- 1 前言
- 2 赛题
- 2.1 2021 比赛总结
- A题评审
- B题评审
- C题评审
- D题评审
- 3 思路更新
- 4 建模流程
- 4.1 第一步 提出问题
- 4.2 第二步 选择建模方法
- 4.3 第三步 推导模型的公式
- 4.4 第四步 求解模型
- 4.5 第五步 论文撰写
1 前言
2022 年深圳杯竞赛时间官方目前还未放出消息,根据往年一般在2022年7月15月 — 9月10日之间,各位同学做好准备哦!
这里先占个坑,赛题出来后第一时间在这发布赛题思路
2022 赛题还未公布,公布后第一时间更新到CSDN上,现在我们来看看21年的赛题评审
2021 年赛赛题
- A题:火星探测器着陆控制方案
- B题:背向瑞利散射光纤激光传感器设计
- C题:配电网可靠性和故障软自愈研究
- D题:基于一个微分对策问题的机器学习能力定量评价
2.1 2021 比赛总结
21年ABCD题的评审情况如下,可作为22年的选题参考
深圳杯2021竞赛的四道题目分别为:A题 – 火星探测器着陆控制方案,B题–背向瑞利散射光纤激光传感器设计,C题–配电网可靠性和故障软自愈研究,D题–基于一个微分对策问题的机器学习能力定量评价。由于疫情,今年深圳杯数学建模挑战赛全程采用线上方式。
共约1160个队报名参赛,730余队提交了参赛作品。通过赛区推荐、入围决赛网络评审和线上决赛答辩,评委们选出了各题的1-3等奖获奖队伍。总的来说,各队认真地完成了各项任务,通过这次竞赛,加深了对数学建模的理解与认识,真刀真枪地进行了实践,得到了锻炼。
但在决赛答辩过程中发现有个别参赛队修改了事先提交的论文和PPT,这是不允许的。因为答辩有先后次序,如果允许修改文件内容,后面的答辩队就可以参考前面答辩队讲述的内容,导致竞赛的不公平。所以,如果发现有修改PPT或论文的行为,会被取消评奖资格。
A题评审全国共有372个队选做了A题,经各赛区评审有47个队报送全国评阅,从中评选出16个队参加了最终的决赛。
各队通过查阅文献了解火星探测器的着陆过程,根据牛顿运动定律、动量守恒定律、反冲原理等物理定律,针对不同的减速过程分别建立了探测器运动过程的动力学方程(组)。
在此基础上,针对赛题要求的各项指标,分别建立了时间最短、能量消耗最少、与实际情况最吻合的最优控制模型或参数优化模型。然后采用各种优化方法对所建立的模型进行求解,得到了较为满意的结果。总体来说,各队对问题的理解是正确的,所建立的模型基本上是合理的。
B题评审本研究课题是一项利用光信号在光纤中传输时产生的背向瑞利散射现象设计光纤传感器的实践性课题,具有重要的应用价值。对光纤中瑞利散射所具特性的机理分析,也具有着重要的理论意义。由于光纤传感器具有电绝缘、非侵入、耐腐蚀、防爆等特性,且能具备较强的抗电磁干扰能力和较高的灵敏度,其设计原理和技术在近些年被人们广为关注。
一般地,光纤传感器的设计需依赖于对特定物理量的度量,这些物理量通常又来源于特定的物理现象,本研究课题中提到的背向瑞利散射就是这些物理现象中的一种。对这一物理现象细致、深入的研究,是设计基于该物理现象的光纤传感器的关键。
总地来说,2021年度参与深圳杯的同学提交的作品中,都能够对光信号在光纤中的传输、背向瑞利散射的特性、脉冲形式的影响和偏振的影响进行了必要的理论分析,同时也进行了一些必要的仿真研究。但也存在仿真环境的设计略显随意、仿真过程中的参数选择没有充分分析等问题。
在决赛答辩阶段,共有9个参赛队最终完成了答辩。答辩专家在学生答辩材料的基础上,针对与题目相关的内容,包括基本原理、仿真步骤及效果评估等多个方面,提出了很多具体的问题。多数参赛同学能够对这些问题进行必要的回答,评审专家也针对同学们的答案给出了一些现场点评。本次答辩主要暴露出的问题是,同学们对实际的应用场景体会有限。尽管多数同学能够在数学模型的表现形式上有比较正确的理解,但对数学模型所刻画的物理现象却缺乏认识。其具体的表现就是同学们给出的仿真结果中对各种物理参数的设置缺乏正确地认识、对仿真环境中的随机因素考虑得不够充分等。此外,在结果的表述上,如图、表的使用等,也显得专业性不足,特别是图形中各种标注不准确、不清晰的现象大量存在。
