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2021美賽題目翻譯由美國大學生建模競賽及全部提供給大家，也能帶給你非常有用的參考。讓大家學習學習更多的知識，理清學習思路，共享更多練習題，擴大知識面的平臺。

2021年美賽題目大全

題目A: 真菌

簡介：挑選兩種特性，對生產者鏈進行模擬（？）

題目B: 野火

簡介：建立一種模型，并在知乎上評論《如何評價維多利亞的CFA》。并且預測你的模型有多有用，爭取在知乎上有人能提問《如何評論xxx的模型》，還有倆，懶得說了

題目C: 蜜蜂

2021美賽題目集體思路

問題A：真菌

碳循環描述了整個地球化學循環中碳交換過程，是地球生命的重要組成部分。碳循環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。該過程的這一部分的關鍵組成部分是植物材料和木質纖維的分解。

分解木質纖維的一些關鍵因素是菌類。最近關于真菌通過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系[ 1 ]。尤其是，生長緩慢的真菌菌株在存在濕度和溫度方面的環境變化的情況下趨于更好地存活和生長，而生長較快的菌株對相同變化的抵抗力較弱。您可以在第3頁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的大量性狀，以及它們在地墊（死植物材料）和木質纖維分解中的作用。對于此MCM問題，您應僅關注真菌的兩個特征：真菌的生長速率和真菌對水分的耐受性。您的主要目標是為給定土地上的木質纖維分解建模，并在存在多種類型的真菌分解同一區域中的木質纖維的情況下進行建模。

當您探索感興趣的兩個性狀，生長速率和耐濕性以及分解速率之間的關系時，可能會出現一些問題，包括：使用這兩個性狀，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。在不同環境中的土地？在這些不同的環境中，隨著條件的變化，分解將如何隨著時間的推移而受到影響？在給定環境中，環境變化和環境變化的變化如何影響分解方面的長期動態以及真菌之間的競爭？給定生長速率，對分解速率的估算如圖1所示。給定相對濕度，給出分解速率的估算，如圖2所示。

2021美賽題目翻譯

需求：您的論文應該探索并解決以下方面。

建立一個數學模型，描述在存在多種真菌的情況下通過真菌活動導致的枯枝落葉和木質纖維的分解。

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

提供對模型的分析并描述不同類型真菌之間的相互作用。相互作用的動力學特性和描述應包括短期和長期趨勢。您的分析應檢查對環境快速波動的敏感性，并應確定不斷變化的大氣趨勢的總體影響，以評估當地天氣模式變化的影響。

包括對每種物種以及可能持續存在的物種組合的相對優缺點的預測，并針對干旱，半干旱，溫帶，樹木和熱帶雨林等不同環境進行預測。

描述系統真菌群落的多樣性如何影響地面垃圾分類的系統整體效率。在局部環境中存在不同程度的可變性時，預測生物多樣性的重要性和作用。

研究論文摘要

有機物質的分解是碳循環的關鍵組成部分。碳循環的大規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模細節。一個重要的細節是微生物和真菌群落與有機物質腐爛有關的速率。本文的重點是與不同類型真菌相關的不同腐爛速率。

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。他們通過測量將不同類型的真菌引入木塊后損失的質量來做到這一點。研究人員檢查了與每種真菌相關的大量不同性狀，并試圖確定這些性狀在木塊分解中的作用。

例如，一個重要特征是菌絲延伸率。菌絲是真菌的分枝細胞，構成真菌的纖絲和結構，不同種類的菌絲在真菌的生命周期中起著不同的作用。菌絲延伸率本質上是真菌的生長速度。另一個特征是在給定的體積內菌絲的密度。

這兩個特征與真菌的許多特性有關。例如，研究發現，如果菌絲延伸率越大（生長越快），真菌更容易更快地分解木材。同樣，如果細絲越密集，則木材的分解速度越慢。此外，這兩個特征也與真菌對不同的環境條件的反應有關。

