2022美赛题目_python

问题A：自行车运动员的力量状况

自行车公路赛有很多种，包括标准赛、团体计时赛和个人计时赛。骑手在这些比赛中的成功几率可能会因项目类型、路线和骑手的能力而异。在个人计时赛中，每个骑自行车的人都被要求单独走一条固定的路线，而获胜者是在最少时间内做到这一点的车手。

一个骑手可以在不同的时间内产生不同水平的力量，骑手所能产生的力量大小和时间长短因骑手而异。骑手的功率曲线表明骑手能产生给定功率的时间。换句话说，在特定的时间长度内，功率曲线提供了骑手在给定时间内可以保持的最大功率。一般来说，骑手产生的功率越大，骑手在不得不减少功率并恢复之前维持该功率的时间就越短。骑手可以选择短暂地超过功率曲线上的限制，但骑手需要额外的时间在较低的功率水平下恢复。此外，过去车手的功率输出很重要，随着比赛的进行，车手会越来越疲劳。

骑手们总是希望尽可能缩短完成给定距离所需的时间。根据某个车手的功率曲线，给定该车手的能力，该车手在穿越给定的计时赛时应如何应用功率？此外，许多类型的骑手可能会参加个人计时赛，例如计时专家、登山运动员、短跑运动员、轮滑运动员或冲刺运动员，每种类型的骑手都有不同的力量曲线。

要求

开发一个可应用于任何类型骑手的模型，确定骑手在球场上的位置与骑手应用的力量之间的关系。请记住，骑手在整个赛程中可以消耗的总能量是有限制的，同时也有因过去的攻击性和超过功率曲线限制而累积的限制。

模型开发和报告应包括以下内容：

•定义两种类型骑手的功率曲线。你的一名骑手应该是计时专家，另一名骑手应该是不同类型的骑手。你也应该考虑不同性别的骑手的轮廓。

•将你的模型应用于各种计时课程，至少包括以下列出的你在上面定义的每种权力模式：

O 2021奥林匹克计时赛在东京，日本，

O 2021 UCI世界锦标赛计时赛在佛兰德，比利时，

O至少有一个你自己的设计课程，包括至少四个急转弯和至少一个非平凡的道路坡度。课程的结束应该接近起点。

•确定天气条件的潜在影响，包括风向和风力，以确定结果对天气和环境的微小差异的敏感程度。

•确定结果对偏离目标功率分布的骑手偏差的敏感性。骑手不太可能遵循非常详细的计划，也不会错过动力目标。车手和导演Sportif将对给定赛道关键部位的预期分割时间的可能范围有所了解。

•讨论如何扩展您的模型，以包括每队六名车手的团队计时赛的最佳功率使用，其中团队的时间由第四名车手穿过终点线时确定。

作为解决方案的一部分，为车队的Directeur Sportif编写一份两页的车手比赛指南。骑手的比赛指导应该关注一名骑手和一次试训的结果。它应该包含对骑手方向的概述。它还应该包括对你的模型的广泛总结，但适合没有数学背景的导演和骑手。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。

