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基于统计分析的葡萄酒评价模型
摘 要
本文针对葡萄酒评价问题, 指出了两组评酒员评价结果差异, 给出了更可信的小组,根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量确定了酿酒葡萄的分级, 然后建立了酿酒葡萄与葡萄酒理化指标之间的回归方程组, 得出了酿酒葡萄和葡萄酒理化指标对葡萄酒质量影响的方程, 最后论证了葡萄酒质量不能完全用这两种理化指标评价.
问题一:首先对两组评酒员打分数据进行预处理,采用了两个独立样本的非参数统计方法进行Mann-Whitney U 检验,证明了两组评酒员评价结果存在显著差异,并通过比较两组打分样本的方差,异常值点等离散型度量,认为第二组的评价结果更加合理.
问题二:首先选取能代表所有葡萄理化指标的变量,利用聚类分析法验证了所选变量具有代表性,然后通过主成分分析得出每种葡萄的理化指标综合得分,依据综合得分将酿酒红葡萄分为3类、白葡萄分为5类,并根据每一类中葡萄所酿造的酒的质量确定该类葡萄的等级.
问题三:应用SPSS 软件,利用回归分析方法建立了酿酒葡萄和葡萄酒理化指标之间的回归方程组.
问题四:首先利用Matlab 软件对酿酒葡萄和葡萄酒理化指标运用功效系数法进行无量纲量的转换,综合考虑这两方面因素,得到一个关于量化指标的综合指数,最后将葡萄酒质量作为因变量,量化综合指数作为自变量,利用回归分析方法建立两者的联系,得到回归方程为121317105.001.010*302.9171.10N N N M +-+=-,证明了葡萄酒质量不能完全用这两种理化指标评价.
关键词: Mann-Whitney U 检验 聚类分析 主成分分析 回归分析 功效系数法
一问题重述
对于葡萄酒质量的确定没有统一的标准,一般会聘请一批有资质的评酒员,通过品评打分来确定葡萄酒质量.
每个评酒员对葡萄酒进行品尝后先对对应分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量.另外酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量也有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标也可以在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量.附件1-3给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果、该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据.
根据附件中所提供的信息,运用数学建模的方法,首先分析两组评酒员的评价结果有无显著性差异,分析出哪一组结果更可信;其次根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级,进一步分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系;进而分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量.最后评价所建模型的优缺点,为了更好地确定葡萄酒质量,收集一些其它的信息,在这些信息的基础上对所建立的模型进行改进.
二问题分析
葡萄酒的品鉴是一门复杂而精密的科学,针对葡萄酒评价问题一般情况一评酒员的评价为准.如何对葡萄及葡萄酒的各项指标进行合理分析,合理论证能否依据这些理化指标对葡萄酒质量进行评估备受大家关心.评价标准的的选择对葡萄酒质量的确定至关重要.可以查找权威数据确定评价标准,依据品酒师对27个葡萄样品的综合打分给出葡萄酒质量综合排名.进而用数学建模的方法分析各种指标之间或与葡萄质量之间的联系,分析后者是否可以用前者来评价.
在建立模型之前,首先要将附表1中评酒员打分求和,从而确定葡萄酒的质量,对1、2组中元素进行分析,得到他们之间有无显著性差异,以此来判断哪一组结果更可信;分析酿酒葡萄理化指标中各因素数据,并结合前面得到的可信组评酒员对葡萄酒质量的打分,得到葡萄的等级分类;在第三问中根据酿酒葡萄和葡萄酒理化指标,得到数据中各因素的相关关系,以此判断数据间的联系;把量纲不同的两组数据转换成可以结合的同量纲量,同样参照第三问中的分析方法,判断酿酒葡萄和葡萄酒理化指标对葡萄酒质量的影响是什么样的.
三符号说明
A:第i组品酒员品尝评分表;
i
B:第i组评酒员i=1,2;
i
F:第j组评酒员的可信度;
j
X:12个代表因素i=1,2,3;
i
Y:确定的三个主成分;
i
Z:葡萄预测品质;
G:回归方程;
ij
ij a :i B 的第j 个指标的值;
i x :各项评价指标; i =1,2…n i f :i x 的各项系数; i =1,2…n i y :单项指标得分; i =1,2…n
n :i x 总个数;
1M :红葡萄酒的质量; 1N :理化指标的综合.
四 模型假设
1．两组评酒员打分彼此相互独立,客观公正;
2. 葡萄的品质仅受到《关于葡萄品质的评价指标》[]1中因素影响;
3. 附表中收集的数据真实可信,忽略抽样误差.
五 模型的建立与求解
5.1 问题一模型建立与求解
5.1.1 评酒员评价结果差异性分析 5.1.1.1 背景分析
分析两组评酒员的评价结果是否有显著性差异,可以采用相关性分析,t 检验,非参检验分析等(见[]2)．我们分红白葡萄酒,选择恰当的假设检验方法分析两组打分数据,从而断定两组人员是否有显著性差异. 5.1.1.2 模型的建立
首先对红葡萄酒评价结果进行分析,对数据预处理,通过SPSS []3中PP 图检验,认为两组数据不服从正态分布,所以不能用ｔ检验,相关分析进行处理,另外样本分布未知,所以我们使用SPSS 进行非参检验分析（见[]3）得到表一.用同样的方法对白葡萄酒的评价结果进行分析,结果(见表二).
表一 表二
1. 分析表一数据
因为05.0015.0<=p ,则两组评酒员对红葡萄酒的评价在05.0的显著性水平 下存在显著差异. 2. 分析表二数据
因为05.0031.0<=p ,则两组评酒员对白葡萄酒的评价在05.0的显著性水平下存在显著差异.
由以上分析可以得出无论是对红葡萄酒还是白葡萄酒的评价,两组评酒员的评价结果在0.05的显著性水平下都存在显著差异. 5.1.2 评酒员评价结果可信度分析
对可信度分析前需要给出一个量化的可信度衡量标准.根据经验可知大家的共识度越高打分的可信度越大,而数据的波动性可以反映打分共识度.衡量波动性的指标有四类:异常值点、方差、四分位距、极差.所以可采用分层处理.分为两层,第一层为可信度,第二层为波动性的四个指标.两层之间可以建立一个多元函数j F .由于只能知道两层之间联系的部分信息我们采取模糊处理的方法确定j F .这样便建立了关于波动性大小的模糊模型,通过对某组打分的波动性来分析两组打分的可信度.
首先分析红葡萄酒评酒员评价结果可信度,用SPSS 对两组数据做进一步处理得到四个指标的定量分析,后三个指标结果见附录表三,极值点的个数见箱线图（附录图一） 从表三及图一中挑选有用信息得到表四
图二
然后对可信度层次分析（见图二），记可信度关于四个指标的函数为
j F =()4321,,,i i i i a a a a F .采用模糊处理的方式,由于指标值越小可信度越大我们用以下方
式构造函数i F :ji B =?????<>--j i ij
j
i ij a a a a )3()3(01,i F =∑=41j ji B ,这样i F 越小可信度越高.将表六数据带入
计算得1F =4,2F =0.21F F <.所以我们得出结论对于红葡萄酒,第二组专家评价结果的可信度更高.
对白葡萄酒评酒员评价结果可信度分析,采用与红葡萄酒相同的方法处理,可以得到对于白葡萄酒,第二组专家的评价结果可信度更高. 5.2 问题二的求解 5.2.1 红葡萄分级
5.2.1.1 主成分分析模型 1.背景分析
附表二中给出的几十项指标详细地反映了酿酒葡萄的理化指标,但若要考虑全部指标对不同葡萄样品进行评价、比较、排序,则会因指标太多,主次不明而显得过于复杂,也很难做到客观公正.
