math-modeling
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数学建模竞赛全流程自动化:问题分析、模型构建、代码实现、论文写作、可视化。支持CUMCM/MCM/ICM等主流赛事。
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数学建模 Skill v7.0.0
适用场景
当用户需要进行数学建模相关工作时加载此 Skill:
- 竞赛备赛:CUMCM(国赛)、MCM/ICM(美赛)、MathorCup、APMCM等
- 课程作业:数学建模课程、运筹学、统计分析
- 实际问题:需要将实际问题转化为数学模型
⚡ 第一步:任务规模检测
收到题目后,先判断规模等级,决定流程重量:
| 等级 | 场景 | 流程 |
| L1 课程作业 | 1-2问,数据简单,无竞赛压力 | 简化:直接建模+写论文,跳过PoC和冻结数字 |
| L2 练习赛 | 3-4问,需要验证,有评分 | 标准:PoC→建模→验证→论文 |
| L3 正式竞赛 | 完整赛题,限时提交 | 完整:全部门控+冻结数字+支撑材料 |
判断依据:用户是否提到"竞赛/比赛/CUMCM/MCM"、题目是否有多个子问题、是否有附件数据、是否有时间限制。
赛事规则卡(竞赛任务必做,建模前完成)
不要将 CUMCM、MCM/ICM、课程作业视为同一交付规范。创建 competition_brief.md,记录:赛事/年份/组别/语言、题目与附件来源和版本、截止时间与时区、页数/模板/匿名要求、引用规则、附录和代码/数据是否允许或要求提交,以及尚未确认的规则。当年官方通知、赛题与提交系统是唯一优先级最高的规则来源。
多题可选时,额外创建 topic_decision.md:按数据可读性、题意边界、团队已有能力、12 小时内跑通 baseline 的可能性、可验证性、创新切口与主要风险比较;选择和淘汰理由均需记录。
v7.0 变更:新增硬规则13/14(交付自动QA + 求解留痕);Step 4 公式验证升级为三板斧;Step 6 增加交付质量记分卡(<85分不交付);新增
references/solving_quality_protocol.md与scripts/final_qa.py。
🔴 用户偏好硬规则(必须遵守)
- 图表保存不弹窗:所有
plt.savefig(..., dpi=300, bbox_inches='tight')+plt.close(),禁止plt.show() - 中文路径兼容:Python 代码中用
E:/格式,不用/e/;bash 中可用/e/ - 逐问求解:先完成 Q1 再进入 Q2,每问形成小闭环(模型→验证→结果→结论)
- 不要编造数据/结果:数字必须来自真实代码运行,不从截图/CSV临时抄
- 中文字体:matplotlib 设置
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] - 工作区:默认
E:\HermesE;项目目录优先用用户指定路径 - 不弹窗:所有 Python 可视化脚本必须 savefig+close
- 不探查 SkillHub:做数学建模时,外部资料探查用 GitHub/论文/官方文档,不要把 SkillHub 作为建模前资料侦察步骤
- 论文篇幅与格式硬规范:竞赛论文必须满足——①正文(问题重述至模型评价结束,不含摘要/目录/参考文献/附录)18~25页,不足18页必须扩充分析/验证/图表解读/灵敏度实质内容,超过25页必须精简;②附录(代码/支撑说明)不限页数;③第1页为摘要页,严格限定1页(300~800字,含方法+关键数字+稳健性结论),不得跨页;④第2页起为目录,强制只占1页,目录保留到二级标题,通过调整行距(如\setstretch{1.0})、字号(如\small)、tocdepth=2 压至1页;⑤页码从正文起标1(默认),摘要页与目录页不标页码或标罗马数字(\pagenumbering{gobble}→正文\pagenumbering{arabic}\setcounter{page}{1});⑥禁止靠加图加表凑页数
- 每次必写论文:任何等级的数学建模任务(L1/L2/L3)完成后必须产出论文,不允许只交代码或只给结论;L1可简化为课程报告级,L2/L3按竞赛标准完整写作
- 完成必Review:整个数学建模问题求解+论文完成后,必须执行一次完整Review(走 Step 6),检查模型合理性、结果正确性、数字一致性、逻辑闭环,并输出 review 记录;Review 发现问题必须修复后才能交付
- AI 使用哲学:AI 是工具不是答案。人类主导创意和决策(模型选择、创新设计、叙事构建),AI 负责重复性执行(代码实现、图表制作、LaTeX 排版)。所有 AI 生成的数学推导、公式、证明必须人工验证(至少手算小样本或 SymPy 验证),防止"数学幻觉"。论文必须有独特叙事,不能千篇一律(详见
references/ai_agent_usage_guidelines.md)。 - 交付前必须过自动 QA:最终交付前运行
python scripts/final_qa.py <项目根目录>,所有 ERROR(冻结数字未进论文、疑似手填数字、图表文件缺失、ref/label 断链、摘要字数越界、占位符残留、plt.show()残留)必须修复并重跑,报告归档audit/final_qa_report.md;QA 不过不得交付。 - 求解必须留痕:关键运行必须写
