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问题 A
资源的可利用性与性别比例问题
尽管有些动物物种存在通常雄性或雌性之外的性别，但大多数物种基本上是雄性或雌性。尽管许多物种在出生时表现为1:1的性别比例，但其他物种会偏离均匀的性别比例。这被称为适应性性别比例变异。例如，美国短吻鳄的巢中孵化蛋的温度会影响其出生时的性别比例。
七鳃鳗的角色很复杂。在某些湖泊栖息地，它们被视为对生态系统有重大影响的寄生虫，而七鳃鳗也是世界上某些地区的食物来源，例如斯堪的纳维亚、波罗的海和北美洲太平洋西北部的一些土著民族。
海洋七鳃鳗的性别比例可以根据外部环境而变化。海洋七鳃鳗在幼虫阶段生长的速度决定了它们的性别。幼虫的生长速度受到食物供应的影响。在食物供应不足的环境中，生长速度会降低，雄性所占的比例可以达到种群的大约78%。在容易获得食物的环境中，已经观察到雄性所占的比例大约是种群的56%。
我们的关注的重点是性别比例问题及其对当地条件的依赖，特别是对于海洋七鳃鳗而言。海洋七鳃鳗生活在湖泊或海洋栖息地，并迁移到河流上游产卵。任务是检查一个物种根据资源可用性改变其性别比例的能力的利弊。你的团队应该开发并检查一个模型，以深入了解生态系统中的相互作用。
需要考察的问题包括:
1、当七鳃鳗种群能够改变其性别比例时，对更大的生态系统有何影响？
2、这对七鳃鳗种群有哪些优势和劣势？
3、七鳃鳗性别比例的变化对生态系统的稳定性有何影响？
4、具有可变性别比例的七鳃鳗种群能否为生态系统中的其他生物（例如寄生虫）提供优势？
问题 B
潜水器定位问题
Maritime Cruises Mini-Submarines (MCMS) 是一家位于希腊的公司，建造能够搭载人类到达海洋最深处的潜水器。潜水器被移动到目的地，并从母船上无绳部署。MCMS 现在希望使用他们的潜水器来带游客探险伊奥尼亚海海底的沉船残骸。然而，在这样做之前，他们需要获得监管机构的批准，制定安全程序以防与母船失去联系和可能的机械故障，包括潜水器失去推进力。他们希望你开发一个模型来预测潜水器随时间的位置。与陆地或海面上的典型搜索和救援不同，故障潜水器可能会发现自己位于海底或在水下的某个中性浮力位置。其位置可能受到水流、海中不同密度和/或海底地形的影响。
任务：
1、定位--开发一个模型来预测潜水器随时间的位置。
○这些预测的不确定性是什么？
○在事故发生之前，潜水器可以定期向母船发送哪些信息以减少这些不确定性？潜水器需要什么样的设备才能做到这一点？
2、准备--如果需要，你会建议公司携带哪些额外的搜索设备在母船上？你可以考虑不同类型的设备，但还必须考虑可用性、维护、准备和使用该设备的成本。如果需要，救援船需要携带哪些额外的设备来协助？
3、搜索--开发一个模型，该模型将使用来自你的位置模型的信息，为设备推荐初始部署点和搜索模式，以最小化找到丢失的潜水器所需的时间。确定找到潜水器的概率作为时间与累积搜索结果的函数。
4、推断--如何扩展你的模型以考虑其他旅游目的地，例如加勒比海？如何修改你的模型以考虑在相同附近移动的多艘潜水器？
问题 C
网球中的“势头”问题
在2023年温布尔登男子决赛中，20岁的西班牙新星卡洛斯·阿尔卡拉斯击败了36岁的诺瓦克·德约科维奇。这是德约科维奇自2013年以来在温布尔登的首次失利，结束了这位大满贯历史上最伟大的球员之一的辉煌历程。
这场比赛本身是一场引人注目的较量。德约科维奇似乎注定要轻松获胜，因为他以6比1的比分轻松拿下了第一盘（赢得了7场比赛中的6场）。然而，第二盘局势紧张，最终阿尔卡拉斯在抢七局中以7比6获胜。第三盘是第一盘的反转，阿尔卡拉斯以6比1轻松获胜。当第四盘开始时，这位年轻的西班牙人似乎完全掌控了比赛，但不知为何，比赛再次改变了方向，德约科维奇完全控制了局势，以6比3赢得了这一盘。第五盘和最后一盘开始时，德约科维奇从第四盘开始就占据了优势，但再次发生了方向改变，阿尔卡拉斯获得控制权并最终以6比4获胜。比赛数据包含在所提供的数据集“2023-wimbledon-1701”中。您可以使用“set_no”列等于1来查看第一盘中德约科维奇领先时的所有点数。球员似乎占据优势时发生的令人难以置信的起伏，有时甚至包括多个点数或比赛，这通常归因于“势头”。
字典对势头的定义是“通过运动或一系列事件获得的力量或力”。在体育比赛中，一个团队或球员可能会感觉到他们有势头，或者在一场比赛中的“力量/力”，但这种现象很难测量。此外，也不清楚比赛中的各种事件是如何创造或改变势头的（如果存在的话）。