特別是研究人員發現，能夠更好地適應各種濕度條件的真菌也傾向于分解木材的速度較慢。生長快且勝過其他真菌的真菌傾向于更快地分解木材。MCM ProblemA語句中的圖1和圖2顯示了這些關系。

木質材料分解為多個階段，研究文章中檢驗的真菌與木本材料在其腐爛周期的中期最相關。對于其他衰減階段，結果可能有所不同。出于此建模練習的目的，您可以專注于中間階段的結果，并假定它與分解的其他階段一致。另一個考慮因素是，局部環境條件可能在一個區域內變化很大，并且也會影響整體動態。

您的總頁數不超過 25 頁的 PDF 解決方案應包括:

一頁的匯總表。

目錄。

您的完整解決方案。

參考文獻列表。

本屆賽事的新注意事項：ICM 大賽現在有 25 頁的限制。您提交的所有內容都計入 25 頁的限制：摘要表、目錄、解決方案正文、圖片和表格、一頁文檔、參考列表以及任何附錄。

詞匯表：

生物多樣性：從廣義上說，世界上生活的多樣性。在較小的規模上，某一特定生境或生態系統中的多種生物。

碳循環：碳在有機體和環境之間交換的連續過程（或一系列過程），然后在整個地球上重復使用。

競爭排名：在相似條件下，一種真菌在一系列成對試驗中勝過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（地球周圍的氣體包層）。

真菌（復數：真菌）：真核生物（細胞核包在核膜內的細胞）有機體中的任何成員。例如酵母、霉菌和蘑菇。

地球化學循環：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絲的細胞。菌絲延伸率：真菌的生長速度。

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

耐濕性：真菌的競爭地位與其水分生態位寬度之間的差異。

B題：撲滅野火

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

2021美賽題目翻譯

消防員使用無人機進行監視和態勢感知（SSA）已有數年；SSA無人機攜帶高清和熱成像攝像機以及遙測傳感器，用于監測和報告前線人員可穿戴設備的數據。可穿戴設備可以用作個人定位信標或更復雜的環境監視器。SSA無人機幫助監控不斷變化的形勢，使緊急行動中心（EOC）能夠最佳地指導現役機組人員，以實現最佳效果和最大安全性。

雙向無線電通信允許“地面部隊”的前鋒隊向緊急行動中心提供狀態報告，并允許緊急行動中心直接向前鋒隊發出命令。部署人員攜帶在VHF/UHF波段工作的手持式雙向無線電。手持無線電的射程受到發射功率低的限制，通常最大功率為5瓦，主要由農村地區的距離和物理地形或城市地區的“建筑地形”決定；天氣對對VHF/UHF信號影響不大。

一臺5瓦的無線電在平坦、無障礙的地面上的標稱射程為5公里，但在市區則下降到2公里。中繼器，自動重播高功率信號的收發機，可以擴大無線電范圍。位于前線和EOC之間的中繼器可以將無線電信號從前線中繼到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，但遠大于功率較低的手持無線電。

最近，搭載中繼器的懸停無人機被用來大幅擴大前線低功率無線電的射程。一個10瓦的中繼器，重1.3公斤，由一架懸停在遠高于地面的無人機攜帶，可以達到20公里的射程。Akme公司的原型機WileE–15.2X混合動力無人機在配備無線電中繼器或視頻和遙測功能時，預計成本約為10000美元（澳元）。測試表明這種無人機具有表1所列的能力。

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要求：您的顧問團隊已被聘用：

創建一個模型，以確定 SSA 無人機和無線電中繼無人機的最佳數量和組合，以便為維多利亞州國家消防局（CFA）擬議的新部門“快速叢林火反應”購買。您的模型應該平衡能力和安全性與經濟性，并考慮觀測和通信任務的需求和地形。您的模型還應將火災事件的大小和頻率作為參數。