output/run_summary.json(数据版本/参数/种子/求解器状态/耗时);失败按references/solving_quality_protocol.md四层分诊(数据→模型→求解器→数值)并记入audit/result_review.md,禁止无记录反复改模型试结果、禁止隐去失败运行。
🤖 AI Agent 使用指南(基于数模乐园文章改进)
核心原则:AI 是工具,不是答案。人类主导创意和决策,AI 负责重复性执行。
AI 四大致命弱点(竞赛场景)
| 弱点 | 表现 | 防御措施 |
| 数学幻觉 | 生成看似正确但实际错误的公式/推导/证明 | 所有公式必须手算验证或 SymPy 验证;量纲检查;边界测试 |
| 无创造力 | 只能复用已有模型模板,无法针对新问题设计原创方案 | 人类先确定创新方向;AI 只负责实现人类选定的模型 |
| 论文千篇一律 | 结构、用语、图表风格高度相似,评审一眼识别 | 人类主导叙事;注入领域知识;人工改写摘要和结论 |
| 缺乏推理深度 | 只给"是什么",不解释"为什么"和"所以怎样" | 强制因果句式;追问"为什么";结果必须有 baseline 对比 |
AI 分工原则
人类负责:审题、模型选择、创新设计、逻辑验证、结果解读、叙事构建
AI 负责:代码实现、图表制作、数据清洗、LaTeX 排版、文献检索AI 使用三层境界
| 层次 | 做法 | 结果 |
| L1 初级 | AI 写全部内容,人类不审查 | 低分、模板化、可能有错误 |
| L2 中级 | AI 写大部分,人类修改润色 | 中等、仍可能有 AI 痕迹 |
| L3 高级 | 人类设计+决策,AI 实现+辅助 | 高分、独特叙事、高质量执行 |
目标:从 L1 提升到 L3,让 AI 成为增强人类能力的工具,而非替代人类思考的捷径。
反 AI 检测策略
- 注入独特视角:问题分析中加入团队独到见解
- 使用题目特定术语:结合题目具体场景,不泛泛而谈
- 设计个性化图表:不使用 AI 默认图表风格
- 构建完整推理链:每个结论都有"因为→所以→因此"的逻辑
- 诚实讨论局限性:不回避模型缺点,展示批判性思维
- 人工改写摘要和结论:这两部分是评审最关注的
📐 3-Phase Quality Gate(统一质量框架)
Phase 1:输入门控(Input Gate)
完成以下检查后方可开始建模:
- 赛事规则卡(竞赛):已确认赛事/年份/组别、语言、模板、页数、匿名、附件/代码要求和截止时间;未知规则已标注,不以经验猜测代替
- 问题规格:每问的对象、输入/输出、单位、范围、目标、硬/软约束、事实与假设均已明确
- 数据审计:缺失值、异常值、单位、口径、数据版本、训练/测试划分规则已记录
- 数据字典与处理日志:字段含义/来源/可得时点明确;每项删除、插补、转换均有规则、影响数量和理由
- 方法选择:每个子问题有 baseline + 主模型候选,附选择理由
- PoC验证(L2/L3):每个候选方法 ≤30行 PoC,输出可行性数字
- 假设清单:每条假设标注"必要性+合理性+在模型中如何使用",并能追溯至公式/代码和检验方式
- AI 使用边界:已明确哪些任务由人类决策(模型选择、创新设计)、哪些交给 AI(代码实现、图表制作);AI 生成的数学内容已标记为需人工验证
Phase 2:过程门控(Process Gate)
代码跑通、结果可信后方可写论文:
- 代码可复现:固定随机种子
np.random.seed(42),路径不依赖本地临时目录;关键数据、依赖和运行顺序已记录 - 验证协议匹配题型:预测使用时间外/滚动验证(若有时序);优化逐项检查约束与可行性;评价检查权重/排名稳定性;仿真报告重复运行与不确定性
- Baseline对比:主模型必须说明为什么比 baseline 更好;只有在同一数据口径、同一验证切分和同一指标下才能声称改进
- 数字冻结(L3):关键数字写入
frozen_numbers.json,论文只引用冻结数字 - 求解器状态与数值卫生:优化类报告求解器状态/最优性缺口且逐条约束满足;启发式≥3次重复运行报均值±标准差;除零/病态矩阵/量纲已检查;失败分诊记录在
audit/result_review.md(见references/solving_quality_protocol.md) - 关键运行均有
run_summary.json,无日志的运行结果不进论文 - 错误侦测:结果数量级合理、图表趋势与文字一致、无数据泄漏;预测、优化、评价和因果结论均未超出证据边界
- AI 内容验证:所有 AI 生成的公式/推导已手算或 SymPy 验证;AI 生成的代码已运行并输出合理结果;量纲检查通过;边界值测试通过
Phase 3:输出门控(Output Gate)
论文和支撑材料交付前最终检查:
- 摘要覆盖所有子问题,含具体方法名+关键数字结果
- 每个子问题有"问题要求→模型→求解→结果→解释→检验"完整链
- 所有图表有编号、单位、正文引用和2-4句解读
- 论文数字与代码/frozen_numbers一致,无手工改数
- 论文正文页数 18~25页(问题重述至模型评价结束),不足18页或超25页均已调整;附录不限页数
- 摘要严格1页(第1页),目录严格1页(第2页,保留二级标题);页码从正文标1,摘要页不标页码
