2024年美赛A-F题解析汇总（题解已全部更新完毕）

A题

题目大意

虽然有些动物物种没有通常意义上的雌雄性别之分，但大多数物种都是 基本上不是雄性就是雌性。尽管许多物种在出生时的性别比例为 1:1，但其他物种 物种则偏离了均匀的性别比例。这就是所谓的适应性性别比例变异。例如 美洲鳄孵卵巢的温度会影响其出生时的性别比例。

七鳃鳗目 (Lamprey)的作用很复杂。在一些湖泊栖息地，它们被视为寄生虫，对生态系统有重大影响。而在世界上的一些地区，如斯堪的纳维亚半岛、波罗的海地区，以及北美洲太平洋西北部的一些土著居民眼中，七鳃鳗目 (Lamprey)也是一种食物来源。西北地区的一些土著居民的食物来源。

七鳃鳗目 (Lamprey)的性别比例会因外部环境而变化。七鳃鳗目 (Lamprey)变成雄性或雌性取决于它们在幼体阶段的生长速度。幼体的生长速度受食物供应的影响。在食物供应较少的环境中，生长速度会较低，雄性七鳃鳗目 (Lamprey)的比例可达到约 78%。在食物更容易获得的环境中，雄性的比例约为种群的 56%。

我们的研究重点是性别比例及其对当地条件的依赖性，特别是七鳃鳗目 (Lamprey)的性别比例。七鳃鳗目 (Lamprey)生活在湖泊或海洋栖息地，并溯流而上产卵。我们的任务是研究一个物种能够根据资源可用性改变性别比例的利弊。您的团队应开发并研究一个模型，以便深入了解生态系统中由此产生的相互作用。

需要研究的问题包括以下内容：

• 当七鳃鳗目 (Lamprey)种群能够改变其性别比例时，会对更大的生态系统产生什么影响？
• 这对七鳃鳗目 (Lamprey)种群有何利弊？
• 七鳃鳗目 (Lamprey)性别比例的变化对生态系统的稳定性有何影响？
• 七鳃鳗目 (Lamprey)种群性别比例变化的生态系统能否为生态系统中的其他生物（如寄生虫）带来好处？

总结

这个问题涉及生物学、生态学和数学建模的交叉领域，要求学生团队运用综合知识和技能来探究和解释复杂的生态现象。

背景

• 动物性别比例的适应性变化：大多数动物物种要么是雄性要么是雌性，但性别比例在不同物种中表现出可变性。例如，美国短吻鳄的巢穴温度影响其后代的性别比例。

• 七鳃鳗的复杂角色：在某些生态系统中，七鳃鳗被视为有害的寄生物，而在其他地区则作为食物来源。重点是海洋七鳃鳗，它们的性别比例受环境条件影响，如幼虫期的生长速度和食物可用性。

报告要求

1. 研究重点：研究海洋七鳃鳗性别比例的变化及其对当地条件的依赖性。

2. 任务：探讨物种改变性别比例的能力（基于资源可用性）的优势和劣势。团队需开发并检验一个模型，以洞察这种变化对生态系统的影响。

3. 考察的问题：

   • 七鳃鳗种群性别比例变化对生态系统的影响。
   • 变化对七鳃鳗种群本身的优劣。
   • 性别比例变化对生态系统稳定性的影响。
   • 变化对生态系统中其他物种（如寄生生物）的潜在优势。

4. 报告格式和内容：

   • 最多25页的PDF文件。
   • 包含一页摘要、目录、完整解决方案、参考文献列表。
   • 如使用AI，包括AI使用报告（不计入页数限制）。

思路分析1

对于第一问——“当七鳃鳗种群可以改变其性别比例时，对更大的生态系统有什么影响？”的解决思路可以从以下方面着手：

1. ​捕食者-猎物模型（如Lotka-Volterra模型）：用于分析七鳃鳗与其猎物之间的动态关系，以及性别比例变化对这种关系的影响。

2. 系统动力学：建立一个包含七鳃鳗种群动态、性别比例变化和生态系统其他组成部分（如其他物种、环境因素）的复杂系统模型。

3. 代理模型（Agent-based Modeling）：模拟七鳃鳗个体及其行为，以及这些行为如何影响整个生态系统。

4. 稳定性分析：分析性别比例变化对生态系统平衡和稳定性的影响。

思路1：1-4问思路

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上面链接点不开的可以试试这个：

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b站思路代码讲解入口：A题

B题

题目大意

海上邮轮迷你潜艇公司（MCMS），一家总部位于希腊的公司，制造能够载人深入海洋最深处的潜水器。潜水器被运至指定位置，并从母船上无缆绳放置。MCMS现在希望使用他们的潜水器带领游客探险爱奥尼亚海底的沉船。

