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2015年美国大学生数学建模竞赛(MCM)的A题聚焦于当时全球关注的埃博拉病毒疫情。题目要求参赛团队构建数学模型来分析病毒传播趋势,并为资源分配提供决策支持。该问题属于典型的传染病动力学研究范畴,需要综合运用微分方程、统计分析和优化理论。
解决该问题的核心在于建立合理的传染病传播模型。多数优秀论文采用了SEIR模型或其变种,通过将人群划分为易感者(S)、潜伏期者(E)、感染者(I)和康复者(R)四类来描述病毒传播机制。模型中需要特别考虑埃博拉病毒的特性,如接触传播途径、高死亡率以及医疗资源的约束条件。
在资源优化方面,题目要求评估不同类型的干预措施(如隔离政策、医疗物资分配、医护人员调度)对疫情控制的影响。这需要建立目标函数来平衡防控效果与经济成本,并采用多目标优化算法求解帕累托最优解。部分团队还引入了网络模型来分析人员流动对跨区域传播的影响。
该赛题的特色在于强调模型的实际应用价值,要求参赛者将理论模型与西非国家的具体地理、人口数据相结合,最终给出可操作的防控建议。优秀解决方案通常包含敏感性分析,用于验证模型在不同参数条件下的稳健性。