2021美赛题目翻译汇总

美赛A题

2021百万厘米
问题A:真菌
碳循环描述了整个地球地球化学循环中碳交换的过程，是地球上生命的重要组成部分。碳循环的一部分包括化合物的分解，允许碳以其他形式更新和使用。这部分过程的一个关键组成部分是植物材料和木质纤维的分解。
分解木质纤维的一些关键因素是真菌。最近一篇关于真菌分解木材的研究文章的作者确定了决定分解速率的真菌性状，并指出了某些性状之间的联戏[1]。特别地，生长缓慢的真菌菌株倾向于在环境变化的存在下更好地生存和生长而生长较快的菌株对相同的变化的鲁棒性较差。这篇文章的概要可以在下面的第3页找到。
这些研究人员研究了大量与不同真菌相关的性状，以及它们在地面凋落物（枯死的植物材料）和木质纤维分解中的作用。对于这个MCM问题，你应该只关注真菌的两个特征:真菌的生长速度和真菌耐湿性。你的主要目标是模拟一片土地上木质纤维的分解，并在同一区域内多种真菌分解木质纤维的情况下进行模拟。当你探索这两个感兴趣的性状，生长速率和耐湿性，与分解速率的关系时，可能会出现几个问题包括:利用这两个性状，不同的真菌如何在不同的环境中相互作用和分解固定土地上的地面凋落物？在这些不同的环境中，随着条件的变化，分解会受到怎样的影响？环境如何变
化及环境变化中的变异影响分解的长期动态，以及特定环境中真菌之间的竞争？在给定增长率的情况下，分解率的估计如图1所示。图2给出了给定相对耐湿性的分解速率估计值。

图1:在各种温度下，各种真菌的菌丝延伸率（毫米/天）与由此产生的木材分解率（122天内质量损失%）之间的关系。（[1]中的图1c)。 图2:不同真菌的耐湿性（各分离物竞争排名的差异与它们的水分生态位宽度之间的关系，均按[0,1])缩放以及由此产生的木材分解率（122天内质量损失的百分比，原木转化）。（[1]中的图4a)。

要求:你的论文应该探讨和解决以下几个方面。
 建立一个数学模型，描述在多种真菌存在时，通过真菌活动对地面凋落物和木质纤维的分解。
 在你的模型中，加入不同种类真菌之间的相互作用，这些真菌具有不同的生长速率和不同的湿气耐受性，如图1和图2所示。
 对模型进行分析，并描述不同类型真菌之间的相互作用。应描述和描述相互作用的动态，包括短期和长期趋势。你的分析应该检查对环境快速波动的敏感度，你应该确定变化的大气的总体影响以评估本地天气模式变化的影响。
 包括对每一物种和可能持续存在的物种组合的相对优势和劣势的预测,以及对包括干旱、半干旱、温带、树栖和热带雨林在内的不同环境的预测。
 描述一个系统的真菌群落的多样性如何影响一个系统的整体效率，关于地面凋落物的分解。
在当地环境存在不同程度的可变性时，预测生物多样性的重要性和作用。
包括一篇两页的结果文章。您的文章应该适合包含在介绍大学水平的生物学教科书，讨论最近的发展，在我们的作用，真菌发挥在生态系统中的理解。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:
 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 两页的文章。
 参考资料列表。
注意:MCM竞赛现在有25页的限制。你提交的所有方面都达到了25页的限制（摘要表、目录
、参考列表和任何附录）。
参考:
[1]Nicky Lustenhouwer、Daniel S.Maynard、Mark A.Bradford、Daniel L.Lindner、Brad
Oberle、Amy E.Zanne和Thomas
W.Crowther，《真菌对木材分解的基于性状的理解》，《美国国家科学院院刊》，2020年5 月13日。https://www.pnas.org/content/pnas/117/21/11551.full.pdf
研究文章提要
我们在下面提供Lustenhouwer等人的研究文章[1]的简要概述。全文原文见https://www.pnas.o
rg/content/pnas/117/21/11551.full.pdf。注意，您不需要阅读原始文章来完成这个MCM问题。
有机物的分解是碳循环的关键组成部分。碳循环的大规模建模以及全球气候模型正在变得更加精细包含更多的小尺度细节。一个重要的细节是与微生物和真菌群落对有机物的腐烂有关的速率。本文的重点是不同类型真菌的不同衰变率。
本文作者探讨了几种不同的真菌性状，以确定其对木材分解的影响。他们通过测量将不同类型的真菌引入木块后，木块中损失了多少质量来做到这一点。研究人员检查了与每种真菌相关的大量不同性状，并试图确定这些性状在木块分解过程中所起的作用。
例如，一个重要的性状是菌丝延伸率。菌丝是真菌的分支细胞，在真菌的生命周期中，不同种类的菌丝起着不同的作用。菌丝延伸率实质上是一种真菌的生长速度。另一个特征是菌丝在给定体积中的密度。
这两个性状与真菌的许多特性有关。例如，研究发现，如果菌丝延伸率较大（生长较快），则该真菌更有可能更快地分解木材。同样，如果细丝较密，木材的分解就更有可能较慢。此外，这两个特征也与真菌对不同环境条件的反应有关。
特别是，研究人员发现，能够更好地适应更多变化的湿度条件的真菌也倾向于更慢地分解木材。生长较快并超过其他真菌的真菌往往更快地分解木材。在MCM Problem A语句中的图1和图2显示了这些关系。
木质材料通过多个阶段分解，研究文章中所研究的真菌与木质材料在其衰变周期中的衰变最为相关。对于其他衰变阶段，结果可能有所不同。对于这个建模练习的目的，您可以关注中间阶段的结果，并假设它对于分解的其他阶段是一致的。另一个考虑因素是，一个地区的当地环境条件可能会有很大的差异，并影响到整体的动态。

