2021美賽題目翻譯完整版

2021美賽題目翻譯由美國(guó)大學(xué)生建模競(jìng)賽及全部提供給大家，也能帶給你非常有用的參考。讓大家學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，理清學(xué)習(xí)思路，共享更多練習(xí)題，擴(kuò)大知識(shí)面的平臺(tái)。

2021年美賽題目大全

題目A: 真菌

簡(jiǎn)介：挑選兩種特性，對(duì)生產(chǎn)者鏈進(jìn)行模擬（？）

題目B: 野火

簡(jiǎn)介：建立一種模型，并在知乎上評(píng)論《如何評(píng)價(jià)維多利亞的CFA》。并且預(yù)測(cè)你的模型有多有用，爭(zhēng)取在知乎上有人能提問(wèn)《如何評(píng)論xxx的模型》，還有倆，懶得說(shuō)了

題目C: 蜜蜂

2021美賽題目集體思路

問(wèn)題A：真菌

碳循環(huán)描述了整個(gè)地球化學(xué)循環(huán)中碳交換過(guò)程，是地球生命的重要組成部分。碳循環(huán)的一部分包括化合物的分解，使碳得以更新并以其他形式使用。該過(guò)程的這一部分的關(guān)鍵組成部分是植物材料和木質(zhì)纖維的分解。

分解木質(zhì)纖維的一些關(guān)鍵因素是菌類(lèi)。最近關(guān)于真菌通過(guò)木材分解的研究文章的作者確定了決定分解速率的真菌性狀，并指出了某些性狀之間的聯(lián)系[ 1 ]。 尤其是，生長(zhǎng)緩慢的真菌菌株在存在濕度和溫度方面的環(huán)境變化的情況下趨于更好地存活和生長(zhǎng)，而生長(zhǎng)較快的菌株對(duì)相同變化的抵抗力較弱。您可以在第3頁(yè)的下面找到本文的提要。

這些研究人員研究了與不同真菌相關(guān)的大量性狀，以及它們?cè)诘貕|（死植物材料）和木質(zhì)纖維分解中的作用。對(duì)于此MCM問(wèn)題，您應(yīng)僅關(guān)注真菌的兩個(gè)特征：真菌的生長(zhǎng)速率和真菌對(duì)水分的耐受性。您的主要目標(biāo)是為給定土地上的木質(zhì)纖維分解建模，并在存在多種類(lèi)型的真菌分解同一區(qū)域中的木質(zhì)纖維的情況下進(jìn)行建模。

當(dāng)您探索感興趣的兩個(gè)性狀，生長(zhǎng)速率和耐濕性以及分解速率之間的關(guān)系時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，包括：使用這兩個(gè)性狀，不同的真菌如何在固定的斑塊中相互作用并分解地面凋落物。 在不同環(huán)境中的土地？ 在這些不同的環(huán)境中，隨著條件的變化，分解將如何隨著時(shí)間的推移而受到影響？ 在給定環(huán)境中，環(huán)境變化和環(huán)境變化的變化如何影響分解方面的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)以及真菌之間的競(jìng)爭(zhēng)？ 給定生長(zhǎng)速率，對(duì)分解速率的估算如圖1所示。給定相對(duì)濕度，給出分解速率的估算，如圖2所示。

需求：您的論文應(yīng)該探索并解決以下方面。

建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，描述在存在多種真菌的情況下通過(guò)真菌活動(dòng)導(dǎo)致的枯枝落葉和木質(zhì)纖維的分解。

在您的模型中，合并不同真菌種類(lèi)之間的相互作用，這些真菌具有不同的生長(zhǎng)速率和不同的耐濕性，如圖1和2所示。

提供對(duì)模型的分析并描述不同類(lèi)型真菌之間的相互作用。相互作用的動(dòng)力學(xué)特性和描述應(yīng)包括短期和長(zhǎng)期趨勢(shì)。您的分析應(yīng)檢查對(duì)環(huán)境快速波動(dòng)的敏感性，并應(yīng)確定不斷變化的大氣趨勢(shì)的總體影響，以評(píng)估當(dāng)?shù)靥鞖饽Ｊ阶兓�的影響�?/p>

包括對(duì)每種物種以及可能持續(xù)存在的物種組合的相對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)的預(yù)測(cè)，并針對(duì)干旱，半干旱，溫帶，樹(shù)木和熱帶雨林等不同環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)。

描述系統(tǒng)真菌群落的多樣性如何影響地面垃圾分類(lèi)的系統(tǒng)整體效率。 在局部環(huán)境中存在不同程度的可變性時(shí)，預(yù)測(cè)生物多樣性的重要性和作用。

研究論文摘要

有機(jī)物質(zhì)的分解是碳循環(huán)的關(guān)鍵組成部分。碳循環(huán)的大規(guī)模建模以及全球氣候模型正在變得更加完善，并納入了更多的小規(guī)模細(xì)節(jié)。一個(gè)重要的細(xì)節(jié)是微生物和真菌群落與有機(jī)物質(zhì)腐爛有關(guān)的速率。本文的重點(diǎn)是與不同類(lèi)型真菌相關(guān)的不同腐爛速率。

該論文的作者探索了真菌的幾種不同特性，以確定木材分解的影響。他們通過(guò)測(cè)量將不同類(lèi)型的真菌引入木塊后損失的質(zhì)量來(lái)做到這一點(diǎn)。研究人員檢查了與每種真菌相關(guān)的大量不同性狀，并試圖確定這些性狀在木塊分解中的作用。