•Directeur Sportif的两页骑手比赛指南。

•参考清单。

注：MCM竞赛有25页的限制。您提交的所有内容均计入25页的限制（摘要表、目录、参考列表和任何附录）。你必须引用你的想法、图片和报告中使用的任何其他材料的来源。

术语汇编

准则：在封闭跑道上进行的自行车比赛。长度可以通过固定圈数或预定时间段内的最大圈数来指定。

体育总监：车队负责人，负责管理车手和工作人员，做出比赛决定，并决定给定比赛的车队组成。

个人计时赛：骑手一次一个穿过预定路线的赛事。骑手不允许一起工作或彼此靠近。记录每个骑手穿越路线所需的时间。时间越短，骑手的最终位置就越好。

**功率曲线：**是骑手在一段时间内所能保持的最大力量的视觉表现

特定的时间长度。

骑手类型词汇表

登山者：专门从事多次长距离攀爬比赛的骑手。

Punchur：专门从事包括许多短距离、陡峭的爬坡或许多急剧加速的比赛的骑手。

鲁勒：多面手，能在各种地形的比赛中表现出色的骑手。

短跑运动员：专门在短时间内产生极高功率的骑手。这些车手通常专注于在比赛结束时或中间冲刺（如果比赛有中间冲刺）期间获胜。

计时专家：专门从事个人计时赛项目的骑手。

问题B：水和水电共享

出身背景

几个世纪以来，人们在河流和溪流上修建水坝来蓄水，以建造水库作为管理供水的手段。这些水库储存各种用途的水（如农业、工业、住宅），提供休闲和娱乐场所（如钓鱼、划船），协助防止下游洪水，并向发电的涡轮机供水。水力发电（Hydrogram power）是这些涡轮机将下落或快速流动的水的势能转化为机械能时产生的电能。

随着气候变化，许多地区大坝和水库的供水量正在减少。因此，水坝可能无法满足这些地区的用水需求。此外，低水流量减少了水电站的发电量，导致这些地区的电力供应中断。如果坝后水库的水位足够低，水力发电就会停止。

美国亚利桑那州（亚利桑那州）、加利福尼亚州（加利福尼亚州）、怀俄明州（怀俄明州）、新墨西哥州（新墨西哥州）和科罗拉多州（科罗拉多州）的自然资源官员目前正在谈判，以确定管理格伦峡谷和胡佛大坝用水和发电的最佳方式，以解决这些利益冲突。数百年前的协议继续影响着当今的水管理法规、政策和实践。这些协议从科罗拉多河系统中分配的水比系统中的水多。该系统可能会继续工作，因为一些用户没有获得全部分配。如果科罗拉多河流域的干旱状况持续下去，某一时刻的水量将不足以满足利益相关者的基本用水和发电需求。因此，为当前和未来的供水条件制定合理、防御性的水资源分配计划至关重要。

附加指南

州自然资源谈判代表已要求您的团队在其五个州（亚利桑那州、加利福尼亚州、怀俄明州、新墨西哥州和科罗拉多州）制定水资源分配计划。这些官员认为，最近的降雨短缺和高温将持续下去，导致供应（水资源可用性）和需求（电力需求）出现问题。他们提供了以下指导：

•格伦峡谷大坝（鲍威尔湖）和胡佛大坝（米德湖）的运行应密切协调，因为格伦峡谷大坝流出的水为胡佛大坝提供了部分输入水。

•两座大坝的这一系列配置所带来的挑战是确定五个州的农业、工业和住宅的水和电的适当分配。

•当相关社区的需求处于规定水平，且两座水库的水位处于规定高度时（考虑水库水位与水库水量之间的关系），您的解决方案应解决格伦峡谷和胡佛大坝的水流问题。建议重新运行模型的频率，以考虑供需状况的变化。

•墨西哥对五个州消耗其份额后剩余的水提出索赔。你的计划应该涉及墨西哥的权利。

•在实施计划中的水资源分配后，讨论应该允许多少水（如果有的话）从科罗拉多河流入加利福尼亚湾？

要求

在根据谈判者的指导制定水资源分配计划时，你应该：

•开发和分析一个数学模型，帮助谈判者应对一组固定的水供应和需求条件。使用该模型通知大坝运行：当米德湖的水位为M，鲍威尔湖的水位为P时，每个湖应该抽取多少水来满足规定的需求？如果没有额外的水供应（来自降雨等），并且考虑到需求是固定的，那么需要多长时间才能满足需求？随着时间的推移，必须额外供应多少水，以确保满足这些固定需求？

•使用您的模型，推荐解决一般（农业、工业、住宅）用水和电力生产用水的竞争利益的最佳方法。明确说明你用来解决利益冲突的标准。

•使用你的模型来解决如果没有足够的水来满足所有水和电的需求，应该怎么做。

•在以下情况下，您的模型显示了什么？

o感兴趣的社区对水和电的需求随着时间的推移而变化。当受影响地区的人口、农业和工业增长或萎缩时会发生什么？

o与分析中使用的初始值相比，可再生能源技术的比例增加。

o实施额外的水电节约措施。

您的解决方案不应利用或依赖这些州的组织或个人的任何现有历史协议或当前政治权力，而是代表您的团队在该地区分配水资源的最佳数学解决方案。

作为提交解决方案的一部分，准备一篇一到两页的文章，将你的发现发表在《干旱与干渴》杂志上，该杂志是面向美国西南部水基础设施管理者的月刊。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。