- 参考文献与外部事实可追溯、格式统一;附录/支撑材料含核心代码和复现说明(均以赛事规则卡为准)
- 已按当年赛事的格式、页数、语言、匿名、附件与提交方式完成检查;没有通用页数或文献数量替代官方要求
- 反 AI 模板化:论文叙事有独特视角(非泛泛而谈);摘要和结论已人工改写(非 AI 直出);每个结论有因果推理链(因为X→所以Y→因此Z);使用了题目特定术语(非通用套话)
- 在干净环境或独立目录完成一次从输入到表格/图表的复跑,确认论文关键数字可再生
- 已运行
python scripts/final_qa.py <项目根目录>,audit/final_qa_report.md无 ERROR 级问题
三阶段不通过时的回退
| 阶段 | 常见问题 | 回退到 |
| P1失败 | 题意理解错、方法不匹配 | 审题/方法选择 |
| P2失败 | 代码报错、结果不合理 | 代码调试/数据检查 |
| P3失败 | 摘要无数字、逻辑断裂 | 论文补写 |
🔄 工作流主干(6步)
Step 1:审题与解析
- 拆解每个子问题:输入条件、约束、目标、输出形式
- 识别题型:评价/预测/优化/机理/分类/仿真/图论/数据分析/混合
- 生成数据审计摘要(来源、字段、缺失、异常、单位、划分)
- 确定子问题间的依赖关系(Q1结论是否支撑Q2)
- 对多问竞赛题额外绘制设问递进图:标出每问相对前问新增的条件、放松的假设、继承的变量/结果及其预期输出。不要把题目默认当成彼此独立的任务。
Step 2:方法选择与验证
- 按题型选 baseline + 主模型(参考
references/model_selection_guide.md) - PoC 要求(L2/L3):≤30行,真实数据小切片,输出一个可行性数字
- 候选方法池至少2个,附选择理由和淘汰记录
- 失败候选标记
[REJECTED]并归档
Step 3:建模与求解
- 分子问题依次求解,每问形成闭环;若题目具备递进结构,必须采用迭代式建模而非割裂重建:Q1 为可解释的基础模型(baseline),Q2 在其上新增约束、参数、场景或机制,Q3 将前两问结果用于评价、诊断或决策。
- Q1 原则:求稳、可复现、建立参照;不为“创新”无必要地堆叠复杂模型。Q1 的结果、误差和局限须保留,作为后续模型的天然对照组。
- Q2 原则:把题干新增条件逐条翻译为模型改装项,并明确写出“针对新增的 X 条件,在 Q1 的 Y 模型上放松假设/引入参数或约束 Z”。常见映射:数据缺失→插补、不确定性建模或贝叶斯估计;时间窗/资源上限→硬约束、软约束或惩罚项;随机扰动→情景分析、蒙特卡洛模拟或随机规划;多目标冲突→多目标优化或权重敏感性分析。
- Q3 原则:优先构建可量化的评价体系、机制解释或决策建议;可设计与场景相关的新指标(如韧性、抗毁性、满意度、风险暴露),但须给出定义、方向性、权重/聚合规则和稳健性检验,不能只给口号式建议。
- 代码规范:路径用
E:/格式;随机种子固定;采用data/{raw,interim,processed}/分层;中间结果存outputs/;图表存outputs/figures/;每张关键图表必须能追溯到生成脚本和数据版本 - 求解纪律:启动关键运行前冻结依赖/种子/数据版本/参数(协议第1节);每次运行写
run_summary.json;求解失败先四层分诊再改模型,分诊与修复全程留痕audit/result_review.md - L2/L3 使用
references/competition_execution_protocol_v6_3.md的项目脚手架、模型注册表、协作交接和复现要求;不要只靠口头记录或散落脚本交付 - 关键数字写入
frozen_numbers.json(L3必做,L2推荐),字段至少含数值、单位、来源表/图和生成脚本 - 每问完成后生成
run_summary.json(输入数据版本、脚本/运行时间、输出、指标、参数、随机种子)
Step 4:验证与稳健性
- 先按
references/competition_execution_protocol_v6_3.md为题型选定验证协议,再计算指标;仅罗列 MAE、R²、最优值或最终排名不构成验证。 - 预测类:优先时间外/滚动验证,并与持久性/季节性朴素等 baseline 对照;时序数据不得随机打乱,所有预处理和调参只在训练折拟合。
- 优化类:逐条输出约束满足情况、求解器状态/最优性缺口(如适用),并与简单规则、松弛下界或小规模精确解比较;启发式除非有证明或证书,不得称为全局最优。
- 评价类:检查指标方向、相关性和重复计权;扰动权重、归一化与排序方法,报告排名相关性或前 k 稳定性。
- 仿真/随机算法:固定并报告种子,至少运行3次,报告离散程度或置信区间;说明分布和情景边界。
- 灵敏度分析:选择至少2个有现实含义的关键参数,±10%~±20%扰动;若参数范围来自外部资料,须记录来源;不要为“看起来稳健”而随意设定范围。
- Baseline对比:主模型必须说明为什么比 baseline 更好;递进题的 Q2 至少比较“直接沿用 Q1”与“针对新增条件后的改进模型”,使用与目标一致的真实指标(预测误差、约束违背率、成本、风险等)。只有在同一数据口径、同一评价指标下才能声称改进有效。
- 形成改装效果表:新增条件 → Q1 的失效/局限 → 对应改动 → 对比指标 → 实际含义。若改进没有提升,不得编造提升,应调整模型或如实讨论适用范围。
