2024年美赛F题Problem F Reducing Illegal Wildlife Trade减少非法野生动物贸易的完整思路代码分享

非法的野生动物贸易会对我们的环境产生负面影响，并威胁到全球的生物多样性。据估计，它每年涉及高达265亿美元，被认为是全球第四大非法交易。[1]你将开发一个由数据驱动的5年项目，旨在显著减少非法野生动物贸易。你的目标是说服一个客户去执行你的项目。要做到这一点，必须为该客户端选择客户端和适当的项目。（Illegal wildlife trade negatively impacts our environment and threatens global biodiversity. It is estimated to involve up to 26.5 billion US dollars per year and is considered to be the fourth largest of all global illegal trades. [1] You are to develop a data-driven 5-year project designed to make a notable reduction in illegal wildlife trade. Your goal is to convince a client to carry out your project. To do this, you must select both a client and an appropriate project for that client. Your work should explore the following sub-questions: ）

● 您的客户是谁？那个客户到底能做些什么呢？（换句话说，你的客户应该拥有实施你 提出的项目所需的权力、资源和兴趣。）Who is your client? What can that client realistically do? (In other words, your client should have the powers, resources, and interest needed to enact the project you propose.)完整内容见文末附件：

为了解决问题一，我们首先需要确定合适的客户。在选择客户时，我们应考虑以下几个因素：资源、权力、以及对打击非法野生动物贸易的兴趣。合适的客户可能包括国家政府、国际非政府组织（NGO）、大型跨国公司，或者是与环保及野生动物保护相关的特定行业团体。

客户群体要求：
为了有效减少非法野生动物贸易，理想的客户应具备以下特点：

全球影响力：具有跨国作用力的组织，如联合国环境规划署（UNEP）或世界自然基金会（WWF）。

资源丰富：拥有充足的财政、人力资源进行大规模项目实施。

专业知识：了解野生动物贸易领域的相关法律、生态系统及其保护。

实施权力：能够在国际及国内层面实施政策和项目。

客户选择

国家政府：拥有法律制定和执行的权力，能够直接对非法交易进行打击和管控。

国际非政府组织（NGO）：例如世界自然基金会（WWF）或国际野生生物保护学会（WCS），它们有专业知识、国际影响力和资源，能在多个国家进行项目实施。

大型跨国公司：尤其是那些依赖自然资源和生态系统的公司，它们有动机参与保护生物多样性的项目，同时拥有必要的资金和影响力。

环保及野生动物保护团体：具有专业知识和对该领域的深刻理解，能有效推动项目的实施。

在这些可能的客户中，我倾向于选择国际非政府组织（NGO）作为客户。这类组织通常具有国际影响力、专业知识和资源，同时它们对打击非法野生动物贸易有浓厚兴趣。

1. 模型目标

主要目标：减少非法野生动物贸易量。

次要目标：提高公众意识，增强国际合作，提升执法效率。

1. 构建网络分析模型（如社会网络分析）来理解贸易网络的结构，时序分析模型来追踪贸易动态。

目标：理解和映射非法野生动物贸易网络。

变量定义：

模型原理：使用社会网络分析（SNA）来映射和理解非法贸易网络。SNA 基于图论，专注于节点（交易者）和边（交易关系）之间的关系。

其中 Ci是节点i的集聚系数，ni 是其邻居间实际连接数，ki是邻居数。

构建过程：

收集数据：使用卫星追踪、地面监控、网络监控等手段。

数据预处理：清洗、分类和标准化数据。

网络构建：根据贸易事件和参与者创建网络图。

分析：运用集聚系数、中心性度量等指标分析网络结构和动态。

3. 风险评估

目标：

评估不同地区和种类的非法野生动物贸易的风险程度。

模型原理：

多因素风险评估模型结合不同风险因素，通过加权和的方式计算综合风险分数。

风险评分 R：

4. 干预策略制定

目标：

制定有效的干预策略，以减少高风险区域的非法野生动物贸易。

变量定义：

模型原理：

线性规划用于在给定的资源和约束条件下，优化特定目标（如成本最小化、效益最大化）。在干预策略制定中，我们使用线性规划模型来优化策略。线性规划是一种用于资源优化的数学方法，特别适合于资源分配和策略决策问题。我们的目标是最大化干预措施的效益，同时考虑成本和其他限制。

