【思路代码分享】2023数模研赛华为杯研究生数学建模ABCDEF题

以下内容为2023研赛备赛指南,开赛后立刻更新,持续关注~~~

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一、赛前准备

如何准备数学建模
看各种数学建模的算法和书籍:线性规划、蒙特卡洛、0-1规划、各种现代算法……
准备写作模板(Word的、LaTeX的……)
熟悉各种数学软件或编程语言(MATLAB、lingo、spss……)
了解赛事流程和一些关键的时间点
提前和你钟意的指导老师联系
1.多读优秀论文:历年国赛优秀论文多去查阅学习,学习一重点还是在于结构、格式、模型表述等方面,毕竟内容需针对题型,但形式的规整和美观可以模仿。
2.想拿国奖,切忌无脑套模型、算法,尤其是遗传算法、模拟退火、神经网络等等元启发式算法,除非很熟悉并且能够定制化地进行设计,否则不要轻易尝试,会被评委认为是“不懂装懂”、“套用模型”、“为了建模而建模”。
3.摘要是重中之重:一份论文20多页,评委根本没时间细看,所以摘要要好好写,务必写满一页。还有要提的一点是,用语不要太口语化,要让评委觉得这像是一篇科研论文,而不是水文,毕竟第一印象很重要。举个栗子,“带入数据发现,最好的策略就是按照这样的方案不断重复:XXX”这样的说法感觉就有点口语化,改成“代入数据,计算可得对于任一阶段的最优调度策略为XXX”读起来就显得书面化一点。最后,摘要最好能腾出三个小时以上的时间来写,大家一起读一起改,避免一些语句的语病、逻辑错误等等,不要因为语文不好而错失国奖。

4.算法的积累
数学建模竞赛很重要的一部分是算法,算法的理解和使用绝不是在短短的3天就能够实现的,前期需要进行一定的积累。建模的题目一般可以归为优化问题、评价问题、预测问题三类,每一类问题都需要掌握基本的算法,例如优化问题可以学习线性规划,评价问题可以学习层次分析、Topsis优劣解距离法、熵权法、因子分析,预测问题可以学习时间序列、灰色预测、多元线性回归,提前掌握各类算法很重要。如果时间很紧张,没有时间详细学习算法,建议一定抽时间在建模前把各种算法能够解决什么问题总结好,这一点很重要。
5.细节很重要
例如排版时图号在下,表号在上;表格要用三线式;公式要用公式编译器打等等,具体细节要提前学习。
二、建模时间分配
第一天主要来确定选题方向和解题思路,最迟下午就要开始写论文了,建模和写论文这两个过程是并行的。
中间的建模过程,各个队伍自己把握,但最后一定要预留半天来专门改摘要。摘要不好,直接被DQ掉。
论文一完,别就以为可以大被蒙头睡2天了,我们当时就直接在校外开始撸串了,结果我前前后后跑了三回学校和校外,想想就想哭了。论文提交首先是在网上客户端上提交论文PDF和MD5码的文件,注意你只要打开文件,哪怕啥都没改,只是保存一遍,MD5码都会变,只要要提交了论文了,啥也别看了,只要到提交的关口,笃定点,别在最后提交的关口,因为PDF和MD5不匹配而过了提交时间,这就冤死人了。其次,也是当时我们被搞得要死的部分,当天提交论文时间过后,你还得将PDF打印出来,装订,队员、指导老师签字,然后第二天由学校统一邮寄到评阅的学校机构。(仅限于国赛)
三、最后的强调
摘要的重要性
   摘要很重要, 摘要很重要, 摘要很重要!!!
   说得简单点,就像高考语文卷(只不过卷子要20几页),把作文压到5、600字,然后用这600字来直接定你高考语文成绩,你说重不重要?这个part是写论文的队友和指导老师一起花大把时间的地方,摘要不厌百回改。
   就 整体节奏 来说,建模前2天,对建模和编程的同学的压力和节奏比较大,但越到后期,写论文的队友的压力和工作量是越来越大的。很容易理解,一开始是没啥东西写啊,他们都在生产原材料呢,但到后期,怎么去阐述文章思路、怎么去建立文章的框架,怎么去对一些已有的建模成果的取舍,怎么去统筹内容和文章效果,怎么去理解建模和编程的思路和重点……这都是很累人的事情。我记得,当时美赛的时候有张曲线图,很美,我是真的不想删,但另外两个人觉得这部分内容不是主体给删了,现在想想真的很心疼。不过,队员的建议你还是得尊重的,成果是大家的,凡事都要一起商量的。

国赛冲刺前给大家答疑,总结了一些问题,给大家回答一下

1.数据预处理
只有题目中涉及到数据,即使是已经给你处理好的数据(一般不可能),都要在文章中模型的建立与求解部分加上数据的预处理

数据预处理中,缺失值一般都是用插值,根据数据的不同使用相应的插值法,回归当然也可以,不过会稍微麻烦一点

异常值检验最常用的就是3sigma(需符合正态分布)和箱线图(基本通用),检验出来之后选择删掉然后,等同于与缺失值进行处理

而处理完异常值之后,要对数据进行标准化,有些还要先进行正向化,标准化目的是为了消除不同指标量纲的影响(单位,数量等等),将它缩小到一个区间范围之内,常用的min-max,z score,maxabs等

2.论文排版问题(选择word还是latex)
word:初学者可以选择word,简单方便,图标清晰操作简单,但是需要自己进行排版,公式的输入可以使用内置的公式编辑器或者mathtype,设置编号有点麻烦

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latex:生成的论文内容美观,不需要给图表编号,不用设置行间距等等,但需要一定的代码基础,插入图表以及调整图表会麻烦一点

综上:新手或写论文时间不够,可视化较多使用word;时间充裕,需要插入大量公式,以及追求论文美观程度使用latex

3.怎么套代码
注意查看我发在群里的文件包,需要你懂点代码和算法

有些算法不能直接套代码,要进行修改优化,能套用的需根据题目所使用的模型,更改数据,变量等等,完全不懂代码的,只能等着到时候喂给你们了

4.很多算法不会怎么办?

国赛有很多算法用不到,我们只需要掌握最常用的一些算法即可,如果一旦出现没有学过的算法,直接现学就可以了,不要小瞧自己的学习能力,最主要的是我们需要快速的学会将模型应用到问题中,国赛期间本就是边学边做的一个过程

基础算法:如搜索算法(深度优先搜索、广度优先搜索)、排序算法(快速排序、归并排序、堆排序等)、贪心算法、动态规划等。

数值计算方法:如常微分方程数值解法(欧拉法、龙格库塔法等)、偏微分方程数值解法(有限差分法、有限元法等)、插值与拟合等。

优化算法:如线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、模拟退火算法、遗传算法等。

统计分析方法:如回归分析、方差分析、时间序列分析、聚类分析、主成分分析等。

图论算法:如最短路算法(Dijkstra算法、Floyd算法等)、最小生成树算法(Prim算法、Kruskal算法等)、网络流算法(最大流、最小割等)等。

5.使用哪些软件画图
matlab和Python的绘图功能都很强大,python部分可视化更美观一点,当然还有一些很简单的比如tableau和wps,当然spsspro也可以做数据分析并且得到相应的可视化图,且操作简单无需代码

6.拿到题目怎么选题
题目出来之后,会给大家提供选题建议以及题目难度划分,新手一般都是优先选择bc题,专业对口可以考虑A题,先看一下有没有思路,有思路的话再确定一下模型,以及自己是否会使用这个模型,不会就直接现学

近5年国赛的题目,最后2天大家可以根据自己的能力,挑一些题目去学习优秀论文

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