术语表:
生物多样性:广义上，指世界上生命的多样性。在较小的范围内，在特定的生境或生态系统中的生命的多样性。
碳循环:碳在生物体和环境之间交换，然后在整个星球上再利用的连续过程（或一系列过程）。
竞争排名:衡量一种真菌在相似条件下，在一系列配对测试中超过其他真菌的能力。地球生物圈:地球的岩石圈（地壳和上地幔）、水圈（地球表面的所有水）和大气层（环绕地球的气体包层）。真菌（复数:真菌）:真核生物（细胞核包在核膜内的细胞）中的任何一员。例如酵母菌、霉菌和蘑菇。
地球化学循环:元素通过地球生物圈和在生物圈之间交换的各种途径和步骤。
菌丝:在真菌群落中形成细丝的细胞。
菌丝延伸率:一种真菌的生长速度。
水分生态位宽度:一个真菌群落的一半能维持其最快生长速度的最大和最小水分水平的差值。
耐湿性:真菌的竞争排名与其水分生态位宽度之间的差异。

美赛B题

问题B:扑灭野火
背景 澳大利亚2019-
2020年火灾季，各州都出现了毁灭性的野火，新南威尔士州和维多利亚州东部影响最严重。野火发生在严重的干旱和持续的热浪期间，气候变化加剧了这种情况。

图1显示了2019年10月1日至2020年1月7日这一地区的野火热点，黄色为10月1日至1月6日的火情，红色为2020年1月7日的活跃火情。
消防员使用无人机进行监视和态势感知(SSA)已经有好几年了；SSA无人机携带高清晰度&热成像摄像机和遥测传感器，用于监测和报告来自一线人 员的可穿戴设备的数据。 可穿戴设备可用作个人定位信标或更复杂的环 境监视器。SSA无人机帮助监控不断变化的情况，让应急行动中心(EOC)最好地指挥现役机组人员达到最佳效果和最大安全。 图1。澳大利亚东南部野火热点，2019年10月1日至2020年1月7日。资料来源:澳大利亚政府气象局，NASA用于资源管理系统的火灾信息。双向无线电通信使“地面上的靴子”前进队能够向平机会报告情况，并使平机会能够直接向前进队下达命令。部署的人员携带在甚高频/超高频波段工作的手持式双向无线电。手持式无线电的范围受其发射功率低（通常最大5瓦）的限制，并且主要由距离和农村地区或“建筑物”的物理地形决定城市地区的“地形”；天气对甚高频/超高频信号影响不大。一台5瓦的收音机在平坦、无障碍的地面上的标称射程为5公里，但在城市地区则下降到2公里。 中继器，即以较高功率自动转播信号的收发器，可以扩大无线电的范围。位于前线与平 机会之间的中继器，可将无线电讯号由前线转播至平机会，以及由平机会转播至前线。中继器的范围也是由距离和地形决定的，但比低功率手持式无线电要大得多。
最近，携带中继器的悬停无人机已经被用来戏剧性地扩展前线低功率无线电的射程。一个10瓦重1.3公斤的中继器，由一架悬停在离地面很远的地方的无人机携带，可以实现20公里的射程。Akme公司的Wilee-15.2x混合无人机原型机如果配备无线电中继器或视频和遥测功能，预计成本约为10,000美元（澳元）。测试表明这架无人机具有表1所列的能力。