說明您的模型如何適應未來十年極端火災事件不斷變化的可能性。假設無人機系統的成本保持不變，預計設備成本會增加多少。

確定一個模型，用于優化懸停 VHF/UHF 無線電中繼無人機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。

準備一份由您的模型支持的一到兩頁并帶注釋的預算申請，以便 CFA 提交給維多利亞州政府。

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注意：MCM 競賽現在有 25 頁的限制。您提交的所有內容均計入 25 頁的限制（摘要表、目錄、參考列表和任何附錄）。

詞匯表

“地面部隊”前鋒隊：成語“地面部隊”指的是在行動地點的人員。在消防工作中，這些團隊處于控制火災事件的第一線；他們對迅速變化的形勢有直接的、關鍵的了解。

預算請求：預算申請是為組織內的項目或部門尋求成本、費用和/或運營管理費用資金的商業信函。附加說明的預算請求為每個請求的項目提供理由或理由。

國家消防局（CFA）：澳大利亞維多利亞州大部分地區負責滅火、救援和應對其他事故和危險的志愿消防隊

應急運行中心（EOC）：應急相關行動和活動的中央指揮和控制點，以及啟動和部署資源（人員或設備）的請求。移動 EOC 可以部署在緊急情況現場附近。

中繼器：一種無人值守的無線電收發機，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重播接收到的信號。

態勢感知：對事件的當前元素的感知，理解它們的意義，并將它們的狀態推斷到不久的將來；換句話說，就是對您周圍發生的事情的認識和理解。

監控：系統地收集和分析數據，并將這些數據分享給能夠根據這些信息采取行動的其他人.

收發器：既能發射又能接收的收音機。

超高頻：超高頻，無線電頻率從 300 兆赫到 3000 兆赫。

甚高頻：非常高的頻率，無線電頻率從 30 兆赫到 300 兆赫。

問題C：確認有關黃蜂的嗡嗡聲

2019 年 9 月，在加拿大不列顛哥倫比亞省的溫哥華島上發現了胡蜂（Vespa mandarinia，又稱亞洲大黃蜂）的殖民地。鳥巢很快被摧毀，但這一事件的消息迅速傳遍了整個地區。從那時起，在鄰近的華盛頓州已經發生了幾次確認的害蟲目擊事件，以及許多錯誤目擊事件。下圖圖 1 顯示了有關偵查，大黃蜂監視和公共目擊的地圖。

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胡蜂（Vespa mandarinia）是世界上最大的黃蜂種類，其巢的出現令人震驚。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間內摧毀整個歐洲蜜蜂群落。同時，它們是被認為是農業中其他害蟲的貪婪的掠食者。

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，并開始一個新的群體。秋天，新蜂后離開巢，在土里過冬，等待春天的到來。一只新蜂后的筑巢距離估計為30公里。有關亞洲大黃蜂的更多詳細信息，請參見問題附件，也可以在網上找到。

由于胡蜂對當地蜜蜂種群的潛在嚴重影響，胡蜂的存在會引起很大的焦慮。華盛頓州已經建立了求助熱線和一個網站，供人們報告這些黃蜂的目擊情況。根據這些來自公眾的報告，該洲必須決定如何優先分配有限的資源，以進行后續調查。雖然一些報告已被確定為胡蜂，但許多其他目擊者已證明是其他類型的昆蟲。

這個問題的主要問題是“我們如何解釋公共報告提供的數據？以及“在政府機構提供資源有限的情況下，我們可以采用什么策略來優先考慮這些公開報告，以便進行進一步的調查？”

你的論文應該探討和解決以下幾個方面：

解決并討論這種有害生物在一段時間內的傳播是否可以預測，以及準確度如何。

大多數報道的目擊事件都把其他黃蜂誤認為是胡蜂。僅使用提供的數據集文件和（可能）提供的圖像文件來創建、分析和討論一個預測錯誤分類可能性的模型。

利用你的模型討論你的分類分析如何導致優先調查最有可能是正面目擊的報告。

說明隨著時間的推移，如果有其他新報告，如何更新模型，以及更新的頻率。

利用你的模型，有什么證據可以證明華盛頓州已經消滅了這種有害生物？

問題 C 的一般準則

除了上面列出的具體要求，請記住這是一個統計建模練習。提交資料應遵循與數據使用有關的最佳做法。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和成本函數。