首先根据《关于葡萄品质的评价指标》，选出对葡萄酒质量影响显著的十二个变量:氨基酸总量、蛋白质、VC 、花色苷、总酚、单宁、总糖、可溶性物质、可滴定酸、PH 值、出汁率、果皮颜色.然后分别对红葡萄酒和白葡萄酒进行聚类分析[]5,得到图三和图四．
图三
通过图三分析:将指标变量分为五类时,总糖,可溶性物质可以代表第一类,VC,花色苷,总酚,单宁,可滴定酸,PH 值,出汁率,果皮颜色可以代表第二类,蛋白质代表第四类,氨基酸总量代表第五类.由于第三类只含褐变度一个变量,所以这十二个变量可以代表红葡萄的所有理化指标.
综上所述,我们所选取的十二的指标变量具有代表性,可以代表所有的理化指标变量,并且可以根据这十二个指标对葡萄进行分类.
因为每个变量都在不同程度上反映了所研究问题的某些信息,为了全面、系统的分析问题,本文采用主成分分析的方法，对所选出的酿酒葡萄的12个理化指标,构建主成分元素与它们间的线性关系,根据主成分元素与其方差贡献率构建出对于葡萄品质的预测评价模型Z ,Z 是主成分的线性组合.利用该数据对多种葡萄进行综合评价,比较综合主成分值的大小,得出依据酿酒葡萄理化指标的葡萄优劣排名. 2.主成分分析模型的建立 （1）相关系数矩阵的建立
根据红葡萄理化指标知有27个样品,每个样品的12个代表因素1X ,2X ,…,12X ,原始数据矩阵为
X =()1221,,,X X X ＝????????????12,272,271
,2712,2222112,11211
X X X X X X X X X . 由于12个因素,数据量较大,所以考虑问题比较麻烦,因此考虑其线性变化
SPSS 分析得出其相关系数矩阵（见附录表五） (２) 求解特征值和特征向量
求解相关系数绝矩阵的特征值和特征向量,以3个主成分1Y ,2Y ,3Y 预测方差贡献率（见附录表六）构建出葡萄品质的预测评价模型Z ,Z 是主成分1Y ,2Y ,3Y 的线性组合,即:
32113171.023392.035991.0Y Y Y Z ++=.
(３) 得出红葡萄的综合排名
利用主成分分析模型,对27种酿酒葡萄进行综合评价,得到红葡萄的最终综合排名（见表七）
从表中可以看出,各品种的综合评分互不相同.排名靠前的加工适应性较好,排名靠后的适应性较差（见表八1）.
???
???????????+++=+++=+++=1212,2722,2711,27271212,222212121212,12121111X a X a X a Y X a X a X a Y X a X a X a Y
5.2.1.2 结合葡萄酒质量对葡萄分级
依据葡萄酒的质量对红葡萄排名,在5.1分析中得知第二组打分员较可信,所以依据该组打分对红葡萄酒质量进行排名(见表八2)
通过比较分析第二组打分员对红葡萄酒质量的打分（见表八1）和红葡萄理化综合得分（见表八2）,得出将红葡萄划分成三个等级较合理这一结论.理化综合得分在311以上的3,21,20,23,9,19,22,2号质量排名大部分集中在前10名,理化综6766
.
合得分在4777
309的6,18,11,7,15,4,12,5,8,17,1的排名大部分集中
.
.
238到3762
在20名以后,理化得分在4159
.
234以下的16,13,24,25,10,14,27,26的质量排名大部分集中在11到20名.
通过综合得分将红葡萄样品进行分类,并根据酿出的葡萄酒质量确定级别,即A级:理化综合得分大于6766
.
234,C级:理化综合得分为311,B级:理化综合得分小于4159
.
309（其中A级质量最好,C级质量最低）.
.
.
4777
238到3762
5.2.2 白葡萄分级
将5.2.1中红葡萄的数据换为白葡萄与之相对应的数据,重复对红葡萄分级过程,得出第二组打分员对白葡萄酒质量的打分和白葡萄理化综合得分（见表九）.
采用与红葡萄酒相同的比较分析原则,对表九中白葡萄进行分类,可将白葡萄分为五级,A级:理化综合得分03101
.
377
<,C
331理化综合得分7313
.
.
>,B级:<
65
8372
级:<
<,E级:<
319
1989
378理化
.
.
431理化得分02
<,D级:理化综合得分533
6113
.
463
.
综合得分4784
<（其中A级质量最好）.
.
414
5.3 问题三的模型建立与求解
5.3.1 背景分析
酿酒葡萄是葡萄酒的原料,葡萄酒的理化指标主要由酿酒葡萄的理化指标决定,为了研究两者之间的联系,我们将葡萄酒的理化指标变量作为因变量,酿酒葡萄的理化指标变量作为自变量,通过SPSS软件建立表示两者关系回归方程组模型[]6.
5.3.2 模型建立
1. 选择酿酒葡萄的理化指标变量
在第二问选择了十二个酿酒葡萄的理化理化指标的基础上,根据专业知识,又添加了与葡萄酒理化指标紧密相关的DPPH,葡萄总黄酮,白藜芦醇,葡萄黄酮醇四个变量作为酿酒葡萄的理化指标代表变量.
2. 回归方程组的建立
2.1 通过SPSS软件回归分析模块逐个建立回归方程
表十
表十一
表十二
表十三
对上述表格分析,红葡萄酒中总酚与酿酒葡萄理化指标构建的回归方程为
141613008.0209.0684.1t t G ++=,回归方程2R 806.0=,拟合效果很好,显著性水平0=p ,
说明回归方程显著. 2.2 非线性回归拟合
当线性回归方程不显著且拟合优度较差时,我们选择2R 最大即拟合优度最好的非线性回归方程.以白酒中理化指标单宁为例SPSS 分析结果见附录表十四,十五,十六
数据表明用线性拟合只有白葡萄单宁进入方程,2R 329.0=说明回归方程的拟合优度很差,所以我们选择对白葡萄酒单宁用包葡萄单宁进行非线性拟合.
通过对上述表格分析,三次拟合2R 最大,拟合优度最好,所以选择三次拟合,回归方
程为272
27327
22026.249.038.0914.0t t t G +-+-=. 按照上述方法,可以得到酿酒葡萄的全部理化指标与葡萄酒的理化指标的回归方程组:
215
214272326282626
22632624211
282327
2
273272219
141716
1612181516
14141613141116121141411043.032.0905.36048.001.008.0105.0811.1187.0007.04543.016.0173.0504.22026.2490.038.0914.0293.0091.0833.4817.0024.028.0477.0319.15398.0951.0008.0253.0684.111.0001.0209.0489.1762.6656.2404.348t t G t t t G t t t G t t G t t t G t t G t G t t G t G t t G t t t G t t G +-=+++-=+-+-=++-=+-+-=-+=+-=-+=+-=++=+++=-+=
5.3.3 回归模型的优缺点
上述回归方程组中的每个回归方程均显著,并且2R 较大,拟合优度好,能够比较准确的定量表示酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的关系.但是由于变量的数量级存在较大差异,导致某些回归系数较小,今后在回归拟合时应当先进行数据预处理,消除量纲的影响.利用已知的模型对白葡萄酒的白藜芦醇的拟合效果均不好,导致没有构造出合适的回归方程,无法准确的描述该理化指标与酿酒葡萄理化指标之间的关系,应该进一步探索新的回归模型.
