标函数可分离／不可分离问题等。基于价格的收益管理主要通过价格调整实现资源的合理分配，因此动态定价问题就成为收益管理的一个重要问题。本文在分析资源分配问题结构特征与解的性质的基础上，研究了可以充分利用这些结构特征的模型求解思路和方法，提出了多种基于结构特征的资源分配问题的求解方法。针对凸可分线性约束与凸可分非线性两类连续多产品资源分配问题，通过分析问题的一般结构特征，得出了问题最优解的一般性质，提出了基于问题结构特征的最优解求解方法。针对NP完全的大规模整数多产品资源分配问题，通过分析模型的结构特征和解的性质，研究了利用问题的结构特征改善问题求解的思路，提出了基于结构特征的变量缩减方法和多种基于结构特征的启发式方法与近似求解方法。针对收益管理中市场份额与顾客价格敏感性同时未知，销售期内无法实现补充订货的零售问题特点，研究了带有主动需求学习的动态定价问题，比较了多种定价策略的异同。上述部分研究已在国际上得到认可，相关结果发表(或接受发表)在以下国际期刊：European Journal of Operational Research, International Journal of Production Economics, Computers & Operations Research (33(3): 660-673),Applied Mathematical Modelling。所提出的基于结构特征的求解方法可快速有效地求得资源分配问题的最优解或近似解。除了上述研究结果与贡献外，本文还指出了该领域一些值得进一步研究的前沿问题。