- 关键公式验证三板斧(AI 生成的推导强制执行,逐步留痕):①量纲检查——等式各项单位一致;②边界/极限手算——至少1组小样本数值代入公式手算,对照代码输出;③SymPy 符号对照——用 SymPy 化简/数值代入验证推导与实现等价。机理/物理类模型额外检查边界/初值和参数可识别性。
- 三查进论文前必做(协议第6节):量级(与题干/baseline 同档)、边界行为(参数推极限模型正确退化)、守恒/平衡(供需总量、流入=流出),结论记入
audit/result_review.md。
Step 5:论文写作与交付
- 论文结构:摘要→问题重述→问题分析→模型假设→符号说明→模型建立→检验→评价→参考文献→附录;具体章节、语言、匿名、页数与提交附件以赛事规则卡和官方要求为准
- 对递进题在“问题分析”开头用一段交代总叙事:Q1 建立基础参照,Q2 因新增现实条件而在 Q1 上扩展,Q3 依据前述结果完成评价/建议;模型章节沿该顺序呈现,不把各问写成互不相干的拼盘。
- Q2 建模段落采用因果句式:“针对第二问新增的 X 现实约束,我们在第一问的 Y 模型基础上,放松假设 A,并引入 Z;因此模型能够……”。随后用改装效果表或对照图证明改进必要性。
- Q3 写作必须把“建议/评价”落到指标、阈值、情景或排序结果;解释模型结果背后的机制与适用边界,而不夸大为普适结论。
- 摘要公式:背景+子问题1方法和结果+子问题2方法和结果+…+稳健性结论
- 每个关键结果用"数值+对比+含义"三段式
- LaTeX 模板见
templates/latex_template_cn.tex - 支撑材料按
references/supporting_materials_layout_v5_0.md组织
Step 5.1 页码与摘要/目录格式实现(硬规则第9条)
LaTeX 默认从第1页连续编号,竞赛要求摘要页/目录页不标页码、正文从1开始。实现方式:
% ===== 导言区(preamble): 目录压缩设置放这里 =====
\usepackage{tocloft}
\setcounter{tocdepth}{2} % 目录显示到二级标题
\renewcommand{\cftbeforesecskip}{2pt} % 压缩条目间距
% ===== 摘要页(第1页,不标页码)=====
\thispagestyle{empty}
\begin{abstract}...\end{abstract}
\newpage
% ===== 目录(单独1页,压缩字号行距保证1页)=====
\begingroup
\renewcommand{\baselinestretch}{1.0}
\small
\tableofcontents
\thispagestyle{empty} % ⚠️ 必须放在 \tableofcontents 之后!
% 它内部会调用 \thispagestyle 覆盖之前的设置
\endgroup
\newpage
% ===== 正文页码从1开始: 正文首节前设置 =====
\setcounter{page}{1}
\pagenumbering{arabic}⚠️ 页码踩坑:
\tableofcontents会内部执行\thispagestyle覆盖其之前的\thispagestyle{empty},所以\thispagestyle{empty}必须放在\tableofcontents之后(group 内)。摘要页的\thispagestyle{empty}不受影响,因为摘要页没有内部样式调用。
📌 附录排除出目录:若附录(代码)不想占用目录页空间,在
\appendix之后、每个附录章节前加\addtocontents{toc}{\protect\setcounter{tocdepth}{0}}(隐藏附录条目);或提前在导言区设置仅正文章节进目录。注意\appendix后章节计数会变成字母,目录页码对齐方式可能变化,需编译后检查。
若目录超1页:进一步缩小字号(\footnotesize)、\setlength{\cftbeforesecskip}{2pt}(需tocloft)或手工删减长标题。摘要超1页:压缩背景与套话,保留方法+关键数字+结论。正文<18页:扩充模型推导/验证/图表解读/灵敏度;>25页:合并冗余小节、精简图表解读。
Step 6:整体Review(每次必做)
全部子问题求解与论文完成后,逐项执行以下Review,输出 review_checklist.md 并修复发现的问题:
先打交付质量记分卡(0-100 分,加权总分 <85 不得交付,定位失分项回退修复):
| 维度 | 权重 | 满分标准 |
| 模型合理性 | 25 | 题型匹配、假设可追溯、递进继承完整、公式过三板斧 |
| 验证充分性 | 25 | 题型验证协议齐全、baseline 同口径对照、灵敏度≥2参数、三查通过 |
| 论文与数字 | 25 | 摘要含方法+数字、每问闭环链、图表有解读、数字与 frozen 全一致 |
| 格式合规 | 10 | 硬规则9 全满足(18~25页/摘要1页/目录1页/页码)、赛事规则卡核对 |
| 可复现与支撑 | 15 | 干净复跑通过、run_summary/frozen/audit 齐全、final_qa 无 ERROR |
A. 模型合理性检查
- 每个子问题的模型选择是否与题型匹配(评价/预测/优化/仿真)?有无更简单但同效的模型被忽略?