•为《干旱与干渴》杂志撰写一至两页的文章。

•参考清单。

注：MCM有25页的限制。您提交的所有内容均计入25页的限制（摘要表、目录、参考列表和任何附录）。你必须引用你的想法、图片和报告中使用的任何其他材料的来源。

术语汇编

水力发电（水力发电）：涡轮机产生的电能，将下落或快速流动的水的势能转化为机械能。

问题C：交易策略

出身背景

市场交易者经常买卖波动性资产，目的是最大化总回报。

每次买卖通常都有佣金。其中两种资产是黄金和比特币。

**图1：**黄金每日价格，每金衡盎司美元。资料来源：伦敦黄金市场协会，2021年9月11日

**图2：**比特币每日价格，美元/比特币。资料来源：纳斯达克，2021年9月11日

要求

交易者要求你建立一个模型，只使用过去的每日价格流来确定交易者每天是否应该购买、持有或出售其投资组合中的资产。

你将在2016年9月11日以1000美元开始。您将使用五年交易期，从2016年9月11日到2021年9月10日。在每个交易日，交易者将拥有一个投资组合，分别由美元、金衡盎司和比特币组成的现金、黄金和比特币[C、G、B]。初始状态为[1000,0,0]。每笔交易（购买或出售）的佣金为交易金额的α%。假设α黄金=1%，α比特币=2%。持有资产没有成本。

请注意，比特币每天都可以交易，但黄金仅在市场开放日交易，如定价数据文件LBMA-gold所示。csv和BCHAIN-MKPRU。csv。你的模型应该考虑到这个交易计划。

**要开发模型，您只能使用提供的两个电子表格中的数据：**LBMA-GOLD。csv和BCHAIN-MKPRU。csv。

•开发一个模型，仅根据当天的价格数据给出最佳的每日交易策略。使用您的模式和策略，2021年10月9日的初始1000美元投资价值是多少？

•提供证据证明你的模型提供了最佳策略。

•确定策略对交易成本的敏感程度。交易成本如何影响策略和结果？

•用最多两页的备忘录向交易员传达你的策略、模型和结果。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。

•一至两页备忘录。

•参考清单。

附件

提供的两个数据文件包含了解决此问题的唯一数据。

\1. LBMA-GOLD。csv

\2. BCHAIN-MKPRU。csv

数据描述

\1. LBMA-GOLD。csv

- 日期：以mm dd yyyy（月-日-年）格式显示的日期。

- 美元（下午）：指定日期每盎司黄金的美元收盘价。

\2. BCHAIN-MKPRU。csv

- 日期：以mm dd yyyy（月-日-年）格式显示的日期。

- 价值：指定日期单个比特币的美元价格。

问题D：数据瘫痪？使用我们的分析！

出身背景

许多公司将数据视为一种战略资产，但也承认从这种资产中获取价值非常困难。对这一宝贵资源的适当管理可以带来竞争优势。因此，公司需要建立一个集成的数据和分析（D&A）系统，在该系统中，他们可以保证拥有适当的人员、技术和流程来管理、 *** 纵、使用和保护这些资源。

您的咨询团队开发评估D&A系统的模型，以帮助公司高管做出与三个关键组成部分有关的正确决策：人员、技术和流程。当涉及到D&A时，您的模型为公司提供了通过检查这三个关键组件来衡量D&A系统成熟度的能力。为了最大限度地发挥数据资产的潜力，公司需要高技能的人员、相关技术、成熟的流程，以及三者之间的紧密联系。您的模型可以帮助公司评估其当前状态，并提供对系统更改的洞察，以最大限度地发挥其D&A系统的潜力。公司使用您的模型来优化其分析能力，获得竞争优势，并让客户对公司管理数据的能力充满信心。