然而，在他们能够这样做之前，他们需要通过制定安全程序以获得监管机构的批准，以应对与母船失去通信以及可能出现的机械故障，包括潜水器推进系统失效的情况。特别地，他们希望你开发一个模型来预测潜水器随时间变化的位置。

不同于一般的陆地或海面搜救，出现故障的潜水器可能会位于海底，或者在水下某个中性浮力点。它的位置可能还会受到海流、海水不同密度、和/或海底地理情况的影响。

你的任务包括：

• 定位 – 开发一个预测潜水器随时间变化位置的模型。
  • 这些预测与哪些不确定性相关联？
  • 潜水器可以定期向母船发送哪些信息以减少这些不确定性？在发生事故前，潜水器需要哪些设备才能做到这一点？
• 准备 – 你会建议公司在母船上携带哪些额外的搜索设备以便必要时部署？你可以考虑不同类型的设备，但也必须考虑这些设备的可用性、维护、准备和使用成本。救援船只需要携带哪些额外设备以协助救援？
• 搜索 – 开发一个模型，使用你的定位模型中的信息来推荐最初的部署点和搜索模式，以最小化寻找失联潜水器的时间。确定随时间和累计搜索结果而变化的发现潜水器的概率。
• 推断 – 你的模型如何扩展以适用于其他旅游目的地，如加勒比海？当多个潜水器在同一区域移动时，你的模型将如何改变？
  准备一份不超过25页的报告，提供你计划的详细信息。包括一份两页的备忘录，致希腊政府，以帮助赢得批准。

术语表

潜水器：潜水器是一种水下交通工具，需要由更大的水上船只或平台运输和支持。这与潜艇不同，潜艇是自给自足的，能够在海上进行长时间的独立操作。

中性浮力发生在物体的平均密度等于其所处流体的密度时，导致浮力平衡重力，否则物体会沉没（如果物体的密度大于其所处流体的密度）或上升（如果它更轻）。具有中性浮力的物体既不会沉没也不会上升。

总结

背景

这个问题的背景是关于一家名为海上邮轮迷你潜艇公司（MCMS）的公司，他们打算使用潜水器带游客探索爱奥尼亚海底的沉船。但在此之前，他们需要开发安全程序以应对可能的通信中断和机械故障，包括潜水器推进系统的失效。这些安全程序的开发是为了获得监管机构的批准。公司特别要求开发一个模型来预测潜水器随时间的位置变化。这是因为在海底环境中，与陆地或海面搜救不同，出现故障的潜水器可能会位于海底或水下的中性浮力点，并受到海流、海水密度差异和海底地形的影响。

报告要求

报告的具体要求包括：

1. 定位：开发一个预测潜水器随时间变化位置的模型。
   • 考虑预测的不确定性因素。
   • 确定潜水器可以发送哪些信息以减少这些不确定性，以及为此需要的设备。
2. 准备：建议公司在母船上准备哪些额外的搜索设备。
   • 考虑不同设备类型及其相关成本（包括可用性、维护、准备和使用成本）。
   • 考虑救援船只可能需要携带的额外设备。
3. 搜索：开发一个模型，利用定位模型的信息推荐初始部署点和搜索模式。
   • 目的是最小化定位失联潜水器的时间。
   • 确定随时间变化的发现潜水器的概率。
4. 推断：考虑如何扩展模型以适用于其他旅游目的地（如加勒比海）。
   • 考虑多个潜水器在同一区域移动时模型的改变。

思路分析

B题思路2第一问：第一问

B题1-4问完整代码：B题1-4问代码

C题

最新完整版论文：获奖论文

题目大意

在2023年温布尔登网球公开赛男子单打决赛中，20岁的西班牙新星卡洛斯·阿尔卡拉兹击败了36岁的诺瓦克·德约科维奇。这场失利是德约科维奇自2013年以来在温布尔登的首次失利，也终结了这位大满贯赛事中最伟大球员之一的非凡纪录。