例如，一個(gè)重要特征是菌絲延伸率。菌絲是真菌的分枝細(xì)胞，構(gòu)成真菌的纖絲和結(jié)構(gòu)，不同種類(lèi)的菌絲在真菌的生命周期中起著不同的作用。菌絲延伸率本質(zhì)上是真菌的生長(zhǎng)速度。另一個(gè)特征是在給定的體積內(nèi)菌絲的密度。

這兩個(gè)特征與真菌的許多特性有關(guān)。例如，研究發(fā)現(xiàn)，如果菌絲延伸率越大（生長(zhǎng)越快），真菌更容易更快地分解木材。同樣，如果細(xì)絲越密集，則木材的分解速度越慢。此外，這兩個(gè)特征也與真菌對(duì)不同的環(huán)境條件的反應(yīng)有關(guān)。

特別是研究人員發(fā)現(xiàn)，能夠更好地適應(yīng)各種濕度條件的真菌也傾向于分解木材的速度較慢。生長(zhǎng)快且勝過(guò)其他真菌的真菌傾向于更快地分解木材。MCM ProblemA語(yǔ)句中的圖1和圖2顯示了這些關(guān)系。

木質(zhì)材料分解為多個(gè)階段，研究文章中檢驗(yàn)的真菌與木本材料在其腐爛周期的中期最相關(guān)。對(duì)于其他衰減階段，結(jié)果可能有所不同。出于此建模練習(xí)的目的，您可以專(zhuān)注于中間階段的結(jié)果，并假定它與分解的其他階段一致。另一個(gè)考慮因素是，局部環(huán)境條件可能在一個(gè)區(qū)域內(nèi)變化很大，并且也會(huì)影響整體動(dòng)態(tài)。

您的總頁(yè)數(shù)不超過(guò) 25 頁(yè)的 PDF 解決方案應(yīng)包括:

一頁(yè)的匯總表。

目錄。

您的完整解決方案。

參考文獻(xiàn)列表。

本屆賽事的新注意事項(xiàng)：ICM 大賽現(xiàn)在有 25 頁(yè)的限制。您提交的所有內(nèi)容都計(jì)入 25 頁(yè)的限制：摘要表、目錄、解決方案正文、圖片和表格、一頁(yè)文檔、參考列表以及任何附錄。

詞匯表：

生物多樣性：從廣義上說(shuō)，世界上生活的多樣性。在較小的規(guī)模上，某一特定生境或生態(tài)系統(tǒng)中的多種生物。

碳循環(huán)：碳在有機(jī)體和環(huán)境之間交換的連續(xù)過(guò)程（或一系列過(guò)程），然后在整個(gè)地球上重復(fù)使用。

競(jìng)爭(zhēng)排名：在相似條件下，一種真菌在一系列成對(duì)試驗(yàn)中勝過(guò)其他真菌的能力的量度。

地球生物圈：地球的巖石圈（地殼和上地幔）、水圈（地球表面的所有水）和大氣層（地球周?chē)�的氣體包層）。

真菌（復(fù)數(shù)：真菌）：真核生物（細(xì)胞核包在核膜內(nèi)的細(xì)胞）有機(jī)體中的任何成員。例如酵母、霉菌和蘑菇。

地球化學(xué)循環(huán)：元素在地球生物圈之間交換的各種途徑和步驟。

菌絲：在真菌群落中形成細(xì)絲的細(xì)胞。菌絲延伸率：真菌的生長(zhǎng)速度。

水分生態(tài)位寬度：半個(gè)真菌群落能保持其最快生長(zhǎng)速率的最大和最小濕度水平之間的差異。

耐濕性：真菌的競(jìng)爭(zhēng)地位與其水分生態(tài)位寬度之間的差異。

B題：撲滅野火

背景：澳大利亞2019-2020年火災(zāi)季節(jié)，各州都發(fā)生了毀滅性的野火，新南威爾士州和維多利亞州東部的野火影響最為嚴(yán)重。野火發(fā)生在嚴(yán)重干旱和持續(xù)熱浪期間，氣候變化加劇了這一情況。圖1顯示了該地區(qū)2019年10月1日至2020年1月7日的野火熱點(diǎn)，黃色表示10月1日至1月6日的火災(zāi)，紅色表示2020年1月7日的活躍火災(zāi)。

消防員使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和態(tài)勢(shì)感知（SSA）已有數(shù)年；SSA無(wú)人機(jī)攜帶高清和熱成像攝像機(jī)以及遙測(cè)傳感器，用于監(jiān)測(cè)和報(bào)告前線人員可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)。可穿戴設(shè)備可以用作個(gè)人定位信標(biāo)或更復(fù)雜的環(huán)境監(jiān)視器。SSA無(wú)人機(jī)幫助監(jiān)控不斷變化的形勢(shì)，使緊急行動(dòng)中心（EOC）能夠最佳地指導(dǎo)現(xiàn)役機(jī)組人員，以實(shí)現(xiàn)最佳效果和最大安全性。

雙向無(wú)線電通信允許“地面部隊(duì)”的前鋒隊(duì)向緊急行動(dòng)中心提供狀態(tài)報(bào)告，并允許緊急行動(dòng)中心直接向前鋒隊(duì)發(fā)出命令。部署人員攜帶在VHF/UHF波段工作的手持式雙向無(wú)線電。手持無(wú)線電的射程受到發(fā)射功率低的限制，通常最大功率為5瓦，主要由農(nóng)村地區(qū)的距離和物理地形或城市地區(qū)的“建筑地形”決定；天氣對(duì)對(duì)VHF/UHF信號(hào)影響不大。

