2018年美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM) 比賽心得

話很少說，題目先上：

這是咱們此次選擇的題目，說說建模的那些事！

美賽的時間和國賽挑戰杯時間略有不一樣，貌似多的一天是爲了讓咱們對文章進行一個翻譯吧QAQ

建議參加美賽的同窗能夠參照此計劃進行

 

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

想着明天就要比賽了，本來兩個月前我和隊友就計劃着在學校一塊兒比賽來着，後來據說學校出事故了，再後來不讓留校，也許是單純針對咱們學院而言吧QAQ，而後比賽前一個月，我想到了一個法子，想讓他們直接來我家這邊，有個沒人住的小房子，在那裏蠻好的，後來考慮到隊友是內蒙的，一個月前他就定好了回家的票。。。想法破滅QAQ

因而。。。不得已選擇了線上交流，雖然在一塊兒比賽可能會更好些。。。

固然了，寒假這些每天天都在頹，也沒看過比賽相關的東西，有點慎得慌！！！

我提醒他們明早早點起來，畢竟六點鐘開始比賽嘛，晚了是否是就不能搶佔先機了？因而頹了一天qwq

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

早上六點鐘鬧鐘一響，我就迅速作好準備隨時準備戰鬥，發現隊友五點五十就把比賽題目給發出來了。。。忽然發現做爲隊長的我居然這麼不靠譜。。。迅速洗了一把臉，六點一十，電腦開機，花了二十分鐘掃完了全部六題，當時個人第一感覺以下：

而後隊友通過了半個小時的分析探討，得出了和我類似的結論。。。(第六感還行hhh)

固然我大概說下這六題的意思，如下想法全是我的的初步見解，若是會有詳細思路，咱們單獨以一篇隨筆的方式發出，敬請期待！！！

A題

A題專業性較強，適合物理學相關專業學生，用波傳遞模型求解 
第一部分：創建海洋信號反射的數學模型。對於一個 100 瓦特的高頻恆定的載波信號，低於 MUF，從陸地上的點源，肯定強度第一次反射出洶涌的海洋，將其與第一次反射的強度進行 對比。平靜的海洋。（注意，這意味着有一個反射信號關閉。電離層）若是額外的反射（2 到 N）在平靜的海洋上發生，那是什麼？最大跳數的信號能夠以其強度低於可用信噪以前比 （SNR）閾值爲 10 分貝？

解法思路：用波傳遞衰減模型求解
 
第二部分：你的第一部分的調查結果如何與山區的 HF 反射進行比較？崎嶇的地形和光滑的 地形？

解法思路：用波傳遞非正常衰減模型求解 
第三部分：穿越海洋的船將使用短波進行通訊和接收。天氣和交通報告。你的模型是怎樣改 變以適應船上的接收器的？在洶涌的海洋上行走？使用同一時間的船舶仍能保持通訊多跳 路徑？

解法思路：用波傳遞海洋衰減模型求解

第四部分：準備一份簡短的（1 至 2 頁）你的結果摘要，適合做爲一個簡短的出版。IEEE 通 訊雜誌的註釋。 

B題

B題屬於大衆類型題目，須要創建預測模型，初步分析。用空間統計模型 
第一部分： 考慮上文所述背景段落中所描述的影響和因素，以及你的小組可能識別的其餘因素。根據預 測的趨勢和一些或全部這些影響和因素，模擬各類語言發言者的分佈隨着時間的推移。 用你的模型預測將來 50 年母語使用者和總語言使用者的數量會發生什麼變化。你預測目前 的前十個列表中的任何一種語言（不管是母語者仍是總揚聲器）都將被另外一種語言取代？解 釋。

C. Given 預測將來 50 年的全球人口和人類遷徙模式，這些語言的地理分佈是否會在同一時 期發生變化？若是是的話，描述一下變化。

解法思路，用多元迴歸統計模型 

第二部分： 根據你第一部分的模型，假設你的客戶公司想開設六個新的國際辦公室，你在哪裏能夠找到 這些辦公室，在辦公室裏會使用什麼語言？你的建議在短時間內和長期上會有所不一樣嗎？解釋 你的選擇。 考慮到全球通信的性質的變化，爲了節省你的客戶公司資源，你能建議公司開少於六個國際 辦事處嗎？說明你須要什麼額外的信息，並描述你如何分析這個選項，以便通知你的客戶。
解法思路，用最大機率統計模型
 
