2023年美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽（Mathematical Contest in Modeling，簡稱MCM）成績公布，必贏3003no1線路檢測(cè)中心2020級(jí)和2021級(jí)本科生在此次大賽中取得優(yōu)異成績。必贏官網(wǎng)學(xué)子踴躍參加學(xué)科競賽，將所學(xué)專業(yè)知識(shí)付諸行動(dòng)，以小組為單位完成從建立模型、求解、驗(yàn)證到論文撰寫等全部工作，展現(xiàn)了他們良好的數(shù)理知識(shí)、扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力，也體現(xiàn)了他們講團(tuán)結(jié)共奮進(jìn)、齊心協(xié)力的團(tuán)隊(duì)合作精神。

必贏3003no1線路檢測(cè)中心鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)科競賽，在競賽中運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，大膽實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)，為大學(xué)生活添彩助益！

隊(duì)伍成員介紹

楊翼飛：必贏3003no1線路檢測(cè)中心 2020 級(jí)本科生，有一定的專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

單詩雯：必贏3003no1線路檢測(cè)中心 2020 級(jí)本科生，有一定的專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)

李陽姿：必贏3003no1線路檢測(cè)中心 2020 級(jí)本科生，有一定的專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)，喜歡動(dòng)手嘗試并解決問題。

競賽基本情況

美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽（MCM/ICM），包括數(shù)學(xué)建模競賽（Mathematical Contest in Modeling，MCM）和交叉學(xué)科建模競賽（Interdisciplinary Contest in Modeling，ICM）。前者是一個(gè)由美國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)、美國國家安全局與美國運(yùn)籌與管理學(xué)會(huì)資助，由美國數(shù)學(xué)及其應(yīng)用聯(lián)合會(huì)（Consortium for Mathematics and Its Applications，COMAP）從1985年起每年舉辦的持續(xù)多日的國際性數(shù)學(xué)建模競賽。

競賽過程中，由三個(gè)在校大學(xué)生組成的國際性隊(duì)伍要在3個(gè)MCM問題（討論連續(xù)性或離散性問題）或3個(gè)ICM問題（通常與特定學(xué)科相關(guān)）中選擇一個(gè)問題，以完成原創(chuàng)數(shù)學(xué)論文的方式來回答。

2023年MCM/ICM競賽在北京時(shí)間2023年2月17日早晨6:00至2月21日上午9:00進(jìn)行，其基本形式和題目類型與往年大致相同。比賽結(jié)果于北京時(shí)間2023年5月8日凌晨公布。

必贏3003no1線路檢測(cè)中心必贏3003no1線路檢測(cè)中心由2020級(jí)本科生楊翼飛、單詩雯、李陽姿三名同學(xué)組成的隊(duì)伍榮獲Finalist獎(jiǎng)項(xiàng)（特等獎(jiǎng)提名，在所有參賽隊(duì)伍中位列前 3%）。

成果簡介

本隊(duì)伍選擇的是ICM競賽中的圖論與網(wǎng)絡(luò)建模題目，該題目立足于聯(lián)合國提出的17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo) (SDGs)，要求參賽隊(duì)伍建立一個(gè)17個(gè)可持續(xù)目標(biāo)之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)該關(guān)系網(wǎng)絡(luò)確定各項(xiàng)目標(biāo)之間的優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)顯示數(shù)據(jù)評(píng)估內(nèi)部因素和外部因素對(duì)于網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)先級(jí)的影響。

為了求解這樣一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)建模問題，隊(duì)伍構(gòu)建出了一套組合式的求解框架，最終得到了一個(gè)完整合理的求解結(jié)果。

01在SDGs關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，隊(duì)伍采用主成分分析（PCA）對(duì)SDG進(jìn)行聚類，然后利用Granger因果檢驗(yàn)和Spearman相關(guān)系數(shù)構(gòu)建SDG關(guān)系網(wǎng)絡(luò)（SRN）。隊(duì)伍還根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界的客觀性完善了網(wǎng)絡(luò)并構(gòu)建了改進(jìn)的SRN。

02在求解優(yōu)先級(jí)的過程中，隊(duì)伍利用改進(jìn)的PageRank算法根據(jù)SRN求解每個(gè)SDG的優(yōu)先級(jí)，并提出了一個(gè)三步評(píng)估框架來評(píng)估每個(gè)優(yōu)先級(jí)的有效性。隊(duì)伍引入基于DFS算法的Give More & Offer More策略（GMOM）來動(dòng)態(tài)模擬無優(yōu)先級(jí)和有優(yōu)先級(jí)的SDG分?jǐn)?shù)變化過程，并使用這一策略來預(yù)測(cè)未來十年最有可能實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