5.4 问题四的模型建立与求解
5.4.1 理化指标对葡萄酒质量的影响 5.4.1.1 背景分析
由于酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标之间的数量级有差异,因此我们需要先运用功效系数法把数据转化成无量纲量.而功效系数法是根据多目标规划原理,在进行综合统计评价时,先运用功效系数对各指标进行无量纲同度量转换,以此确定个指标分数,在经过加权平均进行综合,从而评价别研究对象的综合状况.不同指标因素得以综合,得出更具有说服力的综合数据.得到了同度量酿酒葡萄和葡萄酒的理化指数和葡萄酒的质量指数,通过SPSS 分析两组数据之间的关系得出理化指标与质量之间的关系. 5.4.1.2 功效系数法求解
1. 确定反映总体特征的各项评价指标i x ()n i ,,2,1 =;
2. 确定各项评价指标允许的范围,即满意值h i x 和不允许值s i x .满意只是在目标 允许条件下能够达到的最优值;不允许值是该指标不应该出现的最低值.允许变动范围的参照系数就是满意值与不允许值之差;
3. 计算各项评价指标的功效系数i f 对指标进行无量纲化处理.计算公
式:()
()
s i h i
s i i
i
x x
x x f --=
;
4. 计算单项指标得分i y .计算公式:i i x f y i =;
5.
5.4.1.3 数据比较、结论分析
用SPSS 分析对两组数据进行分析比较（见图四）.
图四
通过图表分析,当质量为因变量,理化指标为自变量时,利用三次函数拟合效果最好,得到关系方程为121317105.001.010*302.9171.10N N N M +-+=-,回归方程的拟合优度
2R 428.0=,说明方程的拟合效果比较差,但是方程的显著性水平01.0004.0<=p ,认为该回归方程显著,说明两组数据间存在三次函数关系.根据图四,当理化指标200<时,葡萄酒的质量与理化指标存在正相关关系.
综上,红葡萄和红葡萄酒的理化指标与红葡萄酒的质量存在三次函数关系,并且当理化指标200<时存在明显的正相关关系.但是由于回归方程的拟合度很差,所以用红葡萄和红葡萄酒的理化指标来衡量葡萄酒的质量是会存在误差的.通过进一步分析得到这些误差可能来自酿酒过程中,如工艺,技术,方法等.
用相同的方法对白葡萄和白葡萄理化指标与白葡萄酒的质量进行分析,通过图5显示,没有任何一种趋势可以拟合两者之间的关系,所以认为白葡萄和白葡萄的理化指标对白葡萄酒质量几乎没有影响.所以不能用白葡萄和白葡萄酒的理化指标来评价酒的质量.
图五
因此我们只能说明酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒的质量有一定的影响,但是葡萄酒的质量并不完全由上述两个因素决定的.只用葡萄和葡萄酒的理化指标评价葡萄酒的质量是不合理的.
5.4.2 影响葡萄酒质量的因素分析
酿造一瓶好的葡萄酒需要走过相当漫长的过程,每一个环节都不能疏忽大意.葡萄酒质量先天在于酿酒葡萄的质量后天在于工艺,葡萄酒生产集合了天时地利人和的因素,可以讲葡萄酒是一种艺术品,葡萄酒的品质与葡萄品种、栽培技术、土壤状况、葡萄成熟度、酿酒工艺、贮存消费方式有关.
就如《优良品种优良品种葡萄酒的香气成分研究》[]7中所述葡萄酒的香气是葡萄酒
质量的总体组成部分.香气本身就是葡萄酒感官品质的一个综合反映,先“香”夺人,先入为主,而且影响着后继的其他感官属性的感受.而我们在本题中只考虑了葡萄的理化指标和葡萄酒的理化指标,对附表三中给出的芳香物质成分数据可以对前面的模型略加修改用来分析芳香物质与葡萄酒香气的联系,以及芳香物质成分构成对葡萄酒质量的影响.此处我们只是提供一个思路,具体的分析过程由于时间原因没有给出.这就造成了数据之间的拟合度并不高.
同时,酿造工艺、贮存方式等也会对葡萄酒的质量造成一定程度的影响,所以酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标并不是影响葡萄酒质量的全部因素.
参考文献
[]1李记明,关于葡萄品质的评价指标,中外葡萄与葡萄酒,1999()1:54～57．
[]2袁卫,刘超,统计学——思想,方法与应用,北京:中国人民大学出版社,2011年. []3卢纹岱,SPSS统计分析,北京:电子工业出版社,2003年.
[]4孙山泽,非参数统计讲义,北京:北京大学出版社,2012年.
[]5王学民,多元统计分析,上海:上海财经大学出版社,2009年.
[]6何晓群,刘文卿,应用回归分析,北京:中国人民大学出版社,2010年.
[]7李记明,贺普超,刘玲,优良品种葡萄酒的香气成分研究,西北农业大学学报,1998()
12：1～2,56～64．
附录
数学建模及全国历年竞赛题目 (2010-09-28 21:58:01) 标签： 分类：专业教学 数学建模 应用数学模型 教育 一、数学建模的涵 （一）数学建模的概念 数学建模是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。使用数学语言描述的事物就称为数学模型，这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。（二）应用数学模型 应用数学去解决各类实际问题，把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构。通过调查、收集数据资料，观察和研究实际对象的固有特征和在规律，抓住问题的主要矛盾，建立起反映实际问题的数量关系，然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。需要诸如数理统计、最优化、图论、微分方程、计算方法、神经网络、层次分析法、模糊数学，数学软件包如 Mathematica,Matlab,Lingo,Spss,Mapple的使用，甚至排版软件等知识的基础。
（三）数学建模的特点 数学建模具有难度大、涉及面广、形式灵活，对教师和学生要求高等特点；数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程。（四）数学建模的指导思想 数学建模的指导思想就是：以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。 （五）数学建模的意义 数学建模是联系数学与实际问题的桥梁，是数学在各个领械广泛应用的媒介，是数学科学技术转化的主要途径。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分析和解决问题的全过程，提高他们分析问题和解决问题的能力；提高他们学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力，使他们在以后的工作中能经常性地想到用数学去解决问题，提高他们尽量利用计算机软件及当代高新科技成果的意识，能将数学、计算机有机地结合起来去解决实际问题。 1.培养创新意识和创造能力； 2.训练快速获取信息和资料的能力； 3.锻炼快速了解和掌握新知识的技能； 4.培养团队合作意识和团队合作精神； 5.增强写作技能和排版技术；
