前兩天，2024年HiMCM數模競賽題目公布：詳情可戳 →2024數模競賽HiMCM題目已開放！關鍵時間節點要牢記！
本年度的賽題依舊分為A題和B題，參賽隊伍可任選其一進行解答🧐
🔼 賽題A
🔼 賽題B
為了幫助同學們盡快理清思路，
針對今年的題目，
我們特邀翰林數模O獎導師王老師
做了破題分析！
想沖獎的同學快來看看吧！
🔽🔽🔽
翰林數模王老師
華東師范大學數學學士
教育學碩士
- 資深數學建模教練，有近十年數學建模競賽與教學經歷；
- 曾任教于某省重點中學，擔任數學建模教練和數學建模實驗室負責人，參與設計和開發數學建模課程體系，該課程榮獲市精品課程稱號；榮獲第六屆中國未來學校大會數學建模Top20教師稱號；
- 著有《模型，就是數學化的思維》《數學建模實戰：手把手教你參加數學建模競賽》，參與編寫《數學建模教學設計與案例》《高中STEM精品課程資源課例》等，發表論文多篇；
- 所帶學員曾獲HiMCM2021、2022年全球O獎，多名學員在IMMC、ISEF、全國青少年科技創新大賽中獲得諸多榮譽獎項。
Q1.HiMCM賽題A分析
To Play or not to Play：Modeling Future Olympic Games
玩或不玩：模擬未來的奧運會
💡 導師解讀：
問題1
本問要求識別IOC標準下的關鍵因素。這是模型構建的基礎，需要從定量與定性、確定性與隨機性等多角度全面分析。例如，受歡迎程度、參與國家數量等可量化，而文化多樣性、社會責任等則需建立適當的定性指標。關鍵在于確保因素的科學性和可操作性，為后續模型奠定基礎。
問題2
本問要求基于第一問的因素構建綜合評價模型。由于這是典型的評價與決策問題，可以考慮層次分析法（AHP）、TOPSIS等綜合評價方法，同時引入權重分析以反映各標準的重要性。模型設計需兼顧IOC的多元目標，確保創新性，特別是對新興運動項目的評價方法。
問題3
本問旨在驗證模型的通用性，需測試不同類型SDEs的評價結果。選擇的SDE應具有多樣性，包括新加入、退出及傳統項目，確保模型在多場景下均能有效運行。關鍵是利用數據驗證模型對各項目符合IOC標準的解釋能力，進一步優化模型參數。
問題4
本問聚焦于推薦未來新增或重啟的SDE，屬于決策支持。應基于模型評分，對符合IOC價值觀的項目進行排序。此處建議突出模型的前瞻性和包容性，關注與現代社會趨勢契合的新項目，同時考慮長期潛力。
問題5
敏感性分析是驗證模型魯棒性的關鍵。需研究各因素權重變化對評價結果的影響，識別可能的偏差，并調整模型以增強其可靠性。要特別注意模型是否對某些因素過于敏感，確保其在IOC決策中具備可信度。
問題6
本問強調用非技術語言總結模型與結論，展示模型的實用性。需清晰闡述模型如何為IOC提供科學、量化的決策依據，同時展示其在推薦項目上的準確性與公平性。要注意突出模型的創新與價值，為IOC未來決策提供新視角。
▶▶ 總體來看，本賽題本質上是評價與決策類問題，需通過綜合評價與權重分析方法解決。在模型設計與數據分析中，應確保數據收集的準確性和全面性，體現模型的創新性和靈活性。
Q2.HiMCM賽題B分析
Examining the Environmental Impact of High-Powered Computing
研究高功率計算對環境的影響
💡 導師解讀：
問題1
本問要求分析HPC全球年能耗的范圍，是估計與預測的基礎任務。需結合數據中心在滿負荷及平均利用率下的能耗水平，通過歷史數據和統計分析估算全球范圍內的總能耗量。關鍵在于獲取準確的能耗數據，并識別能耗增長的趨勢，為后續模型提供基線。
問題2