要求:您的顾问团队被保留到:

1. 创建一个模型来确定SSA无人机和无线电中继器无人机的最佳数量和组合，以便为维多利亚州
   国家消防局(CFA)拟议的新部门“快速丛林火灾反应”采购。你的模型应该平衡能力和安全与经济
   ，并考虑到观测和通信任务的需要和地形。你的模型还应该包含火灾事件大小和频率作为参数。

2. 说明您的模型如何适应未来十年极端火灾事件发生的可能性变化。假设无人驾驶飞机系统
   的成本保持不变，预计设备成本会增加多少。
   

3. 确定一个模型,用于优化悬停甚高频/超高频无线电中继器无人机的位置,以应对不同地形上不同规模的火灾,如图2所示:维多利亚州东部地形图。要注意的是，海拔范围从海岸的海平面到山的1,986米不等。波贡，维多利亚。

4. 准备一到两页的有注释的预算请求，由你的模型支持，供CFA提交给维多利亚州政府。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:

 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 一至两页的带注释的预算请求。
 参考资料列表。
注意:MCM竞赛现在有25页的限制。你提交的所有方面都达到了25页的限制（摘要表、
目录、参考列表和任何附录）。

术语表

“地面上的靴子”前进小组:成语“地面上的靴子”表示实际在行动地点的人员。在救火中，这些是在前线的队伍控制火灾事件的努力路线；他们对瞬息万变的形势有即时的、批判性的了解。
预算请求:预算请求是一种商业信函，为一个组织内的项目或部门寻求成本、开支和/或运营管理费用的资金。附加说明的预算请求为每一项请求提供理由或理由。
国家消防局(CFA):澳大利亚维多利亚州大部分地区的一个志愿消防局，负责灭火、救援和应对其他事故和危险
紧急行动中心(EOC):负责紧急行动和活动的中央指挥和控制点，并负责请求启动和部署资源（人员或设备）。可在紧急情况发生地点附近部署一个流动的平等机会委员会。
中继器:一种无人值守的无线电收发器,它在附近的频率（甚高频为±600kHz(0.6MHz),超高频为±5MHz)或相邻的频道上自动以高功率转播接收到的信号。
情境感知:对事件当前要素的感知，理解其重要性，并将其状态推断到不久的将来；换句话说，就是对周围发生的事情的认识和理解。
监测:系统地收集和分析数据，并将这些数据分享给能够根据这些信息采取行动的其他人。
收发器:既能发射又能接收的收音机。
超高频:超高频，无线电频率从300兆赫到3000兆赫。
甚高频:非常高的频率，从30兆赫到300兆赫的无线电频率。

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美赛C题

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问题C:确认关于黄蜂的传言
2019年9月，加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华岛发现胡蜂（又称亚洲巨蜂）的聚居地。
鸟巢很快就被摧毁了，但事件的消息迅速传遍了整个地区。从那时起，在邻近的华盛顿州发生了几起确认的这种害虫的目击事件，也发生了大量的误目击事件。关于侦测、大黄蜂监视和公众目击的地图，请参见下面的图1。

