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2018年美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM) 比赛心得

时间:2018-02-14 11:31:30      阅读:82      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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话不多说,题目先上:

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这是我们这次选择的题目,说说建模的那些事!

美赛的时间和国赛挑战杯时间略有不同,貌似多的一天是为了让我们对文章进行一个翻译吧QAQ

建议参加美赛的同学可以参照此计划进行

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Day0---------------------------------------------------------

想着明天就要比赛了,原本两个月前我和队友就计划着在学校一起比赛来着,后来听说学校出事故了,再后来不让留校,也许是单纯针对我们学院而言吧QAQ,然后比赛前一个月,我想到了一个法子,想让他们直接来我家这边,有个没人住的小房子,在那里蛮好的,后来考虑到队友是内蒙的,一个月前他就定好了回家的票。。。想法破灭QAQ

于是。。。不得已选择了线上交流,虽然在一起比赛可能会更好些。。。

当然了,寒假这些天天天都在颓,也没看过比赛相关的东西,有点慎得慌!!!

我提醒他们明早早点起来,毕竟六点钟开始比赛嘛,晚了是不是就不能抢占先机了?于是颓了一天qwq

Day1---------------------------------------------------------

早上六点钟闹钟一响,我就迅速做好准备随时准备战斗,发现队友五点五十就把比赛题目给发出来了。。。突然发现作为队长的我竟然这么不靠谱。。。迅速洗了一把脸,六点一十,电脑开机,花了二十分钟扫完了所有六题,当时我的第一感受如下:

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然后队友经过了半个小时的分析探讨,得出了和我相似的结论。。。(第六感还行hhh)

当然我大概说下这六题的意思,以下想法全是个人的初步看法,如果会有详细思路,我们单独以一篇随笔的方式发出,敬请期待!!!

A题

A题专业性较强,适合物理学相关专业学生,用波传递模型求解 
第一部分:建立海洋信号反射的数学模型。对于一个 100 瓦特的高频恒定的载波信号,低于 MUF,从陆地上的点源,确定强度第一次反射出汹涌的海洋,将其与第一次反射的强度进行 对比。平静的海洋。(注意,这意味着有一个反射信号关闭。电离层)如果额外的反射(2 到 N)在平静的海洋上发生,那是什么?最大跳数的信号可以以其强度低于可用信噪之前比 (SNR)阈值为 10 分贝?

解法思路:用波传递衰减模型求解
 
第二部分:你的第一部分的调查结果如何与山区的 HF 反射进行比较?崎岖的地形和光滑的 地形?

解法思路:用波传递非正常衰减模型求解 
第三部分:穿越海洋的船将使用短波进行通信和接收。天气和交通报告。你的模型是怎样改 变以适应船上的接收器的?在汹涌的海洋上行走?使用同一时间的船舶仍能保持通信多跳 路径?

解法思路:用波传递海洋衰减模型求解

第四部分:准备一份简短的(1 至 2 页)你的结果摘要,适合作为一个简短的出版。IEEE 通 讯杂志的注释。 

B题

B题属于大众类型题目,需要建立预测模型,初步分析。用空间统计模型 
第一部分: 考虑上文所述背景段落中所描述的影响和因素,以及你的小组可能识别的其他因素。根据预 测的趋势和一些或所有这些影响和因素,模拟各种语言发言者的分布随着时间的推移。 用你的模型预测未来 50 年母语使用者和总语言使用者的数量会发生什么变化。你预测目前 的前十个列表中的任何一种语言(无论是母语者还是总扬声器)都将被另一种语言取代?解 释。

C. Given 预测未来 50 年的全球人口和人类迁徙模式,这些语言的地理分布是否会在同一时 期发生变化?如果是的话,描述一下变化。

解法思路,用多元回归统计模型 


第二部分: 根据你第一部分的模型,假设你的客户公司想开设六个新的国际办公室,你在哪里可以找到 这些办公室,在办公室里会使用什么语言?你的建议在短期内和长期上会有所不同吗?解释 你的选择。 考虑到全球通讯的性质的变化,为了节省你的客户公司资源,你能建议公司开少于六个国际 办事处吗?说明你需要什么额外的信息,并描述你如何分析这个选项,以便通知你的客户。
解法思路,用最大概率统计模型
 