一臺(tái)5瓦的無(wú)線電在平坦、無(wú)障礙的地面上的標(biāo)稱(chēng)射程為5公里，但在市區(qū)則下降到2公里。中繼器，自動(dòng)重播高功率信號(hào)的收發(fā)機(jī)，可以擴(kuò)大無(wú)線電范圍。位于前線和EOC之間的中繼器可以將無(wú)線電信號(hào)從前線中繼到EOC，也可以從EOC中繼到前線。中繼器的射程也由距離和地形決定，但遠(yuǎn)大于功率較低的手持無(wú)線電。

最近，搭載中繼器的懸停無(wú)人機(jī)被用來(lái)大幅擴(kuò)大前線低功率無(wú)線電的射程。一個(gè)10瓦的中繼器，重1.3公斤，由一架懸停在遠(yuǎn)高于地面的無(wú)人機(jī)攜帶，可以達(dá)到20公里的射程。Akme公司的原型機(jī)WileE–15.2X混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)在配備無(wú)線電中繼器或視頻和遙測(cè)功能時(shí)，預(yù)計(jì)成本約為10000美元（澳元）。測(cè)試表明這種無(wú)人機(jī)具有表1所列的能力。

要求：您的顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)已被聘用：

創(chuàng)建一個(gè)模型，以確定 SSA 無(wú)人機(jī)和無(wú)線電中繼無(wú)人機(jī)的最佳數(shù)量和組合，以便為維多利亞州國(guó)家消防局（CFA）擬議的新部門(mén)“快速叢林火反應(yīng)”購(gòu)買(mǎi)。您的模型應(yīng)該平衡能力和安全性與經(jīng)濟(jì)性，并考慮觀測(cè)和通信任務(wù)的需求和地形。您的模型還應(yīng)將火災(zāi)事件的大小和頻率作為參數(shù)。

說(shuō)明您的模型如何適應(yīng)未來(lái)十年極端火災(zāi)事件不斷變化的可能性。假設(shè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的成本保持不變，預(yù)計(jì)設(shè)備成本會(huì)增加多少。

確定一個(gè)模型，用于優(yōu)化懸停 VHF/UHF 無(wú)線電中繼無(wú)人機(jī)在不同地形上不同大小火力的位置（如圖 2：維多利亞州東部地形圖所示）。請(qǐng)注意，海拔范圍從海岸的海平面到維多利亞州的博公山1986米。

準(zhǔn)備一份由您的模型支持的一到兩頁(yè)并帶注釋的預(yù)算申請(qǐng)，以便 CFA 提交給維多利亞州政府。

注意：MCM 競(jìng)賽現(xiàn)在有 25 頁(yè)的限制。您提交的所有內(nèi)容均計(jì)入 25 頁(yè)的限制（摘要表、目錄、參考列表和任何附錄）。

詞匯表

“地面部隊(duì)”前鋒隊(duì)：成語(yǔ)“地面部隊(duì)”指的是在行動(dòng)地點(diǎn)的人員。在消防工作中，這些團(tuán)隊(duì)處于控制火災(zāi)事件的第一線；他們對(duì)迅速變化的形勢(shì)有直接的、關(guān)鍵的了解。

預(yù)算請(qǐng)求：預(yù)算申請(qǐng)是為組織內(nèi)的項(xiàng)目或部門(mén)尋求成本、費(fèi)用和/或運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用資金的商業(yè)信函。附加說(shuō)明的預(yù)算請(qǐng)求為每個(gè)請(qǐng)求的項(xiàng)目提供理由或理由。

國(guó)家消防局（CFA）：澳大利亞維多利亞州大部分地區(qū)負(fù)責(zé)滅火、救援和應(yīng)對(duì)其他事故和危險(xiǎn)的志愿消防隊(duì)

應(yīng)急運(yùn)行中心（EOC）：應(yīng)急相關(guān)行動(dòng)和活動(dòng)的中央指揮和控制點(diǎn)，以及啟動(dòng)和部署資源（人員或設(shè)備）的請(qǐng)求。移動(dòng) EOC 可以部署在緊急情況現(xiàn)場(chǎng)附近。

中繼器：一種無(wú)人值守的無(wú)線電收發(fā)機(jī)，在附近頻率（±600kHz（0.6MHz）的甚高頻和±5MHz 的超高頻）或相鄰信道上以高功率自動(dòng)重播接收到的信號(hào)。

態(tài)勢(shì)感知：對(duì)事件的當(dāng)前元素的感知，理解它們的意義，并將它們的狀態(tài)推斷到不久的將來(lái)；換句話說(shuō)，就是對(duì)您周?chē)�發(fā)生的事情的認(rèn)識(shí)和理解。

監(jiān)控：系統(tǒng)地收集和分析數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)分享給能夠根據(jù)這些信息采取行動(dòng)的其他人.

收發(fā)器：既能發(fā)射又能接收的收音機(jī)。

超高頻：超高頻，無(wú)線電頻率從 300 兆赫到 3000 兆赫。

甚高頻：非常高的頻率，無(wú)線電頻率從 30 兆赫到 300 兆赫。

問(wèn)題C：確認(rèn)有關(guān)黃蜂的嗡嗡聲

2019 年 9 月，在加拿大不列顛哥倫比亞省的溫哥華島上發(fā)現(xiàn)了胡蜂（Vespa mandarinia， 又稱(chēng)亞洲大黃蜂）的殖民地。鳥(niǎo)巢很快被摧毀，但這一事件的消息迅速傳遍了整個(gè)地區(qū)。從那時(shí)起，在鄰近的華盛頓州已經(jīng)發(fā)生了幾次確認(rèn)的害蟲(chóng)目擊事件，以及許多錯(cuò)誤目擊 事件。下圖圖 1 顯示了有關(guān)偵查，大黃蜂監(jiān)視和公共目擊的地圖。