參數的任何估計應包括區間估計。

任何結果應包括對結果擬合優度的估計。

應明確說明所有假設，尤其是與數據或錯誤相關的分布。

應檢查與數據相關的所有假設，并檢查與這些假設相關的技術的穩健性。

應明確說明與方法或技術相關的所有假設。

附件

我們為這個問題提供以下四種材料。提供的數據文件包含您應該用于此問題的唯一數據。

2021MCM_ProblemC_Vespamandarinia.pdf

來自賓夕法尼亞州立大學分校的背景信息，描述了這種昆蟲。

2021MCM_ProblemC_DataSet.xlsx

具有以下字段的4440個目擊報告的電子表格：

GlobalID：每個觀察記錄的唯一標簽。

Detection Date：探測的報告日期。

Notes：報告提交人提供的意見。這可以是公眾的成員，也可以偶爾是州雇員。

Lab Status：由國家農業部分析后對視力進行官方分類。陽性ID意味著它被確認為亞洲巨蜂。否定ID意味著它被排除在外。未處理意味著它尚未被分類。未經核實意味著由于缺乏信息，沒有作出任何決定。

Lab Comments：州昆蟲學實驗室分析后添加到記錄中的內容。

Submission Date：向國家提交報告的日期。此日期可以在檢測日期之后顯著。

Latitude (of sighting)：這些數據在轉換報告提供的地址后由國家提供。

Longitude (of sighting)：這些數據是由國家在轉換報告提供的地址后提供的。

一個帶有3305張圖片的rar文件，與目擊報告一起提交。

可從以下網址下載662MB文件：

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

打開文件需要一個密碼：Af6SP7rdm33PxPJmDb4wZq7cw

2021MCM ProblemC_Images_by_GlobalID.xlsx

用以下字段將圖像映射到瞄準鏡的電子表格：

FileName：rar文件夾中圖像的名稱。

GlobalID：每個觀察記錄的唯一標簽。這在兩個電子表格中是一致的。

FileType：圖像以.jpg、.pdf、.png、.jfif、八進制流、xml打開格式或.zip文件的形式到達。視頻以.mp4或快速時間文件的形式到達。

參考資料

華盛頓州農業部。2020亞洲巨型大黃蜂公共儀表板。

D題：音樂的影響

音樂自古以來就是人類社會的一部分，是文化遺產的重要組成部分。為了理解音樂在人類集體經驗中所扮演的角色，我們被要求開發一種量化音樂演進的方法。當藝術家創作一首新的音樂時，有許多因素可以影響他們，包括他們與生俱來的獨創性，當前的社會或政治事件，獲得新樂器或工具的機會，或者其他個人經歷。我們的目標是了解和衡量以前制作的音樂對新音樂和音樂藝術家的影響。

一些藝術家可以列出十幾個甚至更多的影響了他們自己的音樂作品藝術家。也有人建議，影響可以通過歌曲特征(如結構、節奏或歌詞)之間的相似程度來衡量。音樂有時會有革命性的變化，以提供新的聲音或節奏，例如當新的流派出現時，或者現有流派的再創造(例如古典、流行/搖滾、爵士樂等)。這可以歸因于一系列的小變化，藝術家的合作努力，一系列有影響力的藝術家，或者社會內部的轉變。

許多歌曲都有相似的旋律，許多藝術家對音樂流派的重大轉變做出了貢獻。有時，這些變化是由于一位藝術家影響了另一位藝術家。有時，它是對外部事件(如重大世界事件或技術進步)的響應而出現的變化。通過考慮歌曲的網絡和它們的音樂特征，我們可以開始捕捉到音樂藝術家對彼此的影響。也許，我們還可以更好地理解音樂是如何隨著時間的推移在社會中演變的。

