数学建模国赛全过程回顾

Posted 2021-10-07 Z|Star

前言

距离2021年数模国赛过去已经五天时间了，本打算比赛之后的第二天就写这份总结。奈何比赛期间身体损耗过大，加上西安较大的昼夜温差，我成功患上了感冒，以致计划延期。国赛时间是从周四晚上到周日晚上，比赛完之后又有连续的早八课程。带上低烧、疲惫的状态上了几天课，直到现在身体才略有好转，方能做此总结。

周四晚上

​ 国赛是在周四晚上6点开始放题，在五点多吃完饭，我就在电脑前等候。到了六点，密集的流量让系统直接卡住。再等5分钟之后，才顺畅地把题目下载下来。

国赛的题目总共有五道，其中DE两题是只有专科生能够选择，本科生只能选择ABC三题。看了半小时题目，很快就确定了选题。A题通常比较硬核，今年也不例外，物理题通常有标准答案，我们没有物理专业的队友，果断放弃；B题今年是出成了一道化学题，我们没有化工专业的队友，自然也放弃。C题是数据处理的题目，对于我们一个统计学两个工科的成员组成的队伍来说，最为贴合。因此，通过半小时阅读完题目要求后，我们就确定了选C题。

C题看上去应该是开放性的题目，没有标准答案。确定选题之后，我就先对问题做了拆解。把题干中的关键信息整理成表，以便后续处理更为方便一些。拆解完问题后，发现C题虽然表面上只有4道题，实际上题目非常琐碎，第一问至少包含两个小问，第二问至少包含三个小问……

C题的数据是官方给出的，给了两个附件，包含企业的订购数据，供货商的供货数据，转运商的转运数据。拆解完问题后，我就开始对数据做一些预处理，挖掘出了一些比较浅层的信息，并做了一些简单的数据可视化。再结合问题一，初步拟定了解决问题的大纲。问题一是评价类问题，比较常规。选定指标，选定评价类模型，把数据输进去就能解决。剩下的时间还搜了搜相关的论文，发现可供参考的论文并不多，于是便没看几篇。

周五

周五早上我还有两门课要上，课上人稀稀落落的，很多同样打数模的都请了假，但我不请假也影响不大。整个早上没听课，就通过纸笔勾画出整道题的思路大纲。之后，重新修改了昨天第一题定下的几个指标，并手推了一遍熵权法和TOPSIS法，一上午写了五张A4纸。

下午，和两个队友约在学校为我们比赛提供的实验室见面。我把5页纸给了论文队友让他开始排版，第一问的程序用的是赛前准备的模板，输入数据很快得到了结果。然后，我把程序给了编程队友，让他修改，毕竟程序算作论文的一部分，会列入查重的范围。因此，修改变量名和注释，可以有效降低查重率。通过一下午的努力，我把第二问的第一小问模型建立好了。然后抛给编程队友去求解，论文队友去排版。下图是实验室环境。

这天晚上，相对轻松一些，我们没留实验室，回去做各自的部分。晚上我又基本勾画了第二问剩余两小问的框架。

周六

周六一大早我就去了实验室，实验室人还不多。等我把第二问的模型全建完，两队友也差不多来了。编程队友告诉我，程序有bug，运行不了。于是，我又和编程队友研究了一上午matlab关于线性规划/整数规划的求解函数。解决完bug，程序开始运行。等我们吃完午饭回到实验室，差不多经过了四十分钟，发现程序还没跑出结果。因为这题是个较大范围内的规划问题，matlab要跑出最优解需要很长时间。

于是下午，我和编程队友把数据分成两部分，一人跑一半。跑到晚饭时分，终于把第二问的两小问跑出结果。模型方面，我也顺着思路，建了问题三和问题四的模型。晚上，又对模型进行了一定地修改更正，到了实验室十点关门，差不多所有模型已经建立完成。论文队友还排到第二问，编程队友第二问的程序也还没跑出最后结果。回到寝室，我又看了看遗传算法的内容。为了提升求解效率和准确率，智能优化算法必须得用。matlab有个ga的遗传算法工具箱函数，进行迁移最为方便。

周日

周日是国赛的最后一天。早上八点半，我和编程队友到达了实验室。论文队友迟迟未来，我连打十几个电话，总算把他从睡死的状态里唤醒。早上，为了加快论文队友的排版效率，我又独自写了摘要、问题分析、模型优缺点、模型推广。论文队友差不多排完了四个问题，又对一些图片进行了修正。编程队友的程序跑到中午，算是把第三问跑出了结果。

下午，我先审阅了论文队友排成的半成品。他用的是Latex排版，直接生成pdf文件。我对论文中的公式错误、错别字、逻辑错误等错谬进行了标注。国赛要求在晚上十点前完成论文，此刻距离截止还有7个小时。编程队友已经把程序结果跑完了，正把数据填到表格中。这次C题的附近中包含6个表格，格式有统一要求，需要把规划结果填入表格内。我又审阅了编程队友填完的表格，发现明显的问题。数据中的部分结果完全违背常识，显然，有个限制条件编程队友没添加进去。再排查bug肯定是来不及了，修改完bug，跑程序又要数小时，唯一的补救办法只有一个——人工修改数据。

此时的压力很大，我们队前面的队伍选择的是硬核的A题，他们提前半天就已经完成了论文，此刻正商量着晚上去哪里放松。我和编程队友顶着压力，分析如何修改数据。这个数据并不是简单地就能修改，两个表之间是有相互关联的，修改一个的同时若不修改另一个，用程序验证很容易被发现。之前，看到网上有种言论，说论文不进国赛对结果是不会验证，但本题显然不一样，结果的格式是有统一规定的，估计评委会用程序进行验证。