胡蜂是世界上最大的蜂种，其蜂巢的发生令人震惊。此外，大黄蜂是欧洲蜜蜂的掠食者，入侵并摧毁它们的巢穴。少量的黄蜂能在短时间内消灭一整群欧洲蜜蜂。同时，它们也是其他被认为是农业害虫的昆虫的贪婪捕食者。
这种大黄蜂的生命周期与其他许多黄蜂相似。受精的蜂王在春天出现，开始一个新的蜂群。到了秋天，新蜂王就会离开巢穴，在土里过冬，等待春天的到来。新蜂王的筑巢距离估计为30公里。更多关于亚洲黄蜂的详细信息包含在问题附件中，也可以在网上找到。
由于胡蜂对当地蜜蜂种群的潜在严重影响，胡蜂的存在可引起大量的焦虑。华盛顿州已经建立了帮助热线和一个网站，让人们报告这些黄蜂的踪迹。根据公众的这些报告，国家必须决定如何将其有限的资源优先用于后续行动，进行更多的调查。虽然一些报告已经确定是胡蜂，但许多其他的目击结果证明是其他类型的昆虫。
这个问题的主要问题是“我们如何解释公开报告提供的数据？”和“在政府机构资源有限的情况下，我们可以使用什么策略来优先安排这些公开报告进行额外的调查？”

你的论文应该探讨和解决以下几个方面:
 处理并讨论是否可以预测这种有害生物随时间的传播，以及以何种精度水平进行预测。
 大多数报道的目击事件都把其他黄蜂误认为胡蜂。仅使用提供的数据集文件和（可能）提供的图像文件来创建、分析和讨论预测错误分类可能性的模型。
 使用你的模型来讨论你的分类分析是如何导致对最有可能是正面目击的报告进行优先调查的。
 说明如何在附加新报告的情况下随时间更新模型，以及更新的频率。
 使用你的模型，什么可以构成这种害虫在华盛顿州已经被根除的证据呢？
最后，你的报告应该包括一份两页的备忘录，为华盛顿州农业部总结你的结果。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:

 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 两页的备忘录。
 参考资料列表。
注意:MCM竞赛现在有25页的限制。你提交的所有方面都达到了25页的限制（摘要表、目录、参考列表和任何附录）。
您不应使用未经授权的图像和资料，这些图像和资料的使用受到版权法的限制。确保你在报告中引用了你的想法和材料的来源。

问题C的一般准则除了上面列出的具体要求之外，请记住这是一个统计建模练习。提交的材料应遵守与数据使用有关的最佳做法。这些期望的一些例子包括但不限于以下内容:

 定义您使用的所有度量和成本函数。
 参数的任何估计都应包括区间估计。
 任何结果都应包括与结果的拟合优度有关的估计数。
 所有假设都应清楚地说明，特别是与数据或错误相关的分布情况。
 应检查与数据相关联的所有假设，并检查与这些假设相关的技术的稳健性。
 与一种方法或技术相关的所有假设都应清楚地说明。

附件
我们为这个问题提供以下四个材料。提供的数据文件包含您应该用于此问题的唯一数据。

1. 2021MCM_ProblemC_Vespamandarinia.pdf
   来自宾夕法尼亚州立大学的背景信息，描述了这种昆虫。
2. 2021MCM_ProblemC_DataSet.xlsx
   包含4440个目击报告的电子表格,包含以下字段:
   GlobalID:每个目击记录的唯一标签。
   检测日期:报告的目击日期。
   注:报告提交人提供的意见。这可以是一个公众成员，偶尔也可以是一个国家雇员
   。
   实验室状态:国家农业部分析后对目视的官方分类。ID阳性意味着确认为亚洲巨
   大黄蜂。否定ID表示它被排除在外。未处理的意思是它还没有被分类。未经核
   实是指由于缺乏信息而未作出确定。
   实验室评语:国家昆虫学实验室分析后添加到记录中的内容。
   提交日期:向国家提交报告的日期。此日期可大大晚于检测日期。
   （目击的）纬度:这些数据是国家在转换报告提供的地址后提供的。
   （目击的）经度:这些数据是国家在转换报告提供的地址后提供的。
3. 2021MCM_ProblemC_Files.rar
   一个包含3305个图像的rar文件与目击报告一起提交。
   662MB文件可从以下网址下载:http://www.comapmath.com/mcmicm/2021mcm_pr
   oblemc_files.rar打开文件需要密码:Af6SP7rdm33PxPJmDb4wZq7cw
4. 2021MCM问题C_images_by_globalid.xlsx
   将图像映射到目击的电子表格,包含以下字段:
   filename:rar文件夹中图像的名称。
   GlobalID:每个目击记录的唯一标签。这在两个电子表格中是一致的。
   文件类型:图像以.jpg、.pdf、.png、.jfif、octetstream、xml打开格式或.zip文件的形式到达。视频作为.mp4或quicktime文件到达