您的團隊受綜合集體音樂協會(the Integrative Collective Music，ICM)委托來開發一種衡量音樂影響力的模型。這個問題要求你考察藝術家和流派的進化和革命趨勢。為此，ICM 向您的團隊提供了幾個數據集：

“Influence_Data”（這些數據是從網站http://AllMusic.com收集來的）代表藝人自己報道的音樂影響者和追隨者，以及行業專家的意見。這些數據包含5854名藝術家在過去90年中的影響力和追隨者。

“full_music_data”(這些數據來自 Spotify 的 API)提供了 16 個變量條目，包括舞蹈性、節奏、響度和音調等音樂特征，以及針對 98,340 首歌曲的 artist_name 和 artist_id。這些數據用于創建兩個匯總數據集，包括:

a. 藝術家的平均值“data_by_artist”，

b. 表示跨年“data_by_year”。

注意：這些文件中提供的數據是較大數據集的子集。這些文件包含的數據是您用于求解此問題的唯一數據。

為了執行這一具有挑戰性的項目，ICM 協會要求您的團隊通過對音樂藝術家的影響來探索音樂的演變，具體做法如下：

使用 Influence_Data 數據集或其中的一部分創建音樂影響力的(多個)定向網絡，其中影響者連接到追隨者。開發參數來捕捉這個網絡中的‘music influence’。通過創建定向影響者網絡的子網絡來探索音樂影響力的子集。描述此子網。在這個子網絡中，你的‘music influence’指標揭示了什么？

使用 FULL_MUSIC_DATA 和/或音樂特征的兩個匯總數據集(具有藝術家和年份)來開發音樂相似性度量模型。用你的衡量標準，流派內的藝術家比流派間的藝術家更相似嗎？

比較流派之間和流派內部的相似之處和影響。流派的區別是什么？流派是如何隨著時間的推移而變化的？有些流派與其他流派有關聯嗎？

說明 DATA_ENAFSONCE 數據集中報告的相似性數據是否表明識別出的影響者實際上影響了各自的藝術家。“有影響力的人”真的會影響追隨者創作的音樂嗎？是某些音樂特征比其他特征更具“感染力”，還是它們在影響某個特定藝術家的音樂方面都扮演著相似的角色？

從這些數據中找出音樂演進過程中是否有可能革命性(重大飛躍)的特征？在您的網絡

中，哪些藝術家代表變革者(重大變革的影響者)？

分析一種流派中隨著時間發生的音樂演變的影響過程。您的團隊能否確定能夠揭示動態影響者的指標，并解釋流派或藝術家如何隨著時間的推移而變化？

你的工作如何表達音樂在時間或環境中對文化的影響？或者，如何在網絡中識別社會、政治或技術變化(如互聯網)的影響？

請給 ICM 協會寫一份一頁的文檔，說明使用你的方法來理解音樂通過網絡的影響的價值。考慮到這兩個問題數據集的內容僅限于某些流派，以及隨后對這兩個數據集共有的藝術家的限制，隨著更多或更豐富的數據，您的工作或解決方案將如何改變？建議進一步研究音樂及其對文化的影響。

ICM 協會是一個涉及音樂、歷史、社會科學、技術和數學領域的跨學科和多樣化的團體，期待著您的最終報告。

音樂的特征:

danceability:：根據音樂元素(包括節奏、節奏穩定性、節拍強度和整體規律性)的組合來衡量一條賽道是否適合跳舞的指標。值為 0.為 0 最不適合跳舞，值為 1.0 最適合跳舞。(浮點數)

energy:一種表示對強度和活動性的感知的量度。值為 0.0 表示最不強烈/充滿活力，值為 1.0 表示最強烈/充滿活力。通常，充滿活力的曲目給人的感覺是快速、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態范圍、感知響度、音色、起始率和總熵。(浮點數)