2017年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 （请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） B题“拍照赚钱”的任务定价 “拍照赚钱”是移动互联网下的一种自助式服务模式。用户下载APP，注册成为APP的会员，然后从APP上领取需要拍照的任务（比如上超市去检查某种商品的上架情况），赚取APP对任务所标定的酬金。这种基于移动互联网的自助式劳务众包平台，为企业提供各种商业检查和信息搜集，相比传统的市场调查方式可以大大节省调查成本，而且有效地保证了调查数据真实性，缩短了调查的周期。因此APP成为该平台运行的核心，而APP中的任务定价又是其核心要素。如果定价不合理，有的任务就会无人问津，而导致商品检查的失败。 附件一是一个已结束项目的任务数据，包含了每个任务的位置、定价和完成情况（“1”表示完成，“0”表示未完成）；附件二是会员信息数据，包含了会员的位置、信誉值、参考其信誉给出的任务开始预订时间和预订限额，原则上会员信誉越高，越优先开始挑选任务，其配额也就越大（任务分配时实际上是根据预订限额所占比例进行配发）；附件三是一个新的检查项目任务数据，只有任务的位置信息。请完成下面的问题： 1.研究附件一中项目的任务定价规律，分析任务未完成的原因。 2.为附件一中的项目设计新的任务定价方案，并和原方案进行比较。 3.实际情况下，多个任务可能因为位置比较集中，导致用户会争相选择，一种 考虑是将这些任务联合在一起打包发布。在这种考虑下，如何修改前面的定价模型，对最终的任务完成情况又有什么影响？ 4.对附件三中的新项目给出你的任务定价方案，并评价该方案的实施效果。 附件一：已结束项目任务数据 附件二：会员信息数据 附件三：新项目任务数据
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员(打印并签名)：1. 2. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： 创意平板折叠桌 摘要 折叠与伸展也已成为家具设计行业普遍应用的一个基本设计理念，占用空间面积小而且家具的功能又更加多样化自然会受到人们的欢迎，着看创意桌子把一整块板分成若干木条，组合在一起，也可以变成很有创意的桌子，就像是变魔术一样，真的是创意无法想象。这样的一个有创意的家具给我们的生活带来了无限的乐趣， 问题一： 问题二：运用几何模型，对折叠桌平铺和完全展开后两个状态进行分析，得到各个变量之间的几何关系，因为折叠桌的设计要考虑产品的稳固性、加工方便、用材最少等方面的因素，但产品稳固性的权重选大于其它方面，所以优先满足产品的稳固性最好的情况，在已知折叠桌高度和圆形桌面直径的条件下，经过实际分析得到，当折叠桌完全展开后，四个最外侧着地的桌腿构成的正方形与桌面圆形外切时，稳固性最大，由此可以通过几何关系求得最外侧桌腿的长度l，进而得到平板的最有尺寸的长度x，再通过考虑对折叠桌进行受力分析，得到钢筋的位置，距离桌脚的距离M， L，问题二通过Matlab和C语言进行编程，得到每根桌腿到中心的距离r和每根桌腿的开槽长度 得以解决，结果见表1。 问题三： 关键字：几何模型 一、问题重述 某公司生产一种可折叠的桌子，桌面呈圆形，桌腿随着铰链的活动可以平摊成一张平板（如图1-2所示）。桌腿由若干根木条组成，分成两组，每组各用一根钢筋将木条连接，钢筋两端分别固定在桌腿各组最外侧的两根木条上，并且沿木条有空槽以保证滑动的自由度（见图3）。桌子外形由直纹曲面构成，造型美观。附件视频展示了折叠桌的动态变化过程。 试建立数学模型讨论下列问题： 1.给定长方形平板尺寸为120cm×50cm×3cm，每根木条宽 2.5cm，连接桌腿木条的钢筋固定在桌腿最外侧木条的中心位置，折叠后桌子的高度为53cm。试建立模型描述此折叠桌的动态变化过程，在此基础上给出此折叠桌的设计加工参数（例如，桌腿木条开槽的长度等）和桌脚边缘线（图4中红色曲线）的数学描述。
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员(打印并签名)：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：指导教师组 日期：年月日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
论文标题 摘要 摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述，其作用是使读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。 一般说来，摘要应包含以下五个方面的内容： ①研究的主要问题； ②建立的什么模型； ③用的什么求解方法； ④主要结果（简单、主要的）； ⑤自我评价和推广。 摘要中不要有关键字和数学表达式。 数学建模竞赛章程规定，对竞赛论文的评价应以： ①假设的合理性 ②建模的创造性 ③结果的正确性 ④文字表述的清晰性 为主要标准。 所以论文中应努力反映出这些特点。 注意：整个版式要完全按照《全国大学生数学建模竞赛论文格式规范》的要求书写，否则无法送全国评奖。
承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：湖州师范学院 参赛队员(打印并签名) ：1. 陈艺 2. 王一江 3. 叶帆帆 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：李立平 日期： 2010 年 9 月 13 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： 储油罐的变位识别与罐容表标定 摘要 储油罐的变位识别与灌装表标定关系到各个加油站的资源利用率和生产效益，同时与人民社会生活也密切相关。因此，本题的建模具有很好的理论意义和应用价值。 针对赛题A的要求，本论文主要做了以下工作： 对于问题一：首先采用积分思想，分别推导出罐体无变位及纵向倾斜?1.4两种情况下罐内的油位高度和储油量；其次对以上两种情况下罐内实际进油量与理论进油量进行误差分析，并通过三次多项式拟合方法得到各自的误差表达式以及修正后罐内油位高度 和储油量的关系式；接着，采用插值方法推算出无变位及倾斜?1.4时罐体出油情况下储存油体积的初始值，进而对两种情况在出油时的误差进行了分析；最后根据校正后的表达式，给出了罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值（见附件3）。 对于问题二：首先在问题一后半部分问题求解的基础上，推导出罐体纵向倾斜α角度后罐内油面高度与存储油体积之间的关系，再将已纵向倾斜α角得罐体横向转动β 角，并求出此时罐内油面高度与存储油体积之间的实际表达式；接着，对已获表达式中的积分进行符号求解，并利用本题数据附件2给出的数据及最小二乘法的思想用三重循 环搜索出α和β的最优近似值（见附件6），求出α=?1.2和β=?8.4；然后利用α和β的 值计算后可发现本题数据附件2显示的油量容积与实际油量容积要高出许多，并得出理论出油量与实际出油量很接近（两者误差在3升以内），从而该模型能很好地反映油量与油位高度之间的对应关系。接着给出了罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值（见附件7），最后通过本题数据附件2及问题一中的试验模型，验证了模型的正确性与方法的可靠性。 在回答了以上两个问题基础上，我们对模型的优缺点进行总结，并讨论该模型的推广及评价。
A题炉温曲线 在集成电路板等电子产品生产中，需要将安装有各种电子元件的印刷电路板放置在回焊炉中，通过加热，将电子元件自动焊接到电路板上。在这个生产过程中，让回焊炉的各部分保持工艺要求的温度，对产品质量至关重要。目前，这方面的许多工作是通过实验测试来进行控制和调整的。本题旨在通过机理模型来进行分析研究。 回焊炉内部设置若干个小温区，它们从功能上可分成4个大温区：预热区、恒温区、回流区、冷却区（如图1所示）。电路板两侧搭在传送带上匀速进入炉内进行加热焊接。 图1 回焊炉截面示意图 某回焊炉内有11个小温区及炉前区域和炉后区域（如图1），每个小温区长度为30.5 cm，相邻小温区之间有5 cm的间隙，炉前区域和炉后区域长度均为25 cm。 回焊炉启动后，炉内空气温度会在短时间内达到稳定，此后，回焊炉方可进行焊接工作。炉前区域、炉后区域以及小温区之间的间隙不做特殊的温度控制，其温度与相邻温区的温度有关，各温区边界附近的温度也可能受到相邻温区温度的影响。另外，生产车间的温度保持在25oC。 在设定各温区的温度和传送带的过炉速度后，可以通过温度传感器测试某些位置上焊接区域中心的温度，称之为炉温曲线（即焊接区域中心温度曲线）。附件是某次实验中炉温曲线的数据，各温区设定的温度分别为175oC（小温区1~5）、195oC（小温区6）、235oC（小温区7）、255oC（小温区8~9）及25oC（小温区10~11）；传送带的过炉速度为70 cm/min；焊接区域的厚度为0.15 mm。温度传感器在焊接区域中心的温度达到30oC时开始工作，电路板进入回焊炉开始计时。 实际生产时可以通过调节各温区的设定温度和传送带的过炉速度来控制产品质量。在上述实验设定温度的基础上，各小温区设定温度可以进行oC范围内的调整。调整时要求小温区1~5中的温度保持一致，小温区8~9中的温度保持一致，小温区10~11中的温度保持25oC。传送带的过炉速度调节范围为65~100 cm/min。 在回焊炉电路板焊接生产中，炉温曲线应满足一定的要求，称为制程界限（见表1）。 表1 制程界限 界限名称 最低值 最高值
