一场无硝烟之战——记念已逝的2011年全国大学生数学建模竞赛

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≮风の殇逝≯

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发表于 2011-9-16 12:35 |只看该作者 |倒序浏览

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2011年9月9日—2011年9月12日，估计是我今年最难以忘记的三天时间，为了这三天，我准备了良久，从大一刚进入大学时可以说就已经开始准备了，参加数学建模协会，或许是我大学生涯最为获益的东西，学习数学建模知识，参加不同级别的数学建模竞赛，锻炼自己写学术型论文的能力，或许也是我这四年以来的最大收获。

曾记得高中的同学们在数学课上常常抱怨学数学没有用，很无聊；那时的我，也不知道学习数学有什么用，只知道学好了，应付高考就行了，所以，我拼命的做题，练习，貌似已成为文科班的一个“异类”吧，不过，幸运的是，努力之后获得了收获，高考的数学成绩名列前茅。但是，成绩的高低对我的数学来说无关紧要，关键在于我对数学的兴趣，我喜欢它，想学习它，这也对于我开始大学生涯的第一天，就在社团招新的时候，疯狂的在50多个社团中，四处寻找关于和数学有关的协会，终于在一个不起眼的角落里，找到了仅拥有半个帐篷的数学建模协会，并且果断报名参加，而且只参加了这一个协会。报名面试之后，直到国庆回来才收到通知，可以进入协会，在此期间，经常担心会不会被刷下来，毕竟完全没有面试的经验，好在，进了。进入协会之后，或许患上了所有大学新生的通病，属于“呐喊型”，什么都想参加，什么都想去做，参加学生会，参加社团，当个小班的班长，参加数学建模培训，但却把大学最主要的学习给耽误了，不过，收获也不小，结识了一帮朋友，特别是数统院的哥们（此处不分男女），特别是祥华、佼佼、宝儿、雷哥、李晟、秀川、德强、李凯、丛儿、黄珊，大为，诗怡、倩姐、青春哥，当然还有现在大四的老人们，老大，贾洪波、庭哥、豪哥。他们有的人在数模的学习上给了我很大的学习帮助，有的在协会里，或者在大学的学习生涯中给了我很大的帮助。（此致那个敬礼哈）在数学建模中，我学到的真的太多太多了，虽然我并不是学的最好的，也不是最努力的，同时并不是水平最高的，但是我可以对所有人说一句，我的大学四年的生涯，没有虚度，没有浪费。

接下来我想说的就是参加此次数学建模竞赛的一些感觉。数学建模从暑假的培训开始到9.12结束，历时整整1个半月。在暑假8月份的一个月内，大概20天，每4-5天，写上一篇毕业型的论文，整整写了4篇，每一篇都是**之作啊，每次的结果都是缺乏创新，，但是值得欣慰的是，在每次的论文中，朱老师的评语除了建议之外，对我们的结果还是满意的，每一次都比上一次进步。最后是国赛的论文，这一次的题目出乎我的意料之外，本以为会有我擅长的经济统计类型的题目，结果，两道题一道是城市土壤重金属污染分析，一道是交巡警站点的安排及调度的问题，一道题用插值拟合，另一道题最好用排队论或者图论的办法，可是，两道题都是我的薄弱之处，完全没有考虑到会出现这种状况，两道题对我来说，都是陌生的，等于都是从零开始，没办法，在培训的时候失策，没有考虑到这情况。最后商量下，选择了A题城市土壤重金属污染分析，接下来就是纠结的三天，写出了自己不是很满意的论文。诶·····