这场比赛本身就是一场精彩的较量。德约科维奇似乎注定轻松获胜，他在第一盘以6 – 1（赢得7局中的6局）的成绩占据了主导地位。然而，第二盘异常紧张，最终阿尔卡拉兹在决胜局中以7 – 6获胜。第三盘与第一盘恰恰相反，阿尔卡拉兹轻松以6 – 1取胜。年轻的西班牙选手在第四盘开始时似乎完全控制了比赛，但比赛的走向又一次发生了变化，德约科维奇完全掌控了局面，以6 – 3赢得该盘。第五盘和最后一盘开始时，德约科维奇延续了第四盘的优势，但比赛的方向再次发生了改变，阿尔卡拉兹重新控制了局势，并以6 – 4获得了胜利。

关于这场比赛的数据记录在提供的数据集中，赛事编号为“2023-wimbledon-1701”。你可以通过设置“set_no”列为1来查看德约科维奇占据优势的第一盘的所有得分。在比赛中，一方看似占据优势时出现的难以置信的转变，有时会持续很多分甚至几局，这种现象通常被归因于“势头”。

词典对“势头”的定义之一是“通过运动或一系列事件获得的力量或动力”。在体育中，一支队伍或选手可能会感觉他们在比赛/游戏中拥有势头，或者“力量/动力”，但这种现象很难测量。此外，比赛中的各种事件如何创造或改变势头（如果存在的话）也不是一目了然的。

提供了2023年温布尔登网球公开赛男子比赛前两轮之后的每个得分点的数据。你可以自行决定是否包含其他选手信息或其他数据，但你必须完整记录数据来源。使用这些数据来：

• 开发一个模型，捕捉比赛中得分发生时的比赛流程，并将其应用到一个或多个比赛中。你的模型应该能够识别在比赛中哪位选手表现更好，以及他们表现得有多好。基于你的模型提供一个可视化图表，展示比赛流程。注意：在网球中，发球方赢得得分/局的概率要高得多。你可能希望以某种方式将这一点纳入你的模型。
• 一位网球教练对“势头”在比赛中发挥任何作用持怀疑态度。相反，他推测比赛中的转变和一方选手的连续成功是随机的。使用你的模型/指标来评估这一说法。
  教练们非常想知道是否有指标可以帮助判断比赛流程何时即将从偏向一方转变为偏向另一方。
  • 使用为至少一场比赛提供的数据，开发一个模型来预测比赛中的这些转变。哪些因素似乎最相关（如果有的话）？
  • 鉴于过去比赛中“势头”转变的差异，你如何建议一位选手进入一场针对不同对手的新比赛？
• 在一个或多个其他比赛中测试你开发的模型。你预测比赛中的转变有多准确？如果模型有时表现不佳，你能否识别出可能需要纳入未来模型的因素？你的模型对其他比赛（如女子比赛）、锦标赛、球场表面和其他运动（如乒乓球）的普适性如何？
• 用不超过25页的报告来展示你的发现，并包括一到两页的备忘录，总结你的结果，并为教练提供关于“势头”作用的建议，以及如何准备选手应对影响网球比赛流程的事件。

提供的文件：

• Wimbledon_featured_matches.csv – 2023年温布尔登网球公开赛男子单打第二轮之后的数据集。
• data_dictionary.csv – 数据集的描述。
• data_examples – 帮助理解提供数据的示例。

术语表

大满贯赛：网球中的大满贯赛是指在一年内在同一项赛事中赢得四个主要锦标赛的成就。这四项大满贯锦标赛分别是澳大利亚网球公开赛、法国网球公开赛、温布尔登网球公开赛和美国网球公开赛，每项赛事持续两周。

关键术语/概念词汇表：

计分：

• 比赛：最多五盘制（温布尔登网球公开赛男子比赛）
• 盘：比赛的集合；赢得6局即赢得一盘，但选手必须领先两局，直到比分达到6 – 6时才进行决胜局（见下文）
• 局：得分的集合；选手达到4分即赢得比赛，但必须领先两分。见下文“计分方式”。

计分方式：

• 0分 = Love
• 1分 = 15
• 2分 = 30
• 3分 = 40
• 平分 = All（例如，“30平”）
• 40 – 40 = Deuce（双方得分相同，至少各赢得3分）
• 发球方赢得一个平分 = Ad-in（或称为“优势进攻”）
• 接发球方赢得一个平分 = Ad-out