A题：垃圾分类处理与清运方案设计 垃圾分类化收集与处理是有利于减少垃圾的产生，有益于环境保护，同时也有利于资源回收与再利用的城市绿色工程。在发达国家普遍实现了垃圾分类化，随着国民经济发展与城市化进程加快，我国大城市的垃圾分类化已经提到日程上来。2010年5月国家发改委、住房和城乡建设部、环境保护部、农业部联合印发了《关于组织开展城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作的通知》，并且在北京、上海、重庆和深圳都取得一定成果，但是许多问题仍然是垃圾分类化进程中需要深入研究的。 在深圳，垃圾分为四类：橱余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他不可回收垃圾，这种分类顾名思义不难理解。其中对于居民垃圾，基本的分类处理流程如下： 在垃圾分类收集与处理中，不同类的垃圾有不同的处理方式，简述如下：1）橱余垃圾可以使用脱水干燥处理装置，处理后的干物质运送饲料加工厂做原料。不同处理规模的设备成本和运行成本（分大型和小型）见附录1说明。
2）可回收垃圾将收集后分类再利用。 3）有害垃圾，运送到固废处理中心集中处理。 4）其他不可回收垃圾将运送到填埋场或焚烧场处理。 所有垃圾将从小区运送到附近的转运站，再运送到少数几个垃圾处理中心。显然，1）和2）两项中，经过处理，回收和利用，产生经济效益，而3）和4）只有消耗处理费用，不产生经济效益。 本项研究课题旨在为深圳市的垃圾分类化进程作出贡献。为此请你们运用数学建模方法对深圳市南山区的分类化垃圾的实现做一些研究，具体的研究目标是： 1）假定现有垃圾转运站规模与位置不变条件下，给出大、小型设备（橱余垃圾）的分布设计，同时在目前的运输装备条件下给出清运路线的具体方案。以期达到最佳经济效益和环保效果。 2）假设转运站允许重新设计，请为问题1）的目标重新设计。 仅仅为了查询方便，在题目附录2所指出的网页中，给出了深圳市南山区所有小区的相关资料，同时给出了现有垃圾处理的数据和转运站的位置。其他所需数据资料自行解决。 附录1 1）大型厨余垃圾处理设备（如南山餐厨垃圾综合利用项目，处理能力为200吨/日，投资额约为4500万元，运行成本为150元/吨。小型餐厨垃圾处理机，处理能力为200-300公斤/日，投资额约为28万元，运行成本为200元/吨。橱余垃圾处理后产物价格在1000-1500元/吨。 2）四类垃圾的平均比例 橱余垃圾：可回收垃圾：有害垃圾：其他不可回收垃圾比例约为4：2：1：3。可回收垃圾划分为纸类、塑料、玻璃、金属四大类，大概比例分别是：55%、35%、6%、4%。纸类、塑料、玻璃、金属四类的废品回收价格是每公斤：1元、2.5元、0.5元、2.5元。 3）南山区的垃圾清运设备情况（主要是车辆数目和载重）。
2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 A题储油罐的变位识别与罐容表标定 通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐，并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”，采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据，通过预先标定的罐容表（即罐内油位高度与储油量的对应关系）进行实时计算，以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。 许多储油罐在使用一段时间后，由于地基变形等原因，使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化（以下称为变位），从而导致罐容表发生改变。按照有关规定，需要定期对罐容表进行重新标定。图1是一种典型的储油罐尺寸及形状示意图，其主体为圆柱体，两端为球冠体。图2是其罐体纵向倾斜变位的示意图，图3是罐体横向偏转变位的截面示意图。 请你们用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。 （1）为了掌握罐体变位后对罐容表的影响，利用如图4的小椭圆型储油罐（两端平头的椭圆柱体），分别对罐体无变位和倾斜角为α=4.10的纵向变位两种情况做了实验，实验数据如附件1所示。请建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响，并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值。 （2）对于图1所示的实际储油罐，试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型，即罐内储油量与油位高度及变位参数（纵向倾斜角度α和横向偏转角度β）之间的一般关系。请利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据（附件2），根据你们所建立的数学模型确定变位参数，并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。 附件1：小椭圆储油罐的实验数据 附件2：实际储油罐的检测数据 地平线油位探针
2012年北京师范大学珠海分校数学建模竞赛 题目：对中国大学生数学建模竞赛历年成绩的分析与预测 摘要 本文研究的是对自数学建模竞赛开展以来各高校建模水平的评价比较和预测问题。我们将针对题目要求，建立适当的评价模型和预测模型，主要解决对中国大学生数学建模竞赛历年成绩的评价、排序和预测问题。 首先我们用层次分析法来评价广东赛区各校2008年至2011年及全国各大高校1994至2011年数学建模成绩，从而给出广东赛区各校及全国各大高校建模成绩的科学、合理的评价及排序；其次运用灰色预测模型解决广东赛区各院校2012年建模成绩的预测。 针对问题一，首先我们对比了2008到2011年参加建模比赛的学校，通过分析我们选择了四年都参加了比赛的学校进行合理的排序（具体分析过程见表13），同时对本科甲组和专科乙组我们分别进行排序比较。在具体解决问题的过程中，我们先分析得出影响评价结果的主要因素：获奖情况和获奖比例，其中获奖情况主要考虑国家一等奖、国家二等奖、省一等奖、省二等奖、省三等奖，我们采用层次分析法，并依据判断尺度构造出各个层次的判断矩阵，对它们逐个做出一致性检验，在一致性符合要求的情况下，通过公式与matlab求得各大学的权重，总结得分并进行排序（结果见表11）；在对广东赛区各高校2012建模成绩预测问题中，我们采用灰色预测模型，我们以华南农业大学为例，得到该校2012年建模比赛获奖情况为：省一等奖、省二等奖、省三等奖及成功参赛奖分别为5、9、8、8(其它各高校预测结果见表10）。 针对问题二，我们对全国各院校的自建模竞赛活动开展以来建模成绩排序采用与问题一相同的数学模型，在获奖情况考虑的是全国一等奖、全国二等奖。运用matlab求解，结果见表12。 针对问题三，我们通过对一、二问排序的解答及数据的分析，得出在对院校进评价和预测时还应考虑到各院的师资力量、学校受重视程度、学生情况、参赛经验等因素，考虑到这些因素，为以后评价高校建模水平提供更可靠的依据。 关键词：层次分析法权向量灰色预测模型模型检验 matlab