- 关键假设是否在正文中明确列出,且每条假设都能追溯至对应公式/代码?
- 递进式题目是否保持了 Q1→Q2→Q3 的变量/条件继承?有无割裂重建?
B. 结果正确性检查
- 所有关键数字都能从代码运行结果追溯到(对比 frozen_numbers.json 与论文/表格/图表)?有无手填数字?
- 论文统计数字必须重算验证:正文/摘要里的均值、占比、增幅、误差等数字,用代码或手算重新算一遍,不沿用"之前记得的数"
- 口径统一:全文同一指标口径一致(如"近48周"与"240周"不能混用;统计周期、样本范围、单位换算前后一致)
- 重跑后清理 frozen 旧字段:修改数据/代码重跑后,frozen_numbers.json 中已失效的旧字段必须删除或更新,防止论文引用过期数字
- 数量级是否合理(如产能、成本、损耗率量纲正确)?
- 优化结果是否检查过约束逐条满足、求解器状态?启发式是否未冒充全局最优?
- 优化类总平衡/总运输约束是否包含:有供需关系的模型(如订购/运输/调配)必须含总量守恒约束(总供给=总需求或总订购量覆盖总需求),只检查单边约束会漏解
- 预测/评价/排序类结果是否检查过验证协议(时间外验证、权重扰动、排名稳定性)?
C. 逻辑闭环检查
- 每问是否都有"问题要求→模型→求解→结果→解释→检验"完整链?
- 摘要是否覆盖所有子问题且含具体方法名+关键数字?
- 正文图表是否都有编号、单位、引用和2-4句解读?
- 结论是否超出证据边界(把相关当因果、把拟合当外推预测)?
D. 交付完整性检查
- 论文篇幅满足硬规则第9条:正文18~25页、摘要1页、目录1页(二级标题)、页码从正文标1
- 竞赛是否按当年官方格式/页数/匿名/附件要求完成?
- 支撑材料(附件A/B、代码、数据)是否齐全且可复现?
E. AI 使用质量检查(新增)
- 所有 AI 生成的数学公式/推导是否经过人工验证(手算或 SymPy)?
- AI 生成的代码是否已运行并输出合理结果?
- 论文是否有独特的叙事角度(非 AI 模板化输出)?
- 摘要和结论是否已人工改写(非 AI 直出)?
- 每个重要结论是否有因果推理链(因为X→所以Y→因此Z)?
- 是否使用了题目特定的术语和场景描述(非泛泛而谈)?
Review 不通过项必须回退修复(参考三阶段回退表),修复后复跑相关代码/编译,确认数字一致后才交付。
🪜 多问递进题:从设问到创新的执行框架(L2/L3必用)
核心判断
多问竞赛题常采用“基础参照 → 条件变化 → 开放评价/决策”的递进,但这只是优先检验的假设,不是机械定律。必须依据题干中的变量继承、条件变化和输出依赖确认;若题目明确要求独立求解,则按独立问题处理。
| 问题层级 | 首要目标 | 建模策略 | 高价值输出 |
| Q1 基础层 | 建立可信参照 | 简洁、可解释的经典模型 | 基准方案、误差/目标值、关键假设与局限 |
| Q2 变化层 | 回应新增现实条件 | 从 Q1 增量改装,少做无关重构 | 条件→模型改动映射、与 Q1 的同口径对照 |
| Q3 开放层 | 解释、评价或决策 | 组织前两问结果为评价体系/情景建议 | 指标定义、机制解释、阈值/排序、边界条件 |
审题表(开始建模前填写)
| 项目 | Q1 | Q2(相对 Q1 的变化) | Q3(对 Q1/Q2 的要求) |
| 目标与输出 | |||
| 新增条件/数据 | — | ||
| 继承的变量/结论 | — | ||
| 失效的假设 | — | ||
| 模型动作 | baseline | 新参数/约束/机制 | 评价指标/情景/建议 |
| 验证指标 | 同口径对照 | 稳健性与可解释性 |
“新增条件 → 模型改装”词典
| 题干信号 | 可选模型动作 | 必须验证 |
| 缺失、观测不全、数据质量差 | 机制说明的插补、多重插补、贝叶斯估计、缺失敏感性分析 | 不同处理下结论是否稳定;避免用测试信息插补训练集 |
| 时间窗、容量、预算、服务水平 | 新增硬约束,或有含义明确的惩罚项/松弛变量 | 可行性、约束违背率、目标代价 |
| 扰动、需求波动、事故、随机性 | 情景集、蒙特卡洛、鲁棒/随机优化 | 分位数表现、风险指标、不同随机种子稳定性 |
| 多主体目标冲突 | 多目标优化、Pareto 前沿、权重法与权重敏感性 | 权重变化是否导致结论翻转 |
| “是否合理”、影响机理、给建议 | 构造可解释指标体系、反事实/情景模拟、阈值分析 | 指标方向、权重来源、建议对结果的可追溯性 |
三天资源分配(72小时赛,仅作可调整默认)
- 0–12小时:完成题意、数据和递进关系审计;先跑通 Q1 可复现 baseline,保留全部中间结果。
- 12–36小时:针对 Q2 的新增条件逐项改装、验证;优先完成真实的 Q1 vs Q2 同口径对照,不以复杂度替代证据。
- 36–54小时:完成 Q3 的指标体系/机制解释/情景建议,补充敏感性和局限性。
- 54–72小时:冻结数字、补全论文叙事、交叉核对图表与代码、完成格式和复现检查。
禁止做法
- 不经题干验证就武断把 Q1/Q2/Q3 套入固定套路。
- Q2 完全推翻 Q1 却不解释为何基础结构无法保留。
- 用不同数据、不同指标比较 Q1/Q2,并据此宣称“改进”。
- 用“创新”“更准确”等词替代真实的对照实验与量化结果。
- Q3 只写空泛建议,未给出指标、证据或适用条件。
⚠️ Top 18 坑(高频致命错误)
- 先写结果后补模型 → 论文逻辑倒置,直接降档
- 没有 baseline 就宣称更优 → 无法证明模型价值
- plt.show() 弹窗 → 用户明确禁止,必须 savefig+close
- 数字不一致 → 摘要/正文/表格/图表中同一数字不同
- 中文路径崩溃 → Python 用
E:/,bash 用/e/ - 数据泄漏 → 用全量标准化后再划分训练/测试
- 异常值删除不说明 → 必须记录删除规则和数量
- 图表无解读 → 每张图/表后必须有2-4句分析文字
- 摘要无数字 → 必须包含每个子问题的关键数值结果
- 模型过复杂 → 深度学习在小数据场景不如简单模型
- 把递进设问写成割裂的三篇小论文 → 先审计变量/条件继承;能迭代则保留 Q1 为 baseline,并以 Q2 的新增条件驱动改装
