分类： 新闻资讯

2023 MCM问题B：重新构想马赛马拉

背景肯尼亚的野生动物保护区最初主要是为了保护野生动物和其他自然资源。肯尼亚议会通过了2013年《野生动物保护和管理法》，以提供更公平的资源共享，并允许基于社区的替代管理努力。自那以后，肯尼亚增加了修正案，以解决立法中的漏洞，提供更清晰的治理、财务和对违规者的处罚。

要求

专注于一个大型野生动物保护区--马赛玛拉，你的任务是确定管理公园内外资源的替代方法。具体来说，你应该:

考虑并推荐当前保护区内的不同领域的具体政策和管理策略，以保护野生动物和其他自然资源，同时平衡该地区居民的利益。这些政策和策略应有助于减轻居住在保护区附近的人们所经历的机会损失的影响，并尽量减少动物与吸引到保护区的居民之间的负面互动。

制定并描述一种方法来确定哪些政策和管理策略将产生最佳结果。报告应讨论如何根据您的方法论对结果进行排名和比较。务必包括对用于预测动物和人类之间相互作用以及保护区内外经济影响的模型的描述和分析。

根据你提出的计划，提供关于你的建议将产生长期趋势的预测。分析和提供可能的长期结果的确切性和影响的估计。你还应该描述你的方法如何应用于其他野生动物管理区。
最后，请为肯尼亚旅游和野生动物委员会提供一份两页的非技术性报告，讨论你提出的计划及其对保护区的价值。

您的PDF解决方案(总页数不超过25页)应包括:

一页简要说明表。
目录。
您的完整解决方案
两页的非技术报告。
参考书目。

注:MCM竞赛有25页的限制。您提交的所有内容都计入25页的限制(摘要表、目录、报告、非技术报告、参考文献列表和任何附录)。您必须引用您的想法、图像和报告中使用的任何其他材料的来源。

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2023 MCM 问题A：干旱脆弱的植物群落

背景不同种类的植物对压力的反应方式不同。例如，草原对干旱非常敏感。干早发生的频率和严重程度各不相同。大量的观察表明，不同物种的数量在植物群落适应连续几代干旱周期方面起着作用。在一些只有一种植物的群落中，后续的世代不如具有四种或更多种植物的群落中的个体植物适应干早条件。这些观察提出了许多问题。例如，一个植物群落从这种局部的生物多样性中受益所需的最低物种数量是多少?随着物种数量的增加，这种现象的规模如何?这对植物群落的长期生存能力意味着什么?

要求

考虑到干旱适应性与植物群落物种数量之间的关系，你的任务是探索和更好地理解这一现象。具体来说，你应该：

开发一个数学模型，预测植物群落暴露于各种不规则天气周期时随时间的变化情况。包括降水量本应充足的干旱时期。该模型应考虑不同物种在干早周期中的相互作用。

探索你从模型中可以得出哪些结论，说明植物群落与大环境的长期相互作用。考虑以下问题:
社区需要多少种不同的植物才能受益，随着物种数量的增加会发生什么?

社区中的物种类型如何影响你的结果?

在未来的天气周期中，干早发生的频率增加和范围扩大会产生什么影响？如果干早发生的频率减少，物种数量对整体种群的影响是否相同?

污染和栖息地减少等其他因素如何影响你的结论?

你的模型表明，为了确保植物群落的长期生存，应该做些什么?对大环境有什么影响?

您的PDF解决方案(总页数不超过25页)应包括:

一页总结表。
目录。
您的完整解决方案。
参考文献清单。

注:MCM竞赛有25页的限制。您提交的所有内容都计入25页的限制(摘要表、目录、报告、参考文献列表和任何附录)。您必须引用您的报告中所使用的想法、图像和其他任何材料的来源。

词汇表

生物多样性:世界上或特定栖息地或生态系统中生命的多样性。

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2024 ICM 问题F：减少非法野生动物贸易

非法野生动物贸易对我们的环境产生负面影响，并威胁全球生物多样性。据估计，每年涉及高达265亿美元，被认为是全球第四大非法贸易。您需要开发一个基于数据的五年项目，旨在显著减少非法野生动物贸易。您的目标是说服客户执行您的项目。要做到这一点，您必须选择一个客户和适合该客户的项目。

你的工作应该探索以下子问题:

·你的客户是谁?这个客户实际上能做什么?(换句话说，你的客户应该拥有实施你提出的项目所需的力量、资源和兴趣。)解释为什么你开发的这个项目适合这个客户。从已发表的文献和你的分析中，有哪些研究支持你提出的项目的选择?使用数据驱动的分析，你将如何说服你的客户这是一个他们应该承担的项目?

