如何在数学建模比赛中稳拿奖——个人100%获奖经历分享

杨利霞

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如何在数学建模比赛中稳拿奖——个人100%获奖经历分享
一 赛前准备和资源分享
% J$ o/ H3 @' ^, D# \/ S1. 和谁组队：
! V; `) X8 X/ Y9 g, s: k, y7 C2. 负责算法的赛前准备：
2.1.算法分类
2.2. 书籍推荐
* y0 ?' O# }2 \, H1 L, g- p/ T2.3.找程序网站推荐
5 c" ?, c6 `6 F3. 负责数据分析的赛前准备：
% d# u+ o7 ~9 ~1 w) n3.1 分析数据
: g* |7 ~( `+ j% a& \$ K3.2 EXCEL、SPSS、Lingo软件
, Y1 k& u  C. T. Z3.3 数据分类与查找
! Y0 f1 s7 l6 V/ E4 Q8 J4 p/ Y4. 负责论文的赛前准备：
: s0 g2 t" ?# R! ~4.1. 查文献途径：
3 ]' p1 j0 ^9 d: S3 s0 m9 r) t4.2. 优秀论文下载
4.3. 数学公式编辑器的使用
4.4 VISIO绘制流程图
4.5 论文排版
& ?3 p  c" K4 R( u" |# Q二 稳拿奖的论文几个关键点
1. 有必要讲一下评委的评分套路！
/ I6 f! o7 T+ o- e2.优秀论文特点：
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获奖经历：题主自2014年（大一结束）暑期入门数学建模比赛，分别获得2015年全国大学生数学建模比赛安徽赛区二等奖、2015年网络挑战赛全国二等奖、2016年五一数学建模联赛全国二等奖、2017年数学建模美国赛一等奖(9%)。
挑战赛：


美赛：
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2 u! G+ T) D( W7 o; Q/ t) ~
参考一下2018年美赛的获奖比例：



. i  ^. ^# u5 j1 P: B
另外在2017获得 全国大学生生物医学工程创新设计大赛全国二等奖
建模经历：曾担任过数学建模副会长，主要负责协会（900多人，你可能不信）的数学建模培训工作，辅导的学生中获得美赛一等奖两个，全国赛国家二等奖一个；负责过C919飞机（真飞机）的液压、动力等报警系统建模；制作过《MATLAB数字图像处理教学软件》
* r* v6 ?3 w. u4 W4 o2 T成果转换：申请了软件著作权《心电心率检测装置前台软件》、《心电心率检测装置后台软件》；发表论文《基于Logistics回归模型的****分析》（成果转化对于想保研的学生很重要，后面因为太忙就申请了一篇）
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$ R. a' c  C9 `" x/ \0 z
一 赛前准备和资源分享
6 s0 o: u) Y) }题主除了第一次参赛准备了一个月左右，前面所有的比赛都是比赛当天现学现用，这是因为比赛题型都差不多那几类，大部分模型都有所了解。**敲黑板！！！记下来，要考的：都，有所了解，这也是第一次参赛的选手，要做到的点，到底“有所了解”到什么程度，后面会讲…
* B! X. f/ M" G4 n针对第一次参赛要做到以下思考，这里主要针对负责编程的选手：

- S; k- l# G* _6 v+ h9 [% H$ X& @
1 j8 [, o+ Y0 i' E7 d6 K3 V1.什么是数学建模
这里我先不累述了，第一次了解到数学建模的小伙伴看一下：什么是「数学建模」？
/ n5 n. f9 ~+ w! j- q$ B数学建模竞赛的一些心得体会（关于每年的比赛）
7 x& d5 f/ O% p* K4 `. r后期我会补充
6 S( K% z! Z6 J  N$ y! u6 a

1. 和谁组队：
一般来说，三个人组队，一个负责编程、一个负责建模、一个负责论文；但是据我多年经验，最好的组队方式是：两个编程（一个负责算法，一个负责数据分析，当然都懂最好），一个论文（论文不能少，千万别三个编程的，负责论文的工作量也不小，不然题主就完全可以一个人参赛了，三项都会，特别是美赛，论文往往决定了能不能获一等奖）。（注：如果组队遇到说自己负责建模的，多半是混子，不要问我为什么，因为算法某种意义上就是模型，只知道模型的人多半做不出结果，而结果是获奖的关键！）