发球：选手轮流在每局比赛中担任“发球方”（比赛中打出第一球的选手）和“接发球方”。在职业网球中，发球方往往拥有很大优势。每一分比赛中，选手有两次机会将球发到“发球区”内。如果两次尝试都未能将球发进比赛区，则被判定为“双误”，并将这一分判给对方。

• 破发 – 接发球方赢得比赛。
• 破发点 – 如果接发球方赢得这一分，他们将赢得比赛。
• 保发 – 发球方赢得比赛。

决胜局：每盘比赛在一方赢得6局且领先至少两局时结束（例如，6 – 4）。如果不是，比赛将继续进行，直到比分达到6 – 6。此时进行决胜局。在温布尔登，决胜局是先赢得7分（必须领先2分），但在比赛的第五盘中，决胜局是先赢得10分（必须领先2分）。

休息时间/场地两侧：选手在第1局比赛后以及之后每两局比赛后交换场地。从第3局开始，在每次换场时允许90秒休息时间。在决胜局期间，选手每得6分交换一次场地。选手们在每盘比赛结束后也至少休息2分钟。允许进行医疗暂停和一次洗手间休息。

下面是数据集解读的示例，每个示例都以表格形式展示：

示例 1: 行 5

示例 2: 行 8 – 12

示例 3: 行 51

总结

背景概述

在2023年温布尔登网球公开赛男子单打决赛中，西班牙新星卡洛斯·阿尔卡拉兹（20岁）战胜了诺瓦克·德约科维奇（36岁）。这场失利是德约科维奇自2013年以来在温布尔登的首次失利，也结束了他作为大满贯赛事中最伟大球员之一的非凡连胜纪录。这场比赛充满了惊心动魄的转折，显示了势头在网球比赛中的重要性。

报告具体要求

1. 开发模型： 使用提供的数据集，开发一个模型来捕捉得分发生时比赛的流程。这个模型应能识别哪位选手在比赛中表现更好，以及他们表现得有多好。同时，提供一个基于模型的可视化图表来展示比赛流程。特别注意发球方在网球中赢得得分的更高概率。
2. 评估“势头”： 一位网球教练怀疑“势头”在比赛中的作用，认为比赛中的转变和连续成功是随机的。使用你的模型或指标来评估这一说法。
3. 模型预测： 使用至少一场比赛的数据，开发一个模型来预测比赛中的转变。探索哪些因素最相关，并基于“势头”转变的历史数据，提出针对不同对手的比赛策略。
4. 模型测试： 在其他比赛中测试你的模型，评估其预测比赛转变的准确性。如果模型表现不佳，尝试识别可能需要纳入未来模型的因素。探讨模型对其他比赛（如女子比赛）、不同锦标赛、球场表面和其他运动（如乒乓球）的普适性。

思路分析

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D题

题目大意

背景

美国和加拿大的五大湖是世界上最大的淡水湖群。这五个湖泊及其连接的水道构成了一个巨大的流域，在这两个国家内包含许多大型城市区域，气候多样，局部天气条件不同。

五大湖的水用于许多用途（如捕鱼、娱乐、发电、饮用、航运、动植物栖息地、建筑、灌溉等）。因此，有众多利益相关方对流入和流出湖泊的水资源管理感兴趣。特别是，如果湖泊排放或蒸发的水量过少，则可能发生洪水，沿岸的家庭和企业将受到影响；如果排放的水量过多，则大型船只无法穿过水道运输物资，支持当地经济。主要问题在于调节水位，使所有利益相关方都能从中受益。

每个湖的水位由进入和离开湖泊的水量决定。这些水位是温度、风、潮汐、降水、蒸发、湖底形态（湖底的形状）、河流流量和径流、水库政策、季节循环以及长期气候变化等复杂相互作用的结果。在五大湖水系中，水流有两个主要控制机制——苏锡圣玛丽的索锡运河补偿工程（三座水电站、五个航运闸门和急流头部的一座闸门大坝）和康沃尔的摩西-桑德斯大坝，如附录所示。

