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2016-01-14
想知道美赛数学建模有哪些注意的事项,比如使用的软件方面等和写作时的一些东西
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2016-2-2 16:41:19
模型:数学模型的功能大致有三种:评价、优化、预测。几乎所有模型都是围绕这三种功能来做的。比如,今年美赛A题树叶分类属于评价模型,B题漂流露营安排则属于优化模型。

对 于不同功能的模型有不同的方法,例如评价模型方法有层次分析、模糊综合评价、熵值法等;优化模型方法有启发式算法(模拟退火、遗传算法等)、仿真方法(蒙 特卡洛、元胞自动机等);预测模型方法有灰色预测、神经网络、马尔科夫链等。在数学中国网站上有许多关于这些方法的相关介绍与文献。

关于模型软件与书籍,这方面的文章很多,这里只做简单介绍。关于软件这三款已经足够:Matlab、SPSS、Lingo,学好一个即可(我只会用SPSS,另外两个队友会)。书籍方面,推荐三本,一本入门,一本进级,一本参考,这三本足够:

《数学模型》 姜启源 谢金星 叶俊  高等教育出版社

《数学建模方法与分析》 Mark M. Meerschaert  机械工业出版社

《数学建模算法与程序》 司守奎  国防工业出版社

入 门的《数学模型》看一遍即可,对数学模型有一个初步的认识与把握,国赛前看完这本再练习几篇文章就差不多了。另外,关于入门,韩中庚的《数学建模方法及其 应用》也是不错的,两本书选一本阅读即可。如果参加美赛的话,进级的《数学建模方法与分析》要仔细研究,这本书写的非常好,可以算是所有数模书籍中最好的 了,没有之一,建议大家去买一本。这本书中开篇指出的最优化模型五步方法非常不错,后面的方法介绍的动态模型与概率模型也非常到位。参考书目《数学建模算 法与程序》详细的介绍了多种建模方法,适合用来理解模型思想,参考自学。



分工:数模团队三个人,一般是分别负责建模、编程、写作。当然编程的可以建模,建模的也可以写作。这个要视具体情况来定,但这三样必须要有人擅长,这样才能保证团队最大发挥出潜能。

这三个人中负责建模的人是核心,因为建模的人决定了整篇论文的思路与结构,尤其是模型的选择直接关系到了论文的结果与质量。这次美赛,我们选的是A题,我负责建模与部分的写作。模型的选择与论文的结构是按照我的思路来做的,现在看来还是比较成功的。

对 于建模的人,首先要去大量的阅读文献,要见识尽可能多的模型,这样拿到一道题就能迅速反应到是哪一方面的模型,确定题目的整体思路。其次是接口的制作,这 是体现建模人水平的地方。所谓接口的制作就是把死的方法应用到具体问题上的过程,即用怎样的表达完成程序设计来实现模型。比如说遗传算法的方法步骤大家都 知道,但是应用到具体问题上,编码、交换、变异等等怎么去做就是接口的制作。往往对于一道题目大家都能想到某种方法,可就是做不出来,这其实是因为接口不 对导致的。做接口的技巧只能从不断地实践中习得,所以说建模的人任重道远。

另 外,在平时训练时,团队讨论可以激烈一些,甚至可以吵架,但比赛时,一定要保持心平气和,不必激烈争论,大家各让3分,用最平和的方法讨论问题,往往能取 得效果并且不耽误时间。经常有队伍在比赛期间发生不愉快,导致最后的失败,这是不应该发生的,毕竟大家为了一个共同的目标而奋斗,这种经历是很难得的。所 以一定要协调好队员们之间的关系,这样才能保证正常发挥,顺利进行比赛。



美赛特点:一 般人都认为美赛比国赛要难,这种难在思维上,美赛题目往往很新颖,一时间想不出用什么模型来解。这些题目发散性很强,需要查找大量文献来确定题目的真正意 图,美赛更为注重思想对结果的要求却不是很严格,如果你能做出一个很优秀的模型,也许结果并不理想也可能获得高奖。另外,美赛还难在它的实现,很多东西想 到了,但实现起来非常困难,这需要较高的编程水平。

除了以上的差异,在实践过程中,美赛和国赛最大的区别有三点:

第 一点区别当然是美赛要用英文写作,而且要阅读很多英文文献。对于文献阅读,可以安装有道词典,开启截屏取词功能,这样基本上阅读英文文献就没什么障碍了。 对于写作,有的组是写好中文再翻译,有的是直接写英文,这两种方式都可行。对于翻译一定至少要留出8小时来,摘要可能就要修改1小时。如果想快点翻,可以 直接使用有道词典,翻出来后再修改,虽然可能不地道,但至少比较准确,这样可大量节省翻译时间。另外word要打开纠错功能,绿线代表拼写错误,红线代表 语法错误,完成论文后整体浏览时要多注意这两种线,很可能会发现疏漏之处。我一直认为翻译不是美赛的重点,只要能把意思表达清楚就行了,不必在翻译上浪费 太多时间。