2. 负责算法的赛前准备：
+ Y1 V- e& a; [1 H; c做到：会编MATLAB程序和改错（BUG），了解现有的所有算法并且会使用程序

9 z3 G& |3 O, N' c
$ O5 W0 u$ u+ n0 B- W2.1.算法分类
- q4 y: J7 o- P4 ~; q% v2 |# \' e
2 X- S* `$ D% j, n
0 \- E' j0 J# |& A, R简单了解上图的名词：数学建模算法汇总
+ d' k# @. {- Q% u
* Y2 ^( e3 |, s$ M, z/ ~3 n
$ V/ S! h3 E9 }& A2.2. 书籍推荐
（1）《MATLAB应用大全》———类似这样介绍MATLAB所有基础操作的书，最好买一本方便查阅，代码不用全记住，但要熟悉，前面几章的程序自己敲一遍，现在还没到复杂copy的时候，打好基础，不然给你完好的程序你都不会改！
9 s5 I' O" C2 V6 @$ P* r5 m' s

; Q9 b4 d! L2 l9 k6 A% EPDF链接：https://pan.baidu.com/s/12bl1VX0yaQOXR4Z1skSV7g 提取码:bcxe
* j. w: ]: t0 |" W- N
4 _3 B4 J# m) \. v( _. u0 H
8 o2 q/ o$ K3 j- }6 g% j& v(2)《MATLAB数学建模方法与实践 第3版》卓金武 ————强推的一本书，因为书中的程序基本上都拿来改改就能用。
程序链接：https://pan.baidu.com/s/1B4UsrKdvOEMpwD_HQCHdOw 提取码:ike4


（3）《算法导论 》————有编程基础，对算法感兴趣的可以看看，不推荐初学者看
, x- ^- n# [) C7 Z. k

还有很多算法的书，我就不一一列列举了，我也没怎么看。基本上够用了
2.3.找程序网站推荐
5 t' Y  k: b% R" _6 u! J; k' H( g前面两本书要细看，理解透，起码有印象某个用法在哪一页，其他的做到有所了解：
<1>模型/函数的输入是什么
<2>结果/输出是什么
! x% E3 I* c7 Z0 M. \: \* b. o) k4 ^<3>实现的是什么功能
6 \% B( L% X9 L( ]. ~' }4 v前面两步是找到程序跑通代码，会把输入和一些参数修改运行即可,推荐找程序的网站：
/ k) J4 n8 O  I' t% w
9 E# [# }  N6 k0 j& t; `
' c) l  `) u+ C+ x联合开发网：http://www.pudn.com/
CSDN专业开发者社区:https://www.csdn.net/
当码网：http://www.downma.com/
MATALAB中文论坛:https://www.ilovematlab.cn/
电子发烧会论坛：https://bbs.elecfans.com/jishu_286991_1_1.html
推荐MATLAB教学视频：

2 n+ }0 x3 d/ L/ s/ F5 [! ~
数学建模比赛MATLAB从入门到精通教程:https://www.bilibili.com/video/BV19J411W7Ta?p=1
8 Q! m" F& T0 V9 B2 Q/ i9 e3. 负责数据分析的赛前准备：
4 L) \; d+ p6 n5 J. r% z+ |做到：会EXCEL、SPSS、Lingo软件，会查找数据、分析数据
2 G1 c0 e9 C3 V; Y9 T7 T' y