全国大学生数学建模竞赛论文格式规范 （全国大学生数学建模竞赛组委会，2018年修订稿） 为了保证竞赛的公平、公正性，便于竞赛活动的标准化管理，根据评阅工作的实际需要，竞赛要求参赛队分别提交纸质版和电子版论文，特制定本规范。 一、纸质版论文格式规范 第一条，论文用白色A4纸打印(单面、双面均可)；上下左右各留出至少2.5厘米的页边距；从左侧装订。 第二条，论文第一页为承诺书，第二页为编号专用页，具体内容见本规范第3、4页。 第三条，论文第三页为摘要专用页（含标题和关键词，但不需要翻译成英文），从此页开始编写页码；页码必须位于每页页脚中部，用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。摘要专用页必须单独一页，且篇幅不能超过一页。 第四条，从第四页开始是论文正文（不要目录，尽量控制在20页以内）；正文之后是论文附录（页数不限）。 第五条，论文附录至少应包括参赛论文的所有源程序代码，如实际使用的软件名称、命令和编写的全部可运行的源程序（含EXCEL、SPSS等软件的交互命令）；通常还应包括自主查阅使用的数据等资料。赛题中提供的数据不要放在附录。如果缺少必要的源程序或程序不能运行（或者运行结果与正文不符），可能会被取消评奖资格。论文附录必须打印装订在论文纸质版中。如果确实没有源程序，也应在论文附录中明确说明“本论文没有源程序”。 第六条，论文正文和附录不能有任何可能显示答题人身份和所在学校及赛区的信息。 第七条，引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上资料)必须按照科技论文写作的规范格式列出参考文献，并在正文引用处予以标注。 第八条，本规范中未作规定的，如排版格式（字号、字体、行距、颜色等）不做统一要求，可由赛区自行决定。在不违反本规范的前提下，各赛区可以对论文增加其他要求。 二、电子版论文格式规范 第九条，参赛队应按照《全国大学生数学建模竞赛报名和参赛须知》的要求命名和
数学建模知识竞赛题库 1.请问计算机中的二进制源于我国古代的哪部经典? D A.《墨经》 B.《诗经》 C.《周书》 D.《周易》 2.世界上面积最大的高原是？D A.青藏高原 B.帕米尔高原 C.黄土高原 D.巴西高原 3.我国海洋国土面积约有多少万平方公里? B A.200 B.300 C.280 D.340 4.世界上面值最高的邮票是匈牙利五百亿彭哥，它的图案是B A.猫 B.飞鸽 C.海鸥 D.鹰 5. 龙虾是我们的一种美食、你知道它体内的血是什么颜色的吗？B A.红色 B.蓝色 C.灰色 D.绿色 6.MATLAB使用三维向量[R G B]来表示一种颜色，则黑色为（D ） A. [1 0 1] B. [1 1 1] C. [0 0 1] D. [0 0 0] 7.秦始皇之后，有几个朝代对长城进行了修葺？ A A.7个 B.8个 C.9个 D.10个 8.中国历史上历时最长的朝代是？A A.周朝 B.汉朝 C.唐朝 D.宋朝 9我国第一个获得世界冠军的是谁？C A 吴传玉 B 郑凤荣 C 荣国团 D 陈镜开 10.我国最早在奥运会上获得金牌的是哪位运动员？B A.李宁 B.许海峰 C.高凤莲 D.吴佳怩
11.围棋共有多少个棋子？B A.360 B.361 C.362 D.365 12下列属于物理模型的是:A A水箱中的舰艇 B分子结构图 C火箭模型 D电路图 13名言：生命在于运动是谁说的？C A.车尔尼夫斯基 B.普希金 C.伏尔泰 D.契诃夫 14.饱食后不宜剧烈运动是因为B A.会得阑尾炎 B.有障消化 C.导致神经衰弱 D.呕吐 15、MATLAB软件中，把二维矩阵按一维方式寻址时的寻址访问是按（B）优先的。 A.行 B.列 C.对角线 D.左上角16红军长征中，哪次战役最突出反应毛泽东的军事思想和指挥才?A A.四渡赤水B.抢渡大渡河C.飞夺泸定桥D.直罗镇战役 17色盲患者最普遍的不易分辨的颜色是什么？A A.红绿 B.蓝绿 C.红蓝 D.绿蓝 18下列哪种症状是没有理由遗传的？ A.精神分裂症 B.近视 C.糖尿病 D.口吃 19下面哪个变量是正无穷大变量？（A ）
2 0 1 3 高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B 题碎纸片的拼接复原 破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复以及军事情报获取等领域都有着重要的应用。传统上，拼接复原工作需由人工完成，准确率较高，但效率很低。特别是当碎片数量巨大，人工拼接很难在短时间内完成任务。随着计算机技术的发展，人们试图开发碎纸片的自动拼接技术，以提高拼接复原效率。请讨论以下问题： 1. 对于给定的来自同一页印刷文字文件的碎纸机破碎纸片(仅纵切)，建立碎纸片拼接 复原模型和算法，并针对附件1、附件 2 给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预，请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果以图片形式及表格形式表达(见【结果表达格式说明】)。 2. 对于碎纸机既纵切又横切的情形，请设计碎纸片拼接复原模型和算法，并针对附件3、附件4 给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预，请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果表达要求同上。 3. 上述所给碎片数据均为单面打印文件，从现实情形出发，还可能有双面打印文件的碎纸片拼接复原问题需要解决。附件 5 给出的是一页英文印刷文字双面打印文件的碎片数据。请尝试设计相应的碎纸片拼接复原模型与算法，并就附件 5 的碎片数据给出拼接复原结果，结果表达要求同上。 【数据文件说明】 (1) 每一附件为同一页纸的碎片数据。 (2) 附件1、附件2为纵切碎片数据，每页纸被切为19 条碎片。 (3) 附件3、附件4为纵横切碎片数据，每页纸被切为11X19个碎片。 (4) 附件5为纵横切碎片数据，每页纸被切为11 X 19个碎片，每个碎片有正反两面。该附件中 每一碎片对应两个文件，共有2X 11X 19个文件，例如，第一个碎片的两面分别对应文件000a、000b。 【结果表达格式说明】 复原图片放入附录中，表格表达格式如下： (1) 附件1、附件2的结果：将碎片序号按复原后顺序填入1X 19的表格； (2) 附件3、附件4的结果：将碎片序号按复原后顺序填入11X 19的表格； (3) 附件5的结果：将碎片序号按复原后顺序填入两个11X 19的表格；