美赛D题

问题D:音乐的影响
音乐自古以来就是人类社会的一部分，是文化遗产的重要组成部分。作为理解音乐在人类集体经验中所扮演角色的努力的一部分，我们被要求开发一种量化音乐进化的方法。
有很多因素可以影响艺术家在创作一首新乐曲时，包括他们与生俱来的匠心、当前的社会或政治事件、获得新乐器或工具的途径，或其他个人经历。我们的目标是了解和衡量以前制作的音乐对新音乐和音乐艺术家的影响。
一些艺术家可以列出十几个或更多的其他艺术家，他们说这些艺术家影响了他们自己的音乐作品。也有人建议，影响力可以通过歌曲特征之间的相似程度来衡量，如结构、节奏，或歌词。音乐有时会发生革命性的变化，提供新的声音或节奏，比如当一种新的流派出现时，或者对一种现有流派（如古典、流行/摇滚、爵士乐等）进行了重新发明。这可能是由于一系列的小变化，艺术家的合作努力，一系列有影响力的艺术家，或社会内部的转变。
许多歌曲有相似的声音，许多艺术家为音乐流派的重大转变做出了贡献。有时这些转变是由于一个艺术家影响了另一个艺术家。有时它是因应外部事件（如重大世界事件或技术进步）而出现的变化。通过考虑歌曲网络及其音乐特征，我们可以开始捕捉音乐艺术家对彼此的影响。也许，我们还可以更好地理解音乐是如何在社会中随着时间的推移演变的。
您的团队已经被整合集体音乐(ICM)协会确定为开发一个衡量音乐影响力的模型。这个问题要求你审查艺术家和流派的进化和革命趋势。为此，ICM为您的团队提供了几个数据集:

1. “influence_data”1代表音乐影响者和追随者，如艺术家自己报告的，以及行业专家的意见
   。这些数据包含了过去90年中5854位艺术家的影响者和追随者。
2. “full_music_data”2为98,340首歌曲中的每首提供了16个变量条目，包括诸如可舞性、节奏、响度和键等音乐特征，以及artist_name和artist_id。这些数据用于创建两个汇总数据集，
   包括:
   a. 艺术家的平均值“data_by_artist”，
   b. 指跨年的“逐年数据”。
   1、这些数据是从allmusic.com中刮取的
   2、这些数据来自Spotify的API
   注意:这些文件中提供的数据是较大数据集的子集。这些文件包含您应该针对此问题使用的唯一数据。
   为了执行这个具有挑战性的项目，ICM协会要求您的团队通过音乐艺术家的影响来探索音乐的演变，方法如下:
    使用influence_data数据集或其部分创建一个（多个）有向的音乐影响力网络，其中影响者与追随者相连。开发参数，捕捉‘音乐影响’在这个网络。通过创建定向影响者网络的子网络来探索音乐影响的子集。描述此子网络。你的“音乐影响力”测量在这个子网络中揭示了
   什么？
    使用full_music_data和/或音乐特征的两个汇总数据集（包括艺术家和年份）来开发音乐相似性的度量。用你的方法来衡量，流派内的艺术家是否比流派间的艺术家更相似？
    比较体裁之间和体裁内部的相似性和影响。一个流派的区别是什么？流派是如何随时间变化的？有些体裁和其他体裁有关系吗？
    指示data_infact数据集中报告的相似度数据是否表明所识别的影响者实际上影响了相应的艺术家。“影响者”真的影响了追随者创作的音乐吗？是某些音乐特征比其他的更具“感染力”，还是它们在影响某个特定艺术家的音乐方面都有相似的作用？
    从这些数据中找出音乐进化中是否有可能代表革命（重大飞跃）的特征？在你的网络中，哪些艺术家代表革命者（重大变革的影响者）？
    分析音乐演变的影响过程，随着时间的推移，在一个流派发生。你的团队能识别出动态影响者的指标，并解释流派或艺术家是如何随时间变化的吗？
    你的作品如何表达音乐在时间或环境中的文化影响？或者，如何在网络内识别社会、政治或技术变化（如因特网）的影响？
   写一份一页的文件给ICM协会，说明使用你的方法来了解音乐通过网络的影响的价值。
   考虑到这两个问题数据集仅限于某些流派，随后又限于两个数据集共有的艺术家，您的工作或解决方案将如何随着更多或更丰富的数据而改变？建议进一步研究音乐及其对文化的影响。
   ICM学会是一个跨学科和多元化的团体，来自音乐、历史、社会科学、技术和数学领域，期待着你的最终报告。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:
 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 向ICM协会提交一页文件。
 参考资料列表。
注意:2021年新增！ICM竞赛现在有25页的限制。您提交的所有方面都要达到25页的限制:
概要表、目录、解决方案主体、图像和表格、单页文档、参考列表和任何附录。