虽然两个控制大坝、许多渠道和运河以及流域水库可能由人类控制，但降雨、蒸发、侵蚀、冰坝和其他水流现象的速率却超出了人类的操纵范围。地方管辖区的政策可能产生不同于预期的效果，季节性和水域环境变化也可能如此。这些变化反过来又影响该地区的生态系统，影响湖泊及其周围发现的动植物的健康以及居住在水域流域的居民。尽管五大湖似乎有一个规律的年度模式，但水位的正常变化两到三英尺可能会对某些利益相关方产生重大影响。

这个动态网络流问题是“棘手的”——由于相互依赖、复杂的要求和固有的不确定性，解决起来特别有挑战性。对于湖泊的问题，我们有不断变化的动态和利益相关方的利益冲突。
请参阅问题D附录获取更多信息。

要求

国际联合委员会（IJC）请求贵公司国际网络控制模型师-ICM协助管理和模型的控制机制（两座大坝-补偿工程和摩西-桑德斯大坝，如附录所示），这些直接影响五大湖流域水位的控制机制。

您的ICM主管已将开发模型和实施模型的管理计划的领导权交给了您的团队。您的主管指出，有几个考虑因素可能有助于实现这一目标，首先是为五大湖及其连接的河流流量（从苏必利尔湖到大西洋）建立一个网络模型。您的主管还提到了一些其他可选的考虑因素或问题：

1. 确定全年任何时候五大湖的最佳水位，考虑到各利益相关方的愿望（每个利益相关方的成本和收益可能不同）。
2. 建立算法以根据湖泊的流入和流出数据维持五个湖泊的最佳水位。
3. 了解您的控制算法对两个控制大坝的流出的敏感性。根据2017年的数据，您的新控制措施是否会导致对各利益相关方来说令人满意或比实际记录的水位更好？
4. 您的算法对环境条件变化（例如，降水量、冬季积雪、冰坝）的敏感性如何？
5. 将您的广泛分析仅集中在安大略湖的利益相关方和影响因素上，因为最近对该湖的水位管理有更多的关注。

IJC还对您用来为模型提供信息和建立参数的历史数据感兴趣，他们好奇您的管理和控制策略与以往模型相比如何。向IJC领导提供一份一页纸的备忘录，介绍您模型的关键特征，以说服他们选择您的模型。

提供的文件：

• 问题D附录-额外的背景信息。
• 数据示例-这些是数据来源的可能选择。其中一些被用来填充Problem_D_Great_Lakes.xlsx数据集。这些示例可以在问题D附录的第4页找到。注意：这些示例不是成功制定解决方案所必需的。
• Problem_D_Great_Lakes.xlsx-湖泊的流入、流出和水位数据。

额外的背景信息

美国和加拿大的五大湖水位通常遵循一个节奏：春天，雪和冰融化并流入湖泊。到了初夏，水位通常达到最高点，然后水面的温暖导致蒸发增加，到了秋天水位下降。冬天，湖泊和河流的部分地区被冰覆盖，冰坝的程度和覆盖范围可能会打乱这些正常模式。虽然湖泊水位自然受到降水和蒸发的影响，但也受到流动水的滞后效应的极大影响。流入苏必利尔湖的水向东流经其他湖泊，然后进入圣劳伦斯河，最终流入大西洋。这个流程可能需要多年时间。

湖泊水位受控制苏必利尔湖和安大略湖出水口的大坝影响。（见图表。）一个国际政府机构，国际联合委员会（IJC），调节出水口以平衡水位如何影响加拿大和美国利益相关方的利益。鉴于环境条件、气候变化，以及系统主要流动路径上仅有的两个主要水位控制机制——苏圣玛丽的索锡运河补偿工程和康沃尔的摩西-桑德斯大坝，这一目标颇具挑战性。通过基于大量湖泊输入和输出流量数据的控制算法，IJC试图设置大坝的出水口，以使湖泊水位保持在特定范围内，接近其长期平均水平。

关于湖泊的流入、流出和水位有大量数据可用。

请参阅问题D五大湖Excel电子表格了解一些背景数据。

额外的数据库（见数据文件中的参考列表）包含在不同的水位管理协议下过去的水位数据，以更细的时间间隔，在更多的观测站，并且包含其他类型的输入因素，包括其他湖泊和水库的水位、流量、积雪、预测、冰含量、水温、蒸发率和天气。

