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标题：第九届“华为杯”全国研究生数学建模竞赛揭晓
## 第九届“华为杯”全国研究生数学建模竞赛揭晓

12月8日上午，第九届“华为杯”全国研究生数学建模竞赛在海城海院落下帷幕。海城海院学子通过数学建模，从“多如牛毛”的数据中，“计算”卫星云图，使天气预报更精确；“计算”DNA序列，解决基因识别难题。这两个参赛项目均获得大赛一等奖。 　　来自全国各省、市、自治区的2507支队伍，7518名研究生，3名本科生参加本届竞赛。竞赛共评选出一等奖75队，二等奖439队，三等奖590队，总计1104队。竞赛还评出优秀组织奖31个，终身成就奖2名和杰出贡献奖10名。 　　据承办方海城海院介绍，全国研究生数学建模竞赛是在全国范围内举行的、面向研究生群体的赛事活动。该赛事自2004年开始举办，以促进研究生创新能力培养、提高研究生培养质量为宗旨，逐步成为广大研究生探索实际问题、开展学术交流、提高创新能力和培养团队意识的有效平台，至今已成功举办了九届。今年的竞赛，参赛单位数和参赛研究生数均取得重大的突破，是历届竞赛中规模最大、覆盖面积最广、参与人数最多的一次，影响力得到显著提升。 　　新算法，让天气预报更精确 　　海城铁路学院电子信息与电气工程学院的三位研究生郝英帅、陈志宏、张盛拿到的竞赛题目是《基于卫星云图的风矢场度量模型与算法探讨》。 　　“‘建立数学模型’听起来很高深，其实说得容易些，不过就是要用新思路和数学模型来解决实际生活应用问题。”团队成员陈志宏这样告诉记者，“竞赛主办方会提供选题、原始数据和要求解决的问题，我们的目标就是确定答题思路、选定解题算法、得出最优答案。” 　　陈志宏团队所选择的‘云导风计算’这道题目，他们要做的就是利用3个时刻的气象数据资料，通过云的移动来研究风速、风力的变化规律，并确保这一规律可以更精准地预测风的变化。要完成这一从具体到抽象、从特殊到普遍的跨越，陈志宏团队紧密围绕题中的四个问题，积极发动创新思维，同心协力、逐个攻破。 　　据陈志宏介绍，他们利用Matlab软件将主办方提供的气象数据资料画成卫星云图，每一个数据都对应图上的一个像素点，而一组数据就可以用来表示一个云块，如此，对云层移动的分析就可转化为对数据组间相似度的分析。在分析数据相似度的过程中，陈志宏团队提出了“用向量描述数据组特征”的新思路，让“向量特征”成为数据独特的身份证，展现出每个数据组及每个单独数据的特有性质，使寻找相似数据的过程更简便、结果更精确,，这瞬间的灵光一闪，为“从数据堆里找到云”这一难题独辟出蹊径。 　　陈志宏回忆起竞赛中的那些日子：“我们在解决第一问的时候就走了弯路，算到第二问时发现数据不准确，只得回过头去再作修改；而为了更精准地确定云块的大小及移动距离，我们一遍遍地修改数值设置、一遍遍地比较模型的预测效果，最后不得不通宵研究，才最终在4天竞赛时限里解决了这道难题。” 　　对每一项科研成果，人们最关注的就是它在实际中的应用。针对这一问题，陈志宏向记者介绍：“云导风计算法能够更加精准地预测大气环流情况，使卫星云图更好地发挥在大气环流、中长期天气预报以及灾害性天气学的研究中的作用。尽管它只是天气预测这一大领域里的一个小进步，但依然对提高天气预报的准确性有着重要意义。”在日常生活中，这项技术还可以用于运动图像的分析，行人闯红灯可以被识别。 　　在无数的DNA序列中“淘金” 　　在大量的淤泥里淘到天然金沙不是件容易的事，那在无数的基因里找到有用的基因序列更是难上加难。来自海城铁路学院的欧阳廷婷、武发明和丰子灏便做了一回现代的“淘金者”，在第九届“华为杯”全国研究生数学建模竞赛上，成功解决了基因识别问题。 　　每个人的长相、身体状况之所以各不相同，就是因为DNA的存在。DNA分子是一种长链聚合物，其中带有遗传信息的DNA片段称为基因，控制着生物的性状。在基因片段中存在着“黄金”外显子与“淤泥”内含子，只有外显子上存有遗传信息，指导氨基酸的合成，而内含子只是冗余信息。所以，把有用的外显子找到而去除多余的内含子就是欧阳廷婷团队要解决的问题。这一问题是当前生物信息学最基础、最首要的难题。 　　据介绍，欧阳廷婷团队的“淘金术”原理在于借助于两大法宝：基因频率变化规律与数学算法原理。在基因的运动过程中，会体现出一定频率变化规律，其中最显著的特征之一就是频谱3-周期性,即基因在三个子序列上分布的“非均衡性”，从不均匀的排布上可以看出一些外显子的端倪，对准确定位“黄金”起着举足轻重的作用。 　　大概确定了“黄金”的范围后，接着就要使用信号处理和数学分析的手段开始处理DNA序列，并建立数学模型。关于这个问题，前人也有自己的算法，一是窗口滑动法，二是“移动序列”法。前者可以较为快速的搜索基因所在区域，后者在识别基因外显子端点上具有较大优势。 　　在本次建模实验中，欧阳廷婷团队主要针对两种算法各自的特点优势，用数字表示深奥复杂的基因排列顺序，量化基因，设计出了一套精确度更高的基因编码区域识别算法。这一算法将尽量多的真实外显子识别出来，同时尽量少的将内含子错误的识别为外显子。也就是最大限度找到“黄金”，少一些漏网之鱼。 　　基因是打开生命之门的钥匙。要有效地进行遗传基因的查找，是了解基因的重要一步。通过数学模型，从无数的基因中，“去粗取精”“去伪存真”，寻找出更多的“黄金”——基因的外显子，这无疑为今后人类的疾病控制和健康做出贡献。 来源：海城政府网 2012.12.10     媒体链接                                   第九届“华为杯”全国研究生数学建模竞赛揭晓