Valence：描述一首曲目所傳達的音樂積極程度的一種衡量標準。值 0.0 表示最負，值 1.0 表示最正。高價的曲目聽起來更積極(如高興、歡快、歡快)，而低價的曲目聽起來更消極(如悲傷、沮喪、憤怒)。(浮點數)

tempo: 曲目的總體估計速度，以每分鐘節拍(BPM)為單位。在音樂術語中，節奏是給定樂曲的速度或節奏，直接從平均拍子時長得出。(浮點)

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。響度值是整個音軌的平均值，對于比較音軌的相對響度很有用。響度是聲音的性質，它是物理強度(振幅)的主要關聯。

mode: 曲目的模態(大調或小調)、旋律內容來源的音階類型的指示。主要由 1 表示，次要為0。

key:估計的音軌的整體數值。為使用標準音調等級記法映射到音調的整數。例如，0=C，1=C?/D?，2=D，依此類推。如果未檢測到 key 值，則的值設定為-1。(整數)

人聲類型:

acousticness: 音軌是否是聲學的置信度測量(沒有技術增強或電子放大)。值 1.0 表示音軌的可信度很高。(浮點型)

instrumentalness: 預測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。說唱或有聲歌曲顯然是“有聲的”。器樂度值越接近 1.0，曲目中不包含聲音內容的可能性就越大。高于 0.5 的值用于表示樂器音軌，但隨著該值接近 1.0，置信度會更高。(浮點型)

liveness: 檢測曲目中是否有觀眾。活躍度值越高，表示實時執行曲目的概率越高。如果值大于 0.8，則表示音軌處于活動狀態的可能性很大。(浮點數)

speechiness:檢測音軌中是否存在口語單詞。越是專門的演講——比如錄音(例如脫口秀、有聲讀物、詩歌)，屬性值越接近 1.0。大于 0.66 的值描述可能完全由口語單詞組成的曲目。介于 0.33 和 0.66 之間的值描述可能同時包含音樂和語音的曲目(分段或分層)，包括說唱音

樂等情況。低于 0.33 的值很可能表示音樂和其他非語音軌道。(浮點數)

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

描述：

duration_ms: 音軌的持續時間，以毫秒為單位。(整數)

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。人氣是通過算法計算的，并且在很大程度上是基于曲目已經播放的總次數和這些播放的最近程度。一般來說，現在播放頻率較高的歌曲會比過去播放頻率較高的歌曲更受歡迎。

重復的曲目(例如，來自單曲和專輯的相同曲目)是獨立評級的。藝術家和專輯的受歡迎程度是從曲目受歡迎程度定量推導出來的。(整數)(布爾值)

year: 發行曲目的年份。(1921 年至 2020 年的整數)

release_date: 發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有所不同，有些只是以 yyyy 給出。

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

count:特定藝術家的歌曲數量在 full_music_data.csv 文件中表示。

E題：糧食供應系統的再優化

近期的的各種事件表明，全球糧食體系即使在世界上公認的服務良好的地區也是十分脆弱的。這些不穩定在一定程度上是我們當前由龐大的國家和國際糧食生產者和分銷商組成的全球體系造成的。這種糧食系統允許以相對廉價和高效的方式生產和分配糧食，這說明目前的模式優先考慮效率和盈利能力。

盡管這一系統效率很高并且世界上生產的糧食足以養活每個人，但聯合國估計全世界有

8.21 億人還在遭受饑餓[1][2]。糧食無保障的人，即那些無法獲得足夠的，自己負擔得起的營養食物的人，他們生活在每個大洲、每個國家和每個社區。而且，即使在富裕國家，也會出現糧食匱乏（即沒有足夠數量的食物和營養物質）的地區。此外，目前的食品系統留下了巨大的環境影響，占溫室氣體排放量的29%……。在造成了高達 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增長，同時近幾十年來對環境肆無忌憚的利用帶來了對人類的懲罰，因此，在維持甚至改善我們的環境健康的同時，生產更多糧食的需求從未像現在一樣迫切。因此，對我們目前的食品體系進行全面評估似乎合理和迫切需要的。

