2020 年美国大学生数学建模（MCM/ICM）E 题思路

2020 美赛E题参考思路

问题一：开发一个模型，以估计单一用途或一次性塑料产品废物的最大水平，这些废物可以安全地减轻，而不会造成进一步的环境损害。在许多因素中，您可能需要考虑这种废物的来源、当前废物问题的程度以及处理废物的资源的可用性。在这个问题中，要求的分析一次性塑料产品的最大生产量，即塑料产品生产的一个优化区间，在这个最大产品的水平上，不仅可以减轻塑料对环境的污染程度，同时也可以满足人们对塑料产品的需求，那么在衡量环境污染程度方面，可以利用“生态环境指数”来衡量，生态环境指数是指反映被评价区域生态环境质量状况的一系列指数的综合，公式为：EI=0.25×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.2×水网密度指数+0.2×土地退化指数+0.15×环境质量指数。可以在国家统计局网站上选择一个地区的环境数据进行分析，先确定出影响因子，如一次性产品塑料废物来源，对环境影响程度和一次性产品的利用率等，构建与一次性产品产量之间的回归关系，可以考虑使用最小二乘法，优化算法来评估这个最大生产程度。

问题二：要求考虑多大程度可以减少塑料废物，来实现环境安全，这里将要设计到经济、社会、生活的多个影响方面，建议选择一个城市来研究，比如选择纽约作为研究对象（如果外国数据不好找，也可以选择中国的城市），然后去收集这个城市近几年的一次性塑料产生量，环境的污染程度（考虑用问题一说的生态环境指数），以及这个城市的GDP经济发展情况，社会商品零售情况（可以反应居民的消费购买），和这个城市近几年出台的有关塑料品处理的政策，然后来研究这些因素对一次性产品生产的影响，确定出这个城市有多大的程度可以降低塑料废物，再选取另外一个城市，还是通过同样的方法进行分析，然后两个城市进行对比，就可以说明题目要求的“特定区域的制约因素可能会使某些政策比其他政策更有效”这个观点。使用的模型可以使层次分析法，多元回归模型，逐步回归模型，对比研究方法。

问题三：利用你的模型和讨论，为单一用途或一次性塑料产品的全球废物的最低可达到水平设定一个目标，并讨论实现这一水平的影响。你可以考虑改变人类生活的方式，环境影响，或对数万亿美元塑料工业的影响。在这个问题上，要结合前面两个问题分析的结论来看，设立的这个目标就是要满足经济性和环保性，比如A城市设立了这个目标，然后去实现这个目标需要多大的成本，有什么阻力，这些都是要考虑的因素，同时分析如果实现了这个目标对经济社会生活的影响，可以再结合预测模型对这个影响进行一个预测，使分析更加科学。

问题四：虽然这是一个全球性问题，但其原因和影响在各国或各区域之间并不平等分布，
讨论全球危机产生的公平问题和你的预期解决方案。你建议ICM如何解决这些问题，通过收集区域不平等分布对商品生产影响的相关论文，来挖掘区域不平等分布下环境污染的问题，结合前面三个问题和区域不平等分布来提出建议。

问题五：写一份两页的备忘录给ICM，描述一个现实的全球目标，最低水平的全球一次性
使用或一次性塑料产品废物，一个时间表。较为简单。根据前面的建模结果和环境污染的问题写即可，这里写的是一个全球目标，即最低废物水平和时间情况，可以大致做一个估计预测。