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郑大故事:五万组队伍中,这一竞赛国家级一等奖获奖率仅为0.55%,他们做到了

发布时间:2024年04月08日 信息来源:党委宣传部

郑大故事:五万组队伍中,这一竞赛国家级一等奖获奖率仅为0.55%,他们做到了

2023年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛共1685所院校/校区、59611支队伍(本科54158队、专科5453队)、近18万人报名参赛。在激烈的竞争中,香港十二生肖数学与统计学院2021级本科生马子函、曾祎珍、阳优、陈梦琦、李丽君、李亚文、田政杰、管理学院2021级本科生崔梦雨、物理学院2021级本科生孙紫阳,这9名同学组成的3支队伍“数学建模一队”“新手建模小队”和“目标国赛小队”脱颖而出,斩获了国家级一等奖。

“新手建模小队”——新手建模行不行?

一根粉笔、一台电脑,9月7日,“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛的题目一发布,“新手建模小队”成员数学与统计学院2021级本科生阳优、陈梦琦和李丽君便来到教室一起讨论。空荡荡的教室里,黑板被陈梦琦填得满满当当。

陈梦琦是团队的建模手,主要负责解题和建模。她会把公式写到黑板上,以便于编程手——阳优进行编程。而作为团队的论文手,李丽君调侃自己在团队中扮演着“凤凰传奇”乐队中“曾毅”的角色,类似于相声界的“捧哏”,但他们各自的任务都有所交叉。“这样的话会更有效率,三个部分我们每个人都或多或少地参与了一些。”陈梦琦说。

拿到题后,他们的心情十分激动。李丽君说:“这道题和我们做的2015年的一道题有些类似。”他们在暑假这一个多月,每三天进行一篇论文练习,已经能够清晰地记得哪一年的题目是什么、怎么解。2015年的那道题与太阳高度角相关,而今年这道题是一个“定日镜场”问题,也会用到太阳高度角。可他们被一个地方难住了——“旋转矩阵”,在这里他们卡了足足四个小时。三人引用了参考献里面给出的矩阵,可是反复计算,吸收塔却一点阳光也吸收不到,“这很不合理。”在一次又一次地推翻重来中,阳优通过编程发现是旋转矩阵的问题,才将这一难题解决。

时间回到比赛两个月前,陈梦琦和李丽君先后找到了阳优进行组队,三个人的“建模小队”就这样开始出现在他们的微信里。暑假期间,三个人在群里开腾讯会议进行讨论,发送自己查找的资料和往期的优秀论文,并根据老师的意见进行讨论和修改。无数个枯燥的日日夜夜,他们三天一循环做着重复的事,时间就这样悄悄地来到了9月。

拟推国家级一等奖结果出来那天晚上,三人又回到了水环208教室,静静等待着结果公布。如愿进入拟推国家级一等奖阶段后,他们又开始忙着准备国家级一等奖的答辩材料和PPT。11月结果出来那天,三个人终于有一种尘埃落定的感觉。

“很感谢张李盈老师和我的同伴们。”李丽君说,张老师在假期出差时还能抽出几小时帮他们看论文、讲解论文;同伴们在这一个暑假里相互鼓励、相互支持,让他们这几个都只是第一次参加数学建模竞赛的新手们,共同敲开了梦想的大门,自信地喊一声“新手建模能行!”

“目标国赛小队”——冲击国赛成不成?

“每天一睁眼,背起包就赶往自习室看论文、模型。”提起暑假培训,数学与统计学院2021级本科生李亚文感慨。在这两个月中,他们把全部的精力都放在了准备数学建模竞赛上,“就是想看看自己付出了所有,到底能拿到一个什么样的奖。”为了鼓舞士气,三人的微信群就叫“国赛!!!”。

一起床,李亚文与同学院同级的田政杰、物理学院2021级本科生孙紫阳就会在微信群“国赛!!!”里互相“轰炸”:“起了吗?”“走了吗?”“到了吗?”那段时间,他们几乎没有多余的时间与精力做其他事,不在乎自己的个人形象,将所有时间都放在培训上,就连去吃饭的路上,都是在讨论刚做过的题目。“那段时间我们都快成糟老头子、糟老太太了。”在比赛的那三天,李亚文作为团队的建模手,肩负的任务更重,三天三夜,她一共才睡了八小时。