第 二点区别是美赛大量的用到了启发式算法,如遗传算法、模拟退火、粒子群等等。如果说你在国赛时还认为这些算法遥不可及,那么到了美赛你就必须掌握它了。其 实我认为对于搞编程实现的队员只要弄懂一种启发式算法就好,因为启发式算法是用来解决优化问题(多数为NP问题)的,不同算法间有很大的相似性,所以只要 把一种学精了,这一类的问题就都能解了。个人认为粒子群算法还是不错滴,遗传与模拟退火有些老套了,不过选择什么还是由你个人的接受程度决定,甚至你也可 以自创算法。

第 三点区别是美赛论文的排版不少人会使用Latex,一款用代码编辑的排版软件,它多用在对书籍和论文的排版上,效果美观但是操作很复杂,尤其是插入图片与 表格,不是一般的麻烦。而且,学习这种软件必须是一次性全部学完不能间断(据说完整的学习时间大概是几十个小时),只学某部分是没有用的。如果时间不够, 不建议去使用。其实除了目录功能,生成的PDF文本使用Word排版几乎能实现与Latex一样的效果,所以我个人建议用Word。



前期准备:关于参赛经验,小组成员最好都曾经参加过数学建模比赛,无论是国赛或是电工杯或是挑战赛等等。个人认为美赛的难度比较大,如果是第一次参加,往往很难做出理想结果,这样会打击到参加数模的积极性。所以不建议第一次搞数模竞赛就参加美赛。

赛前要准备吃的东西,酌情而定。要准备一些红糖,以防身体不适。要注意尽量不要上火,可以准备些水果。另外,我建议准备3瓶红牛,第二三四天各喝一瓶,确实能有保持精力的功效。正常的饭还是要吃,可以叫外卖或者托人去买饭。总之这几天一定要吃好。

关于书籍,没什么好说的,尽可能的借吧,虽然借了不一定有啥用,但是放在那里总归是心里踏实。建议编程、模型、算法方面的书都借一些,另外最好也去借些数学工具书,方便翻译。

另外还有就是要准备好查找文献的期刊网入口,无论是中文的知网、维普,还是英文的SCI、Springer等都要提前找到,一般学校的图书馆都会有,没有的话问其他学校同学借图书馆账号,或是找代理,总之最后不要影响到比赛查找文献就行。



时间:美 赛的时间是四天四夜,日期上是经过5天,比国赛多一天一夜。因为需要翻译,所以美赛的时间同样很紧张,这就要求牺牲睡眠时间来完成比赛。一般来说,国赛期 间的睡眠时间不超过10小时,那么美赛期间的睡眠时间最好不要超过15小时(我是国赛6小时、美赛10小时)。这样能保证高质量完成论文,并且身体能承受 这样的负荷。现在来讨论一下时间安排。

第 一天上午出题目,几名队员可以分工合作在一小时内翻译出题目的含义,搜索一些关键词,看看题目的资料与数据是否能找到,根据题目的具体情况来选择。一般来 说,MCM会出一道离散模型题目、一道连续模型题目;而ICM题目是交叉学科的,涉及其他专业知识。总之第一天的上午必须将题目定下来。接着第一天下午的 工作就是找资料,数据库、资料搜索方面的知识这里就不详细叙述了,数学中国上都能找到。这一阶段的任务就是大量积累资料,资料包括文献与数据。先不着急阅 读,把能下载的资料都下载下来,下载不下来的保留网页。知道再也找不到相关的资料就可以停止搜索了,当然在做题过程中还需要针对某些细节再次查找资料,这 里所说的停止搜索是指停止大范围集中式搜索。大概在第一天的晚上开始阅读资料,这要进行到第二天上午,在这个过程中,要选择可以接受的模型,想办法加以创 新改进。第一天晚上建议睡5小时左右,这样能保证之后的工作。

第 二天一天是阅读资料理清思路并建立模型框架的过程。第二天晚上之前论文的总体思路要确定下来,就是针对题目中的某个问题选择什么方法,主体模型是什么,创 新点在哪
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2016-2-21 19:33:31
见路不走 发表于 2016-2-2 16:41
模型:数学模型的功能大致有三种:评价、优化、预测。几乎所有模型都是围绕这三种功能来做的。比如,今年美 ...
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