附件
我们针对这个问题提供以下四个数据文件。提供的数据文件包含您应该用于此问题的唯一数据。

1. influence_data.csv
2. full_music_data.csv
3. data_by_artist.csv
4. data_by_year.csv数
   据说明
5. influence_data.csv
   （数据以utf-8编码，以便处理特殊字符）: - influencer_id:给被列为influencer的人的唯一标识号。（数字串）

• influencer_name:fluencer或行业专家给出的具有影响力的艺术家的名字。（字符串）
• 主要流派:最能描述有影响力的艺术家创作的大部分音乐的流派。（如果可用）（字符串）
• 有影响力的艺术家开始他们的音乐生涯的十年。（整数）
• follower_id:给被列为follower的艺术家的唯一标识号。（数字串）
• follower_name:follower_name:follower_name（字符串）
• follower_main_genre:最能描述以下艺术家创作的大部分音乐的流派。（如果可用）（字符串
  ） - follower_active_start:以下艺术家开始他们音乐生涯的十年。（整数）

full_music_data.csv3。data_by_artist.csv4。data_by_year.csv
“full_music_data”、“data_by_artist”、“data_by_year”中的Spotify音频功能: - artist_name:演奏这首曲目的艺术家。（数组）

• artist_id:influence_data.csv文件中给出的相同的唯一标识号。（数字串）
  音乐特点:
• 可舞性:根据音乐元素（包括节奏、节奏稳定性、节拍强度和整体规律性）的组合来衡量一首曲目适合跳舞的程度。数值为0.0是最不容易跳舞的，1.0是最容易跳舞的。（浮动）
• 能量:表示对强度和活动的感知的量度。数值0.0表示最不强烈/高能，1.0表示最强烈/高能。通常，充满活力的曲目感觉快速、响亮和嘈杂。例如，《死亡金属》的能量很高，而巴赫的一首前奏曲在音阶上的得分很低。对这一属性有贡献的感知特征包括动态范围、感知响度、音色、发作率和一般熵。（浮动）
• 配价:描述一首曲目所传达的音乐积极程度的量度。0.0是最负的值，1.0是最正的值。价高的音轨听起来更积极（如快乐、开朗、欣快），而价低的音轨听起来更消极（如悲伤、沮丧、愤怒）。（浮动）
• 节拍:以每分钟拍(BPM)为单位的曲目的整体估计节拍。在音乐术语中，节拍是给定乐曲的速度或步伐，它直接由平均节拍持续时间导出。（浮动）
• 响度:音轨的整体响度，单位为分贝（dB）。典型值范围为-60至0dB。响度值在整个磁道上取平均值，用于比较磁道的相对响度。响度是一个声音的质量，它是体力（振幅）的主要心理相关性。（浮动）
• 调式:一首曲目的调式（大调或小调）的表示，它的旋律内容是从音阶的类型衍生出来的。大调用1表示，小调用0表示。
• 键:轨道的估计总键。整数映射到使用标准音高类表示法的音高。例如。0=C，1=C/D，2=D，以此类推。如果未检测到键，则键的值为-1。（整数）
  人声类型: - 音质:一种置信度，用来衡量轨道是否有声（没有技术增强或电放大）。1.0值表示轨道是声学的高置信度。（浮动）
• 工具性:预测一首曲目是否没有人声。“OOH”和“AAH”的声音在这种情况下被视为工具性的。说唱或口语词曲目显然是“有声”的。工具性值越接近1.0，曲目不包含声乐内容的可能性越大。0.5以上的数值表示仪器轨迹，但当数值接近1.0时，置信度更高。（浮动）
• 活跃度:在轨道上检测观众的存在。较高的活动度值表示轨道被活动地执行的概率增加。高
  于0.8的值提供了轨道处于活动状态的很大可能性。（浮动）
• 语态:检测音轨中是否存在已说过的话。越像录音（如脱口秀、有声书、诗歌），属性值越接
  近1.0。高于0.66的值描述了可能完全由口头单词组成的曲目。介于0.33和0.66之间的值描述了可能同时包含音乐和语音的曲目，可以是分段的，也可以是分层的，包括说唱音乐这样的情况。低于0.33的值很可能代表音乐和其他非语音类曲目。（浮动）
• explicit:检测曲目中的明确歌词（true（1）=是，它有；false（0）=否，它没有或未知）。（布尔）
• 描述: - duration_ms:音轨的持续时间（以毫秒为单位）。（整数）
• 流行度:赛道的流行度。该值将介于0和100之间，其中100是最流行的。流行度是通过算法计算出来的，在很大程度上是基于该曲目的总播放次数以及这些播放的最近程度。一般来说，现在播放频率更高的歌曲会比过去播放频率更高的歌曲有更高的受欢迎度。重复的曲目（例如单曲和专辑中的相同曲目）是独立评级的。艺术家和专辑的受欢迎程度是从曲目受欢迎程度
  数学推导出来的。（整数）
• 年份:一首曲目发行的年份。（1921年至2020年为整数）
• release_date:yyyy-mmdd格式的曲目发布的日历日期，但日期的精度可能会有所不同，有些只是给出了YYYY。 - song_title（censored）:曲目的名称。（字符串）软件已运行以删除歌曲标题中任何潜在的明确词。
• count:在full_music_data.csv文件中表示特定艺术家的歌曲数。（整数）