國際食品管理委員會(The International Comestibles Management，ICM)向您的團隊提出挑戰，要求通過開發一個模型來重新構想和確定食品系統的優先順序。雖然 ICM 委員會讓您的團隊決定這些系統的哪些方面應該成為您建模活動的重點，但您應該提供一個足夠健壯的食品系統模型，該模型能夠進行調整，以針對不同級別的效率、盈利能力、可持續性或公平性進行優化。

無論你關注的是全球還是局部，食物系統都是復雜的。您應該考慮的一些問題包括但不限于：

如果食品系統為了公平和可持續發展而優化，會發生什么？這一制度與目前的制度有何不同？這樣的制度需要多長時間才能實施？

改變食物系統的優先供給順序有什么好處和代價？這會在什么時候發生？發達國家和發展中國家之間的這些收益和成本有何不同？

如果你已經開發了你的食品系統模型，請至少將你的模型應用于一個發達國家和一個發展中國家，以支持你的觀點。

討論您的模型的可擴展性(對較大或較小的食品系統)和適應性(對其他地區)。

F題：給高等教育以“體檢”

對于一個國家來說，擁有一個健康、可持續的高等教育體系意味著什么？什么問題很重要？是成本、機會、公平、資金、學位的價值、教育質量、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？

高等教育系統是一個國家努力在小學和中學教育之外進一步教育公民的重要組成部分，因此，作為一個行業本身以及作為為了國家經濟發展而培訓和受過教育的公民的來源，高等教育系統都具有價值。環顧世界各地，從德國到美國，從日本到澳大利亞，我們看到各國的高等教育方式多種多樣，每個國家不僅培養自己的學生，而且每年都吸引大量的國際學生。每個國家的高等教育系統都有其長處和短處，在當前疫情大流行的形勢進行進行必要調整之后，各國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。推進任何系統所需的體制變革需要在較長一段時間內實施政策，以實現更健康和可持續的系統。

在本問題中，您需要開發一個模型，在國家層面上衡量和評估高等教育系統的健康狀況，為一個給定國家的高等教育系統確定一個健康和可持續的狀態，并提出和分析一套政策，將一個國家從目前的狀態遷移到你提出的健康和可持續的狀態。

具體來說，要求您:

開發并驗證一個模型或一套模型，使您能夠評估任何國家高等教育系統的健康狀況；

將你的模型應用到幾個國家，然后根據你的分析選擇一個高等教育系統有改進空間的國家；

為你選擇的國家的系統提出一個可實現的、合理的藍圖，以支持一個健康和可持續的高等教育系統；

使用您的模型來衡量您選擇的國家的當前系統和您提出的健康的、可持續的系統的健康狀況；

提出目標明確的政策和實施時間表，以支持從當前狀態遷移到您建議的狀態；

使用您的模型來確定和/或評估您的政策的有效性；

以及考慮到改變現實是十分困難的，討論在過渡期間和最后階段實施你的計劃對學生、教師、學校、社區和國家的現實影響。

名詞解釋

高等教育Higher Education (post-secondary education, third-level, or tertiary education)：正規學習的最后一個可選階段，在完成所要求的(很多是中級)教育水平之后進行。

可持續系統 Sustainable System：隨著時間推移能依然保持其有效性的系統。

系統的健康性 System Health：衡量一個組織或系統圍繞一個共同藍圖，有效執行該藍圖，并通過創新和創造性思維進行自我更新的能力。

高等教育系統 System of Higher Education:由高等教育機構(學院、大學等)組成的組織結構。以及教育學生超越中學水平所需的人員和基礎設施。

溫馨提示：

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