中国科学报7月13日消息,最近,“中国65篇数学论文涉嫌批量造假”一事再次引发学术界对论文造假的关注。论文作者中有3名高校学院院长级人物,涉及院校更是不乏吉林大学、湖南大学、哈尔滨工程大学等“985”“211”院校。针对此事,中国科学院院士杨乐在接受记者采访时表示,这种抄袭和造假现象“触目惊心,十分恶劣,必须予以杜绝”。他同时指出,这也说明我们大环境存在一些问题,比如科研考核方面,比较注重短期效应和形式上的东西,而忽略了科研最根本的内涵。杨乐还指出了数学领域存在的一种现象,即有些科研人员按照别人的框架来做,做完后便宣称自己有了一个很大的成果。“实际上,这种做法有点像小学生描红。”在杨乐看来,真正的创新是要让国际同领域高水平学者惊呼“没想到”。科研根本内涵被忽略记者:您如何看待此次披露的数学论文涉嫌批量造假现象?杨乐:对于整个中国数学界来说,改革开放以来,国家对教育和科研事业十分重视,投入有了大幅度增加,数学研究队伍比过去大得多了,数学研究总体上有了相当大的改善和进步。特别是近十几年来,中国科协等机构在学风建设上非常注重,做了不少工作。但是,仍然存在抄袭、造假等学术不端问题,国外也有类似现象。前不久,65篇论文被曝涉嫌造假,这种现象触目惊心,十分恶劣,必须予以杜绝。记者:很多人觉得数学圈纯净。现在发生这种现象,您认为是哪些方面出了问题?杨乐:确实,数学看起来跟其他专业不同。通俗来讲,它是“硬碰硬的”,就是说经过了长期努力,你做得出来就做出来了,做不出来就是做不出来。事情本来比较简单,造假本不应发生。而现在却发生了65篇数学领域论文涉嫌造假现象,这说明,现在有些大学对年轻老师、科研人员和学生在教育和引导方面还做得不够;同时,也说明我们大环境存在一些问题,比如科研考核方面,比较注重短期效应和形式上的东西,而忽略了科研最根本的内涵。事实上,科研考核非常重要,但考核不在于填表时的数字,而要有实质性内容。比如,一个大学数学系年终考核时,可以选择一些在数学理论问题上很有创新,或者很好地解决了其他专业的问题和任务的成果来汇报,希望大家尤其是年轻学者向相关研究人员学习。用钱奖励发表论文是不好的做法,也是一种急功近利的行为。数学论文同行评审难度大记者:您如何看当前数学领域的同行评审?杨乐:事实上,数学同行评审并不太容易。举例说,陈景润在哥德巴赫猜想上十分重要的“1+2”的成果,也就是证明了“对充分大的偶数可以表示为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和”。当时是由北大教授闵嗣鹤和中国科学院数学所研究员王元分别审稿,这两位都是当时数论领域著名的专家。闵嗣鹤先生曾经说过,他审查这篇文章大概花了3个月左右,而且审完了,血压就升高了。这充分说明了审查数学论文要非常严谨,横跨时间长,难度很大。数学论文短则十几页,长则上百页。对于水准很高、难度很大的数学论文,审稿人只有真正明晰,了解其中精神实质,才能判定它的对错。这是一件很不容易的事情,需要花很多时间。再比如费马大定理,虽然它的表述比较精炼,但其思想和推演有着很多创新的亮点。当时在国际上找了6位该领域的专家,将其推演的过程分为6个部分,最后才得到验证。但现在,我们常常处在躁动的状态,大家都希望短平快,尽快出成果。审稿人也希望自己做出更多的成果,不太舍得花费大量时间评判别人的文章,找审稿人有时也很困难。当然,在同行评议上造假,是非常恶劣的。记者:国外在审稿方面是什么情况?杨乐:相对来说,国外比较好一点。其一,国际上真正比较好的数学期刊是在全世界范围内挑选评审专家,而国内期刊的审稿人常常局限在国内或华人圈子里。其二,长期以来,国外形成了比较务实的学术传统,审稿人会审阅论文采用的主要方法和步骤,并给出具体的审稿意见。真正的创新:让世界尖端专家惊呼“没想到”记者:您如何看待数学论文很难发、周期长,以及数学领域对于SCI论文、影响因子的追求?杨乐:我们不能用计量的办法来代替科研的本质,论文数量并不说明本质问题。科研最根本的、它的灵魂,在于科研工作的质量、有没有创新点、创新点是不是具有普遍价值、能否在其他方面找到比较好的应用。有些发表的论文有点无病呻吟,不要说永久的流传,在当时可能就不被注意。