安大略湖子问题
特别的子问题是控制安大略湖的水位。通过摩西-桑德斯大坝沿圣劳伦斯河的出水口使用算法（称为2014计划）进行控制，在2017年和2019年记录到的湖泊水位创历史新高时变得有争议。其中一些利益相关方是：

• 航运公司，希望在圣劳伦斯河上有高、静止（无水流）的水位。 管理蒙特利尔港附近航运码头或居住在那里的人，希望河流水位稳定且低。
  环保主义者，希望安大略湖在季节性高水位和低水位时期，有助于维持物种栖息地，清理静止的海湾和支流。
  安大略湖岸边的房地产所有者，希望水位中等且稳定。
  安大略湖上的娱乐船只和渔船，使用如码头和船坞等设施，与房地产所有者一样，希望水位中等且稳定；
  水电发电公司希望对水位有更多控制权，利用高水位作为储水系统，在高能源使用时期最大化流量。顺流式电站通常对水位控制有限。

此外，或许整个五大湖系统中最暴露的主要城市中心是加拿大的蒙特利尔，它受到圣劳伦斯河和渥太华河及其支流的流量影响。作为自然影响的一个例子，尽管人类试图控制水流，渥太华河有50个主要大坝和水电站，连接着13个大型水库。这些水库储存春季径流的大部分，主要是为了减少蒙特利尔港的下游洪水。背景数据文件包含历史上渥太华河的流量。

子问题的一些潜在因素是：

• 安大略湖当前水位和一年中的时间。
• 渥太华河的流量和一年中的时间。
• 渥太华河流量的积雪和预测。
• 摩西-桑德斯大坝下游的圣劳伦斯河上的水位、流速和冰量。 渥太华河沿岸的水库水位。
• 其他四大湖的水位（最终流入安大略湖）；
• 以及水温、蒸发率和天气数据。

很可能每个利益相关方在一年中的某个时候都会有他们偏好的情况，但他们不太可能全年都满意。2014计划的算法基于安大略湖水位、渥太华河流量和蒙特利尔港水位的触发点和阈值，但可能没有充分考虑其他因素，如加拿大北部的积雪量、水库水位和其他四大湖的水位。如果触发点设置得太高或没有考虑所有可用数据，该计划可能过于死板或不令人满意。

总结

这个问题要求开发一个五大湖水位管理的模型，既要考虑到各种自然和社会经济因素的影响，又要满足不同利益相关方的需求，同时还要考虑到环境保护的长远目标。

背景

• 地理和功能：美国和加拿大的五大湖是世界上最大的淡水湖群，用途广泛，涵盖娱乐、商业、环境保护等。
• 管理挑战：管理五大湖水位是一个复杂的任务，受多种因素影响，包括天气、气候变化、地理特征等。
• 利益相关方：不同群体对湖泊水位有不同的需求和期望，如航运公司、环保组织、当地居民等。
• 控制机制：主要有两个控制水位的大坝——索锡运河补偿工程和摩西-桑德斯大坝。
• 自然因素：降雨、蒸发、冰坝等自然因素对水位有显著影响，难以人为控制。

报告要求

• 目标：为国际联合委员会（IJC）提供管理五大湖水位的模型和方案。
• 焦点：特别关注安大略湖的水位管理，以及控制大坝的流出对环境条件变化的敏感性。
• 分析范围：包括确定五大湖最佳水位、建立维持最佳水位的算法、评估控制算法的敏感性等。
• 数据应用：使用历史数据来建立模型和参数，分析与以往模型的比较。 报告形式：为IJC领导提供一页纸的备忘录，介绍模型的关键特征。

特别注意

• 环境和社会因素：考虑到不同社会经济群体的需求和环境保护的重要性。
• 历史数据的重要性：利用历史数据来预测未来水位变化，建立有效的水位管理模型。
• 决策的复杂性：需要在满足多方利益的同时考虑环境的可持续性。

思路分析

D题思路讲解：bilibili

D题思路1出炉：1-4问思路

D题思路1代码出炉：1-4问思路+完整代码

D题思路1论文出炉：1-5问思路+完整代码+完整论文

最新D题思路2：思路2完整代码

E题

题目大意

极端天气事件正成为房产所有者和保险公司的危机。近年来，世界承受了“超过1万亿美元的损害，这些损害来自于1000多次极端天气事件。”保险业在2022年对自然灾害的索赔增加了“与30年平均水平相比增长了115%。”据预测，情况将会变得更糟，因为由洪水、飓风、气旋、干旱和野火引起的严重天气事件的损失可能会增加。保险费用正迅速上升，气候变化推动了预计到2040年将增长30-60%的保费。