第三部分： 寫一份 1-2 頁的備忘錄給服務公司的首席運營官，總結你的結果和建議

C題

C題須要數據分析，屬於大數據類型，擅長SPSS等統計學軟件的同窗能夠考慮；須要往創建能源站優化模型方面思索。用分類統計模型

第一部分： 使用所提供的數據，爲四個狀態中的每個建立一個能量配置文件。 開發一個模型來描述四個州中的每個的能量分佈是如何從 1960 - 2009 演化的。分析和解 釋你的模型的結果，以便於四個州使用清潔、可再生能源，這很容易被州長們理解，並幫助 他們理解這四個國家之間的類似之處和不一樣之處。在討論中包括可能的影響因素（例如地理、 工業、人口和睦候）。 C.肯定四個州中哪個國家在 2009 使用清潔、可再生能源方面有「最佳」配置文件。解釋 你的標準和選擇。 D.根據這些國家能源使用的歷史演變，以及你對所創建的國家概況之間的差別的理解，預測 每一個國家的能源概況，如你所定義的那樣，在每一個總督辦公室沒有任何政策改變的狀況下， 分別爲 2025 和 2050。

解法思路，用分類統計預測模型
 
第二部分： 根據你對四個州的比較，你的「最佳」概況和你的標準預測，肯定可再生能源使用目標爲 2025 和 2050，並將其做爲目標。這個新的四態能源契約。 b.肯定並討論四個國家可能採起的至少三項行動，以實現其能源緊縮目標。

解法思路，用分類統計「最佳」模型 
 
第三部分： 準備一份一頁的備忘錄給 2009 個總結國家概況的州長，你對能源使用的預測，沒有任何政 策改變，以及你建議的能源契約採納的目標。

D題  

D題和2016年中學生美賽創建？個貨運站類似，能夠參考相關獲獎論文，採用時間網絡模型

任務 1：探索當前和日益增加的特斯拉充電站網絡在美國。特斯拉目前提供了兩種類型的充 電站：（1）目的地充電，設計的充電的幾個小時的時間甚至一晚上之間（https：／／www.tesla。 COM /目的地充電）；和（2）增壓設計更長的路去在短短的 30 分鐘的充電提供 170 英里範 圍（https：／／www.tesla。COM /增壓器）。這些站除了在家裏充電，許多特斯拉車主使用 我的車庫或有權力的車道。特斯拉在軌道上容許徹底切換到美國的全部電力嗎？若是每一個人 都轉向美國的全部電動我的乘用車，須要多少充電站，以及它們應該如何分佈在城市、郊區 和農村地區？

解法思路，採用時間網絡距離模型
 
任務 2：選擇下列國家之一（韓國、愛爾蘭或烏拉圭）。 2A 若是你的國家能夠當即將全部我的乘用車轉移到全部的電動車輛上（不須要轉換時間）， 肯定充電站的最佳數量、位置和分佈。影響你的計劃發展的關鍵因素是什麼？ 雖然這些國家已經開始安裝充電器，但你能夠從一個乾淨的石板開始。提出一個建議，將您 所選擇的國家的充電網絡從零充電器發展到全電動汽車系統。你如何建議國家投資充電器？ 國家應該首先建造全部的城市充電器，仍是全部的鄉村充電器，或者二者兼而有之？ 你會先安裝充電器，但願人們購買汽車，或者你會創建充電器響應汽車購買？你提出的收費 站計劃的關鍵因素是什麼？ 根據你的增加計劃，你建議在你的國家電動汽車的全面發展的時間表是什麼？爲了開始，您 不妨考慮在您選定的國家道路上有 10%輛電動汽車、30%輛電動汽車、50%輛電動汽車或 100% 輛電動汽車須要多長時間。影響你的增加計劃時間表的關鍵因素是什麼？