洲际货运（ICM）公司经营着一个大型海港，并雇佣了您的团队。ICM Corporation希望您衡量其当前研发体系的成熟度，并提供一个可靠的计划来优化其研发能力。ICM Corporation希望通过使用您的模型，向客户灌输对其数据实践的信任和信心。

要求

由于公司规定，ICM Corporation无法与您的团队分享有关其人员、技术、流程或数据的详细信息。不过，下文第3页对ICM Corporation的运营情况及其定期处理的数据类型进行了概述。开发一个模型来评估ICM公司的D&a系统。模型开发和报告应包括以下内容：

● 衡量ICM公司当前D&A系统成熟度水平的指标。包括衡量研发人员、技术和流程成功与否的关键绩效指标。

● 在ICM Corporation使用您的模型确定其当前的D&A成熟度水平后，演示他们如何使用您的模型建议对系统进行更改，从而使公司最大限度地发挥其数据资产的潜力。

● 建议ICM制定协议，以衡量其D&A系统的有效性。

● 演示如何将模型应用于较大或较小的海港。分析您的系统成熟度指标如何适应其他行业。具体来说，卡车运输公司可以使用你的成熟度指标吗？如果ICM公司的客户，比如一家卡车运输公司，也使用了您的指标，这对ICM公司有什么好处？

最终，ICM公司关心客户满意度和信心。给ICM公司的客户（港口用户）**写一封长达一页的信，概述您提出的测量方法，**并逐渐增强对ICM公司D&a系统的信心。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。3

•给ICM公司客户（港口用户）的一页信。

•参考清单。

注意：ICM竞赛有25页的限制。您提交的所有内容均计入25页的限制（摘要表、目录、参考列表和任何附录）。你必须引用你的想法、图片和报告中使用的任何其他材料的来源。

术语汇编

数据与分析（D&A）系统：用于管理数据和分析的人员、技术和流程的复杂互联系统。

关键绩效指标：衡量业务绩效，以了解实现预期目标的进展。

ICM公司运营和数据的简要概述

ICM Corporation的客户包括其员工使用该港口的公司。当货船驶入港口时，ICM Corporation从船上卸下集装箱，将集装箱通过海关，将集装箱放置在适当的存储位置，然后将集装箱转移到卡车和货运火车上，以便内陆运输。集装箱也通过卡车和货运列车抵达港口，ICM公司必须在这里卸载、储存这些集装箱，并将其装载到船舶上，以便通过海运进行运输。**货物移动产生大量数据，包括船舶到达/离开时间、货物舱单、海运集装箱库存、海关检查报告、港口内的集装箱位置以及内陆运输到达/离开舱单和时间表。一个有效的D&A系统可以确保这一过程的效率，从而将船只、卡车或火车在港口停留的时间降至最低。****ICM Corporation希望您的模型能帮助他们

1）优化数据管理中的D&A系统（人员、技术、流程），2）提升D&A能力，为港口注入信心并吸引更多业务（即增加港口用户数量）。

ICM Corporation的管理团队关注D&A系统的每个组成部分，以及它们作为一个集成系统一起工作的能力：

人–ICM Corporation的招聘经理需要知道他们是否拥有合适的D&A人才。他们还需要创新的方式来获得D&A人才。对于D&A人才，招聘经理们有很多问题：我们如何评估现有的D&A人才？我们如何识别人才短缺？我们应该雇佣谁？他们应该具备什么技能？我们应该雇佣多少人？我们应该在哪里寻找D&A人才？我们应该考虑承包而不是雇佣吗？我们是否应该培训现有员工，使其更了解数据？我们应该考虑招聘、签约和培训我们的D&a人才的组合吗？

技术–ICM Corporation的信息技术（IT）部门知道，选择数据分析技术解决方案很复杂。他们也知道技术和软件解决方案会随着时间的推移而改变。IT部门不希望你告诉他们哪种软件解决方案是目前最好的，但希望你的模型能为他们提供一种方法，来衡量现在和未来技术解决方案的有效性。他们更关心的是他们应该选择软件或其他技术选项的框架，而不是现在可用的特定工具。IT部门有很多问题：我们需要什么类型的技术？我们需要单一产品还是一套产品？我们如何区分一种产品和另一种产品？哪些产品属性最重要？