胡蜂（Vespa mandarinia）是世界上最大的黃蜂種類(lèi)，其巢的出現(xiàn)令人震驚。此外，大黃蜂是歐洲蜜蜂的掠食者，入侵并破壞它們的巢穴。少量的黃蜂能夠在短時(shí)間內(nèi)摧毀整個(gè)歐洲蜜蜂群落。同時(shí)，它們是被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)中其他害蟲(chóng)的貪婪的掠食者。

大黃蜂的生命周期與其他許多黃蜂相似。受精后的蜂后在春天出現(xiàn)，并開(kāi)始一個(gè)新的群體。秋天，新蜂后離開(kāi)巢，在土里過(guò)冬，等待春天的到來(lái)。一只新蜂后的筑巢距離估計(jì)為30公里。有關(guān)亞洲大黃蜂的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)問(wèn)題附件，也可以在網(wǎng)上找到。

由于胡蜂對(duì)當(dāng)?shù)孛鄯浞N群的潛在嚴(yán)重影響，胡蜂的存在會(huì)引起很大的焦慮。華盛頓州已經(jīng)建立了求助熱線和一個(gè)網(wǎng)站，供人們報(bào)告這些黃蜂的目擊情況。根據(jù)這些來(lái)自公眾的報(bào)告，該洲必須決定如何優(yōu)先分配有限的資源，以進(jìn)行后續(xù)調(diào)查。雖然一些報(bào)告已被確定為胡蜂，但許多其他目擊者已證明是其他類(lèi)型的昆蟲(chóng)。

這個(gè)問(wèn)題的主要問(wèn)題是“我們?nèi)绾谓忉尮�共�?bào)告提供的數(shù)據(jù)？以及“在政府機(jī)構(gòu)提供資源有限的情況下，我們可以采用什么策略來(lái)優(yōu)先考慮這些公開(kāi)報(bào)告，以便進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查？”

你的論文應(yīng)該探討和解決以下幾個(gè)方面：

解決并討論這種有害生物在一段時(shí)間內(nèi)的傳播是否可以預(yù)測(cè)，以及準(zhǔn)確度如何。

大多數(shù)報(bào)道的目擊事件都把其他黃蜂誤認(rèn)為是胡蜂。僅使用提供的數(shù)據(jù)集文件和（可能）提供的圖像文件來(lái)創(chuàng)建、分析和討論一個(gè)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤分類(lèi)可能性的模型。

利用你的模型討論你的分類(lèi)分析如何導(dǎo)致優(yōu)先調(diào)查最有可能是正面目擊的報(bào)告。

說(shuō)明隨著時(shí)間的推移，如果有其他新報(bào)告，如何更新模型，以及更新的頻率。

利用你的模型，有什么證據(jù)可以證明華盛頓州已經(jīng)消滅了這種有害生物？

問(wèn)題 C 的一般準(zhǔn)則

除了上面列出的具體要求，請(qǐng)記住這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)建模練習(xí)。提交資料應(yīng)遵循與數(shù)據(jù)使用有關(guān)的最佳做法。這些期望的一些例子包括但不限于：

定義您使用的所有指標(biāo)和成本函數(shù)。

參數(shù)的任何估計(jì)應(yīng)包括區(qū)間估計(jì)。

任何結(jié)果應(yīng)包括對(duì)結(jié)果擬合優(yōu)度的估計(jì)。

應(yīng)明確說(shuō)明所有假設(shè)，尤其是與數(shù)據(jù)或錯(cuò)誤相關(guān)的分布。

應(yīng)檢查與數(shù)據(jù)相關(guān)的所有假設(shè)，并檢查與這些假設(shè)相關(guān)的技術(shù)的穩(wěn)健性。

應(yīng)明確說(shuō)明與方法或技術(shù)相關(guān)的所有假設(shè)。

附件

我們?yōu)檫@個(gè)問(wèn)題提供以下四種材料。提供的數(shù)據(jù)文件包含您應(yīng)該用于此問(wèn)題的唯一數(shù)據(jù)。

2021MCM_ProblemC_Vespamandarinia.pdf

來(lái)自賓夕法尼亞州立大學(xué)分校的背景信息，描述了這種昆蟲(chóng)。

2021MCM_ProblemC_DataSet.xlsx

具有以下字段的4440個(gè)目擊報(bào)告的電子表格：

GlobalID：每個(gè)觀察記錄的唯一標(biāo)簽。

Detection Date：探測(cè)的報(bào)告日期。

Notes：報(bào)告提交人提供的意見(jiàn)。這可以是公眾的成員，也可以偶爾是州雇員。

Lab Status：由國(guó)家農(nóng)業(yè)部分析后對(duì)視力進(jìn)行官方分類(lèi)。陽(yáng)性ID意味著它被確認(rèn)為亞洲巨蜂。否定ID意味著它被排除在外。未處理意味著它尚未被分類(lèi)。未經(jīng)核實(shí)意味著由于缺乏信息，沒(méi)有作出任何決定。

Lab Comments：州昆蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室分析后添加到記錄中的內(nèi)容。

Submission Date：向國(guó)家提交報(bào)告的日期。此日期可以在檢測(cè)日期之后顯著。

Latitude (of sighting)：這些數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換報(bào)告提供的地址后由國(guó)家提供。