3.1 分析数据
) F6 T8 b$ b3 l自变量X和因变量Y，结合X与Y的数据类型，选择对应的分析方法。
& I( h2 \  y8 E. A

分析方法        功能介绍        一句话说明        数据类型
频数        百分比        男女比例分别多少        定类
交叉(卡方)        差异关系        不同性别【 X 】人群是否抽烟【 Y 】的差异情况        X(定类)Y(定类)
! M8 t. O  O( ~描述        平均值        平均身高，量表数据平均得分等        定量
% A5 H; d: y9 K& x0 `7 E$ U# o相关        相关关系        身高【 X 】和体重【 Y 】有没有关系        X(定量)【 可选 】Y(定量)【 可选 】
回归        影响关系        身高【 X 】影响体重【 Y 】吗？        Y(定量)X(定量/定类)
分类汇总        差异关系        不同城市的销售额情况        X(定类)【 可选 】Y(定量/定类)
聚类        人群分类        300个人分成几类？        定量
, H8 V7 Q' r8 q1 U因子        浓缩权重        30句话概述成5个关键词(因子)5个关键词(因子)分别代表30句话的信息比重?        定量
; F$ k6 t7 {0 g5 ~# |9 U主成分        浓缩权重        30句话概述成5个关键词(成分)5个关键词(主成分)分别代表30句话的信息比重?        定量
信度        可靠性        数据真实吗？        定量
' c, U* ~6 z: ]9 F效度        有效性        数据有效吗？        定量
项目分析        区分度        设计的量表题目是否有区分度？        定量（量表题）
" E' ~$ k/ b7 j. a; M. L熵值法        权重        研究项的权重比例如何？        定量
5 s! f3 n% R; }  ~5 K配对t 检验        差异关系        注射新药和没有注射的两组老鼠，血压一样吗？        配对1(定量)配对1(定量)
$ B, @$ g% w& Z) W8 ^4 H, U逐步回归        影响关系        帮我自动找出影响身高 Y的因素 X        Y(定量)X(定量/定类)
8 @6 N9 O* t' J( c分层回归        影响关系        身高【 X,分层1】对于体重【 Y】的影响，再加入饮食习惯【 X，分层2】，看看饮食习惯对体重的影响有多严重        Y(定量)分层1(定量/定类)分层2(定量/定类)分层3(定量/定类)分层4(定量/定类)
: z+ I8 U3 H# K' S) \正态性检验        正态检验        数据正态吗？        定量
* d% [1 x/ {# v: d5 [, P非参数检验        差异关系        身高数据不正态时，我想研究收入【 X 】与身高【 Y 】的差异关系 、Y(定类)X(定量)       
: _; H; s! |/ Z双因素方差        差异关系        性别【 X 】和地区【 X 】对于身高【 Y 】的差异        Y(定量)X(定类，2个)
二元Logit        影响关系        哪些因素【 X 】影响人们是否购买电影票【 Y 】        Y(定类，2项)X(定量/定类)
多分类Logit        影响关系        哪些因素【 X 】影响人们购买不同类型电影票【 Y 】        Y(定类，2+项)X(定量/定类)
散点图        数据关系        身高【 X 】和体重【 Y 】的关系情况，并且区分性别【颜色区分】        Y(定量)X(定量)颜色区分(定类)
直方图        正态性        身高数据是否正态分布        X(定量)
: o- D9 M( T4 u0 ^( O9 h4 L6 V; j& g箱线图        数据分布        身高数据的分布情况        X(定量)
$ e% J3 m# K% D4 b: ?: a词云图        数据展示        热点城市房价指数展示        X(定量)加权项(可选)
3.2 EXCEL、SPSS、Lingo软件
2 P7 p( y$ N! b4 XEXCEL：数学建模清风第三次直播：excel在数学建模中的应用
" D# \7 S* R- ESPSS：知乎：你学spss的时候是怎么入门的？
Lingo：lingo的大部分功能可以被matlab和spss取代，只有少数是不能被取代的(比如求非线性回归问题、一致性分析)，而上手和普适性的话spss和matlab更适合
: j" k: z  I1 H3.3 数据分类与查找
需要一个会数据分析的，因为本科数学建模比赛基本都有大数据题，或者一致性分析和非线性规划会用到。数据题多分为两种：
2 Q# b; k% `: n! C. B; s/ u<1>一种是题目给数据（接近一万行的excel），需要处理数据缺失的问题（剔除或预测弥补）;
连续值数据预处理方法：数学建模 数据预处理
1 q: B& b1 N; `5 O! ~: g离散值数据处理方法：EM算法（Expectation-Maximization）
<2>一种是需要自己找数据,这就需要会找数据了


  P( [7 m& E/ O2 O% z推荐找数据网站：
/ f+ `) D2 k) l1、政府数据
3 e- I4 S0 |# Y/ i

国家统计局：http://www.stats.gov.cn//
国家统计局>>中国统计年鉴：http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/
7 o5 d, B( _5 y8 D. ?: T美国政府公开数据：https://www.data.gov/
5 a5 s4 S) k. ]# z2 n' n) ^新加坡公开数据：https://data.gov.sg/
2.财经数据
. w- E, A  v% k# x! ]. A; j

+ ^1 c' t% D8 N& m) Q$ J英为财情：https://cn.investing.com/
6 x7 U, U( n/ S! j6 B" J东方财富网：https://www.eastmoney.com/
3 P) `6 l/ \2 c; S3 E$ ?' o同花顺数据：http://data.10jqka.com.cn/
3.各类指数


( p" G# }3 S) `. y/ u( f百度指数：http://index.baidu.com/
阿里指数：https://index.1688.com/
6 s! ?( w  ]  F9 p9 |8 w360趋势：https://trends.so.com/
4.数据汇总网站
  R7 R. O$ i: u0 Y
  k/ P, |- H* H
* ^( p" A, h/ S大数据工具导航工具：http://hao.199it.com/
数据平台：http://www.hippter.com/data.html
/ ~: ^3 ^# d' _+ `(参考博客：数学建模之找数据网站)
5.美国大学生数学建模比赛数据
" [" A/ a) T0 _  v6 c/ Y# G/ q

( C; d6 D- G, k) |/ C. I美赛数据（各国统计数据网站大全）：https://zhuanlan.zhihu.com/p/100310816
8 Q  r+ J3 R, F美赛必用的数据来源网站-美国统计网站：https://max.book118.com/html/2019/0204/6232125043002005.shtm
4 k3 ~8 }+ A5 g( d3 B2 ?世界卫生组织数据集：https://www.who.int/data/gho
! |+ I# Z9 D% k. N' k' O美国农业部数据集：https://www.usda.gov/topics/data
3 Z' m5 j- M  f$ x- W. z+ Z& p美国政府官网：https://www.usa.gov/
4. 负责论文的赛前准备：
做到：会查文献，会用word（页眉、页脚、公式编辑器、绘图和表等操作）、VISIO（工程流程图软件）;想有挑战性的可以学习LaTeX(排版软件，比较美观，但是麻烦且耗时间)、Xmind（画思维导图）软件和一些photoshop、CAD画图软件，学会优秀论文的论文布局。比如：

