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【最新】2024年HiMCM高中生数学建模大赛题目！获奖率分析

编辑：Emma吴发布时间：2024-11-08 11:59:56

摘要：2024年HiMCM美国高中生数学建模竞赛已于北京时间7日凌晨开题！himcm竞赛为期14天，每年会放出两道题目共参赛团队选择，一起来看今年himcm建模竞赛的题目，以及对himcm各级别奖项获奖率

2024年HiMCM美国高中生数学建模竞赛已于北京时间7日凌晨开题！himcm竞赛为期14天，每年会放出两道题目共参赛团队选择，一起来看今年himcm建模竞赛的题目，以及对himcm各级别奖项获奖率的分析。思客教育himcm数学竞赛辅导培训，在线咨询客服了解~

Problem A 未来奥运会建模--竞赛项目选择

To Play or not to Play: Modeling Future Olympic Games

国际奥委会（IOC）正在筹备将在澳大利亚布里斯班举办的2032年夏季奥运会。随着奥运会的发展，IOC旨在通过增加与现代价值观共鸣并吸引全球观众的体育项目、学科或赛事（SDEs）。在奥运会历史中，SDEs被引入、移除、重新引入过多次，以反映时代的变化。例如，在2020年，空手道、运动攀岩、冲浪和滑板首次亮相奥运会。然而2024年巴黎奥运会中已经不包括空手道了，但霹雳舞（也称街舞）被引入。展望2028年，洛杉矶奥运会将增加旗橄榄球、长曲棍球和沿海划船项目，棒球和垒球也将在缺席20年后重返奥运会。

为了指导这些决策，IOC奥林匹克项目委员会制定了一套标准以确保每项运动都符合奥林匹克价值观。[1] 国际奥委会体育项目纳入标准如下：

普及性和可及性：增强奥运会的吸引力和全球兴趣，而不会过度增加成本或后勤需求。

性别平等：确保男女运动员有平等的参与机会。

可持续性：促进环境和社会责任。

包容性：代表不同文化，促进全球参与（至少有75个国家在四大洲练习该运动）。

相关性和创新：该运动必须吸引年轻观众，反映现代趋势，并在适当的情况下融入创新，包括物理虚拟运动，同时尊重奥林匹克传统。

安全和公平竞争：维护运动员保护和反兴奋剂的高标准。

IOC已聘请您的团队，HiMCM奥林匹克顾问（HOC），协助评估在2032年夏季奥运会中应增加（或可能移除）哪些SDEs。您的任务是创建一个数学模型，根据这些标准评估SDEs，提供合理建议。该模型将用于根据定量信息判断哪些SDEs最符合奥运会不断发展的愿景。

【团队的任务】

1、根据IOC的标准列出并描述需要考虑的各种因素。注意：这些因素可能是定量或定性、恒定或变量、确定性或概率性的。务必对选择的因素加以解释并附上单位。

2、使用确定的因素构建一个或多个模型，帮助IOC评估哪些SDEs最符合奥运标准。

3、选择至少三个在2020年、2024年、2028年奥运会中新增或移除的SDEs，以及至少三个自1988年或更早以来持续存在的SDEs，对模型进行测试。

HiMCM_Olympic_Data.xlsx 奥运数据表包括自现代奥运会开始以来的项目、分项及赛事数据信息。须确保通过多样化的SDEs进行评估，讨论模型在不同SDEs上的普遍适用性，验证其当前的奥运地位。

4、确定三个可能在2032年布里斯班奥运会上新增或重新引入的SDEs，并确定优先推荐的顺序(第一、第二、第三)。此外，是否有潜力在2036年或更晚的奥运会上加入的SDEs ?