第三部分: 写一份 1-2 页的备忘录给服务公司的首席运营官,总结你的结果和建议

C题

C题需要数据分析,属于大数据类型,擅长SPSS等统计学软件的同学可以考虑;需要往建立能源站优化模型方面思索。用分类统计模型

第一部分: 使用所提供的数据,为四个状态中的每一个创建一个能量配置文件。 开发一个模型来描述四个州中的每一个的能量分布是如何从 1960 - 2009 演化的。分析和解 释你的模型的结果,以便于四个州使用清洁、可再生能源,这很容易被州长们理解,并帮助 他们理解这四个国家之间的相似之处和不同之处。在讨论中包括可能的影响因素(例如地理、 工业、人口和气候)。 C.确定四个州中哪一个国家在 2009 使用清洁、可再生能源方面有“最佳”配置文件。解释 你的标准和选择。 D.根据这些国家能源使用的历史演变,以及你对所建立的国家概况之间的差异的理解,预测 每个国家的能源概况,如你所定义的那样,在每个总督办公室没有任何政策改变的情况下, 分别为 2025 和 2050。

解法思路,用分类统计预测模型
 
第二部分: 根据你对四个州的比较,你的“最佳”概况和你的标准预测,确定可再生能源使用目标为 2025 和 2050,并将其作为目标。这个新的四态能源契约。 b.确定并讨论四个国家可能采取的至少三项行动,以实现其能源紧缩目标。

解法思路,用分类统计“最佳”模型 
 
第三部分: 准备一份一页的备忘录给 2009 个总结国家概况的州长,你对能源使用的预测,没有任何政 策改变,以及你建议的能源契约采纳的目标。

D题  

D题和2016年中学生美赛建立?个货运站相似,可以参考相关获奖论文,采用时间网络模型

任务 1:探索当前和日益增长的特斯拉充电站网络在美国。特斯拉目前提供了两种类型的充 电站:(1)目的地充电,设计的充电的几个小时的时间甚至一夜之间(https://www.tesla。 COM /目的地充电);和(2)增压设计更长的路去在短短的 30 分钟的充电提供 170 英里范 围(https://www.tesla。COM /增压器)。这些站除了在家里充电,许多特斯拉车主使用 个人车库或有权力的车道。特斯拉在轨道上允许完全切换到美国的所有电力吗?如果每个人 都转向美国的所有电动个人乘用车,需要多少充电站,以及它们应该如何分布在城市、郊区 和农村地区?

解法思路,采用时间网络距离模型
 
任务 2:选择下列国家之一(韩国、爱尔兰或乌拉圭)。 2A 如果你的国家可以立即将所有个人乘用车转移到所有的电动车辆上(不需要转换时间), 确定充电站的最佳数量、位置和分布。影响你的计划发展的关键因素是什么? 虽然这些国家已经开始安装充电器,但你可以从一个干净的石板开始。提出一个建议,将您 所选择的国家的充电网络从零充电器发展到全电动汽车系统。你如何建议国家投资充电器? 国家应该首先建造所有的城市充电器,还是所有的乡村充电器,或者两者兼而有之? 你会先安装充电器,希望人们购买汽车,或者你会建立充电器响应汽车购买?你提出的收费 站计划的关键因素是什么? 根据你的增长计划,你建议在你的国家电动汽车的全面发展的时间表是什么?为了开始,您 不妨考虑在您选定的国家道路上有 10%辆电动汽车、30%辆电动汽车、50%辆电动汽车或 100% 辆电动汽车需要多长时间。影响你的增长计划时间表的关键因素是什么?