Longitude (of sighting)：這些數(shù)據(jù)是由國(guó)家在轉(zhuǎn)換報(bào)告提供的地址后提供的。

一個(gè)帶有3305張圖片的rar文件，與目擊報(bào)告一起提交。

可從以下網(wǎng)址下載662MB文件：

http://www.comapmath.com/MCMICM/2021MCM_ProblemC_Files.rar

打開(kāi)文件需要一個(gè)密碼：Af6SP7rdm33PxPJmDb4wZq7cw

2021MCM ProblemC_Images_by_GlobalID.xlsx

用以下字段將圖像映射到瞄準(zhǔn)鏡的電子表格：

FileName：rar文件夾中圖像的名稱(chēng)。

GlobalID：每個(gè)觀察記錄的唯一標(biāo)簽。 這在兩個(gè)電子表格中是一致的。

FileType：圖像以.jpg、.pdf、.png、.jfif、八進(jìn)制流、xml打開(kāi)格式或.zip文件的形式到達(dá)。視頻以.mp4或快速時(shí)間文件的形式到達(dá)。

參考資料

華盛頓州農(nóng)業(yè)部。2020亞洲巨型大黃蜂公共儀表板。

D題：音樂(lè)的影響

音樂(lè)自古以來(lái)就是人類(lèi)社會(huì)的一部分，是文化遺產(chǎn)的重要組成部分。為了理解音樂(lè)在人類(lèi)集體經(jīng)驗(yàn)中所扮演的角色，我們被要求開(kāi)發(fā)一種量化音樂(lè)演進(jìn)的方法。當(dāng)藝術(shù)家創(chuàng)作一首新的音樂(lè)時(shí)，有許多因素可以影響他們，包括他們與生俱來(lái)的獨(dú)創(chuàng)性，當(dāng)前的社會(huì)或政治事件， 獲得新樂(lè)器或工具的機(jī)會(huì)，或者其他個(gè)人經(jīng)歷。我們的目標(biāo)是了解和衡量以前制作的音樂(lè)對(duì)新音樂(lè)和音樂(lè)藝術(shù)家的影響。

一些藝術(shù)家可以列出十幾個(gè)甚至更多的影響了他們自己的音樂(lè)作品藝術(shù)家。也有人建議，影響可以通過(guò)歌曲特征(如結(jié)構(gòu)、節(jié)奏或歌詞)之間的相似程度來(lái)衡量。音樂(lè)有時(shí)會(huì)有革命性的變化，以提供新的聲音或節(jié)奏，例如當(dāng)新的流派出現(xiàn)時(shí)，或者現(xiàn)有流派的再創(chuàng)造(例如古典、 流行/搖滾、爵士樂(lè)等)。這可以歸因于一系列的小變化，藝術(shù)家的合作努力，一系列有影響力的藝術(shù)家，或者社會(huì)內(nèi)部的轉(zhuǎn)變。

許多歌曲都有相似的旋律，許多藝術(shù)家對(duì)音樂(lè)流派的重大轉(zhuǎn)變做出了貢獻(xiàn)。有時(shí)，這些變化 是由于一位藝術(shù)家影響了另一位藝術(shù)家。有時(shí)，它是對(duì)外部事件(如重大世界事件或技術(shù)進(jìn)步)的響應(yīng)而出現(xiàn)的變化。通過(guò)考慮歌曲的網(wǎng)絡(luò)和它們的音樂(lè)特征，我們可以開(kāi)始捕捉到音樂(lè)藝術(shù)家對(duì)彼此的影響。也許，我們還可以更好地理解音樂(lè)是如何隨著時(shí)間的推移在社會(huì)中 演變的。

您的團(tuán)隊(duì)受綜合集體音樂(lè)協(xié)會(huì)(the Integrative Collective Music，ICM)委托來(lái)開(kāi)發(fā)一種衡量音樂(lè)影響力的模型。這個(gè)問(wèn)題要求你考察藝術(shù)家和流派的進(jìn)化和革命趨勢(shì)。為此，ICM 向您的團(tuán)隊(duì)提供了幾個(gè)數(shù)據(jù)集：

“Influence_Data”（這些數(shù)據(jù)是從網(wǎng)站http://AllMusic.com收集來(lái)的）代表藝人自己報(bào)道的音樂(lè)影響者和追隨者，以及行業(yè)專(zhuān)家的意見(jiàn)。這些數(shù)據(jù)包含5854名藝術(shù)家在過(guò)去90年中的影響力和追隨者。

“full_music_data”(這些數(shù)據(jù)來(lái)自 Spotify 的 API)提供了 16 個(gè)變量條目，包括舞蹈性、節(jié)奏、響度和音調(diào)等音樂(lè)特征，以及針對(duì) 98,340 首歌曲的 artist_name 和 artist_id。這些數(shù)據(jù)用于創(chuàng)建兩個(gè)匯總數(shù)據(jù)集，包括:

a. 藝術(shù)家的平均值“data_by_artist”，

b. 表示跨年“data_by_year”。

注意：這些文件中提供的數(shù)據(jù)是較大數(shù)據(jù)集的子集。這些文件包含的數(shù)據(jù)是您用于求解此問(wèn)題的唯一數(shù)據(jù)。

為了執(zhí)行這一具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，ICM 協(xié)會(huì)要求您的團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)音樂(lè)藝術(shù)家的影響來(lái)探索音樂(lè)的演變，具體做法如下：

使用 Influence_Data 數(shù)據(jù)集或其中的一部分創(chuàng)建音樂(lè)影響力的(多個(gè))定向網(wǎng)絡(luò)，其中影響者連接到追隨者。開(kāi)發(fā)參數(shù)來(lái)捕捉這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的‘music influence’。通過(guò)創(chuàng)建定向影響者網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)絡(luò)來(lái)探索音樂(lè)影響力的子集。描述此子網(wǎng)。在這個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中，你的‘music influence’指標(biāo)揭示了什么？