5、进行敏感性分析以解决模型的稳健性，分析在模型中使SDEs得分较高的因素，并讨论这些因素在决策工具中的优劣。

6、向IOC提交一封1-2页的总结信，地址给国际奥委会，以非技术性（通俗易懂）的方式总结你的发现，解释模型的基本原理及其对SDEs的评估结果。包括对新增或移除SDEs的建议，以及模型支撑这些结论的理由。

Problem B 审视高性能计算的环境影响

Examining the Environmental Impact of High-Powered Computing

随着全球对高性能计算（HPC）的需求在人工智能（AI）、数据科学和加密货币挖矿等领域持续上升，这些技术的环境足迹也在增加。对大型数据中心、高性能硬件和能源密集型计算过程的日益依赖引发了对其环境后果的担忧。

HPC环境影响最重要的方面是能源消耗及其相关的碳排放。这一方面尤为突出，因为它直接贡献于气候变化，因为能源消耗直接与温室气体排放相关，特别是当电力来自化石燃料时。这些HPC设施通常消耗大量能源，使其碳足迹显著。此外，能源需求可能会给当地电网带来压力，特别是在可再生能源基础设施有限的地区，导致对非可再生能源的依赖增加。

除了能源消耗，HPC的额外环境影响还可以分为几个关键领域：

水资源使用：许多数据中心使用水进行冷却，导致大量水资源消耗和废水排放，从而引发污染。

电子垃圾：计算硬件的制造、使用和废弃产生了大量电子垃圾，其中许多组件难以回收利用。

资源消耗：HPC硬件的生产涉及稀土材料开采，这可能导致栖息地破坏、污染和对能源的额外需求。

土地使用：数据中心所需的物理空间可能会引发土地使用争议，对当地生态系统产生重大影响。

空气质量：化石燃料发电厂的排放会降低空气质量并影响人类健康。还应额外考虑数据中心产生的细颗粒物和灰尘对当地空气质量的影响。

化学物质使用：冷却系统使用的化学物质如果管理不当可能会带来风险，包括潜在的泄漏或溢出。

社会经济影响：大型数据中心以及资源开采可能会引发土地变化，并对当地社区的能源可得性产生不公平影响。

噪音污染：在此过程中每个阶段使用的机械操作都可能导致噪音污染增加，影响社区和野生动物。

网络架构：数据传输所需的网络基础设施不仅限于单个节点，还包括更大的连通性问题。

这些方面中的许多都有专门的研究来探讨它们的环境影响，你可以研究并使用这些研究作为理解问题的背景。

【团队的任务】

1、理解问题：描述 HPC 能力在全球范围内的年能耗规模，考虑其在满负荷和平均利用率下的情况。

2、建立模型：建立一个全面的模型，确定因能耗导致的 HPC 总碳排放的环境影响。考虑能源的生产方式，计算能源构成对碳排放的影响。

3、应用模型：

探讨在 HPC 增长、其他领域能耗需求增加以及不同能源构成的可能情况下，模型如何随时间变化。
使用模型为2030年问题的规模提供现实的边界值以获得洞察。

4、扩展模型并分析

模拟增加可再生能源比例对碳排放的减排效果，研究切换到 100% 可再生能源的影响及可能遇到的挑战。
细化模型（或开发新模型）以包含其他关键领域之一的环境影响，以更深入地了解HPC的影响。描述选择该领域的原因及其与其他关键领域的关系，尤其是能耗。

5、分享模型及其结果

提出一套可操作的建议，以减少 HPC 的环境影响，包括技术和政策导向的解决方案。
假设其中一项建议被采纳，展示如何将其纳入模型。
联合国咨询委员会于2024年9月发布了一份关于人工智能的报告，题为 “为人类管理人工智能”，其中没有大量涉及高性能计算。[1] 给咨询委员会写一封一到两页的信，敦促他们在 2030 年的预定发展目标中加入有关高性能计算对环境影响的更详细章节。用您的研究结果和建议来支持这一请求。

HiMCM论文提交要求

提交PDF解决方案最多25页，包括:

● 一页总结

● 目录

● 完整解决方案

● 1-2页的要求信件

● 参考文献

● AI使用报告(如使用，不计入25页限制)

2024年HiMCM分数预估

参考2023年总参赛已提交作品的队伍有967支，相比2022年854支，上涨13%，基于比赛获奖比例变动不大的情况下，结果如下：