过程–ICM Corporation的信息安全官员（ISO）担心为保护和管理数据而实施的D&A流程。他知道ICM公司需要一个良好的数据治理计划。良好治理计划提供对数据资源的监督，跟踪和批准对数据的访问和更改，并在整个组织内提供元数据一致性。随着业务的发展，独立的数据流程在港口运营、运输计划、海关检查和集装箱存储之间造成了不一致。此外，ISO认识到需要对业务各个方面的数据进行编目和聚合，并开发一个流程来管理数据的整个生命周期。数据治理对ICM公司来说是新事物，所以ISO不确定他应该问什么问题。

术语汇编

**数据治理：**监督组织中数据的质量、访问和使用的过程。

元数据：提供有关其他数据的信息的数据。它通常是对数据及其内容的描述。

2022年ICM

问题E：森林固碳

出身背景

正如我们所知，气候变化对生命构成了巨大威胁。为了减轻气候变化的影响，我们需要采取激烈的行动来减少大气中的温室气体。仅仅减少温室气体排放是不够的。我们需要努力增加通过生物圈或机械手段从大气中分离出来的二氧化碳存量。这个过程被称为碳固存。生物圈将二氧化碳封存在植物（尤其是树木等大型植物）、土壤和水环境中。因此，森林是任何减缓气候变化努力的组成部分。

森林将二氧化碳封存在活植物中，以及从树木中产生的产品中，包括家具、木材、胶合板、纸张和其他木制品。这些森林产品在其生命周期内吸收二氧化碳。一些产品的寿命很短，而另一些产品的寿命可能超过生产它们的树木的寿命。与完全不砍伐森林的固碳效益相比，一些森林产品中的固碳，加上由于年轻森林的再生而固碳，随着时间的推移，有可能允许更多的固碳。

在全球一级，包括适当采伐在内的森林管理战略有利于碳固存。然而，过度捕捞可以限制碳固存。森林管理者必须在采伐森林产品的价值和允许森林继续生长并作为活树吸收碳的价值之间找到平衡。在这样做时，他们必须考虑许多因素，如年龄和类型的树木，地理，地形，福利和森林产品的寿命。

森林管理者的担忧不仅限于碳封存和森林产品。

他们必须根据森林价值的多种方式做出森林管理决策。这些可能包括但不限于潜在的碳封存、保护和生物多样性方面、娱乐用途和文化考虑。

要求

国际碳管理（ICM）合作组织已经成立，旨在为世界各地的森林管理者制定指导方针，试图找出如何利用和管理他们的森林。一刀切的指导是不可能的，因为世界各地的森林、气候、人口、兴趣和价值观各不相同。

•开发一个碳封存模型，以确定一个森林及其产品在一段时间内预计会封存多少二氧化碳。你的模型应该确定什么样的森林管理计划在吸收二氧化碳方面最有效。

•考虑到森林价值的其他方式，最有利于固碳的森林管理计划不一定是最有利于社会的计划。开发一个决策模型，告知森林管理者森林的最佳利用。你的模型应该确定一个森林管理计划，平衡森林价值的各种方式（包括碳吸收）。

为了更好地理解你的模型，考虑下面的一些问题，以及你自己的问题：

*您的决策模型可能建议的管理计划范围是什么？

*是否存在导致森林未被砍伐的条件？

*适用于所有森林的管理计划之间是否存在过渡点？

*如何利用特定森林及其位置的特征来确定管理计划之间的过渡点？

•将模型应用于各种森林。确定你的决策模型建议将采伐纳入其管理计划的森林。

100年后，这片森林及其产品将吸收多少二氧化碳？

该森林应采用何种森林管理计划？为什么这是最好的方法？

假设最佳管理计划包括两次收获的间隔时间，比森林中目前的做法长10年。讨论从现有时间线过渡到新时间线的策略，以对森林管理者和所有使用森林的人的需求敏感的方式。

•一些人认为我们不应该砍伐任何树木，但你确定了一个森林，应该在其管理计划中包括采伐。在报纸上写一到两页的非技术性文章，解释为什么你的分析发现，在管理这片森林时包括采伐，而不是保持原样。最终，你的文章应该让当地社区相信，这是对他们的森林最好的决定。