房产保险不仅变得更加昂贵，而且越来越难找到，因为保险公司改变了他们愿意承保的方式和地点。推动房产保险费用上升的天气相关事件在世界不同地区看起来不同。此外，全球保险保障缺口平均为57%，且在增加。这突显了行业的困境 – 保险公司的盈利能力和房产所有者的负担能力的新兴危机。

美国大学生数学建模竞赛的灾害保险模型师（ICM）对房产保险行业的可持续性感兴趣。随着气候变化增加了更严重天气和自然灾害的可能性，ICM希望确定如何最好地调整房产保险，以便系统具有应对未来索赔成本的韧性，同时确保保险公司的长期健康。如果保险公司在太多情况下不愿意承保，它们将因客户太少而倒闭。相反，如果它们承保的风险太高，它们可能会支付太多索赔。

保险公司应在何种条件下承保？它们何时应该选择冒险？房产所有者能做些什么来影响这个决定？为保险公司开发一个模型，以确定他们是否应该在极端天气事件数量增加的地区承保。使用两个不同大陆上经历极端天气事件的地区来展示你的模型。

展望未来，社区和房地产开发商需要问自己如何以及在哪里建造和发展。随着保险格局的变化，未来的房地产决策必须确保房产更具韧性并有意识地建造，包括向不断增长的社区和人口提供适当服务的可行性。你的保险模型如何适应评估在特定地点是否以及如何建造？

可能有些社区，你的保险模型建议不对当前或未来的房产保险政策进行承保。这可能导致社区领导面临关于具有文化或社区意义的房产的艰难决策。例如，为了保护这座历史灯塔以及围绕它的当地旅游产业，北卡罗来纳州外滩的开普哈特拉斯灯塔被迁移。

作为一个社区领导，你将如何识别社区中由于其文化、历史、经济或社区意义而应该被保存和保护的建筑？为社区领导开发一个保护模型，以确定他们应该采取哪些措施来保护社区中的建筑。

选择一个历史地标 – 不是开普哈特拉斯灯塔 – 该地标位于经历极端天气事件的地区。应用你的保险和保护模型来评估这个地标的价值。撰写一封给社区的一页信，推荐一个计划、时间表和成本提案，以考虑你从保险和保护模型的结果中获得的洞察，为他们珍贵的地标的未来做规划。

词汇表

• 保险保障缺口：指自然灾害造成的经济损失与被保险覆盖的损失金额之间的差异。
• 承保：接受责任，从而在损失或损坏的情况下保证支付。

总结

这个问题要求学生们结合实际情况，理解和分析气候变化对保险行业的影响，并开发出切实可行的模型来应对这些挑战。同时，也需要考虑社区文化和历史价值的保护。

背景

• 极端天气事件增加： 近年来，世界遭受了超过1万亿美元的损害，源自1000多次极端天气事件。这对房产所有者和保险公司构成了严重挑战。
• 保险索赔激增： 2022年，自然灾害的保险索赔量比30年平均水平增长了115%。
• 气候变化对保险业的影响： 预计到2040年，由于气候变化，保险费用将增长30-60%。
• 房产保险市场的变化： 保险费用上涨，保险公司更加谨慎于承保。
• 保险保障缺口问题： 全球平均保险保障缺口为57%，且在增加。

报告要求

• 保险公司的可持续性： 美国大学生数学建模竞赛的灾害保险模型师（ICM）关注房产保险行业的可持续性，特别是在气候变化背景下。
• 开发保险模型： 制定一个模型，帮助保险公司决定是否在极端天气事件频发的地区承保。使用两个不同大陆的地区作为示例。
• 未来房地产决策： 考虑保险格局变化，研究未来房地产决策如何确保房产更具韧性。
• 社区保护模型： 开发一个模型，帮助社区领导确定哪些建筑应因其文化、历史、经济或社区意义而被保存和保护。
• 案例研究： 选择一个历史地标（非开普哈特拉斯灯塔），应用保险和保护模型来评估其价值。
• 撰写建议信： 根据模型结果，为社区撰写一封关于该历史地标未来的建议信，包括计划、时间表和成本提案。

