数学建模及其应用

专题综述

  • 基于多源数据融合的复杂疾病建模方法研究

    张媛媛;王子琪;寇传华;

    复杂疾病(如癌症)严重危害人类身体健康,其发生和发展往往是多因素共同作用的结果,如何清楚地认识疾病的内在致病机理是当前研究的重点内容.目前,随着高通量技术的发展,大量的生物数据涌现,因此,以数据为驱动,通过对生物系统的多源数据融合来实现复杂疾病的建模成为了一个新的研究热点.由于生物系统的多源数据往往在数据分布、尺度和格式等方面存在巨大差异,这使得如何有效地融合数据成为建模过程中的重点.本文从多源数据融合的角度,分别对疾病亚型识别、疾病相关模块挖掘和样本特异性疾病相关标志物识别3个方面对人类复杂疾病的建模方法进行讨论,力图为研究人员在人类复杂疾病的数据建模方面提供建议.

    2019年04期 v.8;No.34 1-9+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]

建模探索

  • 基于因子情境的机器学习多因子选股模型

    乐斌;蔡志杰;胡伟超;

    对"通过机器学习优化股票多因子模型"问题进行详细分析.首先,给出了因子筛选的聚类方法,从各大类因子中筛选出具有代表性的最优因子;然后,应用3种机器学习模型,即SVM模型、GBDT模型和XGboost模型,构建了机器学习选股模型,与传统的等权重线性多因子模型相比,预测效果有了很大的改进;最后,从机器学习模型输入因子有效性的角度改进了风险控制.

    2019年04期 v.8;No.34 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
  • 从“多米诺骨牌模型”谈稳定性分析

    沈继红;

    首先,介绍稳定性概念,并分析其对数学建模的重要性;其次,通过多米诺骨牌运动的两个模型,对比给出稳定性概念对于两个模型的不同的结论,并选取全国大学生数学建模竞赛及美国大学生数学建模竞赛题目作为案例,给出了稳定性分析的一些方法及分析过程;最后,将稳定性概念向生活中扩展,阐述了稳定性在生活中的广阔内涵.

    2019年04期 v.8;No.34 20-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]

课题集锦

  • 直肠癌淋巴结转移的智能诊断研究

    吴锐帆;代海洋;杨坦;江颖;蔡志杰;

    基于数字图像处理与机器学习等技术,对直肠癌淋巴结转移情况的诊断问题进行了研究,将肿瘤诊断分解成肿瘤区域提取的图像分割问题与肿瘤区域诊断的图像分类问题.首先,针对肿瘤区域提取的问题,根据直肠肿瘤CT图像的特点,提出了一种结合聚类和水平集方法的图像分割算法,其结果的Dice系数达到0.895 4±0.051 2,与专业医生人工提取的结果相比具有较高的相似度.然后,使用传统特征提取的方法,针对直肠癌淋巴结是否转移的问题,对肿瘤区域的CT图像进行了分类.实验结果表明,肿瘤的灰度特征与其淋巴结转移情况关联性最高,并且使用PCA降维得到的分类效果最优.最后,本文还使用深度学习方法对肿瘤图像进行了分类.本文使用AlexNet网络模型并采用迁移学习的方法进行训练,实验表明,该方法的效果优于传统方法,其F1-Score达到了0.771 9.

    2019年04期 v.8;No.34 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
  • 基于数据挖掘对城市公交站点优化的数学建模

    王锦升;蒋志豪;房鹏程;李星颖;

    介绍2019年全国大学生数学建模赛题后续研究项目《基于数据挖掘技术的海口市交通规划研究与仿真》的研究成果,研究海口市城市公交站点的优化与实证仿真.通过DBSCAN聚类算法对公交站点进行聚类分析,利用OD矩阵分析公交站点乘车人密度.

    2019年04期 v.8;No.34 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
  • 基于统计检验的基因表达数据特征选取与分类模型

    周文佳;吕金超;高翔;

    采用统计检验的方法对基因表达数据的特征选取和冗余去除展开研究,为此提出了相应模型及算法,与已有文献中的模型与算法相比较,该模型所提方法思路直观,易于理解,算法构造简单,且运行效率高.数值实验选取3个两分类基因表达数据集,实验结果表明该方法对特征选取和冗余去除均有较好的效果.在此基础上,采用类中心距离法对选取的特征基因进行了分类实验,结果进一步表明,本文提出的方法对两分类基因表达数据具有较高的分类精确度.

    2019年04期 v.8;No.34 48-53+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]

竞赛论坛

  • 美国五州阿片危机的数据驱动模型研究——起源、传播与升级

    张笑竹;邱文昊;庄义昱;

    针对美国5州的阿片危机,利用并改进"仓室模型"刻画阿片滥用案例的"内生增长",并利用最小二乘的思想进行参数估计.构建"流动模型",并利用元胞自动机模拟阿片药物成瘾者在州际之间的迁移和传播.将"仓室模型"与"流动模型"结合,给出了阿片危机在5州的起源地区,同时对5年内的阿片滥用案例数量进行预测,敲响了危机升级的警钟.此外,通过LASSO回归分析阿片危机与社会经济因素之间的关系.

    2019年04期 v.8;No.34 54-63+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 898K]
  • 基于房地产项目探析土地规划对环境退化的影响

    朱家明;杨鑫;黄钰婷;倪婷;

    针对土地利用规划对环境退化的影响,首先,构建PSR模型,从生态、经济和社会3个方面设置并构建因果指标体系群,来直观度量规划区内土地利用系统的协调关系,用于评价土地可利用程度;其次,构建ESM模型,将生态系统服务功能细分为10类,制定各项指标的评价方法和综合集成方法,选择影响评价的环境因子,采用市场价值、影子工程和成本替代等方法进行价值评估;再次,引入灰色生长曲线改进模型,使其更好地适应时间变化,来衡量土地项目造成的环境退化成本;最后,将评价模型应用于南昌房地产项目,根据收集的数据,分别计算在PSR模型中的土地利用协调度,直观判断该项目为初步协调,并定量计算在ESM模型中不同土地的生态系统服务价值.

    2019年04期 v.8;No.34 64-74+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]

中学数学建模论坛

  • 浅谈中学数学建模教学

    叶其孝;

    针对中学数学建模展开讨论,首先阐述了在国内普通高中开展数学建模教育的目的;其次概述了过去30多年国内开展中学数学建模教育的经验和不足之处,提出了开展数学建模教育的最佳方式是融入数学课程的教学,其关键是教师;最后结合国内外数学建模开展情况,指出要开展好中学数学建模教育,全社会尤其是有关政府部门的支持至关重要.还提出了一些具体建议.

    2019年04期 v.8;No.34 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 101K]