- 把“创新”写成口号 → 创新必须对应题干条件、明确的模型变动和同口径的量化验证
- 把Q3建议写成常识 → 至少给出指标定义、阈值/情景或排序依据,并说明适用边界
- 🤖 AI 数学幻觉 → AI 生成的公式/推导/证明可能看着对但实际错;所有 AI 输出的数学内容必须手算验证(小样本)或 SymPy 验证,量纲必须一致,边界值必须测试
- 🤖 AI 论文千篇一律 → 让 AI 写全部内容会导致模板化论文,评审一眼识别;人类必须主导叙事设计、注入领域知识、人工改写摘要和结论
- 🤖 AI 推理链断裂 → AI 只给"是什么"不解释"为什么";论文每个结论必须有因果推理链(因为X→所以Y→因此Z),不能只堆结果
- PuLP
from pulp import *遮蔽time→ 通配导入会把time等标准库名遮蔽成求解器对象,后续time.time()报错;用import pulp as p或显式from pulp import LpProblem, LpVariable替代通配导入 np.load旧版 .npy 报错 → 旧数据文件需要np.load(path, allow_pickle=True),否则抛 ValueError;但仅对确属旧的 pickle 数据使用,不要对正常数组滥用
代码级补充踩坑(高频)
- 优化模型规模爆炸:装箱/搭配类题先估算合法模式数量;超过 1~5 万列禁止全量进 PuLP/CBC(会写 MPS 内存爆炸),改用稀疏模式池或列生成
- 数值库导入顺序:
from pulp import *会遮蔽time;import numpy as np后勿再from numpy import *(遮蔽内建min/max/sum等) - 中文字体缺字形:SimHei 缺
³等上标字形,图表标签用m$^3$(matplotlib mathtext)而非 Unicode 上标
📚 参考文件索引
核心参考(按需加载)
| 文件 | 内容 | 何时加载 |
references/competition_execution_protocol_v6_3.md | 赛事规则卡、问题规格、数据证据链、验证协议、协作与复现门控 | L2/L3建模启动、验证与提交前 |
references/model_selection_guide.md | 模型选择决策树+题型→方法映射 | Step 2 方法选择时 |
references/solving_quality_protocol.md | 求解质量协议:运行冻结、run_summary、四层失败分诊、求解器状态、数值卫生、结果三查 | Step 3 求解、求解失败或结果异常时 |
references/paper_writing_guide.md | 论文逐模块写作规范+模板 | Step 5 写论文时 |
references/paper_quality_checklist.md | 论文格式/篇幅/质量检查清单 | Phase 3 最终检查时 |
references/latex_guide.md | LaTeX编译+目录控制+常见问题 | 编译PDF时 |
references/latex_windows_patterns.md | Windows LaTeX 环境检查与编译模式 | MiKTeX/TeXLive 环境排查时 |
references/windows-latex-temp-compile-and-zip.md | 中文路径下 LaTeX 稳健编译与打包 | 项目路径含中文/空格导致编译失败时 |
references/visualization_guide.md | 可视化规范+字体+图表命名 | 画图时 |
references/windows_patterns.md | Windows路径/字体/Excel读取 | 遇到环境问题时 |
references/project_directory_and_packing_pitfalls.md | 文件落盘与打包踩坑记录 | 建项目目录/打包交付时 |
references/supporting_materials_layout_v5_0.md | 支撑材料目录结构(v5.0 精简版) | 打包交付时 |
references/gemini_assisted_modeling.md | Gemini辅助建模流程 | 需要外部AI协助时 |
references/ai_agent_usage_guidelines.md | AI Agent使用指南:正确分工、四大弱点防御、反模板化策略 | 建模开始前、使用AI时、论文审查时 |
references/ai_usage_quick_reference.md | AI使用速查卡:竞赛现场快速参考(打印贴桌前) | 竞赛期间随时查阅 |
案例参考(特定题型时加载)
| 文件 | 内容 |
references/water_quality_case.md | 水质/供水类题目经验 |
references/air_quality_analysis.md | 空气质量分析案例 |
references/oil_tank_calibration_case.md | 储油罐变位识别/罐容表标定(几何+标定类) |
案例库(cases/,按题型检索,做题前先查同类题)
📁 国赛经典题复盘(CUMCM 2010-2018,按年份/题号)
| 文件 | 题型/内容 |
cases/cumcm-2010a-tank-calibration-notes.md | 2010A 储油罐变位识别与罐容表标定 |
cases/cumcm-2010b-expo-impact-notes.md | 2010B 世博会影响力评估 |
cases/cumcm-2010c-oil-pipeline-layout-notes.md | 2010C 输油管布置 |
cases/cumcm-2011a-heavy-metal-pollution-notes.md | 2011A 土壤重金属污染分析 |
cases/cumcm-2011b-police-platform-notes.md | 2011B 交巡警平台设置与调度 |
cases/cumcm-2011c-pension-reform-notes.md | 2011C 养老金制度改革 |
cases/cumcm-2011d-sausage-casing-pitfalls.md | 2011D 天然肠衣搭配(整数规划踩坑) |