思路分析

E题讲解：bilibili

E题思路2已出炉：思路+代码

E题论文：E题论文

F题

题目大意

非法野生动物贸易对我们的环境产生负面影响，威胁全球生物多样性。据估计，其年交易额高达265亿美元，被认为是全球所有非法贸易中第四大的贸易类型。

你需要制定一个以数据为驱动的5年项目，旨在显著减少非法野生动物贸易。你的目标是说服一个客户执行你的项目。为此，你必须选择一个合适的客户和适合该客户的项目。

你的工作应该探讨以下子问题：

• 你的客户是谁？这个客户能实际做些什么？（换句话说，你的客户应该拥有实施你提出的项目所需的权力、资源和兴趣。）
• 解释你开发的项目为何适合这个客户。出版文献和你自己的分析中的哪些研究支持你所提出的项目选择？使用基于数据的分析，你将如何说服你的客户这是他们应该承担的项目？
• 你的客户需要什么额外的权力和资源来实施该项目？（记得使用假设，但也尽可能让你的工作接地气。）
• 如果实施了该项目会发生什么？换句话说，对非法野生动物贸易的可衡量影响是什么？你是如何进行分析以确定这一点的？
• 项目达到预期目标的可能性有多大？另外，基于情境化的敏感性分析，有哪些条件或事件可能不成比例地帮助或阻碍项目达成其目标的能力？

虽然你可以将你的方法局限于非法野生动物贸易，但你也可以将非法野生动物贸易视为更大复杂系统的一部分。具体而言，你可以考虑其他全球努力在其他领域，例如，遏制其他形式的贩运或减少气候变化的努力与遏制非法野生动物贸易的努力，可能是复杂系统的一部分。这可能为此领域中意想不到的行动者创造协同机会。

如果你选择在解决方案中利用复杂性框架，请务必通过讨论这种建模决策的利弊来证明你的选择。

此外，你的团队必须提交一份一页的备忘录，突出你的5年项目提案的关键点，以及为什么该项目适合他们作为客户（例如，资源获取、他们的任务范围、与他们的使命宣言相符等）。

评委将特别关注在选择客户以及在整个分析过程中选择和证明适当建模过程方面的创造性。他们还将寻找既（1）在客户与拟议项目之间建立强有力的联系，又（2）在数据分析与拟议项目设计之间建立清晰直接联系的论述。

术语表

• 客户：将实施拟议项目的行动者。他们可能是官方行动者（政府或准政府）或非官方行动者（非政府组织）。
• 非法野生动物贸易：走私、偷猎以及濒危物种、受保护野生动物或这些物种的衍生物/产品的捕获或收集。

总结

这是一个要求团队综合使用数据分析、系统思维、项目管理和创新性策略来解决一个实际且复杂的环境问题的挑战。

背景

• 非法野生动物贸易的影响：这是一个对环境和全球生物多样性产生重大负面影响的问题。非法野生动物贸易的年交易额高达265亿美元，是全球第四大非法贸易。
• 系统性考量：可以将非法野生动物贸易视为更广泛复杂系统的一部分，与其他全球努力（如遏制其他形式的非法贸易或应对气候变化）相结合。

报告要求

• 5年项目规划：制定一个基于数据驱动的5年项目，目的是显著减少非法野生动物贸易。
• 选择合适的客户：确定一个能够实施该项目的客户，考虑其权力、资源和兴趣。
• 项目与客户的契合度：解释为什么选择的项目适合这个客户，包括基于出版文献和自身分析的支撑。
• 项目实施需求：分析客户需要哪些额外的权力和资源来实施项目，并确保假设现实可行。
• 项目成效预测：预测项目实施后对非法野生动物贸易的具体影响，并进行相应的分析。
• 项目成功可能性和敏感性分析：评估项目达成预期目标的可能性，并考虑可能对项目成功有重大影响的条件或事件。
• 综合框架的选择：如果选择利用复杂性框架，需要阐述这一决策的利弊。
• 备忘录编写：撰写一份一页的备忘录，强调项目提案的关键点及其适合客户的理由。
• 创新性和关联性：评委将特别关注在选择客户、项目以及建模过程中的创新性，以及项目与客户之间、数据分析与项目设计之间的强有力联系。

思路分析

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