使用 FULL_MUSIC_DATA 和/或音樂(lè)特征的兩個(gè)匯總數(shù)據(jù)集(具有藝術(shù)家和年份)來(lái)開(kāi)發(fā)音樂(lè)相似性度量模型。用你的衡量標(biāo)準(zhǔn)，流派內(nèi)的藝術(shù)家比流派間的藝術(shù)家更相似嗎？

比較流派之間和流派內(nèi)部的相似之處和影響。流派的區(qū)別是什么？流派是如何隨著時(shí)間的推移而變化的？有些流派與其他流派有關(guān)聯(lián)嗎？

說(shuō)明 DATA_ENAFSONCE 數(shù)據(jù)集中報(bào)告的相似性數(shù)據(jù)是否表明識(shí)別出的影響者實(shí)際上影響了各自的藝術(shù)家。“有影響力的人”真的會(huì)影響追隨者創(chuàng)作的音樂(lè)嗎？是某些音樂(lè)特征比其他特征更具“感染力”，還是它們?cè)谟绊懩硞�(gè)特定藝術(shù)家的音樂(lè)方面都扮演著相似的角色？

從這些數(shù)據(jù)中找出音樂(lè)演進(jìn)過(guò)程中是否有可能革命性(重大飛躍)的特征？在您的網(wǎng)絡(luò)

中，哪些藝術(shù)家代表變革者(重大變革的影響者)？

分析一種流派中隨著時(shí)間發(fā)生的音樂(lè)演變的影響過(guò)程。您的團(tuán)隊(duì)能否確定能夠揭示動(dòng)態(tài)影響者的指標(biāo)，并解釋流派或藝術(shù)家如何隨著時(shí)間的推移而變化？

你的工作如何表達(dá)音樂(lè)在時(shí)間或環(huán)境中對(duì)文化的影響？或者，如何在網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別社會(huì)、政治或技術(shù)變化(如互聯(lián)網(wǎng))的影響？

請(qǐng)給 ICM 協(xié)會(huì)寫(xiě)一份一頁(yè)的文檔，說(shuō)明使用你的方法來(lái)理解音樂(lè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的影響的價(jià)值�？紤]到這兩個(gè)問(wèn)題數(shù)據(jù)集的內(nèi)容僅限于某些流派，以及隨后對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)集共有的藝術(shù)家的 限制，隨著更多或更豐富的數(shù)據(jù)，您的工作或解決方案將如何改變？建議進(jìn)一步研究音樂(lè)及 其對(duì)文化的影響。

ICM 協(xié)會(huì)是一個(gè)涉及音樂(lè)、歷史、社會(huì)科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科和多樣化的團(tuán)體，期待著您的最終報(bào)告。

音樂(lè)的特征:

danceability:：根據(jù)音樂(lè)元素(包括節(jié)奏、節(jié)奏穩(wěn)定性、節(jié)拍強(qiáng)度和整體規(guī)律性)的組合來(lái)衡量一條賽道是否適合跳舞的指標(biāo)。值為 0.為 0 最不適合跳舞，值為 1.0 最適合跳舞。(浮點(diǎn)數(shù))

energy:一種表示對(duì)強(qiáng)度和活動(dòng)性的感知的量度。值為 0.0 表示最不強(qiáng)烈/充滿活力，值為 1.0 表示最強(qiáng)烈/充滿活力。通常，充滿活力的曲目給人的感覺(jué)是快速、響亮和嘈雜。例如，死亡金屬的能量很高，而巴赫的前奏曲在音階上得分很低。影響這一屬性的感知特征包括動(dòng)態(tài)范圍、感知響度、音色、起始率和總熵。(浮點(diǎn)數(shù))

Valence：描述一首曲目所傳達(dá)的音樂(lè)積極程度的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。值 0.0 表示最負(fù)，值 1.0 表示最正。高價(jià)的曲目聽(tīng)起來(lái)更積極(如高興、歡快、歡快)，而低價(jià)的曲目聽(tīng)起來(lái)更消極(如悲 傷、沮喪、憤怒)。(浮點(diǎn)數(shù))

tempo: 曲目的總體估計(jì)速度，以每分鐘節(jié)拍(BPM)為單位。在音樂(lè)術(shù)語(yǔ)中，節(jié)奏是給定樂(lè)曲的速度或節(jié)奏，直接從平均拍子時(shí)長(zhǎng)得出。(浮點(diǎn))

loudness: 音軌的整體響度，以分貝(DB)為單位。值的典型范圍在-60 到 0 db 之間。響度值是整個(gè)音軌的平均值，對(duì)于比較音軌的相對(duì)響度很有用。響度是聲音的性質(zhì)，它是物理強(qiáng)度(振幅)的主要關(guān)聯(lián)。

mode: 曲目的模態(tài)(大調(diào)或小調(diào))、旋律內(nèi)容來(lái)源的音階類(lèi)型的指示。主要由 1 表示，次要為0。

key:估計(jì)的音軌的整體數(shù)值。為使用標(biāo)準(zhǔn)音調(diào)等級(jí)記法映射到音調(diào)的整數(shù)。例如，0=C，1=C?/D?，2=D，依此類(lèi)推。如果未檢測(cè)到 key 值，則的值設(shè)定為-1。(整數(shù))