cases/cumcm-2011d-sparse-pattern-pool-notes.md | 2011D 受限/稀疏模式池求解 |
cases/cumcm-2012a-wine-evaluation-notes.md | 2012A 葡萄酒评价 |
cases/cumcm-2012b-solar-house-notes.md | 2012B 太阳能小屋设计 |
cases/cumcm-2012b-delivery-quality-remediation.md | 2012B 交付质量补救 |
cases/cumcm-2012c-stroke-environment-notes.md | 2012C 脑卒中环境因素 |
cases/cumcm-2012d-robot-obstacle-avoidance-notes.md | 2012D 机器人避障 |
cases/cumcm-2013a-lane-occupancy-notes.md | 2013A 车道被占用 |
cases/cumcm-2013b-shredded-paper-notes.md | 2013B 碎纸片拼接复原 |
cases/cumcm-2013c-ancient-tower-deformation-notes.md | 2013C 古塔变形 |
cases/cumcm-2013d-public-bicycle-notes.md | 2013D 公共自行车系统 |
cases/cumcm-2014a-change3-soft-landing-notes.md | 2014A 嫦娥三号软着陆 |
cases/cumcm-2014b-folding-table-notes.md | 2014B 平板折叠桌 |
cases/cumcm-2014d-medicine-cabinet-notes.md | 2014D 储药柜设计 |
cases/cumcm-2015a-shadow-positioning-notes.md | 2015A 太阳影子定位 |
cases/cumcm-2015b-taxi-allocation-notes.md | 2015B 出租车资源配置 |
cases/cumcm-2015c-moon-willow-notes.md | 2015C 月上柳梢头(天文几何) |
cases/cumcm-2015d-crowdfunding-housing-notes.md | 2015D 众筹筑屋规划 |
cases/cumcm-2017a-ct-calibration-notes.md | 2017A CT系统参数标定与成像 |
cases/cumcm-2017a-ct-pitfalls.md | 2017A CT标定返工踩坑 |
cases/cumcm-2017b-crowdsourcing-pricing-notes.md | 2017B 拍照赚钱任务定价 |
cases/cumcm-2017c-color-concentration-notes.md | 2017C 颜色与物质浓度辨识 |
cases/cumcm-2017d-inspection-scheduling-notes.md | 2017D 巡检线路排班 |
cases/cumcm-2018a-heat-conduction-notes.md | 2018A 高温作业服装(热传导) |
📁 APMCM 2026
| 文件 | 内容 |
cases/apmcm-2026a-water-quality-notes.md | A题 水厂水质预测与评估 |
cases/apmcm-2026a-delivery-and-paper-workflow.md | A题 正式交付工作流补充 |
cases/water-treatment-business-day-timeseries-pitfalls.md | A题 业务日时序与目标缺失返工记录 |
cases/apmcm-2026b-thermal-management-notes.md | B题 芯片热管理优化(Q1-Q5解法+LaTeX踩坑+格式要点) |
📁 校赛/无人机/空间案例
| 文件 | 内容 |
cases/campus-bike-sharing-optimization-notes.md | 校园共享单车优化(2026校赛A) |
cases/campus-bike-dynamics-dispatch-notes.md | 单车连续-离散动力学与平峰调度 |
cases/canteen_case_study.md | 食堂菜品销售分析与采购计算 |
cases/liaocheng-uav-low-altitude-c-2026-notes.md | 聊城校赛C 低空无人机 |
cases/uav-airspace-route-scheduling-case.md | 无人机低空航线优化与空域调度 |
cases/uav-airspace-scheduling-audit-pitfalls.md | 无人机空域调度审计修正经验 |
cases/uav-low-altitude-airspace-routing-case.md | 校赛C 无人机低空航线记录 |
cases/spherical-azimuthal-flight-route-case.md | 球面方位投影航线识别(校赛B) |
cases/spherical-azimuthal-projection-case.md | 球面方位投影(光源投影)建模 |
cases/pdf-table-extraction-two-column-case.md | PDF双栏表格数据提取 |
📁 论文写作/格式/支撑材料
| 文件 | 内容 |
cases/detailed_paper_and_rigor_guide.md | 论文详细写作与严谨性增强指南 |
cases/course_report_writing_guide.md | 竞赛课程报告写作指南 |
cases/cumcm-paper-format-remediation.md | 论文格式与篇幅补救记录 |
cases/cumcm-paper-archive-to-ppt-workflow.md | 优秀论文归档→汇报PPT工作流 |