解法思路,采用混合时间网络模型
 
 
任务 3:现在考虑的国家有不同的地域、人口密度分布和财富分布,如澳大利亚,中国,印 度尼西亚,沙特阿拉伯,新加坡。你提出的发展和发展充电器网络的计划是否仍然适用于每 一个国家? 什么是触发选择不同的方法来发展网络的关键因素? 讨论建立一个分类系统的可行性,这将有助于一个国家确定他们应该遵循的一般增长模式, 以便他们成功地从汽油和柴油车转向所有的电动汽车。

解法思路,采用密度分类网络模型
 
 
任务 4:技术世界的不断变化和影响运输选项如汽车共享和乘坐共享服务,自动驾驶汽车, 电动汽车的快速电池更换站,甚至飞行汽车和 Hyperloop。评论这些技术如何影响你对电动 汽车使用量越来越多的分析。 任务 5:为参加国际能源峰会的各国领导人编写一页的讲义。该手册应确定领导人返回母国 时应考虑的关键因素,以便制定一项全国性计划,将个人交通工具转向所有电动汽车,并设 置燃气汽车禁令日期。

解法思路,采用特种网络模型

E题

E题需要从人流量考虑,建立第一问模型。采用气候统计模型

任务 1:开发一个模型来确定一个国家的脆弱性,同时测量气候变化的影响。您的模型应该 识别一个状态是脆弱的、脆弱的还是稳定的。它还应查明气候变化如何通过直接手段或间接 影响脆弱性,因为它影响其他因素和指标。

解法思路,采用气候脆弱性统计模型
 
任务 2:选择的前 10 名最脆弱国家的脆弱状态指标确定(http://fundforpeace.org/fsi/data/) 和确定了气候变化可能对国家的脆弱性增加。使用你的模型来显示,如果没有这些影响,状 态可能会更脆弱。

解法思路,采用最脆弱气候统计模型
 
任务 3:把你的模型运用到另一个不在前 10 位的状态来衡量它的脆弱性,看看气候变化会 以什么方式以及何时促使它变得更脆弱。确定任何明确的指标。你如何定义一个临界点并预 测一个国家什么时候能到达它?

解法思路,采用脆弱气候统计模型
 
任务 4:用你的模型说明哪些国家驱动的干预措施可以减轻气候变化的风险,防止一个国家 成为脆弱的国家。解释人类干预的效果并预测该国干预的总成本。

解法思路,采用干预气候统计模型
 
任务 5:您的模型将在较小的“国家”(如城市)或更大的“国家”(如大洲)上工作吗?如 果没有,您将如何修改您的模型?

解法思路,采用局部气候统计模型

F题

F题问题1可以采用评估类模型(层次分析法、模糊综合评价等)EF两题均含有评估类建模趋势,但E属于定性分析、F是定量分析。采用成本收益模型

任务 1:开发一个价格点,保护个人隐私和 PI 在各种应用程序中。为了评估这一点,您可能 希望将个人划分为具有相似风险级别或数据相关域的分组。什么是一组参数和措施,需要考 虑准确地建模风险,以说明这两个 1 个人的特点,和 2)特定领域的信息的特点?

解法思路,采用隐私成本收益模型
 
任务 2:考虑到任务 1 的参数和措施,至少三个域的隐私成本模型(社交媒体、金融交易和 健康/医疗记录)。在基本模型中,考虑保持数据保护的权衡和风险如何影响模型。你可以考 虑给一定的权衡和风险更多的权重以及权重的分层亚组或类别。考虑数据的不同基本要素 (例如姓名、出生日期、性别、社会保障或国籍号码)对你的模型有何贡献。这些元素中的 一些比其他元素更值钱吗?例如,一个名字的价值和一个名字的价值相比是什么?你的模型 应该为 PI 设计一个定价结构。

解法思路,采用分层亚组成本收益模型
 
任务 3:不久前,人们不知道哪些机构购买了他们的 PI,他们的 PI 值多少,或者 PI 是如何 使用的。正在提出新的建议,使 PI 成为一种商品。通过在任务 2 中生成的定价结构,为个 人、团体和整个国家建立一个定价系统。随着数据成为受市场波动影响的商品,考虑 PI 的 供给和需求是否合适?假设人们有控制权出售自己的数据,这是如何改变模型的呢?

