如何在数学建模竞赛中稳定拿奖

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本文目录

    • 数学建模竞赛简介
      • 数学建模竞赛的基本要求
      • 数学建模竞赛的基本过程
      • 主流数学建模竞赛介绍
        • “高教社杯”全国大学生数学建模竞赛
        • 美国大学生数学建模竞赛
    • 赛前准备
      • 选择队友
      • 知识储备
      • 工具准备
    • 比赛关键点
      • 评审标准
      • 摘要撰写
      • 图表
      • 模型算法的选择


数学建模竞赛简介

数学建模竞赛的基本要求

  • 通常由三人组成团队,团队分工通常为建模手编程手论文手
  • 规定时间内,解决相应的问题,并给出解决方案,通常包含一篇结构完整、思路清晰的论文和一份能够运行并得出结果的程序代码

数学建模竞赛的基本过程

  1. 建模手将问题转化为数学模型
  2. 编程手根据数学模型编写程序代码
  3. 数据输入程序,得到结果
  4. 论文手问题数学模型结果整理成论文
  5. 论文程序代码构成问题最终的解决方案

如何在数学建模竞赛中稳定拿奖_第1张图片

主流数学建模竞赛介绍

“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛

全国大学生数学建模竞赛,简称国赛,由中国工业与应用数学学会主办,高等教育出版社独家冠名赞助,是世界上规模最大的数学建模竞赛

  • 比赛时间:通常为每年的 9 月中上旬
  • 比赛时长:通常为 3 天
  • 比赛语言中文
  • 比赛题目:通常 ABCDE 五个题目,其中 ABC 为本科生组题目,DE 为专科生组题目
  • 比赛奖项
    • 国家级:一等奖、二等奖
    • 省级:一等奖、二等奖、三等奖
    • 赞助商特别奖项
美国大学生数学建模竞赛

美国大学生数学建模竞赛,简称美赛,由美国数学及其应用联合会(COMAP)主办,,分为 MCM(The Mathematical Contest in Modeling)和 ICM(The Interdisciplinary Contest in Modeling)两个赛道。

  • 比赛时间:通常为每年的 2 月
  • 比赛时长:通常为 4 天
  • 比赛语言英文
  • 报名费用100 美元/队
  • 比赛题目:通常为 6 个题目
    • A连续型问题(MCM)
    • B离散型问题(MCM)
    • C数据分析问题(MCM)
    • D运筹学/图论问题(ICM)
    • E可持续发展型环境相关)问题(ICM)
    • F政策相关美国政策)问题(ICM)
  • 比赛奖项
    • COMAP Scholarship Award
    • MCM/ICM Awards
    • Outstanding WinnerO 奖,特等奖
    • FinalistF 奖,特等奖入围
    • MeritoriousM 奖,一等奖
    • Honorable MentionH 奖,二等奖
    • Successful ParticipantS 奖,成功参赛奖
    • Unsuccessful Participant:未成功参赛
    • Disqualified:违规

赛前准备

选择队友

数学建模比赛通常时间紧任务重,因此选择队友非常重要的一步(大佬可以单刷 orz)。

通常的团队分工为建模手编程手论文手,但通常模型构建与算法实现是紧密结合的,因此建模手编程手的分工可以合并,团队搭配建议 2编程手1论文手

能否完赛,取决于建模手编程手建模手编程手决定了团队下限;能否拿奖,取决于论文手论文手决定了团队上限

知识储备

不同的位置需要不同的知识储备:

  • 建模手
    • 优化模型:单/多目标规划、线性/非线性规划、整数规划、动态规划、凸/非凸优化等
      • 图论模型:最短路、最大流、网络流、最小生成树等
      • 优化问题:背包、指派、旅行商、排队论等
    • 预测模型
      • 统计模型:ARIMA、ARCH、GARCH、VAR、灰色预测等
      • 机器学习模型:决策树、随机森林、SVM、集成学习等
      • 神经网络模型:LSTM、GRU 等
    • 分类模型
      • 聚类模型:K-Means、DBSCAN、层次聚类等
      • 机器学习模型:决策树、随机森林、SVM、集成学习等
    • 评价模型:AHP、TOPSIS、灰色关联分析、熵权法、模糊综合评价等
  • 编程手
    • MATLAB:
      • 优化工具箱fmincongaintlinproglinprogquadprogbintprogfgoalattainfminimaxfseminffgoalseekfminsearch
      • 统计工具箱arimaarchgarchvargreyestgreyestimgreyvalgreyvalm
    • Python
      • 基础numpypandasmatplotlib
      • 优化scipy
      • 统计statsmodels
      • 机器学习sklearn
      • 神经网络pytorchtensorflow
    • 算法:枚举、模拟、递归、贪心、动态规划、启发式搜索等
  • 论文手
    • 论文写作:论文结构、论文语言、论文排版、论文图表、论文参考文献等
    • 论文排版LaTeXWord
    • 论文图表ExcelPPT
    • 论文参考文献BibTeX

知识来源:

  • B站视频建模手主听思想,关注什么样的问题可以用什么样的模型解决;编程手主听实现,关注如何用代码实现模型;论文手主听论文写作,关注数学建模评审标准。
  • 数学建模书籍:卓金武的《MATLAB 数学建模方法与实践》等,推荐电子版,方便复制代码。
  • 数学建模论文:国赛官网、美赛官网、数学建模公众号等。

工具准备

  • 论文排版

    • LaTeX:可以看我的 LaTeX 速查手册
    • Overleaf:支持多人同时编辑的在线 LaTeX 编辑器,在网站上搜索模板,直接使用即可
  • 画图

    • draw.io:流程图等
    • GeoGebra:几何图、函数图等
    • PPT:各种图
    • MATLAB、Python:数据处理过程中的统计图
    • Apache ECharts:一个基于 JavaScript 的开源可视化图表库,有很多模板
  • 数学公式

    • LaTeX 公式编辑器:www.latexlive.com
    • SimpleTex:simpletex.cn
  • 论文查找

    • Google Scholar:scholar.google.com
    • 百度学术:xueshu.baidu.com
    • 知网:www.cnki.net
  • 其他

    • DeepL:翻译 www.deepl.com
    • Grammarly:语法检查 www.grammarly.com

比赛关键点

评审标准

数学建模竞赛通常都分为两阶段评审:

  • 一审:粗看论文,主要看论文摘要,论文整体完成度,结果是否合理,是否有明显的错误。本阶段会初步确定论文奖项。
  • 二审:细看论文,主要看模型构建、模型求解、模型分析等。本阶段会最终确定论文奖项,不符合预期的论文可能会被降奖或者取消奖项。

摘要撰写

  • 虎头:简单介绍问题背景,并简单阐述一下论文的主要内容
  • 猪肚:每段详细描写如何分析问题、构建模型、求解模型、得出结果,必要时可适当分析结果
  • 豹尾:总结一下本文工作,体现一下论文的创新点

图表

图像应保证清晰准确美观

不同比赛对美观有不同的定义,国赛通常要求图像简洁,美赛通常要求图像精美

表格通常使用三线表。一个好用的插件 Excel2LaTeX。

模型算法的选择

能够得出结果的模型都是好模型,比赛应该以结果为导向不要过度追求模型的复杂度

在所有工作都完成后,可以考虑优化原有模型或优化求解过程。

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