在比赛过程中,C题第二问的第一小问引发了团队的争议。关于成本加成定价,由于做出的数据十分离散,需要对这些数据进行拟合,使数据更符合事实。

根据之前研究过的21年C题国赛优秀论文的一个小点中运用到的高斯过程回归,李亚文想到在这道题目中他们也可以尝试这个方法,在解决数据离散问题的同时,还可以进行聚类,使一类中的数据规律性更强,使拟合更有意义。

田政杰则认为高斯过程回归是一个大模型,如果把这个小点套用在大模型里面,可行度存疑。他想到运用神经网络进行回归,也想过运用SVM与随机森林,但效果都不尽如人意。考虑到时间问题,团队舍弃了聚类的方法,最后还是选择了高斯过程回归,最终解决了这道题。

曾参加过的比赛,都会成为他们此次获奖的积累。李亚文感慨:“以赛代练真的很有用,在比赛中我们可以积累很多模型。”李亚文和田政杰一起参加过MCM/ICM美国大学生数学建模大赛便是如此。他们从中学到的“不要用模型去套问题,而是要以问题为导向去选择模型”,对他们这次比赛影响很大。

“好的队友真的能达到1+1+1>3的效果。”田政杰说,他所遇见的队友都很努力,他们三个人在这个假期,都尽了自己最大的努力去学、去练,最终,他们真的“冲击成功”,拿到了国奖,而且还是国家级一等奖!

“数学建模一队”——暑假留校值不值?

暑假培训时,数学与统计学院2021级本科生马子函、曾祎珍和管理学院2021级本科生崔梦雨三人结识,组建“数学建模一队”。在培训期间,老师更多是从解决策略着手,培养逻辑思维,而他们在获得启发后,需要不断地练题才能熟能生巧。

从早上八九点开始,他们在聚英园二楼一待就是一天。大家讨论的内容集中在解决问题的思路和算法选择上。为节省时间,建模与编程需要同时进行。崔梦雨每写出一个建模的约束条件,马子函就想办法通过编程来实现。在训练期间,曾祎珍专门学习了制作思维导图和流程图的软件,除了论文写作内容扎实,在排版上她也力求一丝不苟、美观大方。

训练的日子转瞬即逝,转眼间就到正式比赛的时间。他们先是根据自身优势,选择了A题。在第一问运行时,大家就敏锐地发现代码运行出结果的速度太慢了。“我们当时必须重新优化算法。不然依照这个速度,后面两问的代码根本跑不完。”马子函解释道。针对这个问题,他们又在电脑前不断地修改第一题的参数,寻找更优化的方法。

有天中午,马子函在去吃饭的路上,脑海里一直萦绕着刚刚的代码。“我总觉得自己调错了参数的哪个地方,当时就一直在想,有种无法自拔的感觉。”于是,还没走到一半,他就转身回到机房继续修改代码,到晚上都没顾得上吃饭。两位队友也被他的精神所感染,三个人一夜奋战,最终将问题成功解决,做后面的题目也顺畅多了。

马子函称赞崔梦雨的思维很活跃,笑着说:“很多时候她凭直觉就可以将模型建出来,真不可思议!”“我们选择的A题对物理的要求高,光是建模就需要很多公式,包括旋转矩阵的公式等。”曾祎珍回忆道。当时她写了34页的公式,看到崔梦雨独自一人把它给建模出来时,她佩服不已。对此,崔梦雨谦虚地说:“可能我比他们多学了《运筹学》这门专业课,接触过‘背包问题’‘运输问题’,建模会好一点。”

比赛结束一个多月后的某一天,马子函在写英语题;曾祎珍在教室里上课;崔梦雨埋首修改文件。这时,团队项目拟推国家级一等奖的消息传来。齐聚、讨论、答辩,他们仿佛又回到了之前共同奋战的日子。最后正式获国家级一等奖时,在马子函“暑假留校值了”的笑声中,激动与喜悦蔓延在三人心间,这是属于他们共同的荣誉!沉甸甸的!

3支队伍,认真和努力是他们的底色,他们用步步坚守铺就了一条通往国家级一等奖的星光大道。在本科组54158支队伍中,获得国家级一等奖的仅有299支,获奖率为0.55%,他们做到了!

“目标国赛小队”成员合影(左 孙紫阳 中 田政杰 右 李亚文)

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