任务：使用所提供的数据：
1、开发一个能够捕捉比赛进程中点数出现的模型，并将其应用于一场或多场比赛。你的模型应该能够确定在比赛的特定时间哪位球员表现更好，以及他们的表现有多好。根据你的模型提供可视化效果以描述比赛进程。注意：在网球比赛中，发球方有更高的概率赢得这一分/局。您可能希望以某种方式将这一点纳入您的模型中。
2、一位网球教练怀疑“势头”在比赛中不起任何作用。相反，他认为比赛中的起伏和一名球员的成功是随机的。使用您的模型/指标来评估这一说法。
3、教练们想知道是否有指标可以帮助确定比赛的走势何时从有利于一名球员转变为有利于另一名球员。
○利用至少一场比赛提供的数据，开发一个预测比赛走势的模型。哪些因素可能最相关（如果有的话）？
○考虑到过去比赛“势头”波动差异，您如何建议一名球员在与不同球员进行新比赛时采取行动？
4、将你开发的模型应用到一场或多场比赛中进行测试。你的预测结果有多准确？如果模型有时表现不佳，你能否找出需要纳入未来模型的因素？你的模型对于其他比赛（如女子比赛）、赛事、球场表面以及其他运动（如乒乓球）的适用性如何？
问题 D
五大湖的水问题
美国和加拿大的五大湖是全球最大的淡水湖群。这五大湖及连接的水道构成了一个庞大的排水流域，包含了这两个国家内众多大型城市地区，以及不同的气候和局部天气条件。
五大湖的水被用于多种目的（捕鱼、休闲、发电、饮水、航运、动物和鱼类栖息地、建筑、灌溉等）。因此，众多利益相关者对流入和流出湖泊的水的管理都有兴趣。特别是，如果湖泊的水位过低或蒸发过多，可能会导致洪水泛滥，沿湖的房屋和企业将遭受损失；如果水位过高，则大型船舶无法通过水道运输物资和支持当地经济。主要的问题是如何调节水位，使所有利益相关者都能受益。
每个湖泊的水位取决于进入和离开湖泊的水量。这些水位是温度、风、潮汐、降水、蒸发、水深（湖泊底部的形状）、河流流量和径流、水库政策、季节性周期和长期气候变化之间复杂相互作用的结果。在五大湖系统中，有两个主要的控制机制：在圣玛丽堡的苏伊士锁闸（三座水电站、五个航运锁闸和位于急流河段之首的一座闸门坝）和科尔沃的摩西-桑德斯大坝（如附录中所示）。
虽然两个控制大坝、众多渠道和水渠以及排水盆地水库由人类控制，但降雨量、蒸发量、侵蚀、冰塞和其他水流现象都超出了人类的控制范围。当地管辖区的政策可能产生与预期不同的效果，而水盆地的季节性和环境变化也是如此。这些变化反过来又影响该地区的生态系统，进而影响湖泊内及其周围动植物的生存状况以及居住在水盆地内的居民。尽管五大湖似乎具有常规的年度模式，但水位偏离正常值两到三英尺会对一些利益相关者产生巨大影响。
这个动态网络流量问题异常棘手，解决起来极具挑战性，因为存在相互依存关系、复杂的要求和固有的不确定性。对于湖泊问题，我们面临着不断变化的动态和利益相关者的利益冲突。
要求：
国际联合委员会（IJC）请求贵公司（国际网络控制模型公司-ICM）提供支持，协助管理和建立控制机制的模型（如附录中所示的两个大坝-补偿工程和摩西-桑德斯大坝），这些控制机制直接影响五大湖流动网络的水位。您的ICM主管已指示您的团队牵头开发模型和管理计划以实施该模型。你的主管指出，从构建五大湖网络模型到连接从苏必利尔湖到大西洋的河流流动，有几个因素可能有助于实现这一目标。你的主管还提到了一些其他可选的考虑因素或问题：
1、确定五大湖在一年中任何时间的最优水位，同时考虑到各利益相关者的需求（每个利益相关者的成本和收益可能不同）。
2、建立算法，根据五大湖的流入和流出数据，维持五大湖的最佳水位。
3、了解你的控制算法对两个控制大坝的出流敏感度。根据2017年的数据，你的新控制措施是否会导致该年度各利益相关者满意或优于实际记录的水位？
4、你的算法对环境条件的变化（例如，降雨、冬季积雪、冰塞）有多敏感？
5、请仅集中分析影响安大略湖的利益相关者和因素，因为最近对安大略湖的水位管理问题更加关注。
国际联合委员会还对用于为模型提供信息和确定参数的历史数据感兴趣，因为他们很好奇如何将你的方法与先前的模型进行比较。请向国际联合委员会领导层提供一份一页的备忘录，说明你模型的关键特征，以说服他们选择你的模型。
问题 E
财产保险的可持续问题