在中国科学院数学与系统科学研究院,我们从20多年前成立时,就对研究生提出,要注重研究课题的重要学术意义,对研究生发表论文并没有提出要求。记者:在您看来,真正的创新是什么?杨乐:真正的创新,就是做前人没有想到的一些研究。做这样的研究,就要有自己的思路、途径和方法。你做出的研究工作,拿到国际会议上演讲分享后,连国际上这一领域几位水平很高的专家都表示惊讶,说自己研究了多年都没想到会有这样的成果,这种创新才是最重要的。记者:这种创新是如何实现的?杨乐:学生在研究生阶段要打好基础,在导师引导下,进入专门的课题,认真地掌握它的思想、实质和当前动态,再经过努力探索,做出一些有意义的研究工作,使其成为博士论文的重要部分。所以,拿到博士学位,只是科研工作的入门。我们希望每一位博士毕业后再经过一个阶段的努力,比如三五年左右,能够做出更加具有创新亮点的研究成果。在这3~5年里,他要继续对本领域以及相关领域的思想、方法和问题有更加深入的理解并反复揣摩。这样他的科研能力就会更强,科研水平也会提升到一个新高度。一位博士至少需经过2~3次的提升,对这个领域才有更深的理解和体会,同时对新的动态才更加了解。这样,他就能成为该领域里一位非常出色的学者。我们希望国内每个领域都有这么一批学者,那么中国的科研水平就比现在有了更好的提升。但现实是,往往一名博士生申请博士后时,简历里要列出十几篇甚至几十篇论文。但是,这些文章的创新性并不强,并没有能引起同行学者的注意,这些论文数量并不说明本质问题。初期可以“模仿”,但要有“自知之明”记者:在您看来,当前数学领域还存在哪些问题?杨乐:目前还存在这样一种现象:有些研究人员认真地读了国际上著名数学家的研究工作,但他只是表面上和形式上的了解,并没有十分领会其中本质的含义和意图。在这个基础上模仿,他把条件放宽一点、过程更细化一些,但是还按照人家原来的框架来做,做完后便宣称自己有了一个很大的成果。实际上,这种做法有点像小学生描红。在一些高水平的学者,比如数学家、菲尔兹奖得主丘成桐先生看来,这种行为也称为“抄袭”。因为这样做研究工作,其思路、步骤及方法、途径、框架都是现成的,而且这些模仿者并未作出清晰的说明。我觉得,刚开始做科研工作时,可以做一点这样的工作,但是要有自知之明,一般不用发表,相当于通过练习,把某位数学家的工作了解清楚一点。如果以后有可以用这种办法做的事情、或者创新性地做一些改变,可以为自己所用。但是,在提到人家的思想、方法和工具时,应该指出该数学家在哪一年、哪一篇文献中已经使用过了。记者:要如何改变现状?您有哪些建议?杨乐:首先,要引导年轻人守诚信,这是非常根本的。如果缺乏诚信,不仅仅是做科研,对其他方面都会有很大影响。当然,最重要的还是要引导同学和年轻学者很好地了解,我们做科研到底是为了什么。本来,为了取得某些奖励而努力做科研,就不是一个可取的、正常的目标。这次披露的现象就是论文抄袭拼凑,目的很清楚,完全是为了发论文、争取个人名利、评比较高的职称,这样的目的可以说是非常糟糕的。做科研,还是应该为了中国科技事业的发展,或者从更大的方面,为了对人类文明的进步作出贡献,或者解决其他专业和实际工程中遇到的问题。我们要从这些出发,热忱地投身到研究工作中。另外,大环境也要改变,不要急功近利。有人认为数学没有直接的作用,而且比较辛苦,事实上并不完全如此。如果有些学生对基础数学很感兴趣,我们要鼓励他们领会和理解数学的真与美,在基础数学的阵地留下来从事创新工作。(原题为《数学论文造假“触目惊心”》)(来源:中国科学报)
“如果把学术比作攀登珠穆朗玛峰的话,那么我可能正在珠峰脚下整理装备。”仅在2017至2018年度就发表了七篇SCI论文的沈烈军谦虚地说。沈烈军本科就读于沈阳工业大学数学与应用数学专业,因高考与向往的华师失之交臂,他进入大学校园的第一天起就立志考研到华师。为此,他四年的本科生活全都围绕着学习展开,“可能有些枯燥,但回想起来真的很充实”。大四时,沈烈军得到了华师基础数学专业硕博连读的资格。“我没有什么学术天赋,只是笨鸟先飞而已。”尽管沈烈军一直被同学称为“学霸”,但他却觉得自己的学识还不足以达到这个水平。尤其是在研究生阶段,沈烈军看到身边都是优秀的同学,他只能更加努力投入到学习中。博一上学期,沈烈军就已经把公共基础课基本修完,博二时他就有很多自主时间投入到学术研究。