对A题的小小看法：

A题通常的做法是运用插值拟合的方式来处理问题，尤其是第一问的第一小问，表面上用surfer8.0的软件就可以绘制重金属污染物的等浓度线来分析各个重金属的分布情况，但是如果要获得好一点的成绩，我想建立数学模型是不可避免的，说句实话，我到现在都没有想到比较合适的模型；至于第一问是第二小问是评价污染情况，这个的通常做法是网上的一些评价污染指数的公式，主要有什么地积累指数法、污染负荷指数或者潜在生态污染指数等等，但是仅靠这种现成的方法要得到好的奖项，估计不太可能，所以，需要创新，构建新的函数指标，运用已有的方法，结合已有的指标，进行数据分析，我们的这篇文章我最满意的也就是这个地方了，运用了两种不同的指标进行分析，然后再结合层次分析法，结合两个指标，进行构造，计算权重，得到了一个类似的结果。第二问则是要分析数据，探讨重金属污染的原因，我想出题人的意图是希望参赛者得到“在什么地方污染最重，污染的元素有哪些，附近存在哪些功能区，是由什么情况造成污染的”这么一个结果。这个需要参赛者通过第一题的第二小问，或者和第一小问的的图形相结合，进行分析。我们的思路是，通过绘制等高线地形图，分析重金属的富集区，同时，从定性角度和定量角度去分析，定性分析是从自然界的大气沉降、流水分析和地质结果去分析，但是无法量化，所以，我们还采用了定量分析，就是通过等高线地形图和各个功能区的分布，得出功能区的分布情况进行对比，然后得到功能区在各个重金属污染富集区的分布数量，由此来推出一个结果。第三问是A题的重点问题，不仅是使我们所有人歇菜的题目，也是传说中使地大老师纠结的问题，估计更是组委会刷人的标准（搞不好我们就会因为这个而被刷），这道题是要求我们找出污染源的位置，事实上我们通过绘制等浓度线的图，就可以大致得到一个污染源的区域，但是题目中要求我们量化分析，得到各个元素具体的坐标或者至少要一个范围（实在是坑爹啊），我们采用了多元二项式回归的方式，通过分割区域，剔除没有样本点的区域，将大范围缩小到小范围，然后通过拟合公式，和样本点的空间坐标，计算出各个重金属浓度值，在和题中给出的数据的各个重金属元素的极大值多对比，差距小的，则视为污染源，同时，还有考虑周围点的浓度值，分类讨论海拔的高度对重金属浓度的影响，特别是最低值的地方，需要区分是真的污染源还是假的污染源。第四问则是在第三问的基础上的一个扩展，一般来说是建立一个模型，但无需求解，如果有时间的话你可以去解。（一般概率不大），我们则是考虑搜集时间，水文状况，地质状况构造关于重金属浓度的微分方程动态模型。

对我的大二的数模生涯的一个小结：

从大一跟老大在协会里混了一年，在大二的时候承蒙老大和各位协会老人们的看重，任命我为协会的会长，不过，可惜的是咱们协会被我给带坏了，活动举办的比较坑爹，参与活动的人也不多，唯一值得欣慰的就是，有四个10级的孩子比较不错，对数模还是情有独钟的，刘杨，黄施、毛文丰、张勇，不过张勇还是庭哥带出来的，他们对学习数模都很给力，协会在刘杨他们的带动下希望会更好。对于协会存在的问题，主要有以下几点：第一，学术培训的问题，可以考虑和数统院的老师商量下，能否在全校举行全面系统的培训，可以定一本教材，按教材上的内容开始上，时间不仅放在暑假，同时在平时的周末，论文上交，可以放宽到一周时间；第二，协会的结构改变，通过此次比赛，我发现软件应用的水平一定要高，如果此次编程水平高一些的话，就能够把克里金的模型计算出来，那这样的话，第二三题就可以用一个模型搞定了，就不至于这么纠结了，所以，建议在协会里的学术部分成一个软件部和建模部，这样培养一些软件人才，对数模的发展也有一定的好处；第三，协会活动在精而不在多，好好办精品的活动，宁缺毋滥；第五，培养协会成员的身体素质，数模的三天不仅是脑力的竞赛，更是体力的竞赛，在前两天，一定一定不要通宵，一定一定要睡好觉，宁可吃药睡觉，也不要熬夜通宵（可能有点偏激），但是休息好是一定要的，这或许是获奖的一个充分条件。

数模确实是个好东西，覆盖面广，知识点丰富，而且实用，将数**用到实际生活中，数学不再成员大家口中最没用的课程了。无论此次结果如何，经历过就是最值得珍惜的经验。

zan