解法思路,采用成本收益模型 
 
任务 4:模型的假设和约束是什么?假设和约束应解决诸如政府条例(例如价格条例、特定 数据保护,如某些可能不受经济体制影响的记录)和文化和政治问题等问题。根据你的模型 和政治和文化问题,考虑在考虑政策建议时,信息隐私是否应该成为一项基本人权。考虑在 你的模型中引入一个动态元素,通过在人类决策中引入随时间变化的变化,给出个人数据的 价值观(例如姓名、地址、图片等个人数据)、交易数据(例如在线购买、搜索历史)和社 会媒体数据(如帖子、图片)。

解法思路,采用成本收益模型
 
任务 5:对 PI 和数据隐私的风险收益比率的感知有代际差异吗?随着年龄的增长,这是如 何改变模型的呢?PI 是如何不同或类似 PP 和 IP?

解法思路,采用成本收益模型
 
任务 6:有什么方法可以解释人类数据高度关联的事实,而且每个人的行为通常与其他人高 度相关。一个人的数据可以提供信息的人他们的社会,经济,人口统计学专业,或连接。因 此,个人决定分享自己的数据可以影响无数其他人。有没有很好的方法来捕获数据共享的网 络效应?这是否影响到个人、子群、整个社区和国家的价格体系?如果社区有共同的隐私风 险,社区有责任保护公民的权益吗?

解法思路,采用成本收益模型

经过一上午的讨论分析,我们最终在BC两题中纠结万分,反正最后还是我拍的板hhh,那就肝B题咯!

一下午的时间收集资料,然后我和队友语言通话,把主要思路大概理清楚了以后,晚上的时间把第一部分Introductions搞定!

Day2---------------------------------------------------------

个人感觉这一天还是挺颓的吧,碰到了瓶颈,模型的选择出现了意见不合,,,并且在对Part2的讨论中难以找寻那些数据而陷入困境,第二天就写了点Assumption过去了。。。

Day3---------------------------------------------------------

脑壳疼,不过我们确定了模型,求解又成了很大的问题,通过各种爬取,总算把第一问给解决了,队友扔下了一堆的求解方程给我,晚上独自一人码码码,Basic Model总算是概述完了

Day4---------------------------------------------------------

好像到了最终冲刺阶段了,Part2似乎一点头绪都没有,于是现场学习遗传算法,可能是数学功底还可以吧,一眼发现了当前实际求解问题抽象出来以后,和背包问题极其相似,找到其内在联系以后,推理演绎竟意外的得出了结果,当时那个喜悦之情难以言表,下午迅速的把模型建立求解过程写完,也是我的一时冲动决定,我提出了要把目录及内容进行整改,这一整改让另外一个排版的队友措手不及,这意味着一切要从头开始,估计队友心情也是挺糟糕的吧qwq,然后晚上一起开了个会,讨论,队友一句直接否认掉我写的Conclusions,要求重写,套话官话我也不会啊,我也挺受打击的,于是深夜苦战,凭借着多年以来的写作经验,总算在凌晨赶上了,,,,

Day5凌晨---------------------------------------------------------

大早上的还在写论文,队友也是非常辛苦,好像早饭也没吃,直接排版到了早晨八点,我们也是在帮忙把内容调整调整。。。

后面似乎出了点锅,官方给的那个pdf文件有个地方出了很大的锅

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Problem Chosen不应该写的是题目嘛,备注竟然写修改成自己的队号。。。。我翻来覆去找了下以前的论文格式,最终还是确定自己的选择,我希望此文官方也能看到,这种锅非常严重,误导参赛者

其次就是队号的问题,这个锅怪我没跟他们说清楚,还好队友稳健,没有提前去交论文,以免出差错,跑到官网反复确定了最后告诉了他们~~~

最终确定交上论文的时间已经到了清晨9点30了,听说最晚提交时间是十点,也算是赶上了吧。。。很刺激的体验,修仙大法好~~~

上午跑去打印签字扫描发邮件,这次比赛就算是这样完工了,于是随后的几天,天天都睡眠不足QAQ!!!

2018年美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM) 比赛心得

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原文:https://www.cnblogs.com/ECJTUACM-873284962/p/8448003.html

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