解法思路，採用混合時間網絡模型
 
 
任務 3：如今考慮的國家有不一樣的地域、人口密度分佈和財富分佈，如澳大利亞，中國，印 度尼西亞，沙特阿拉伯，新加坡。你提出的發展和發展充電器網絡的計劃是否仍然適用於每 一個國家？ 什麼是觸發選擇不一樣的方法來發展網絡的關鍵因素？ 討論創建一個分類系統的可行性，這將有助於一個國家肯定他們應該遵循的通常增加模式， 以便他們成功地從汽油和柴油車轉向全部的電動汽車。

解法思路，採用密度分類網絡模型
 
 
任務 4：技術世界的不斷變化和影響運輸選項如汽車共享和乘坐共享服務，自動駕駛汽車， 電動汽車的快速電池更換站，甚至飛行汽車和 Hyperloop。評論這些技術如何影響你對電動 汽車使用量愈來愈多的分析。 任務 5：爲參加國際能源峯會的各國領導人編寫一頁的講義。該手冊應肯定領導人返回母國 時應考慮的關鍵因素，以便制定一項全國性計劃，將我的交通工具轉向全部電動汽車，並設 置燃氣汽車禁令日期。

解法思路，採用特種網絡模型

E題

E題須要從人流量考慮，創建第一問模型。採用氣候統計模型

任務 1：開發一個模型來肯定一個國家的脆弱性，同時測量氣候變化的影響。您的模型應該 識別一個狀態是脆弱的、脆弱的仍是穩定的。它還應查明氣候變化如何經過直接手段或間接 影響脆弱性，由於它影響其餘因素和指標。

解法思路，採用氣候脆弱性統計模型
 
任務 2：選擇的前 10 名最脆弱國家的脆弱狀態指標肯定（http://fundforpeace.org/fsi/data/） 和肯定了氣候變化可能對國家的脆弱性增長。使用你的模型來顯示，若是沒有這些影響，狀 態可能會更脆弱。

解法思路，採用最脆弱氣候統計模型
 
任務 3：把你的模型運用到另外一個不在前 10 位的狀態來衡量它的脆弱性，看看氣候變化會 以什麼方式以及什麼時候促使它變得更脆弱。肯定任何明確的指標。你如何定義一個臨界點並預 測一個國家何時能到達它？

解法思路，採用脆弱氣候統計模型
 
任務 4：用你的模型說明哪些國家驅動的干預措施能夠減輕氣候變化的風險，防止一個國家 成爲脆弱的國家。解釋人類干預的效果並預測該國干預的總成本。

解法思路，採用干預氣候統計模型
 
任務 5：您的模型將在較小的「國家」（如城市）或更大的「國家」（如大洲）上工做嗎？如 果沒有，您將如何修改您的模型？

解法思路，採用局部氣候統計模型

F題

F題問題1能夠採用評估類模型（層次分析法、模糊綜合評價等）EF兩題均含有評估類建模趨勢，但E屬於定性分析、F是定量分析。採用成本收益模型

任務 1：開發一個價格點，保護我的隱私和 PI 在各類應用程序中。爲了評估這一點，您可能 但願將我的劃分爲具備類似風險級別或數據相關域的分組。什麼是一組參數和措施，須要考 慮準確地建模風險，以說明這兩個 1 我的的特色，和 2）特定領域的信息的特色？

解法思路，採用隱私成本收益模型
 
任務 2：考慮到任務 1 的參數和措施，至少三個域的隱私成本模型（社交媒體、金融交易和 健康/醫療記錄）。在基本模型中，考慮保持數據保護的權衡和風險如何影響模型。你能夠考 慮給必定的權衡和風險更多的權重以及權重的分層亞組或類別。考慮數據的不一樣基本要素 （例如姓名、出生日期、性別、社會保障或國籍號碼）對你的模型有何貢獻。這些元素中的 一些比其餘元素更值錢嗎？例如，一個名字的價值和一個名字的價值相比是什麼？你的模型 應該爲 PI 設計一個訂價結構。

解法思路，採用分層亞組成本收益模型
 
任務 3：不久前，人們不知道哪些機構購買了他們的 PI，他們的 PI 值多少，或者 PI 是如何 使用的。正在提出新的建議，使 PI 成爲一種商品。經過在任務 2 中生成的訂價結構，爲個 人、團體和整個國家創建一個訂價系統。隨着數據成爲受市場波動影響的商品，考慮 PI 的 供給和需求是否合適？假設人們有控制權出售本身的數據，這是如何改變模型的呢？