人聲類(lèi)型:

acousticness: 音軌是否是聲學(xué)的置信度測(cè)量(沒(méi)有技術(shù)增強(qiáng)或電子放大)。值 1.0 表示音軌的可信度很高。(浮點(diǎn)型)

instrumentalness: 預(yù)測(cè)曲目是否不包含人聲。在這種情況下，“噢”和“啊”的聲音被視為器樂(lè)。說(shuō)唱或有聲歌曲顯然是“有聲的”。器樂(lè)度值越接近 1.0，曲目中不包含聲音內(nèi)容的可能性就越大。高于 0.5 的值用于表示樂(lè)器音軌，但隨著該值接近 1.0，置信度會(huì)更高。(浮點(diǎn)型)

liveness: 檢測(cè)曲目中是否有觀眾。活躍度值越高，表示實(shí)時(shí)執(zhí)行曲目的概率越高。如果值大于 0.8，則表示音軌處于活動(dòng)狀態(tài)的可能性很大。(浮點(diǎn)數(shù))

speechiness:檢測(cè)音軌中是否存在口語(yǔ)單詞。越是專(zhuān)門(mén)的演講——比如錄音(例如脫口秀、有聲讀物、詩(shī)歌)，屬性值越接近 1.0。大于 0.66 的值描述可能完全由口語(yǔ)單詞組成的曲目。介于 0.33 和 0.66 之間的值描述可能同時(shí)包含音樂(lè)和語(yǔ)音的曲目(分段或分層)，包括說(shuō)唱音

樂(lè)等情況。低于 0.33 的值很可能表示音樂(lè)和其他非語(yǔ)音軌道。(浮點(diǎn)數(shù))

explicit:檢測(cè)曲目中的顯式歌詞(TRUE(1)=是，是；FALSE(0)=否，不是或未知)。(布爾值)

描述：

duration_ms: 音軌的持續(xù)時(shí)間，以毫秒為單位。(整數(shù))

popularity:這條音軌的受歡迎程度。該值將介于 0 和 100 之間，其中 100 是最受歡迎的。人氣是通過(guò)算法計(jì)算的，并且在很大程度上是基于曲目已經(jīng)播放的總次數(shù)和這些播放的最近 程度。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在播放頻率較高的歌曲會(huì)比過(guò)去播放頻率較高的歌曲更受歡迎。

重復(fù)的曲目(例如，來(lái)自單曲和專(zhuān)輯的相同曲目)是獨(dú)立評(píng)級(jí)的。藝術(shù)家和專(zhuān)輯的受歡迎程度 是從曲目受歡迎程度定量推導(dǎo)出來(lái)的。(整數(shù))(布爾值)

year: 發(fā)行曲目的年份。(1921 年至 2020 年的整數(shù))

release_date: 發(fā)行曲目的日期大多采用 yyyy-mm-dd 的格式，但是日期的精度可能會(huì)有所不同，有些只是以 yyyy 給出。

song_title (censored): 曲目的名稱(chēng)。(字符串) 歌曲標(biāo)題中任何潛在的明確單詞已經(jīng)被程序刪除。

count:特定藝術(shù)家的歌曲數(shù)量在 full_music_data.csv 文件中表示。

E題：糧食供應(yīng)系統(tǒng)的再優(yōu)化

近期的的各種事件表明，全球糧食體系即使在世界上公認(rèn)的服務(wù)良好的地區(qū)也是十分脆弱的。這些不穩(wěn)定在一定程度上是我們當(dāng)前由龐大的國(guó)家和國(guó)際糧食生產(chǎn)者和分銷(xiāo)商組成的全球體系造成的。這種糧食系統(tǒng)允許以相對(duì)廉價(jià)和高效的方式生產(chǎn)和分配糧食，這說(shuō)明目前的模式優(yōu)先考慮效率和盈利能力。

盡管這一系統(tǒng)效率很高并且世界上生產(chǎn)的糧食足以養(yǎng)活每個(gè)人，但聯(lián)合國(guó)估計(jì)全世界有

8.21 億人還在遭受饑餓[1][2]。糧食無(wú)保障的人，即那些無(wú)法獲得足夠的，自己負(fù)擔(dān)得起的營(yíng)養(yǎng)食物的人，他們生活在每個(gè)大洲、每個(gè)國(guó)家和每個(gè)社區(qū)。而且，即使在富裕國(guó)家，也會(huì)出現(xiàn)糧食匱乏（即沒(méi)有足夠數(shù)量的食物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）的地區(qū)。此外，目前的食品系統(tǒng)留下了巨大的環(huán)境影響，占溫室氣體排放量的29%……。在造成了高達(dá) 80%的生物多樣性損失，80%的森林砍伐，70%的淡水使用[3]。隨著我們的全球人口持續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)近幾十年來(lái)對(duì)環(huán)境肆無(wú)忌憚的利用帶來(lái)了對(duì)人類(lèi)的懲罰，因此，在維持甚至改善我們的環(huán)境健康的同時(shí)，生產(chǎn)更多糧食的需求從未像現(xiàn)在一樣迫切。因此，對(duì)我們目前的食品體系進(jìn)行全面評(píng)估似乎合理和迫切需要的。

國(guó)際食品管理委員會(huì)(The International Comestibles Management，ICM)向您的團(tuán)隊(duì)提出挑戰(zhàn)，要求通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)模型來(lái)重新構(gòu)想和確定食品系統(tǒng)的優(yōu)先順序。雖然 ICM 委員會(huì)讓您的團(tuán)隊(duì)決定這些系統(tǒng)的哪些方面應(yīng)該成為您建�；顒�(dòng)的重點(diǎn)，但您應(yīng)該提供一個(gè)足夠健壯的食品系統(tǒng)模型，該模型能夠進(jìn)行調(diào)整，以針對(duì)不同級(jí)別的效率、盈利能力、可持續(xù)性 或公平性進(jìn)行優(yōu)化。