C题评审2021年深圳杯数学建模挑战赛的C题是根据电网企业的真实需求提出的。配电网的可靠性是保障高质量供电的重要指标,在配电网终端负荷已知和各设备单元可靠性已知的条件下,整体配电网的可靠性依赖于配电网连续时空的拓扑信息,特别是在配电网发展、运营由“静态”模式转为“动态”模式情况下尤为突出。
C题的3个问题核心是围绕“可靠性计算”,是一个层层递进的有机整体,从第一题,建立模型实现可靠性的过去、现在和未来3态计算;第二题是针对规划阶段未来时态配电网的运行可靠性计算,重点分析电网结构薄弱环节;第三题是计算考虑自愈方案后电网可靠性计算,重点分析软硬两种自愈方式的影响差异分析。
总体来看,多数参赛队都认识到并抓住了这个核心问题,由于问题本身的开放性和缺少有实质内容的参考资料,对参赛同学来说很具有挑战性,但让我们欣慰的是进入决赛的代表队能够从实际问题出发,考虑到了“连续时空配电网的拓扑”变化和不确定因素的影响,建立了问题的数学模型和相应的求解算法,从不同的侧面对问题做了较深入地分析和研究。正是由于问题的开放性,使得模型和有效的求解算法是多种多样的,应该说取得了一些较好的阶段性成果。
D题评审全国共有270余个队选做了D题,经各赛区推荐共有38个队报送全国评阅,从中评选出10个队,加6个直通车推荐队,共16个队参加了最终的决赛答辩。
对题目的第1、2个任务,多数参赛队都给出了合理的解答,参与答辩的队伍中约一半给出了正确的能逃逸条件。但没有参赛队给出完整的基于运动学的微分对策数学模型并得到解析解。
关于第3个任务,答辩队中多数围绕强化学习展开研究,但在设计奖励时,假设了机器羊具有较多的感知能力,例如机器羊相对犬的距离、相对极角,减小相对极角是犬的最优对策,将加大相对极角作为中间奖励,不仅要给机器羊装备场地和携带传感器而且机器羊成为了主从对策的领导。个别队将任务3作为奖励稀疏问题对待,并给出了好的解决方案,从而获得了好的竞赛成绩。
关于任务4、5,多数决赛队从实证效果的角度设计了评价指标,但从计算学习理论角度考虑评价不足。
机器学习能力的定量评价,甚至机器智能的度量,是对广大数学建模爱好者的挑战。即使在本题的框架下,仍然有许多问题值得进一步研究。
3 思路更新
2022 赛题暂未公布,公布后第一时间更新到CSDN上
4 建模流程 4.1 第一步 提出问题
- 整理出问题中涉及到的常量、变量与单位。
- 团队讨论出对变量所做的全部假设,包括等式和不等式。
- 用准确的数学表达式给出问题的目标。
4.2 第二步 选择建模方法
- 选择一个解决问题的一般求解方法。
4.3 第三步 推导模型的公式
- 将第1步中得到的问题整理成第2步选择的建模方法所需要形式。
- 注意统一前后字符、公式。
4.4 第四步 求解模型
- 将第2步中所选方法应用于第3步中推导的表达式中。
- 采用适当的软件对问题进行求解计算,常见软件如下。
统计模型:EXCEL、SPSS、Eviews、Stata ,新手可直接上EXCEL。
微分方程:Maple、Mathematic、Matlab
文本排版:Word、Latex
运筹规划:Matlab,Lingo
公式整理:Mathtype
智能算法:Matlab,R
图像处理:Matlab,C++,OpenCV
综上:Matlab万能,所以新手学会Matlab就足以应付竞赛。
4.5 第五步 论文撰写
- 用非技术性的语言将所做成果整理到文本上。
- 注意检查格式以及数学符号、术语。