你的客户需要哪些额外的权力和资源来执行项目?（记住要使用假设，但也要尽可能地将你的工作建立在现实的基础上。)

如果项目实施，会发生什么?换句话说，对非法野生动物贸易的可衡量影响会是什么?你做了什么分析来确定这一点?

项目实现预期目标的可能性有多大?此外，基于情境化的敏感性分析，是否有条件或事件可能不成比例地帮助或损害项目实现目标的能力?

虽然你可以将你的方法限制在非法野生动物贸易上，但你也可以将非法野生动物贸易视为-个更大、更复杂的系统的一部分。具体来说，你可以考虑其他领域的其他全球努力，例如遏制其他形式的贩运或减少气候变化的努力，以及遏制非法野生动物贸易的努力，如何可能成为这个复杂系统的一部分。这可能会为这个领域的意外参与者创造协同机会。

如果您选择在解决方案中使用复杂性框架，请务必通过讨论此建模决策的优点和缺点来证明您的选择。

此外，您的团队必须提交一份1页的备忘录，为您的客户列出关键点，突出您的5年项目提案以及为什么该项目适合他们作为客户(例如，获得资源，符合他们的任务规定，符合他们的使命宣言等)。

评委们将特别关注在客户选择、以及在整个分析过程中选择和使用适当建模过程的合理性的创造性。他们还将寻找能够(1)在客户和拟议项目之间建立强大联系，以及(2)在数据分析和拟议项目设计之间建立清晰和直接联系的阐述。

您的PDF解决方案总共不超过25页，应包括:

一页的总结表，清楚地描述你处理问题的方法以及你在问题背景下分析得出的最重要的结论。
目录。
您的完整解决方案。
给客户的一页备忘录。
参考书目。
人工智能使用报告(如果使用)。

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2024 ICM问题E：财产保险的可持续性

极端天气事件正成为业主和保险公司的危机。世界已经经历了“近年来超过1000次极端天气事件造成的超过1万亿美元损失”。2022年，保险业因自然灾害的索赔金额比30年平均水平增长了“115%”。随着洪水、飓风、气旋、干旱和野火等极端天气相关事件的损失可能增加，情况预计会变得更糟。保险覆盖的保费正在迅速上涨，气候变化预计到2040年将增加30-60%!

财产保险不仅越来越贵，而且更难找到，因为保险公司改变了他们愿意承保保单的方式和地点。推动财产保险费成本的天气相关事件因你在世界上的位置而异。此外，全球保险保护差距平均为57%，并且正在增加。这突显了该行业的困境--保险公司盈利能力的新危机和财产所有者负担能力的新危机。

COMAP的灾难建模者(ICM)对财产保险行业的可持续性感兴趣。随着气候变化增加了更严重天气和自然灾害的可能性，ICM希望确定现在如何最好地定位财产保险，以便系统具有韧性，以覆盖未来索赔的成本，同时确保保险公司的长期健康。如果保险公司不愿意在太多情况下承保保单，它们将因客户太少而倒闭。相反，如果它们承保的风险太高的保单它们可能会支付过多的索赔。保险公司应该在什么条件下承保保单?它们应该在什么时候选择承担风险?业主可以采取什么措施来影响这个决定?为保险公司建立一个型，以确定他们是否应该在一个极端天气事件数量不断增加的地区承保保单。使用两个在不同大陆上经历极端天气事件的地区来展示你的模型。

展望未来，社区和房地产开发商需要问自己如何以及在哪里建造和发展。随着保险格局的变化，未来的房地产决策必须确保房地产更具弹性，并且是经过深思熟虑建造的，包括为不断增长的社区和人口提供适当服务的可行性。您的保险模型如何适应评估在特定地点建造、如何建造以及是否建造?

