2017年美国大学生数学建模大赛落下了帷幕,非常荣幸,我们队拿到了Meritorious(一等奖),特别是在今年MCM类型的m奖比例只有7%的情况下,这份荣誉对我们最好的回报。应深圳大学数学建模负责老师的李老师之邀,回想起过去和队友一起度过的日日夜夜,特借此机会和大家分享一下参赛经验。我们的数模之路从2016年5月的“深大杯”数学建模比赛开始,经历了9月的国赛以及17年2月的美赛,我们在不断成长,同时也总结了一些经验教训,希望能给同学们一些帮助。
——姜佳良、江涛、邓士祺
2016年“深大杯”数学建模——校级二等奖
这次比赛的题目是对深圳市“禁摩限电”政策效果进行综合分析。由于这是我们第一次接触建模比赛,经验不足导致以下三个问题:
(1)事先没有系统地掌握数学建模的流程,匆忙开始着手做题;
(2)在没有对题目背景进行任何调查的情况下,凭借我们的直观判断来确定解题思路;
(3)分工不够明确,导致重复做功,效率低下。
因此,我们在解题过程中对解题思路产生了动摇,并多次变换解题思路。由于时间限制,最后我们把整个问题分成三个基础的部分来进行分工,并完成了模型的建立。但现在来回看我们的文章,在行文方面出现“断层”且结构不够完整。作为首次参赛者,虽然作品存在很多问题,但我们从中吸取到不少经验。
2016年全国大学生数学建模竞赛——广东省三等奖
吸取前一次比赛的经验与教训,在比赛前我们就按照解题思路、模型的Matlab实现以及论文撰写进行分工,最后待题目主体完成,再撰写摘要。虽然已经有了一次经验,但同样存在一些问题。
(1)对A、B两题的背景进行详细搜索,导致选题过程中耗时太长;
(2)选定“系泊系统的设计”这道题目后,深入题目进行剖析时由于缺少相关经验与数据,使我们的选题想法发生了动摇,这导致直到比赛第二天晚上才正式开始进行解题;
(3)在写论文的时候,由于我们准备不够充分,导致在描绘受力分析图上花了许多不必要的时间;
(4)摘要内容不充实,论文排版不规范,公式样式不统一等形式上的问题;
(5)比赛与休息时间安排不妥当,出现队员有强烈的身体不适,后期导致论文的完善效率明显下降。
2017年美国大学生数学建模——Meritoriou(一等奖)
鉴于在美赛中取得的良好成绩,下面我们就重点介绍美赛的注意事项:
一、赛前准备
从基础知识来看,如果时间允许最好对《数学分析》、《高等代数》、《解析几何》以及《概率论与数理统计》这几本书进行充分了解;从建模的基础方法来看,姜启源的《数学模型》这本书系统性地介绍了常见的建模方法能帮助大家很快地了解完整的建模过程;在matlab编程方面,我们参考的是司守奎的《数学建模算法与应用》;主要负责撰写论文的同学需要好好看看最近几年O奖的论文。此外,在赛前最好能抽一定的时间来进行模拟,选择MCM或者ICM中一种题型加强练习,发现自身的长处,避免在选题过程中摇摆不定。而且要在比赛前认真学习排版方式,由于很多同学选择Latex来进行排版,但赛前没有调试好导致在比赛中无法使用,所以小白可以考虑模拟使用office排版并对不清楚的地方及时查询。同时,老师强烈推荐使用Google搜索资源,下载一个翻墙软件(e.g.Wingy)就可以用了,比百度更加丰富,不过大多数是英语论文,基础不太好的同学记得准备好翻译软件。
二、美赛实战
1. 选题
首先根据往年的题目来判断是选择MCM还是ICM,然后在题目出来以后先大致浏览并迅速排除三个,建议三个人上午各自看三道题,然后搜集三道题的资料,如果某题刚开始就觉得难以入手,那么可以尽快舍弃,着重查找其余题目的资料。选题阶段建议大家不要凭着对于题目的直观感觉去选题,而是要基于题目相关资料的充实程度以及编程算法是否在能力范围之内来考虑。所以大家不要着急,搜集好资料,小组讨论一下对两个题目的把握,再选择适合自己的题,我们组第一天下午才定的题。切记,选好题后就一股脑的往下做,更换题会提高你的失败率。
2. 程序与建模
平时的语言基本功要扎实,不管是Matlab,R语言,C语言或者是特定学科运用到的CAD等工具都要提前熟悉,避免在比赛过程中手足无措。如果不是编程大牛,不要幻想在短短4天内能够编写出完美的程序,对大多数人来说,借鉴书籍以及网络寻找相似程序能够大大提高解题速度,当然这需要读懂程序和修改程序的相应能力。程序大多用来仿真模型进行检验,但是程序不是检验的唯一途径。一份没有程序的美赛论文,照样能够拿奖,这取决队伍三人的角色设定和思维水平。
3. 论文写作
大家总说美赛是7分论文3分模型,亲测的确是这样。
(1)摘要需要新颖,具有代表性。摘要要求的就是整体结构,思路,结果或者结论。清楚地表明自己的思路,并把自己的核心创新点展现出来,这样能更好地吸引评委;
(2)论文的结构要完整,从模型的假设,符号的设定到模型的构建、检验,再到灵敏性分析、稳定性分析等每一步都不能缺少,附录中的程序可以为你的论文表现力更强。具体的步骤可以参考历年O奖作品;
(3)英文表达能力,这看似不重要的一点,其实是必备技能,如果没有良好的英语基础,或者只依赖一个队员去完成,那到后期会过得非常煎熬,每个人都要在赛前把自己的英语水平提升起来。
三、美赛能获得什么
大家参与美赛的目的,总结起来,大致是以下几点吧:保研、出国申请、荣誉以及对自己能力的检验。这些想法都是对的,但是参与美赛的过程,确实是一笔不小的财富。首先,前期准备过程中对数学知识的梳理、对编程的学习对于以后的课程学习有很大的帮助;其次,美赛论文的撰写也会让你对学术研究有基本的认识,是你的思维方式得到提升;最后,你和你的队友并肩作战了四天,如果原来不是很熟悉,那么经过这个过程,大家会成为非常好的朋友。
在讲完三段比赛经历之后,我还想强调一些涉及比赛学术之外的外生条件:
(1)用你锐利的眼光选择队友,暂且不说三个人要有各自的特长,最起码必须要有一样的决心和毅力,对每一场比赛竭尽全力,团结一致,建模比赛不适合三心两意、半途而废的人。比赛不是一个人的战斗,团队合作才能取得胜利,队伍内需要的是配合,而不是独裁或内讧。
(2)通过小比赛的演练积累经验,在大比赛中合理安排比赛以及休息的时间防止出现身体不适,控制好比赛几天的饮食,保持头脑的清醒,高效的睡眠能帮助你思考。
最后希望大家能够尝试并爱上数学建模。