由于表格很大，一个人操作很繁琐。于是，我操作A表，编程队友操作B表，他报一个点，我再在相应行列进行操作。就这样一直操作到七点多，我们整理了一下内容。论文还在修改，我们先将半成品和支撑材料整理出来，先赶在八点前上传一次md5码，根据规则， 八点前可以无限次上传，八点到十点，只能上传一次。

没时间吃晚饭，饿着肚子干到8点多，基本上都完成了。最后，我直接根据之前审阅的标注版本，在latex源文件上进行修改，同时其他两队友再修改摘要。虽然比赛截止提交是在10点，但保守起见，学校都让我们在九点半之前提交。我们在九点一刻时，也差不多修改完毕，然后就将pdf论文和支撑材料的md5码提交。导出论文纸质版，吃饭的同时顺便打印出纸质版论文。

到了十点多，我们回到实验室，进行论文的提交。提交时，发现系统显示有3000多人再排队，等了5分钟左右，电子版论文提交完毕。然后，我们给学校邮箱也发了电子版论文，再将纸质版论文签名后上交到学校的数模办公室。至此，比赛结束。

赛后复盘

本次的C题选择人数应该最多，以我们学校的选题人数来看，C题的选择人数比A,B两题加起来还多。

省奖是根据参赛人数的比例分配，国奖仍是固定数目，这意味着选C题获得省奖的难度不变，但获得国奖的难度倍增。加上我们的结果数据存在一些问题，国奖自然是不奢望了。等出了结果再更新。

总之，这次数模国赛是我们第一次也应该是唯一一次参加。数模国赛在九月份，并且是以学校的名义报名，不能个人报名，因此参加国赛最早也只能是大二。在大二，由于基础不扎实，我们放弃了参加国赛的机会。现在大三，应该是我们唯一的机会。到了大四，各项排名已经出来，我们也没有参赛的必要了。同样，这应该也是我们本科阶段最后一次接触数模。

国赛全过程总结

参加一次国赛，就弄清楚了国赛的整个流程。下面我把我们学校的流程介绍一下：

1.五月，校内选拔赛。五一劳动节左右，学校会进行一次数模的校内选拔赛，30%的队伍会获得二等奖以上。得奖之后，进入校队培训的成功率大大提升。

2.六月，国赛预报名。学校会进行国赛的预报名，填表之后，会统一举行面试。面试形式是单独一个老师进行问答，首先需要准备三个人的队伍简历，如果有之前美赛、校赛的参赛经验，老师会问比赛论文的细节，如何做的；如果没有，可能会问一些常用算法的基本知识。（对于毫无经验的小白，可以看我博客内总结的数学建模专栏，涵盖了大部分的模型算法）

3.七月，国赛第一轮培训。面试之后，学校会保留200-300多支队伍，进行第一轮培训。由于处于暑假，第一轮培训是线上进行。每天基本上都有2-3节课，每节课都会有一个数学系的老师介绍一种模型，主要以理论为主，实操不多。时长跨度差不多大半个月。最后，会布置一次真题作为大作业实践，加上平时零零散散的小作业作为考核。（老师不会看结果，就看交没交）

4.八月，国赛第二轮培训。在第一轮培训之后，学校再筛选掉第一次作业没交齐的队伍，剩下的队伍需要自行联系指导老师，进行第二轮培训。第二轮培训有4次，每次都是做一次真题，指导老师给定题目，4天内做完，还要留出一天时间答辩。期间，会进行国赛的正式报名。

5.九月，正式国赛。看过上面的国赛经历，应该清楚，国赛是从周四晚上开题到周日截止。具体的时间轴参看下图。

国赛注意事项说明

• 1.国赛需要依托学校报名。上传作品需要知网开发的专用客户端，一般从学校的专用界面里可以下载。
• 2.国赛中，MD5码在周日晚上八点前可以无限次上传，八点到十点只能上传一次。MD5码的作用是防止作品被修改。上传完MD5码后，作品不能再次打开，否则，MD5码会发生变化，之后再上传作品，系统发现两次MD5码不一样，这样就会导致上传失败。因此，上传完别动论文！别动材料！这个最重要。
• 3.在周日晚上十点到周一晚上八点是论文和支撑材料上传的时间，尽量早点上传，否则对作品误操作导致MD5码变化就糟糕了。
• 4.电子版论文不能出现学校等信息。电子版是用作网上的盲审，出现学校信息就算违规，将会取消成绩。
• 5.纸质版论文必须附带前两页的承诺书和评审页，同时需要签名，上交学校。
• 6.第一页从摘要算起，理论上总页数不应该超过20页，实际中稍微超出一两页问题也不大。
• 7.支撑材料中的程序要可运行。
• 8.报名尽量不要用QQ邮箱，使用的话，国赛期间就尽量不要用QQ交流数模内容。不加任何数模相关群聊（学校的通知群除外），否则被人举报会直接取消成绩。小队间交流可以采用其它交流软件，比如，我们本次使用的是Telegram。
• 9.条件允许，尽可能线下交流，线下比线上的效率高很多。
• 10.更多技巧，可以进群交流。

我新建了一个关于数模/Latex排版/算法相关的QQ群，感兴趣的可以加入交流更多技巧。 QQ群：710413249