极端天气事件已成为业主和保险公司的危机。近年来，世界经历了1000多次极端天气事件，造成的损失超过1万亿美元。与30年来的平均水平相比，2022年保险业因自然灾害造成的索赔增加了115%。随着洪水、飓风、旋风、干旱和野火等恶劣天气事件的损失可能增加，保费正在迅速上涨，到2040年，预计保费将增加30-60%。
随着保险公司改变其承保方式和地点，财产保险不仅变得越来越昂贵，而且也越来越难以找到。在世界各地，推动财产保险保费成本的气候相关事件各不相同。此外，全球保险保护缺口平均为57%，而且正在不断扩大。这突出了行业的困境——承保商的盈利能力面临危机，而业主的负担能力也面临危机。
任务：
COMAP的灾难模型保险专家（ICM）对财产保险行业的可持续性感兴趣。随着气候变化增加了更严重天气和自然灾害的可能性，ICM希望确定如何最好地调整当前的财产保险策略，以便在确保保险公司长期健康的同时，使系统具有承受未来索赔成本的能力。如果保险公司不愿意承保太多情况，会导致客户太少，它们将无法经营。相反，如果它们承保风险太大的政策，它们可能会支付太多的索赔。那么，保险公司应该在什么条件下承保政策？它们应该在什么时候选择冒险？财产所有者有什么办法可以影响这个决定吗？为保险公司开发一个模型，以确定是否应该在极端天气事件越来越多的地区承保政策。使用不同大陆上经历极端天气事件的两个地区来展示你的模型。
在展望未来时，社区和房地产开发商需要问自己如何建设和在哪里发展。随着保险环境的变化，必须做出未来的房地产决策，以确保房地产更具弹性，并经过精心设计，包括为不断发展的社区和人口提供适当服务的可行性。如何调整你的保险模型以评估在特定地点进行建设的方式、方法以及是否合适？
在某些社区，你的保险模型可能建议保险公司不要承保当前或未来的财产保险政策。这可能导致社区领导者在具有文化或社区意义的房地产方面面临艰难的决策。例如，北卡罗来纳州外滩的哈特拉斯角灯塔为了保护这座历史悠久的灯塔以及围绕它的当地旅游业而迁移。作为一个公司领导者，你如何在一个社区中确定由于其文化、历史、经济或社区意义而应该保留和保护的建筑?为社区领导人制定一个保护模型，以确定他们应该采取哪些措施来保护社区内的建筑物。
选择一个位于经历极端天气事件的地方的历史地标，而不是哈特拉斯角灯塔。应用你的保险和保存模型来评估这个地标的价值。编写一页给社区的信，建议一份关于他们珍贵地标的未来计划、时间表和成本提案的计划，同时考虑到你从保险和保存模型的结果中获得的洞察力。
问题 F
减少野生物的非法交易问题
非法野生动物贸易对我们的环境造成了负面影响，威胁到全球生物多样性。据估计，每年涉及的金额高达265亿美元，被认为是全球第四大非法贸易。你需要制定一个基于数据的五年项目，旨在显著减少非法野生动物贸易。你的目标是说服客户执行你的项目。想要做到这一点，你必须为该客户选择一个合适的项目。
任务：
1、你的客户是谁？客户可以做出哪些实际的事情？（换句话说，你的客户应该拥有执行你所提议的项目所需的权力、资源和兴趣。）
2、解释为什么你开发的项目适合这个客户。有什么来自已发表文献和你自己分析的研究支持你所提议的项目的选择？通过数据驱动的分析，你将如何说服你的客户，让他们相信这是一个他们应该承担的项目？
3、你的客户需要哪些额外的权力和资源来执行该项目？（请记住使用假设，但也要尽可能将你的工作与现实相结合。）
4、如果项目得以实施，将会发生什么？换句话说，对非法野生动物贸易的可衡量影响是什么？你做了哪些分析来确定这一点？
5、项目实现预期目标的可能性有多大？此外，根据情境敏感性分析，是否存在可能极大地促进或损害项目实现目标能力的条件或事件？
虽然你可以限制你的方法只针对非法野生动物贸易，但你也可以将非法野生动物贸易视为更复杂系统的一部分。具体来说，你可以考虑其他领域的全球努力如何与遏制非法野生动物贸易的努力相结合，形成一个复杂的系统。这可能会为该领域中意想不到的参与者创造协同机会。如果你选择在解决方案中利用复杂性框架，请务必通过讨论这种建模决定的优点和缺点来证明你的选择是合理的。
此外，你的团队必须提交一份1页的关键点备忘录，突出你的5年项目提案以及为什么该项目适合作为客户的他们（例如，获得资源、属于其任务范围、与他们的任务声明一致等）。
评委将特别关注在选择客户以及在整个分析过程中使用的适当建模过程的选定和理由方面的创造力。他们还将寻找阐述以便在（1）在客户和拟议项目之间建立强有力的联系，以及（2）在数据分析与拟议项目的设计之间建立清晰、直接的联系。
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