無(wú)論你關(guān)注的是全球還是局部，食物系統(tǒng)都是復(fù)雜的。您應(yīng)該考慮的一些問(wèn)題包括但不限于：

如果食品系統(tǒng)為了公平和可持續(xù)發(fā)展而優(yōu)化，會(huì)發(fā)生什么？這一制度與目前的制度有何 不同？這樣的制度需要多長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)施？

改變食物系統(tǒng)的優(yōu)先供給順序有什么好處和代價(jià)？這會(huì)在什么時(shí)候發(fā)生？發(fā)達(dá)國(guó)家和 發(fā)展中國(guó)家之間的這些收益和成本有何不同？

如果你已經(jīng)開(kāi)發(fā)了你的食品系統(tǒng)模型，請(qǐng)至少將你的模型應(yīng)用于一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家和一個(gè)發(fā) 展中國(guó)家，以支持你的觀點(diǎn)。

討論您的模型的可擴(kuò)展性(對(duì)較大或較小的食品系統(tǒng))和適應(yīng)性(對(duì)其他地區(qū))。

F題：給高等教育以“體檢”

對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，擁有一個(gè)健康、可持續(xù)的高等教育體系意味著什么？什么問(wèn)題很重要？是成本、機(jī)會(huì)、公平、資金、學(xué)位的價(jià)值、教育質(zhì)量、研究水平、世界上最聰明的人才的思想交流這些要素的一部分或是全部？還是其他的一些因素？

高等教育系統(tǒng)是一個(gè)國(guó)家努力在小學(xué)和中學(xué)教育之外進(jìn)一步教育公民的重要組成部分，因此，作為一個(gè)行業(yè)本身以及作為為了國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展而培訓(xùn)和受過(guò)教育的公民的來(lái)源，高等教育系統(tǒng)都具有價(jià)值。環(huán)顧世界各地，從德國(guó)到美國(guó)，從日本到澳大利亞，我們看到各國(guó)的高等教育方式多種多樣，每個(gè)國(guó)家不僅培養(yǎng)自己的學(xué)生，而且每年都吸引大量的國(guó)際學(xué)生。每個(gè)國(guó)家的高等教育系統(tǒng)都有其長(zhǎng)處和短處，在當(dāng)前疫情大流行的形勢(shì)進(jìn)行進(jìn)行必要調(diào)整之后，各國(guó)都需要反思其高等教育體系中哪些是有效的，哪些可以做得更好。然而，改變往往是困難的。推進(jìn)任何系統(tǒng)所需的體制變革需要在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)實(shí)施政策，以實(shí)現(xiàn)更健康和可持續(xù)的系統(tǒng)。

在本問(wèn)題中，您需要開(kāi)發(fā)一個(gè)模型，在國(guó)家層面上衡量和評(píng)估高等教育系統(tǒng)的健康狀況，為 一個(gè)給定國(guó)家的高等教育系統(tǒng)確定一個(gè)健康和可持續(xù)的狀態(tài)，并提出和分析一套政策，將一個(gè)國(guó)家從目前的狀態(tài)遷移到你提出的健康和可持續(xù)的狀態(tài)。

具體來(lái)說(shuō)，要求您:

開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證一個(gè)模型或一套模型，使您能夠評(píng)估任何國(guó)家高等教育系統(tǒng)的健康狀況；

將你的模型應(yīng)用到幾個(gè)國(guó)家，然后根據(jù)你的分析選擇一個(gè)高等教育系統(tǒng)有改進(jìn)空間的國(guó)家；

為你選擇的國(guó)家的系統(tǒng)提出一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的、合理的藍(lán)圖，以支持一個(gè)健康和可持續(xù)的高等教育系統(tǒng)；

使用您的模型來(lái)衡量您選擇的國(guó)家的當(dāng)前系統(tǒng)和您提出的健康的、可持續(xù)的系統(tǒng)的健康狀況；

提出目標(biāo)明確的政策和實(shí)施時(shí)間表，以支持從當(dāng)前狀態(tài)遷移到您建議的狀態(tài)；

使用您的模型來(lái)確定和/或評(píng)估您的政策的有效性；

以及考慮到改變現(xiàn)實(shí)是十分困難的，討論在過(guò)渡期間和最后階段實(shí)施你的計(jì)劃對(duì)學(xué)生、教師、學(xué)校、社區(qū)和國(guó)家的現(xiàn)實(shí)影響。

名詞解釋

高等教育Higher Education (post-secondary education, third-level, or tertiary education)：正規(guī)學(xué)習(xí)的最后一個(gè)可選階段，在完成所要求的(很多是中級(jí))教育水平之后進(jìn)行。

可持續(xù)系統(tǒng) Sustainable System：隨著時(shí)間推移能依然保持其有效性的系統(tǒng)。

系統(tǒng)的健康性 System Health：衡量一個(gè)組織或系統(tǒng)圍繞一個(gè)共同藍(lán)圖，有效執(zhí)行該藍(lán)圖，并通過(guò)創(chuàng)新和創(chuàng)造性思維進(jìn)行自我更新的能力。

高等教育系統(tǒng) System of Higher Education:由高等教育機(jī)構(gòu)(學(xué)院、大學(xué)等)組成的組織結(jié)構(gòu)。以及教育學(xué)生超越中學(xué)水平所需的人員和基礎(chǔ)設(shè)施。

溫馨提示：

更全的題目解題思路及翻譯見(jiàn)立即下載。