美赛E题

问题E:重新优化粮食系统
最近的事件向我们表明，我们的全球粮食系统即使在它通常服务良好的世界地区也是不稳定的。这些不稳定的部分原因是我们目前由大量国家和国际粮食生产者和分销商组成的全球体系。这一粮食系统允许以相对便宜和有效的方式生产和分配粮食，因此表明目前的这一模式优先考虑效率和盈利能力。
尽管这一制度效率很高，但联合国估计全世界仍有8.21亿人挨饿[1]，尽管生产的粮食足以养活世界上每一个人。[2]粮食无保障的人，即无法获得足够的负担得起的营养食品的人，生活在每一个大陆、每一个国家和每一个社区。而且，即使在富裕的国家，也会出现缺乏足够数量的食物和营养素的地区。此外，目前的粮食系统留下了巨大的环境足迹，占“29%的温室气体排放，……高达80%的生物多样性丧失，80%的森林砍伐，70%的淡水使用。”[3]随着我们的全球人口持续增加，同时我们经历了几十年来环境破坏的日益严
重的影响，在生产更多粮食的同时维持甚至改善我们的环境健康的能力比以往任何时候都更加关键。因此，对我们目前的食品系统进行全面的审查似乎是一项合理和有必要的努力。
国际食物管理(ICM)委员会要求您的团队通过开发一个模型来重新设想和重新确定我们的食物系统的优先级。虽然ICM委员会将由您的团队决定这些系统的哪些方面值得成为您建模活动的重点，但您应该提供一个足够健壮的食品系统模型，以便能够进行调整，以优化不同级别的效率、盈利能力、可持续性和/或公平性。无论你如何关注全球或地方，粮食系统是复杂的。

您应该考虑的一些问题包括但不限于:

 如果为了公平和可持续性而优化粮食系统，会发生什么？这个系统与目前的系统有何不同？这样的制度需要多久才能实施？
 改变粮食系统的优先次序有什么好处和代价？什么时候发生？发达国家和发展中国家的这些利益和成本有何不同？
 一旦你开发了你的食品系统模型，将你的模型应用到至少一个发达国家和一个发展中国家来支持你的发现。
 讨论你的模型的可伸缩性（对更大或更小的食物系统）和适应性（对其他地区）。ICM委员会是一个来自环境科学、营养政策和科学、政府和数学领域的跨学科和多样化的团体，期待着你的最终报告。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:

 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 参考资料列表。
注意:2021年新增！ICM竞赛现在有25页的限制。您提交的所有方面都要达到25页的限制:概要表、目录、解决方案主体、图像和表格、参考列表以及任何附录。

术语表

粮食无保障:无法可靠地获得充足、负担得起和有营养的粮食。这可能是粮食短缺的结果。
食物短缺:当地人口无法获得足够数量的食物和营养素。稀缺性可能是由于粮食生产不足或资源分配不均。
引用参考文献注意，我们提供以下引文来支持问题陈述。我们从这些资源中提取了重要的思想。虽然您的团队可能会使用这些来源，但完成问题不需要访问权限。相反，您的团队被鼓励寻找其他资源来支持您的工作。确保在报告中引用任何来自外部来源的想法或材料。
[1] 粮食，联合国。摘自:“https://www.un.org/en/sections/issuesdept/food/index.html”
[2] 世界饥饿，贫穷事实，统计2018-
世界饥饿新闻，世界饥饿新闻，2018年。摘自:“https://www.worldhunger.org/worldhunger-and-poverty-facts-and-statistics/”
[3] 2021年粮食系统峰会，联合国，2020年。检索自:‘https://www.un.or
g/sustainabledevelopment/food-systems-summit-2021/’

美赛F题

问题F:检查高等教育的脉搏和温度
一个国家拥有一个健康、可持续的高等教育体系意味着什么？什么问题重要？是成本、机会、公平、经费、学位的价值、教育质量、研究水平、世界上最聪明的人的思想交流、以上的一些、以上的全部，还是其他什么？
高等教育系统是一个国家在规定的初等和中等教育之外进一步教育其公民的努力的一个重要因素，因此，它既是一个产业本身，也是为国家经济培养受过培训和教育的公民的一个来源，具有价值。环顾世界各地，从德国、美国、日本到澳洲，我们看到各国的高等教育方式多种多样，每一个国家不仅教育本国学生，而且每年都吸引大量的国际学生。每个国家的高等教育体系都有其长处和短处，在当前大流行病期间进行必要的调整之后，各国有机会反思哪些是行之有效的，哪些可以更好。然而，改变往往是困难的。推进任何制度所需的制度变革都要求在较长的时期内执行政策，以便建立一个更加健康和可持续的制度。
在这个问题中，你需要建立一个模型来衡量和评估一个国家一级的高等教育系统的健康状况，以确定一个健康和可持续的状态
考虑到国家的高等教育系统，并提出和分析一套政策，将一个国家从目前的状态迁移到你建议的健康和可持续的状态。
具体而言，要求您:  开发并验证一个或多个模型，使您能够评估任何国家高等教育系统的健康状况；
 将你的模型应用到几个国家，然后根据你的分析选择一个高等教育体系
有改进空间的国家；
 为所选国家的体系提出一个可实现的合理愿景，以支持健康和可持续的高
等教育体系；
 使用您的模型来衡量您所选择的国家的现行制度和拟议的、健康的、可
持续的制度的健康程度；
 提出有针对性的策略和实施时间表,以支持从当前状态迁移到您的建议
状态；
 使用您的模型来形成和/或评估您的政策的有效性；而且
 讨论在过渡和结束状态下实施你的计划对现实世界的影响（例如，对学生
、对教员、对学校、对社区、对国家），承认改变是困难的现实。
ICMF委员会，一个来自政策、高等教育、社会和政治科学以及数学领域的跨学科和多样化的团体，期待着你的最终报告。
总页数不超过25页的PDF解决方案应包括:
 一页的摘要表。
 目录。
 你的完整解决方案。
 参考资料列表。
注意:2021年新增！ICM竞赛现在有25页的限制。您提交的所有方面都要达到2 5页的限制:概要表、目录、解决方案主体、图像和表格、参考列表以及任何附录。

术语表
高等教育（中学后教育、三级教育或高等教育）:完成所需（多次为中等教育）教育后的正规学习的最后一个可选阶段。
可持续系统:随着时间的推移保持其有效性的系统。
系统健康:衡量一个组织或系统围绕一个共同的愿景，有效地执行该愿景，并通过创新和创造性思维更新自身的能力。
高等教育系统:由高等教育机构（学院、大学等）以及教育中等以上学生
所需的人员和基础设施组成的组织结构。