在有些社区，你的保险模型建议不要承保当前或未来的财产保险政策。这可能会导致社区领袖面临关于具有文化或社区重要性的财产的艰难决定。例如，为了保护位于北卡罗来纳州外海堤的Cape Hatteras灯塔以及围绕其发展的当地旅游业，该灯塔被迁移。作为社区领袖，您如何确定建筑物在哪些社区因其文化、历史、经济或社区意义而应得到保存和保护。为社区领袖制定一个保存模型，用于确定他们应该采取哪些措施来保护社区中的建筑。

选择一个历史地标--不是哈特拉斯角灯塔--它所处的位置会经历极端天气事件。应用你的保险和保存模型来评估这个地标的价值。撰写一封一页的信件给社区，推荐一个计划、时间表和成本提案，以保护他们珍视的地标，同时考虑到从你的保险和保存模型结果中获得的见解。

您的PDF解决方案总共不超过25页，应包括:

一页的总结表，清楚地描述你处理问题的方法以及你在问题背景下分析得出的最重要的结论。
目录。
您的完整解决方案。
一页的社区信。人工智能使用报告(如果使用)

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2024 ICM问题D：五大湖水问题

背景美国和加拿大的五大湖是世界上最大的淡水湖群。这五个湖泊和连接的水道构成了一个巨大的流域，其中包含这两个国家许多大型城市地区，气候和局部天气条件各不相同。

这些湖泊的水被用于许多目的(捕鱼、娱乐、发电、饮用、航运、动物和鱼类栖息地、建筑、灌溉等)。因此，大量利益相关者对流入和流出湖泊的水的管理有着利益关系。特别是，如果湖泊中的水被抽干或蒸发得太少，则可能发生洪水，沿岸的住宅和企业将受到影响;如果抽干的水太多，则大型船只无法通过水路运输物资，支持当地经济。主要问题是调节水位，使所有利益相关者都能受益。

每个湖的水位是由进入和离开湖的水量决定的。这些水位是温度、风、潮汐、降水、蒸发湖底形状、河流流量和径流、水库政策、季节性循环和长期气候变化之间复杂相互作用的结果。在大湖水系的水流中，有两个主要控制机制--位于苏圣玛丽(Sault Ste.Marie)的苏运河(Soo Locks)的补偿工程(三座水力发电厂、五座通航水闸和在急流上游处的一座闸门式大坝)和位于康沃尔的摩西-桑德斯大坝(Moses-SaundersDam)，如附录所示。

虽然两座控制大坝、许多渠道和水渠以及流域水库可能受到人类控制，但降雨、蒸发、侵蚀、冰塞和其他水流现象的速度超出了人类的控制范围。地方管辖区的政策可能会产生与预期不同的效果，就像水流域的季节性与环境变化一样。这些变化反过来又影响该地区的生态系统，进而影响湖泊及周边动植物群的健康以及生活在水流域的居民。尽管五大湖似乎有规律的年度模式，但正常水位2至3英尺的差异会对一些利益相关者产生重大影响。

这个动态网络流量问题是“棘手的”--由于相互依赖性、复杂的要求和内在的不确定性，解决起来极具挑战性。对于湖泊的问题，我们有不断变化的状态和利益相关者的利益冲突。请参阅问题D附录以获取更多信息。

要求

国际联合委员会(IJC)请求责公司国际网络控制模型师(ICM)提供支持，协助管理和控制机制模型(附录中提到的两座大坝--补偿工程和摩西-桑德斯大坝)的管理，这些大坝直接影响五大湖水系的水位。您的ICM主管已指派您的团队负责开发模型和管理计划，以实施该模型。您的上司指出，有几个考虑因素可能有助于实现这一目标，首先是建立五大湖网络模型，并将苏必利尔湖的河流流量连接到大西洋。您的主管提到的其他一些可选的考虑因素或问题如下:

确定五大湖在任何时间点的最佳水位，同时考虑到各种利益相关者的愿望(成本和收益可能对每个利益相关者不同)

建立算法，根据湖泊的流入和流出数据，维持五个湖泊的最佳水位。

了解您的控制算法对两个控制大坝出流的灵敏度。根据2017年的数据，您的新控制措施是否会使该年各利益相关者的实际记录水位达到满意或更好的水平?

