2019年中国研究生数学建模大赛的经验分享

先交代一下参加建模大赛的背景，参加研究生数模比赛获奖在上海是可以获得应届生落户加分的，全国三等奖加6分，二等奖加8分，一等奖加10分，除了这个之外，我的学校还会有针对三个等级给每人500到3000的奖励。数学建模大赛是相对来说比较容易获奖的全国性比赛，获奖比率高达1/3，比全国英语大赛5%左右的获奖比率高多了。所以，对于想通过竞赛落户加分的同学参加研究生数学建模大赛性价比真的挺高的。我和我的队员三个人都是第一次参加建模比赛，最后通过坚持和协作，获得了全国三等奖，得知获奖的那一刻还是非常开心的。想写下这段经历，给想参加建模比赛的知友一些参考和鼓励。我将从组队、建模学习、选题、实战经历、得奖比率几个方面进行介绍。

【组队】

数模比赛是固定三个人组队参加，其中一个队长，可以跨校组队，由队长报名，但跨校组队稍微有点麻烦的是得奖后，需要队长所在的学校开具一份跨校组队的证明。而且跨校组队彼此之间距离远的话，比赛期间的合作可能会更加困难，所以如果本校就有合适的人选的话，最好还是本校的组队，会方便一点。本人的组队非常简单，找了身边两个非常熟悉的人，一个室友，一个同门。学校在比赛前开展了数模竞赛的培训，请了一些老师和去年获得一等奖的学生来做讲座。他们都建议数模竞赛最好是不同专业的人一起组队，因为要完成这场竞赛，需要优秀的建模能力，编程实现能力以及论文写作能力，理想的情况就是希望队里既有计算机专业的（编程），又有数学专业的（建模），另外一个写作能力强的（写论文）。

但是组队更重要的一点是要找到靠谱的队友，有很多队伍都是开头组好了队，然后临到快要比赛了，被队友鸽了，或者在比赛期间各种找不到人。数模限时四天半，工作量很大，少一个人干活会差距很大。所以组队，我建议首先考虑队友要靠谱，然后需要一个会编程的，建模和写作相对来说还是可以通过看一些优秀论文短时间达到能做题水平。

【建模学习】

数模竞赛所涉及到的模型都是一些常见的模型，建议看一下司守奎《数学建模算法与应用》那本书，大概了解一下，等到做题碰到的时候不至于毫无思路。我当时先在网上找了这本书的电子版，后面又买了纸质版的书，可以简单的扫读一遍，除了为了比赛，也还能增长不少建模知识啊。除了看这本书，最好的学习资料就是往年赛题了，找到对应题目的优秀论文进行学习。数模为了照顾广大不同专业背景的同学参赛，每年的题目都会涉及不同领域的，然后至少会有一道题是任何专业都可以做的，所以在准备的时候也可以有所侧重，关注自己比较有把握的题目，一些过于专业的赛题可以不用看。往年赛题也只要看最近几年的就好，越老的赛题参考价值越低，我大概只看了最近五年的赛题。这几年的赛题每年都几乎会有一两道的优化题，数据分析题。由于我的队伍三个人都是信管专业的，所以就着重关注数据分析题，带着看了一些优化题。

【选题】

竞赛是9月19号上午正式开始的，前一天我们三个人就提前预约了图书馆的会议室，上午主要在看题目，一共6道大题。A题是无线智能传播模型，运用机器学习模型来建立无线传播模型，并利用模型准确预测在新环境下无线信号覆盖强度。B题是天文导航中的星图识别，关于图象识别的，这道题一看就觉得很懵逼，被我们直接pass掉了。C题是视觉情报信息分析，主要从图像或视频中提取物体的大小、距离、速度等信息来进行视觉情报分析，这道题也被直接pass了，感觉要做好这道题需要比较好的编程能力。D题是汽车行驶工况构建，这道题是一道数据分析题，根据汽车的行驶数据，建立汽车的行驶工况。E题是全球变暖，这道题更好理解，也是一道数据分析题。F题是多约束条件下智能飞行器航迹快速规划，这道题是优化题，主要用到一些规划模型。

看完一遍题目之后，直接排除了ABC，打算在DEF中选择一道，然后F题规划也不是很熟悉，最后就打算从DE两道题中选一道了。最后选择了D题，因为觉得E题的全球变暖很简单，但需要自己收集数据，不确定更大，很难做得出彩。而D题不用自己收集数据，而且队伍里的一个小伙伴在网上找到了类似题目的硕士论文。既然找到了资料，那肯定能做下去，就这样一个小时左右我们就确定了题目。

【实战经历】

D题给了三个数据文件，每个文件是同一辆车在不同时间段内所采集的数据，每个数据文件大概十几万行数据。主要有三问，分别是数据预处理，运动学片段提取，构建行驶工况。下面是数据文件的一部分，总共有十几个字段，但最后用到的字段只有四个字段：时间，GPS车速，经度，维度。

第一问的数据预处理，就是对缺失数据进行插补，错误数据进行删除，怠速情况处理。对于时间不连续的缺失数据，使用了python的pandas包进行查找。第二问的行驶工况建立，小组队员在一篇硕士论文中找到了对应的逻辑和代码，然后我们稍微进行了一些改进就使用了。第三问构建行驶工况，主要是使用了两种聚类算法和马尔可夫链算法。由于找到的那篇硕士论文非常详细，整道题都几乎可以参照里面的逻辑，但我们考虑到这样子可能很难有新意，所以就在网上找了不同的论文，用了三种算法去构建行驶工况。

比赛的前四天，我们三个每天八点准时碰面，然后一整天讨论，编程，书写文字。直到最后一个傍晚终于把三道题都做出来了，然后晚上通宵完成论文最后一部分的写作和修改格式。三个人整体的分工时，两个人编程做题，一位同学负责写作，做出一道题就完成对应部分的写作。在23号的凌晨五点，终于完成了所有的工作，提交好了论文之后，感觉整个人都晕晕乎乎的。

【得奖比率】

2019年第16届中国研究生数学竞赛共有14014个队伍提交了论文，其中一等奖188队（1.3%），二等奖1903队（13%），三等级2821（20%），总获奖比例34.3%。从不同题型获奖比率可以看出，二三等奖的获奖比率都差不多，但一等奖的获奖比率在选的人少的题型中更大，所以如果是冲着一等奖去的大佬们，可以选择比较冷门一点的题。

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