2016年全国也就数学建模竞赛C题 基于无线通信基站的室内三维定位问题 1背景介绍 随着无线通信网络和移动互联网的蓬勃发展，提供基于地理位置信息的服务（Location Based Service，简称LBS）已经成为最具市场前景和发展潜力的业务之一。从传统的GPS导航，到大众点评、微信等基于地理位置的消费信息服务和社交软件，实现其功能的基础就是要通过手机、导航仪等终端设备收发信号，来获得距离、角度等测量信息，并利用定位算法将这些测量信息转换成坐标信息。 基于无线移动通信网络的定位是以获取用户手持终端（包括手机或者平板等设备）的位置为目标。而达成这一目标的手段是通过测量无线电信号的强度、传播时间、到达角等物理指标，并将其转化成终端与基站之间的距离、角度等信息，最终利用定位算法将距离、角度等信息转化成终端的坐标信息。 虽然商用GPS已经随着智能手机的发展而得到了广泛的应用，但是，在诸如室内、地下、高楼林立的市区等诸多场景中，GPS定位性能较差。由于在覆盖广度和深度上，基于无线网络基站的定位系统相比GPS存在优势，因此，越来越得到运营商和新兴创业公司的重视。 此外，对于大数据感兴趣的IT公司，通过统计大规模匿名用户的连续地理位置信息，可以获得用户的移动轨迹，以及在相应轨迹上的APP流量使用情况，甚至在特殊位置搜索和关注的关键词等信息。因此，诸如Google、百度等搜索引擎公司也开始提供室内定位和室内地图导航的服务。这类服务，一方面可以弥补传统的GPS在室内定位性能较差，且不能分辨用户所在楼层等问题，另一方面，也为商场、博物馆等应用场景提供了为用户提供基于室内实时地理位置信息服务的可能。 目前从事室内定位和导航服务的方法，大多基于室内密集分布的WiFi设备与手机之间的通信方式。这类方法存在两个明显的劣势：首先，从技术上，WiFi设备的覆盖范围有限，并且WiFi 设备收发信号所在的频段容易受到干扰；其次，从业务模型上看，用户对于接入陌生WiFi设备的戒备心理，以及WiFi设备的投资如何回收等，都存在较大的商业模式上的不确定性。 与之相对的，使用基于运营商无线通信基站的方式对手机进行定位，则可以规避上述问题。商用基站的覆盖范围、信号质量均优于WiFi，而且，用户也期望自己的手持终端能够随时保持对基站设备的接入。同时，运营商推进定位服务的盈利模式清晰，在基础的数据服务之外，还可以通过为用户提供增值服务而促进运营商的业务发展。总之，基于无线通信基站的定位技术有着广阔的应用前景和巨大的商业价值。 手持终端设备如何基于基站的测量信息，计算或确定终端在三维空间中的位置坐标，也就是三维定位问题，被认为是现代商用通信网络中对于定位系统真正具有技术难度的挑战。而高精度三维定位也预期能为客户提供更大的价值，在智能仓储、智能工厂、固定资产追踪等对于三维坐标信息敏感的垂直行业，以及传统运营商感兴趣的商场、办公楼中基于位置信息的室内导航、人群流量分析，以及基于精确三维地理位置信息的业务推送等服务提供基础性技术。 从技术角度来看，现代商用通信网络对于三维定位的需求，是使用尽可能少的基站完成对终端设备的定位、算法收敛速度快、对于干扰和噪声具有鲁棒性等优点。 相比于GPS等商用卫星定位系统，基于通信基站的定位问题，具有如下特殊性： 首先，通信基站的目标区域是GPS等卫星定位系统无法实现定位的场景。在高楼林立的城区，建筑物内部、地下停车场等区域，GPS等系统是无法满足定位需求的。而这些应用场景基站、
苏北数学建模联赛 比赛时间：5月1日—5月4日 苏北数学建模联赛是由江苏省工业与应用数学学会、中国矿业大学、徐州市工业与应用数学学会联合主办，中国矿业大学理学院协办及数学建模协会筹办的面向苏北及全国其他地区的跨校、跨地区性数学建模竞赛，目的在于更好地促进数学建模事业的发展，扩大中国矿业大学在数学建模方面的影响力；同时，给全国广大数学建模爱好者提供锻炼的平台和更多的参赛机会，鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，开拓知识面，培养创造精神及合作意识。 联赛由中国矿业大学数学建模协会组织,苏北数学建模联赛组织委员会负责每年发动报名、拟定赛题、组织优秀答卷的复审和评奖、印制获奖证书、举办颁奖仪式等。竞赛分学校组织进行，每个学校的参赛地点自行安排,没有院校统一组织的参赛队可以向苏北数学建模联赛组委会报名参赛。每个参赛队由三名具有正式学籍的在校大学生（本科或专科）组成，参赛队从A、B、C 题中任选一题完成论文,本科组和专科组分开评阅。竞赛按照全国大学生数学建模竞赛的程序进行，报名时间为每年4月1日—4月29日(直接由学校统一报名)，竞赛时间为5月1日—5月4日，网址：https://www.doczj.com/doc/0913935077.html, , 苏北数学建模联赛组委会聘请专家组成评阅委员会，评选一等奖占报名人数的5％、二等奖15％、三等奖25％，
如果有突出的论文将评为竞赛特等奖，凡成功提交论文的参赛队均获成功参赛奖。对于获奖队伍将给予一定的奖品奖励并颁发获奖证书。 全国大学生数学建模大赛 比赛时间：9月的第三个星期五上午8时至下一个星期一上午8时“全国大学生数学建模大赛”全称为“高教社杯全国大学生数学建模竞赛” 全国大学生数学建模大赛竞赛每年举办一次，每年的竞赛时间为9月的第三个星期五上午8时至下一个星期一上午8时。 报名时间：从大赛的通知文稿发出后，就可以报名了，报名截止时间一般在开始比赛的前7-10天。 大学生以队为单位参赛，每队3人（须属于同一所学校），专业不限。竞赛分本科、专科两组进行，本科生参加本科组竞赛，专科生参加专科组竞赛（也可参加本科组竞赛），研究生不得参加。每队可设一名指导教师（或教师组）。 考核内容（竞赛内容）： 竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题，不要求参赛者预先掌握深入的专门知识，只需要学过高等学校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。
中国大学生数学建模竞赛(CUMCM)历年赛题一览! CUMCM历年赛题一览!! CUMCM从1992年到2007年的16年中共出了45个题目,供大家浏览 1992年Ａ)施肥效果分析问题(北京理工大学：叶其孝） (B)实验数据分解问题（复旦大学：谭永基） 1993年Ａ)非线性交调的频率设计问题（北京大学：谢衷洁） (Ｂ)足球排名次问题（清华大学：蔡大用） 1994年Ａ)逢山开路问题（西安电子科技大学：何大可） (Ｂ)锁具装箱问题（复旦大学:谭永基，华东理工大学:俞文此） 1995年:(Ａ)飞行管理问题（复旦大学:谭永基，华东理工大学:俞文此） (Ｂ)天车与冶炼炉的作业调度问题（浙江大学：刘祥官,李吉鸾） 1996年:(A)最优捕鱼策略问题（北京师范大学：刘来福） (B)节水洗衣机问题（重庆大学：付鹂） 1997年:(A)零件参数设计问题（清华大学：姜启源） (B)截断切割问题（复旦大学:谭永基，华东理工大学:俞文此） 1998年:(A)投资的收益和风险问题（浙江大学：陈淑平） (B)灾情巡视路线问题（上海海运学院：丁颂康） 1999年:(A)自动化车床管理问题（北京大学：孙山泽） (B)钻井布局问题（郑州大学：林诒勋） (C)煤矸石堆积问题（太原理工大学：贾晓峰） (D)钻井布局问题（郑州大学：林诒勋） 2000年:(A)DNA序列分类问题（北京工业大学：孟大志） (B)钢管订购和运输问题（武汉大学：费甫生） (C)飞越北极问题（复旦大学：谭永基） (D)空洞探测问题（东北电力学院：关信） 2001年:(A)血管的三维重建问题（浙江大学：汪国昭） (B)公交车调度问题（清华大学：谭泽光） (C)基金使用计划问题（东南大学：陈恩水） (D)公交车调度问题（清华大学：谭泽光） 2002年:(A)车灯线光源的优化设计问题（复旦大学:谭永基，华东理工大学:俞文此） (B)彩票中的数学问题（解放军信息工程大学：韩中庚） (C)车灯线光源的优化设计问题（复旦大学:谭永基，华东理工大学:俞文此））
城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文旨在对城市土壤地质环境的重金属污染状况进行分析，建立模型对金属污染物的分布特点、污染程度、传播特征以及污染源的确定进行有效的描述、评价和定位。 对于重金属空间分布问题，首先基于克里金插值法，应用Surfer 8软件对各数据点的分布情况进行模拟，得到了直观的重金属污染空间分布图形；随后，分别用内梅罗综合污染指数以及模糊评价标准和模型对城区内不同区域重金属的污染程度进行了评判。 对于金属污染的主要原因分析问题，基于因子分析法、问题一的结果和对各个金属污染物的来源分析等因素，判断出金属污染的主要原因有：工业生产、汽车尾气排放、石油加工并推测该区域是镍矿富集区。随后讨论了污染源之间的相互关系和不同金属的污染贡献率。 针对污染源位置确定问题，我们建立了两个模型：模型一以流程图的形式出现，基于污染传播的一般规律建立模型，求取污染源范围，模型作用更倾向于确定污染源的位置；模型二基于最小二乘法原理，建立了拟合二次曲面方程，在有效确定污染源的同时也反映了其传播特征，模型更加清楚，理论性也更强。 在研究城市地质环境的演变模式问题中，我们对针对污染源位置确定问题所建模型的优缺点进行了评价，同时建立了考虑了时间，地域环境和传播媒介的污染物传播模型，从而反映了地质的演变。 综上所述，本文模型的特点是从简单的模型建立起，强更准确的数学模型发展，逐步达到目标期望。 关键词：重金属污染，克里金插值最小二乘法因子分析流程图