目标函数：

假设我们有一系列可能的干预措施，每项措施都有其预期效益和成本。我们的目标是最大化总效益，减去成本。

设 xi 表示第i项措施的实施程度（例如，可以是投资的金额或者实施的强度），bi 是该措施的单位效益，ci 是单位成本。则目标函数为：

这里 Z 表示总效益减去总成本。

约束条件：

预算约束：假设总预算为 B，则所有措施的总成本不得超过总预算。

实施程度约束：每项措施的实施程度有一个上限和下限，通常由可用资源和实际可行性决定。

代码如下：

● Explain why the project you developed is suitable for this client. What research, from published literature and from your own analyses, supports the selection of your proposed project? Using a data-driven analysis, how will you convince your client that this is a project they should undertake?具体建模过程见附件完整版：

1. 为何适合国际非政府组织 (NGO)

国际非政府组织（NGO），如世界自然基金会（WWF），在全球性环境和野生动物保护问题上扮演着关键角色。它们通常具备以下优势，使得提出的项目与其目标和能力高度契合：

全球网络和影响力：这些组织通常在全球范围内运作，拥有跨国的影响力和行动能力。这使得它们能够在多个国家和地区实施和协调保护项目，尤其是在那些非法野生动物贸易猖獗的地区。

资源和专业知识：NGOs通常拥有必要的资源（包括资金和人力）和专业知识来开展大规模的保护项目。它们能够动员国际和地方资源，以及利用专业知识来有效实施项目。

公共关系和倡导能力：这些组织在提高公众意识、推动政策变革方面具有强大的能力。他们能够通过各种渠道（如媒体、教育活动、政策倡导）提高对野生动物保护的重视。

数据和研究能力：NGOs通常能进行必要的数据收集和分析，这对于指导项目实施至关重要。他们能够利用科学研究来支持其行动，确保其基于证据的决策。

支持所提议项目的研究

已发表的文献：

社会网络分析在揭示非法贸易网络结构中的重要性。例如，研究表明通过分析贸易者之间的关系可以揭露关键节点和贸易路线（来源：“Applying Network Analysis to Understand the Illegal Wildlife Trade” by UNODC）。

风险评估在资源优化分配中的应用。多项研究表明，基于数据的风险评估可以有效指导资源分配，特别是在打击非法活动方面（来源：“Risk Assessment Methodologies in Controlling Wildlife Trade” by TRAFFIC）。

自身分析：

通过构建的社会网络分析模型，我们能够识别非法贸易网络中的关键节点和连接，这对于理解和打击非法贸易至关重要。

线性规划模型的应用展示了在有限资源下如何有效分配资源，以最大化干预措施的影响。这对于资源有限的NGO尤其重要。

通过结合已发表的文献和我们的分析，我们可以清楚地看到所提议的项目不仅在理论上可行，而且与NGO的资源和能力紧密相连。这些研究支持了我们项目的选择，表明它能够有效地利用NGO的优势，以科学和数据驱动的方式应对非法野生动物贸易的挑战。

数据驱动模型：首先我们沿用我们问题一中的模型并进行进一步优化：

利用更复杂的网络指标（如介数中心性、接近中心性）来识别网络中的关键节点。

分析节点间的子群体和贸易流向，以便于了解网络的具体运作方式。

2. 高级风险评估

目标：基于综合因素评估每个节点或区域的风险水平。

1. 动态资源优化模型

目标：动态分配资源以响应不断变化的贸易模式和风险。

过程：

基于风险评估结果，定期更新资源分配策略。

使用动态规划或多阶段优化模型来适应环境的变化

● What additional powers and resources will your client need to carry out the project? (Remember to use assumptions, but also ground your work in reality as much as you are able.)

● If the project is carried out what will happen? In other words, what will the measurable impact on illegal wildlife trade be? What analysis did you do to determine this? 具体建模过程见附件完整版：

我们采用根据历史贸易数据，预测干预之后的贸易数据与未干预之后贸易数据的对比：

● How likely is the project to reach the expected goal? Also, based on a contextualized sensitivity analysis, are there conditions or events that may disproportionately aid or harm the project's ability to reach its goal?

完整附件如下：