埃及水资源预测问题—2013年美国大学生数学建模竞赛B题

           上一篇写了2012年中国数学建模的赛题，这次就顺便把本人参加的2013年1月份的美国大学生数学建模竞赛B题也讲一下我们团队的思路：

         比赛题目是对埃及2025年淡水资源的预测问题并給出策略或建议。

         我们当时构建了用水需求和供给预测模型、水资源优化配置模型、海水淡化模型。

         模型1：用水需求模型主要考虑农业用水（单位农业面积用水量化）、工业用水（参照别人的文献，人均GDP）、生活用水（人均用水量量化）。通过查找1990年—2012年的历史数据，采用拟合的方法获得关于时间年份的表达式，然后基于历史数据训练，采用BP神经网络对2013—2025年的水需求进行预测，供给相对更加简单些，根据历史数据直接预测。结果发现：埃及是极度缺水。

        模型2：分析埃及缺水的原因，大体主要是淡水资源存在不均匀，有些地方干旱缺水，有些地方水分充足，比如尼罗河边上。所以，如何对资源优化配置，是重要的策略。主要从社会利益最大化（水资源覆盖根据人口等因素比例覆盖地区要最大）和成本最小化（水的运输成本等）的目标来进行优化，并进行敏感度因子分析，发现尼罗河对水资源配置影响最大。

        模型3：考虑海水淡化模型，埃及主要是东面靠海，如何合理设置海水淡化厂？此时，根据大学物理光照的概念给了我思路，提出水辐射的概念，以海水淡化厂为光源，向四周辐射，考虑辐射范围，进而合理制定海水淡化厂的个数。下面是当时画的光的辐射图：

               

        最后，我们还考虑了环境、经济等方面因素，给出了合理的建议。

        我们的论文题目是：Pharaoh`s People are Prosperous in an Endless Circle（法老子民生生不息）

       这个题目特别贴切，因为法老是古埃及的尊曾，而水是生命之源，“法老子民生生不息”恰恰表达了我们这篇文章是来解决水资源问题的。当时还配了一张图，有种神秘感，挺不错的。

        

             另外，BP神经网络的理解还在总结中，下期专门分享。

          今天分享就到此为止，有想法的小伙伴可以加QQ交流（1204682823）哈。