一、问题重述 1.1问题背景 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。评价和研究城市土壤重金属污染程度，讨论土壤中重金属的空间分布，研究城市土壤重金属污染特征、污染来源以及在环境中迁移、转化机理，并对城市环境污染治理和城市进一步的发展规划提出科学建议，不仅有利于城市生态环境良性发展，有利于人类与自然和谐，也有利于人类社会 健康和城市可持续发展[1] 。按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。 现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS 记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。 1.2 目标任务 (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，分析还应收集的信息，并进一步探索怎样利用收集的信息建立模型及解决问题。 二、 模型假设 1）忽略地下矿源对污染物浓度的影响； 2）认为海拔对污染物的分布较小，故只在少数模型中讨论其作用； 3）认为题目中的采样方式是科学的，能够客观反映污染源的分布。 三、 符号说明 3.1第一问中的符号说明 i p ——污染物i 的环境污染指数 i C ——污染物i 的实测值 i S ——污染物i 的背景值 m ax (/)i i C S ——土壤污染指数的最大值 (/)i i avg C S ——土壤污染指数的平均值
“互联网+”时代的出租车资源配置 摘要 随着“互联网+”时代的到来，针对当今社会“打车难”的问题，多家公司建立了打车软件服务平台，并推出了多种补贴方案，这无论是对乘客和司机自身需求还是对出租车行业发展都具有一定的现实意义。本文依靠ISM解释结构、AHP-模糊综合评价、价格需求理论、线性规划等模型依次较好的解决了三个问题。 对于问题一求解不同时空出租车资源“供求匹配”程度的问题，本文先将ISM模型里的层级隶属关系进行改进，将影响出租车供求匹配的12个子因素分为时间、空间、经济、其它共四类组合，然后使用经过改进的AHP-模糊综合评价方法建立模型，提出了出租车空载率这一指标作为评价因子的方案，来分析冬季某节假日哈尔滨市南岗区出租车资源“供求匹配”程度。通过代入由1-9标度法确定的各因素相互影响的系数，得出各个影响因素的权重大小，利用无量纲化处理各影响因素，得出最终评判因子为0.3062，根据“供求匹配”标准，得出哈尔滨市南岗区出租车资源“供求匹配”程度处于供需合理状态的结论。同理，也得到了哈尔滨市不同区县、不同时间的供求匹配程度，最后作出哈尔滨市出租车“供求匹配”程度图。 对于问题二我们运用价格需求理论建立模型，以补贴前后打车人数比值与空驶率变化分别对滴滴和快的两个公司的不同补贴方案进行求解，依次得到补贴后对应的打车人数及空驶率的变化，再和无补贴时的状态对比，最后得出结论：当各公司补贴金额大于5元时，打车容易，即补贴方案能够缓解“打车难”的状况；当补贴小于5元时，不能缓解“打车难”的状况。 对于问题三，在问题二的模型下，建立了一个寻找最优补贴金额的优化模型，利用lingo软件[1]进行求解算出最佳补贴金额为8元，然后将这个值带入问题二的模型进行验证，经论证合理后将补贴金额按照4种分配方案分配给司机乘客。关键词：ISM解释结构模型；AHP-模糊综合评价；价格需求理论；线性规划
全国大学生数学建模竞赛历年赛题1992：A?施肥效果分析B?实验数据分解 1993：A?非线性交调的频率设计B?足球队排名次 1994：A?逢山开路B?锁具装箱 1995：A?一个飞行管理问题B?天车与冶炼炉的作业调度 1996：A?最优捕鱼策略B?节水洗衣机 1997：A?零件参数B?截断切割 1998：A?投资的收益和风险B?灾情巡视路线 1999：A?自动化车床管理B?钻井布局C?煤矸石堆积D?钻井布局2000：A?DNA序列分类B?钢管购运C?飞越北极D?空洞探测2001：A?血管三维重建B?公交车调度C?基金使用 2002：A?车灯线光源B?彩票中数学D?赛程安排 2003：A?SARS的传播B?露天矿生产D?抢渡长江 2004：A?奥运会临时超市网点设计B?电力市场的输电阻塞管理 C?饮酒驾车D?公务员招聘 2005：A长江水质的评价和预测B?DVD在线租赁 C?雨量预报方法的评价D?DVD在线租赁? 2006：A出版社的资源配置B艾滋病疗法的评价及疗效的预测C易拉罐形状和尺寸的最优设计D煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制2007：A中国人口增长预测B乘公交，看奥运 C手机“套餐”优惠几何D体能测试时间安排 2008：A数码相机定位B高等教育学费标准探讨 C地面搜索DNBA赛程的分析与评价 2009：A制动器试验台的控制方法分析B眼科病床的合理安排 C卫星和飞船的跟踪测控D会议筹备 2010：A储油罐的变位识别与罐容表标定 B2010年上海世博会影响力的定量评估 C输油管的布置 D对学生宿舍设计方案的评价 2011:A城市表层土壤重金属污染分析 B交巡警服务平台的设置与调度 C企业退休职工养老金制度的改革 D天然肠衣搭配问题 2012:A葡萄酒的评价 B太阳能小屋的设计
交巡警服务平台的设置与调度 摘要 由于警务资源有限，需要根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理地确定交巡警服务平台数目与位置、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。设置平台的基本原则是尽量使平台出警次数均衡，缩短出警时间。用出警次数标准差衡量其均衡性，平台与节点的最短路衡量出警时间。 对问题一，首先以出警时间最短和出警次数尽量均衡为约束条件，利用无向图上任意两点最短路径模型得到平台管辖范围，并运用上下界网络流模型优化解,得到A区平台管辖范围分配方案。发现有6个路口不能在3分钟内被任意平台到达，最长出警时间为5.7分钟。 其次，利用二分图的完美匹配模型得出20个平台封锁13个路口的最佳调度方案，要完全封锁13个路口最快需要8.0分钟。 最后，以平台出警次数均衡和出警时间长短为指标对方案优劣进行评价。建立基于不同权重的平台调整评价模型，以对出警次数均衡的权重u和对最远出警距离的权重v 为参数，得到最优的增加平台方案。此模型可根据实际需求任意设定权重参数和平台增数，由此得到增加的平台位置，权重参数可反映不同的实际情况和需求。如确定增加4个平台，令u=0.6，v=0.4，则增加的平台位置位于21、27、46、64号节点处。 对问题二，首先利用各区平台出警次数的标准差和各区节点的超距比例分析评价六区现有方案的合理性，利用模糊加权分析模型以城区的面积、人口、总发案次数为因素来确定平台增加或改变数目。得出B、C区各需改变2个平台的位置，新方案与现状比较，表明新方案比现状更合理。D、E、F区分别需新增4、2、2个平台。利用问题一的基于不同权重的平台调整评价模型确定改变或新增平台的位置。 其次，先利用二分图的完美匹配模型给出80个平台对17个出入口的最优围堵方案，最长出警时间12.7分钟。在保证能够成功围堵的前提下，若考虑节省警力资源，分析全市六区交通网络与平台设置的特点，我们给出了分阶段围堵方案，方案由三阶段构成。最多需调动三组警力，前后总共需要29.2分钟可将全市路口完全封锁。此方案在保证成功围堵嫌疑人的前提下，若在前面阶段堵到罪犯，则可以减少警力资源调度，节省资源。 【关键字】：不同权重的平台调整评价模糊加权分析最短路二分图匹配