03在進(jìn)一步的評(píng)估任務(wù)中，隊(duì)伍根據(jù)GMOM策略預(yù)測(cè)最有可能實(shí)現(xiàn)的第一個(gè) SDG，并在此基礎(chǔ)上重建了新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和優(yōu)先級(jí)。隊(duì)伍還分析了重建前后網(wǎng)絡(luò)的變化，討論了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)于各目標(biāo)優(yōu)先級(jí)的影響，并在此影響的基礎(chǔ)上給出新的策略。

04在現(xiàn)實(shí)世界評(píng)估中，隊(duì)伍考慮了國際事件對(duì)SRN的影響，提出了修改網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的綜合策略。結(jié)合現(xiàn)實(shí)世界發(fā)展情況，隊(duì)伍重點(diǎn)分析了全球流行病對(duì)于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施情況，并推廣到各類外部環(huán)境變化對(duì)于SDGs發(fā)展情況和對(duì)SRN網(wǎng)絡(luò)以及優(yōu)先級(jí)策略產(chǎn)生的影響。

05在得到問題背景下的求解結(jié)果之后，隊(duì)伍將所用的方法進(jìn)行抽象和總結(jié)，提出了一個(gè)求解此類問題的簡單的四步流程。

參賽感想

由于學(xué)期初開學(xué)考的影響，隊(duì)伍從組建到磨合再到參賽的整個(gè)過程相對(duì)而言比較短。但在短時(shí)間的準(zhǔn)備中，隊(duì)伍完成了相對(duì)完善的備賽工作，這離不開隊(duì)伍中每一位成員高效而專注的投入。在比賽過程中，隊(duì)伍團(tuán)結(jié)一心，共同合作，一起分析問題，協(xié)作給出解決方案，最終也很幸運(yùn)能收獲一個(gè)不錯(cuò)的結(jié)果。

參加本次競賽也使我們感受到了夯實(shí)理論基礎(chǔ)的重要性。賽后回顧我們的解決方案，我們所使用的數(shù)學(xué)與算法基礎(chǔ)都是在軟件工程專業(yè)課程中有所涉及的內(nèi)容。這也告訴我們?nèi)魏蔚膽?yīng)用與創(chuàng)新都要建立在扎實(shí)的理論基礎(chǔ)之上，為了在今后的學(xué)習(xí)科研過程中能夠進(jìn)一步提升自己、做出貢獻(xiàn)，我們也要更加深入地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，融會(huì)貫通，學(xué)以致用。

指導(dǎo)老師簡介

南雨宏

南雨宏，必贏3003no1線路檢測(cè)中心副教授，碩士生導(dǎo)師。必贏3003no1線路檢測(cè)中心百人計(jì)劃青年學(xué)術(shù)骨干，校級(jí)青年拔尖人才。曾任美國普渡大學(xué)(Purdue University)計(jì)算機(jī)系博士后研究員，普渡CERIAS訪問學(xué)者。博士畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)。博士期間曾獲國家留學(xué)基金委資助，于美國印第安納大學(xué)布盧明頓分校(Indiana University Bloomington)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。

目前主要研究方向?yàn)橄到y(tǒng)軟件安全以及隱私保護(hù)。包括移動(dòng)操作系統(tǒng)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、智能合約漏洞檢測(cè)，新型隱私泄露模式挖掘等研究。研究成果發(fā)表于USENIX Security、ACM CCS，NDSS, RAID，IEEE TIFS等系統(tǒng)安全領(lǐng)域頂級(jí)/著名會(huì)議及期刊，共計(jì)10余篇。作為科研骨干參與國家 973 計(jì)劃、上海市科委、美國政府及企業(yè)資助的多項(xiàng)研究項(xiàng)目，并擔(dān)任美國思科公司一項(xiàng)研究課題負(fù)責(zé)人（PI）。研究發(fā)現(xiàn)的安全及隱私問題多次獲得來自Google、Facebook、Twitter、Slack、國內(nèi)三大電信運(yùn)營商（移動(dòng)、聯(lián)通、電信）等廠商的官方確認(rèn)及致謝。