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。

•一至两页报纸文章。

•参考清单。

术语汇编

生物圈：地球上可以找到生命的地方。

**碳固存：**从大气中捕获和储存二氧化碳的过程。

**森林经理：**控制和管理森林并决定如何使用森林的实体。森林经理可以是个人、政府、公司或其他公共或私人组织。

**森林产品：**由伐木制成的材料，包括家具、木材、胶合板、纸张和木屑。

温室气体：大气层中的气体可以吸收热量并使地球变暖。这些气体包括二氧化碳、水蒸气、甲烷和一氧化二氮。

**收获（树木）：**砍伐树木作为森林产品的过程。

森林管理：管理森林的过程包括确定应该砍伐哪些树木，哪些树木应该保持直立，采伐树木的时间表，以及如何再生森林。

问题F：人人为一，人人为一（空间）！

出身背景

世界上大多数国家都签署了1967年的《联合国外层空间条约》，同意“探索和利用外层空间，包括月球和其他天体，应为所有国家的利益和利益而进行，不论其经济或科学发展程度如何，并应为全人类所管辖”。联合国旨在促进全球和平和减少不平等。作为国际空间法的基础，《外层空间条约》为促进跨国进入太空的项目提供了法律基础，如国际空间站和在最偏远地区使用卫星浏览互联网。但是，随着人类寻求获取天基资源，这种公平的国际承诺会成立吗？[1]

考虑小行星开采的可能性。关于小行星采矿，有很多悬而未决的问题，比如它在技术上是否可行，高昂的初始成本是否值得我们找到并带回地球，以及是否应该由私营公司、国家政府或国际合作来资助这些作业，进行采矿，和/或获得财务收益。这些问题还没有得到回答，但就这个问题而言，让我们假设小行星采矿在未来某个时候是可行的，可以让人类以相对安全的方式将有价值的矿物带回地球，而且成本在经济上是值得投资的。

这个问题要求你的团队解决以下首要问题：什么是全球公平，小行星采矿将如何影响全球公平？影响这种影响的因素是什么？如何影响？联合国可以提出哪些政策来增加未来小行星采矿的全球公平性？

要求

具体地说，为了解决上述问题，你的团队应该考虑以下指导性问题：

● 换句话说，制定全球公平的定义。使用你的定义开发一个模型（例如，工具、指标），让你能够衡量全球公平。验证你的模型；这可能涉及历史和/或区域分析。什么是全球公平，我们如何衡量它？

● 回答这个问题的挑战之一是，我们不知道小行星采矿业在未来会是什么样子；换言之，存在未知条件，包括但不限于，谁在进行采矿，如何获得资金，或谁将从矿产本身或这些矿产的销售中获得利益。提出、描述并证明小行星采矿未来的一个可能愿景，并通过分析确定采矿对全球公平的影响，包括使用您团队的全球公平模型。小行星采矿在未来会是什么样子，以及小行星采矿会如何影响全球公平？

● 要做到这一点，您**可能需要开发并实施一种分析方法，以探索小行星采矿行业的变化如何以不同方式影响全球公平。**您在定义小行星采矿未来愿景时选择的条件变化如何影响全球公平？

● 假设联合国正在考虑更新其外层空间条约，以专门解决小行星采矿问题，并确保其造福全人类。利用你的分析结果提出合理的政策建议，以便小行星采矿可能真正造福全人类。可以实施哪些政策来鼓励小行星采矿业以促进全球公平的方式发展？

总页数不超过25页的PDF解决方案应包括：

•一页总结表。

•目录。

•您的完整解决方案。

•参考清单。

工具书类

**[1]**1967年1月27日《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》，联合国第2222（XXI）号决议。

术语汇编

小行星采矿：从小行星中提取矿物供人类使用的过程。

股本：公平的品质。与促进提供相同投入（如资源和机会）的平等不同，公平侧重于以支持类似结果目标的方式分配这些资源和机会。