你的算法对环境条件的变化(如降水、冬季积雪、冰堵塞)有多敏感?

你的广泛分析只集中在影响安大略湖的利益相关者和因素上，因为最近对该湖水位管理的关注。

IJC还对您用于提供信息模型和建立参数的历史数据感兴趣，因为他们想知道您的管理和控制策略与以前的模型相比如何。请向IJC领导层提供一页备忘录，说明您模型的关键特征，以说服他们选择您的模型。

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2024 MCM问题C：网球的势头

在2023年温布尔登网球公开赛男单决赛中，20岁的西班牙新星卡洛斯·阿尔卡拉斯击败了36岁的诺瓦克·德约科维奇。这是德约科维奇自2013年以来首次在温布尔登输球，也终结了这位史上最伟大球员之一在大满贯赛事中的出色表现。

这场比赛本身是一场精彩的较量。德约科维奇似乎注定会轻松获胜，他在第一盘以6-1(7局中赢了6局)的优势占据主导地位。然而，第二盘非常紧张，最终阿尔卡拉斯在决胜局中以7-6获胜。第三盘与第一盘相反，阿尔卡拉斯以6-1轻松获胜。第四盘开始时，这位年轻的西班牙人似乎完全控制了比赛，但不知何故，比赛再次发生了变化，德约科维奇完全控制了比赛，以6-3赢得了这一盘。第五盘也是最后一盘开始时，德约科维奇带着第四盘的领先优势，但再次发生了方向的变化，阿尔卡拉斯获得了控制权并以6-4获胜。这场比赛的数据在提供的数据集中，即“2023-wimbledon-1701”的“match id”。当德约科维奇处于优势时，你可以看到第一盘的所有点，当“set_no”列等于1时。在似乎处于优势的球员中发生的令人难以置信的波动，有时是许多点甚至比赛，通常归因于“势头”。

动力学的一个字典定义是“通过运动或一系列事件获得的力量或力量”。在体育比赛中一支球队或球员可能会觉得他们在比赛期间有动力或“力量”，但很难衡量这种现象。此外，如果存在动力，各种比赛中的事件如何发挥作用来创造或改变动力并不明显。

数据提供自2023年温布尔登网球公开赛男单比赛的前两轮之后。您可以选择包含额外的球员信息或其他数据，但必须完全记录来源。使用数据来：

开发一个模型，捕捉比赛中的得分流，并将其应用于一场或多场比赛。你的型应该识别出比赛中哪个球员在特定时间表现更好，以及他们的表现好多少。基于你的模型提供可视化，以描绘比赛流。注意:在网球中，发球球员赢得点/比赛的概率要高得多。你可能希望以某种方式将此因素纳入你的模型中。

一位网球教练对“动量”在比赛中的作用持怀疑态度。相反，他假设比赛中的波动和一名球员的成功是随机的。使用你的模型/指标来评估这个说法。

教练们很想知道是否有指标可以帮助确定比赛流程何时会从偏袒一个球员转变为偏袒另一个球员。

使用至少一场比赛提供的数据，开发一个预测比赛中这些波动的模型。哪些因素似乎最相关(如果有)?

鉴于过去比赛中动量波动的差异，你如何建议一名球员在与另一名球员的新比赛中。
对阵另一名球员?

在一场比赛或多场比赛中测试你开发的模型。你预测比赛走势的表现如何?如果模型在某些时候表现不佳，你能识别出未来模型中可能需要包含的任何因素吗?你的模型对其他比赛(如女子比赛)、球场表面以及乒乓球等其他运动有多大的普适性?