+ c" r4 v/ V" U, p
9 ?' v, d3 U! T
. o- Y' K/ N% i: P% H
8 Y- B- `3 q. \4 R2 i4 h4.1. 查文献途径：
" \3 S1 Z) Q! d  g, }百度文库、知网、道巴，但是要收费，这里推荐免费进知网的方式：
<1>在校学生登陆学校图书馆，登陆账号，就可以查找文献了。
& G$ x1 ~- z  V8 M' c  Y可以在搜索框直接输入要查找的文献名：

2 ~$ E) E! \5 m& E, e8 {
或者点击上图中的“数据库快捷访问”进入与学校合作的论文检索平台（下图蓝色字体都可以点进去），以这种方式进入下载文献是不收费的：


0 v6 \2 d8 U- _: H3 g) T
; B3 O+ Y, a& a( w; }+ u
<2>这里推荐一个免费的网站：广西壮族自治区图书馆:http://www.gxlib.org.cn/


进入”数字资源导航“，实名注册，就可以使用了，感谢广西壮族自治区图书馆！

7 |  F3 \& A' b( ^( F
9 t2 F& S- h  ~: w' G& }% z6 Z' y4.2. 优秀论文下载
【数学建模】——1992~2019国赛优秀论文
美国大学生数学建模竞赛往年优秀论文.rar
: R, ^2 u- j( M3 T, D; A美赛各题常用算法程序与参考代码.rarr
" v8 D  o! {! q8 x4.3. 数学公式编辑器的使用
可以用word里面自带的公式编辑器，或者使用AxMath（可以看一下：AxMath介绍回答、AxMath&AxGlyph官网：http://www.amyxun.com/）、Mathpix（Mathpix官网https://mathpix.com/）
Word+AxMath+AxGlyph排版注意事项https://zhuanlan.zhihu.com/p/100310816
& |: L' e' @+ H) }
1 v( v& w* r$ b- F4 [
4.4 VISIO绘制流程图
- y7 p8 h) @6 s看一下这个：VISIO绘制流程图教程

7 e7 t9 D1 r! m2 |
  W  h$ ^, a' J8 P+ G) N4.5 论文排版
' s6 E9 H6 ~2 ]5 W: f如何用Word绘制三线表： https://jingyan.baidu.com/article/e75aca85351bb6142edac622.html
LaTeX基本表格绘制https://blog.csdn.net/JueChenYi/article/details/77116011
2 o# d; W: _+ a$ \$ K. d& ]3 q二 稳拿奖的论文几个关键点
1. 有必要讲一下评委的评分套路！
" S/ P8 ?" Z# j3 x5 w一审：摘要，论文浏览，并且评级，比如评为二等奖。看用什么方法（如果你不做模型对比，评估，并不知道你的方法好坏），大致过程，所以其实是看结果，过程或结果图。
4 K1 M& t1 W, l二审：针对摘要看论文主体，看看模型具体做法，如果不如一审期望值，评为三等奖；如果完全符合预期，可能升为一等奖。
! E2 n( C6 R! E* u% k# g可见，一审的重要性！如果一审为一等奖，怎么也不会降为三等，所以摘要有多重要，就不用说了吧，给大家看一个优秀论文摘要：
2 S+ o0 z, W8 s
& p# {+ p* V8 L
& {% Q2 t5 \  C6 s/ C8 ^一定要简明扼要,三个部分：怎么分析问题、用什么方法、得到什么结果

! r6 G4 y% g' d! U( G2 X: F$ k
2.优秀论文特点：
: I+ ~1 W. N4 ~0 |! F# X（1）必须要有结果：不管模型多复杂，想法多独特，没结果都白搭！总之，要有结果，做不出来怎么办：简化模型！（剔除非关键的影响因素）直到可以出结果，出不了结果又觉得很好的模型放在”模型优化“里面。
" a6 Y  R7 U0 I# ~8 d

（2）图尽量多且高大上：图是能让评委很快理解你的论文，例如：建模图、输出结果图、行走路径路；


# N9 N' C: d- R+ y: h
# }! H  Z/ B6 v; J) u  V
* w- R/ w) o" G. l5 D: h8 y
) T4 }5 H& Z0 n3 a3 A9 q
（3）模型对比：证明自己模型的先进性，告诉别人你的模型是最棒的！可以是本题的不同方法对比，也可以与其他论文模型的准确率对比，比如后者案例：

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