解法思路，採用成本收益模型 
 
任務 4：模型的假設和約束是什麼？假設和約束應解決諸如政府條例（例如價格條例、特定 數據保護，如某些可能不受經濟體制影響的記錄）和文化和政治問題等問題。根據你的模型 和政治和文化問題，考慮在考慮政策建議時，信息隱私是否應該成爲一項基本人權。考慮在 你的模型中引入一個動態元素，經過在人類決策中引入隨時間變化的變化，給出我的數據的 價值觀（例如姓名、地址、圖片等我的數據）、交易數據（例如在線購買、搜索歷史）和社 會媒體數據（如帖子、圖片）。

解法思路，採用成本收益模型
 
任務 5：對 PI 和數據隱私的風險收益比率的感知有代際差別嗎？隨着年齡的增加，這是如 何改變模型的呢？PI 是如何不一樣或相似 PP 和 IP？

解法思路，採用成本收益模型
 
任務 6：有什麼方法能夠解釋人類數據高度關聯的事實，並且每一個人的行爲一般與其餘人高 度相關。一我的的數據能夠提供信息的人他們的社會，經濟，人口統計學專業，或鏈接。因 此，我的決定分享本身的數據能夠影響無數其餘人。有沒有很好的方法來捕獲數據共享的網 絡效應？這是否影響到我的、子羣、整個社區和國家的價格體系？若是社區有共同的隱私風 險，社區有責任保護公民的權益嗎？

解法思路，採用成本收益模型

通過一上午的討論分析，咱們最終在BC兩題中糾結萬分，反正最後仍是我拍的板hhh，那就肝B題咯！

一下午的時間收集資料，而後我和隊友語言通話，把主要思路大概理清楚了之後，晚上的時間把第一部分Introductions搞定！

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

我的感受這一天仍是挺頹的吧，碰到了瓶頸，模型的選擇出現了意見不合，，，而且在對Part2的討論中難以找尋那些數據而陷入困境，次日就寫了點Assumption過去了。。。

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

腦袋疼，不過咱們肯定了模型，求解又成了很大的問題，經過各類爬取，總算把第一問給解決了，隊友扔下了一堆的求解方程給我，晚上獨自一人碼碼碼，Basic Model總算是概述完了

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

好像到了最終衝刺階段了，Part2彷佛一點頭緒都沒有，因而現場學習遺傳算法，多是數學功底還能夠吧，一眼發現了當前實際求解問題抽象出來之後，和揹包問題極其類似，找到其內在聯繫之後，推理演繹竟意外的得出告終果，當時那個喜悅之情難以言表，下午迅速的把模型創建求解過程寫完，也是個人一時衝動決定，我提出了要把目錄及內容進行整改，這一整改讓另一個排版的隊友措手不及，這意味着一切要從頭開始，估計隊友心情也是挺糟糕的吧qwq，而後晚上一塊兒開了個會，討論，隊友一句直接否定掉我寫的Conclusions，要求重寫，套話官話我也不會啊，我也挺受打擊的，因而深夜苦戰，憑藉着多年以來的寫做經驗，總算在凌晨遇上了，，，，

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

大早上的還在寫論文，隊友也是很是辛苦，好像早飯也沒吃，直接排版到了早晨八點，咱們也是在幫忙把內容調整調整。。。

後面彷佛出了點鍋，官方給的那個pdf文件有個地方出了很大的鍋

Problem Chosen不該該寫的是題目嘛，備註居然寫修改爲本身的隊號。。。。我翻來覆去找了下之前的論文格式，最終仍是肯定本身的選擇，我但願此文官方也能看到，這種鍋很是嚴重，誤導參賽者

其次就是隊號的問題，這個鍋怪我沒跟他們說清楚，還好隊友穩健，沒有提早去交論文，以避免出差錯，跑到官網反覆肯定了最後告訴了他們~~~

最終肯定交上論文的時間已經到了清晨9點30了，據說最晚提交時間是十點，也算是遇上了吧。。。很刺激的體驗，修仙大法好~~~

上午跑去打印簽字掃描發郵件，此次比賽就算是這樣完工了，因而隨後的幾天，每天都睡眠不足QAQ！！！