撰写一份不超过25页的报告，其中包含你的发现，并包括一份一到两页的备忘录，总结你的结果，并为教练提供关于势头的作用以及如何准备球员应对影响网球比赛流畅性的事件的建议。

您的PDF解决方案(总页数不超过25页)应包括:

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目录。
您的完整解决方案。
到两页的备忘录。
参考文献清单。
AlUse 报告(如果使用，则不计入25页的限制。)

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2024 MCM问题B：寻找潜水器

Maritime Cruises Mini-Submarines(MCMS)是一家总部位于希腊的公司，建造能够搭载人类到达海洋最深处的水下航行器。一艘水下航行器被移动到指定位置并脱离母船进行部署。MCMS现在希望使用他们的水下航行器带领游客探索爱奥尼亚海海底的沉船。然而，在这样做之前，他们需要获得监管机构的批准，制定安全程序以应对与母船失去通信联系的情况以及可能存在的机械缺陷，包括水下航行器失去推进力的情况。特别是，他们希望你能开发一个模型来预测潜水器随时间的位置，与陆地或海面上的典型搜索和救援不同，有缺陷的潜水器可能会发现自己位于海底或水下的某个中性浮力点。它的位置可能会受到洋流、海洋中不同的密度和/或海底地理的影响。你的任务是：

定位一一开发一个(多个)模型，预测潜水器随时间的变化位置。

与这些预测相关的不确定性是什么?

在事故发生之前，潜水器可以定期向东船发送哪些信息以减少这些不确定性?潜水器需要哪种设备来这样做?

准备-如果需要，您建议公司在主机船上携带哪些额外的搜索设备?您可以考虑不同类型的设备，但也必须考虑与可用性、维护、准备和使用这些设备相关的成本。如果需要，救援船可能需要携带哪些额外的设备来协助?

·搜索-开发一个模型，该模型将使用来自您的位置模型的信息来推荐设备的初始部署点和搜索模式，以最大限度地减少丢失的潜水器的定位时间。确定找到潜水器的概率随时间和累积搜索结果的变化。

·推断-如何扩展您的模型以考虑其他旅游目的地，如加勒比海?您的模型将如何改变以考虑在同一大致区域内移动的多艘潜水器?

准备一份不超过25页的报告，详细说明你的计划。包括一份两页的备忘录，寄给希腊政府以帮助获得批准。

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2024 MCM问题A：资源可用性和雌雄比例

虽然有些动物物种存在不同于通常的雄性和雌性性别，但大多数物种基本上要么是雄性，要么是雌性。尽管许多物种在出生时表现出1:1的雄性和雌性比例，但其他物种偏离了均匀的雄性和雌性比例。这被称为适应性雄性和雌性比例变异。例如，孵化美国短吻鳄蛋的巢的温度会影响出生时的雄性和雌性比例。

鲶鱼的作用是复杂的。在某些湖泊栖息地中，它们被视为对生态系统有重大影响的寄生虫，而在世界某些地区，如斯堪的纳维亚、波罗的海，以及北美太平洋西北部的某些土著民族中，鲶鱼也是一种食物来源。

海鲶的雌雄比例会根据外部环境而变化。海鲶在幼体阶段生长速度的快慢决定了它们的性别。幼体生长速度受到食物供应的影响。在食物供应不足的环境中，生长速度会降低，雄性比例可能会达到约78%。在食物供应充足的环境中，雄性比例约为56%。

我们关注性别比例及其与当地条件的关系，特别是海鲶鱼。海鲶鱼生活在湖泊或海洋栖息地，然后迁移到河流中产卵。任务是研究物种根据资源可用性改变其性别比例的能力的优缺点。您的团队应开发和研究一个模型，以深入了解生态系统中产生的相互作用。

要研究的问题包括以下几点:

当七鳃鳗的数量可以改变其雌雄比例时，会对更大的生态制度产生什么影响?
对七鳃鳗的种群数量有何利弊?
鉴于七鳃鳗的雄雌比变化，对生态系统的稳定性有何影响?
七鳃鳗种群雄雌比例变化的生态系统能否为生态系统中的其他生物(如寄生虫)提供优势?

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