近日,2022年美國大學生數學建模競賽結果公布,河海大學學子喜獲佳績。其中,由理學院丁根宏教授指導、我院2018級本科生嵇廣宇、趙恩澤、萬長薪3位同學組成的團隊在全球超過2萬7千多支隊伍中脫穎而出,獲得該賽事的最高獎項——特等獎(Outstanding Winner)(全球僅44項特等獎),并獲得美國工業與應用數學學會特别獎(SIAM Award)(從特等獎中遴選,今年僅6項)。這是繼我校在2021年美賽中首次獲得特等獎之後,再次刷新最高獲獎記錄。
美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM)由美國數學及其應用聯合會主辦,是唯一的國際性數學建模競賽,也是世界範圍内最具影響力的數學建模競賽。賽題内容涉及經濟、管理、環境、資源、生态、醫學、安全、未來科技等衆多領域。競賽要求三名本科生為一組,在四天時間内,就指定的問題完成從建立模型、求解、驗證到論文撰寫的全部工作,考察了參賽選手研究問題、解決方案的能力及團隊合作精神。
在競賽的四天時間裡,嵇廣宇、趙恩澤和萬長薪三位同學分析了農業、工業、住宅用水和發電的競争利益,構建了一個兩階段規劃模型。下層模型在滿足住宅用水的基礎上,考慮農業、工業用水和發電用水總和效益最大,建立了非線性規劃模型,利用增強精英保留遺傳算法求解得到兩湖(Lake Powell,Lake Mead)各自取水量以及兩壩(Glen Canyon Dam,Hoover Dam)放水量;上層模型考慮各州水資源運輸成本,建立運輸問題的線性規劃模型,求解得到各州從各湖的取水量。當水量不足以滿足全部水電需求時,下層模型以缺水與缺電的總經濟損失最小為目标函數,求解得到各州最低用水用電需求,以應對幹旱缺水的狀态。該模型綜合考慮了水資源的分配和調度,以及五個州之外其他州用水需求,為解決如何在各種供水條件下合理水資源分配的問題,系統地給出了切實可行的求解方案,獲得了賽事評委的極高評價。