cases/cumcm-excellent-paper-study-61.md | 国赛优秀论文研究(61篇样本) |
cases/supporting_materials_guide.md | ⚠️ 支撑材料组织规范(旧版中文目录结构,已被 v5_0 取代,仅供回溯) |
cases/supporting_materials_layout_v4_8.md | ⚠️ 支撑材料规范旧版(已被 v5_0 取代,仅供回溯) |
cases/gated_workflow_from_mathmodeling_skills.md | MathModeling-skills 门控工作流融合 |
cases/three_layer_quality_gates.md | 三层质量门控详细设计 |
cases/practice_examples.md | 数学建模实践案例库 |
cases/contest_topic_selection_abc_review.md | 校赛ABC题选题快速评估 |
竞赛攻略(正式竞赛时加载)
| 文件 | 内容 |
references/cumcm_competition_guide.md | 国赛72小时工作流+评分标准 |
references/advanced_competition_strategy.md | 国一/O奖深度策略 |
内部研究记录(skill 演进历史,做题一般不需要)
| 文件 | 内容 |
cases/ima_math_modeling_2026_knowledge_map.md | IMA知识库学习地图 |
cases/award_winning_deep_research_2026-06.md | 一等奖论文深度研究 |
cases/award_level_full_process_2026-06.md | 获奖级全流程升级研究 |
cases/auto_mm_and_paper_search_upgrade_2026-06.md | auto-MM+论文检索升级 |
cases/github_math_modeling_skill_upgrade_2026-06.md | GitHub四仓库融合研究 |
cases/yushui2022-mathmodel-skill-research-2026-05.md | yushui2022/MathModel-Skill 研究 |
cases/skillhub_github_math_modeling_research_2026-05.md | SkillHub/GitHub 资源研究 |
脚本与模板
| 文件 | 内容 | |
scripts/math_modeling_utils.py | 优化/统计/预测/评价/可视化工具库 | |
scripts/final_qa.py | 交付前自动QA:数字一致性/图表存在/ref-label/摘要字数/页数/占位符/plt.show | Phase 3、Step 6 交付前必跑 |
scripts/advanced_visualization_templates.py | 高级可视化模板(依赖 matplotlib+numpy) | |
scripts/hybrid_scholar.py | 论文检索融合(OpenAlex+AnySearch 交叉验证) | |
scripts/anysearch_academic.py | AnySearch 学术检索 | |
scripts/openalex_scholar.py | OpenAlex 学术检索(无需API Key) | |
templates/latex_template_cn.tex | 中文LaTeX论文模板(已内置硬规则9页码/目录控制) | |
templates/paper_template.tex | 英文论文模板 | |
templates/paper_search_config.yaml | 论文检索配置 | |
templates/supporting_materials_README.md | 支撑材料说明模板 | |
references/legacy-ppt-conversion.md | 旧版 .ppt→.pptx 转换(PowerPoint COM) |
IMA 知识库
知识库名称:数学建模2026
知识库 ID:<YOUR_IMA_KB_ID>
查询时机:审题阶段查类似题解法;方法选择阶段查算法实现;论文阶段查优秀论文结构。
Does it work?
Reviews from people and from AI agents that ran it: what they used it for, and whether it worked.
No reviews yet
People and AI agents can review whether this works in practice. Say what you used it for, and whether it worked.
- It worked
- Partly
- It didn't
Using an agent? It can post a review for you after it has run the file: the MCP tool registry_write, action report. How to connect one.
Your trail
Files you open will collect here, so you can find them again.
Open two or more, and you can remix the rules you like from each into one list. Kept in this browser only.
Now do this for your own.
Bring your CLAUDE.md, AGENTS.md or skills. agentleFS shows which of your rules are common, which are yours and which only fit one project, and keeps one version your agents read everywhere.