本問核心是建立一個評估HPC能耗導致的碳排放模型，屬于典型的估計與預測類型問題。模型需考慮不同能源生產方式的碳排放因子及其占比（能源組合），可使用線性回歸、時間序列分析等方法對碳排放進行量化估計，同時評估能耗結構變化對排放的影響。模型設計需充分考慮全球不同區域能源結構的差異。
問題3
本問聚焦于未來HPC需求增長對能耗及碳排放的影響。需要在模型中引入未來HPC需求、其他行業能源需求增長以及可再生能源發展潛力的變量。通過情景分析預測2030年的能耗與碳排放范圍，提供對問題規模的科學估計。模型需具備較強的外推能力。
問題4
本問要求擴展模型，包括可再生能源占比增加對碳排放的減排效果。重點是建立不同可再生能源比例情景下的排放模型，分析實現100%可再生能源的潛在影響與挑戰。此外，需要選擇另一個環境影響因素（如水資源使用或電子垃圾）并將其納入模型，進一步評估其與能耗的相關性及綜合影響。
問題5
本問要求基于模型結果提出可行的技術與政策建議，并模擬實施某項建議后的效果變化。例如，可通過模型量化提高可再生能源比例或優化數據中心能效的具體減排效果。此外，還需撰寫一封面向聯合國顧問委員會的信，建議其在2030年發展目標中增加HPC環境影響的專項內容。這一部分需要用非技術性語言總結模型的核心發現與建議，展現模型對實際決策的支持作用。
▶▶總體來看，本賽題的核心是通過估計與預測，分析HPC對環境的多方面影響。模型的關鍵在于通過能源結構、需求增長等因素的預測，提出碳排放及環境影響的科學估算。同時，要確保數據收集的全面性和準確性，關注模型的創新性和拓展性，以支持全球范圍內的政策制定和實踐。
以上就是王老師對2024年HiMCM的賽題分析啦，內容非常豐富，干貨滿滿，希望對參賽的同學有所幫助！
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美國高中數學建模競賽（HiMCM）是美國的一個非盈利機構——美國數學及其應用聯合會（COMAP）主辦的一項國際性的數學競賽活動，面向全球高中生開放。
適合學生
9-12年級高中生，掌握一定的數學基礎和編程能力，未來致力于申請數學、計算機等理工科方向的學生。
賽事時間線
?比賽時間：2024年11月6日-11月19日
?接收解決方案：2024.11.20 晚上 8:00（美東）
?比賽結果公布：將于2025年2月1或之前公布
比賽規則
?參賽隊伍需要根據組委會提供的題目，完成一篇不超過25頁的全英文PDF文件作為參賽論文。
?HiMCM以團隊形式進行，每個團隊由不超過4名高中生（同校組隊）和1名學校老師（擔任指導顧問）組成。團隊成員需要共同面對挑戰、分工合作，以完成論文的撰寫和提交。
?參賽隊伍通常需要在限定的時間內（一般為14天）完成論文的撰寫和提交。
?競賽時可以用書本、計算、軟件、網絡等資源，但不能和隊外的任何人（包括本隊的指導老師）進行任何方式的討論。
獎項設置
🏆Outstanding（優勝獎1%）
🏆 Finalist（優勝提名獎7%）
🏆 Meritorious（優異獎14%）
🏆Honorable Mention（優秀獎30%）
🏆 Successful Participant（成功參賽48%）
*只要提交論文至少有一個Successful Participant成功參賽獎，但是想獲得O、F、M等就不容易，特別是O獎，那就是1%了。
翰林HiMCM戰績
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本期福利
① 2024年HiMCM完整版賽題
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* 以上賽事主辦方為海外機構，不與任何中國的大學、中學或小學升學加分活動掛鉤，其成績不會作為任何中國中小學升學或評優的依據，僅定位為針對中學生的課外興趣活動和國際教學交流活動。