从事学术研究之余,他时常回顾一些基础课程,为更深入地研究夯实基础。基于数学的学科特点,他争取把每个知识点钻研透彻,他说:“知识的盲点往往可以成为学术研究的起始点。”沈烈军真正开始在学术研究上有所进展是在博一下学期,这时候他开始了第一篇SCI论文的创作。在导师尧小华教授耐心指导下,他积累了写论文的经验,也增强了对博士阶段学习的信心。谈及导师,生性内敛的沈烈军满怀感激。在一篇论文投稿时,审稿人提出要构造一个具体的例子辅助论证,否则这篇论文将不推荐发表。他和导师尝试了多种方法,每一种方法都经历了复杂的操作来验证,在一遍一遍的推理演算下,他们找到了可辅助论证的例子,最终成功通过审稿。“如果没有导师,或许我整个论文写作都会处在瓶颈期。”回忆起十年大学生活,沈烈军“沉迷”于数学学习与研究。在他看来,本科期间打好专业课基础非常重要,这样在攻读研究生时,才能更好地接受导师有针对性地指导,向更高层次的研究挺进。“每个人应该在特定的时间段做好应该做的事。”沈烈军这样严格要求自己,也在每一个阶段稳步成长着。“如果没有意外,数学教师就是我未来的职业。”高考填志愿时仅仅因为“感觉平时比较喜欢数学”就选择了这个专业的沈烈军也没想到,如今自己规划的未来都与数学有关。凭借这份对数学虔诚的热爱,沈烈军希望自己在这条路上能走得更远。来源:华中师范大学 责任编辑:汪宇龙 于玥 文字:陈淇莹
欢迎又一批新的研究生们,加入百年复旦的星空!从本期起,复旦大学文理医领域的三位教授将会写给新生们第一封信。聆听师语,希望这些肺腑之言能为新生们的研究生生涯,提供一些建议与思考。陈文斌,浙江舟山人。1970 年生于舟山市岱山县。2000 年 7 月于复旦大学 计算数学专业获理学博士学位,师从李立康教授。2004 年 7 月至 2006 年 1 月赴加州大学 Davis 分 校从事博士后研究。现为复旦大学数学科学学院教授。与合作者一起,共发表 论文 70 余篇,其中在计算数学学科三大顶尖杂志(SIAM J. Numer. Anal., Numer. Math., Math. Comp.)发表论文十余篇。近年研究方向为高性能科学计算与数值 模拟、偏微分方程的数值方法和材料问题数值模拟等。现为中国工业与应用数 学学会第六届理事会理事,中国计算数学学会第九届理事会理事。主讲课程“微分方程数值解”为上海市精品课程。“我不知道为啥让我这个普通而不成功的教授来写给研究生的一些话。成功的教授都是类似的,不成功的教授都各有各的教训,那么就让我来讲一下这些年的一些教训吧。”博学而笃志,立大志做大事 我首先要说的是,请不要随波逐流,随机游走。忘掉“自由而无用”,请记住复旦的校训是“博学而笃志,切问而近思”。志向在今天似乎是一件羞羞的事情,不敢大声说出口,但是这其实是非常重要的事情。或许你的志向是脚踩CNS的录取信去迎娶温柔聪慧的女学霸,然后生一对聪明可爱的龙凤胎,再来爸爸妈妈的学校读书;又或许是发表顶级会议论文,然后到腾讯阿里年薪50万起,然后期权千万,在35岁前财富自由。这些都是很好的想法。或许更多同学朴素的想法是要为祖国、要为社会做出贡献,希望学的东西能有些用处,或许这种想法只是一点萌芽,在心中一闪而过。我现在想说的是只有把自己的志向与国家命运挂钩,这样才能走得远,走得稳。而研究生作为复旦大学科学研究非常重要的队伍,心中如果怀有做世界顶级研究的志向,自然会踏实去学,踏实去做,踏实去钻研。大多数的复旦的教授是平实而乐于传授和交流的,他们也更希望学生能强于自己,做出更好的工作。有的教授可能很忙,有些可能很闲,有些可能很厉害,有些可能很一般或者有些失败,但是他们都希望能有更好的学生来与自己一起研究,一起讨论,这也是很多教授宁愿呆在这个收入不高的地方的一个原因。如果研究生研究的课题是与国家的需求、世界学术的前沿、重要而困难的问题等等有关系,那必然会面临很大的学术压力,而这种压力下的产出,就可能产生重要的学术或科研成果。研究生阶段的工作可能会直接会奠定一辈子的基础。李大潜院士曾多次引用孔子的话来教导我们:“取乎其上,得乎其中;取乎其中,得乎其下;取乎其下,则无所得矣”。所以立志是个大问题,立大志,做大事。特别对像我一样,出身小县城的普通学生来讲,更应该注意到这一点,或许你们的父母和我的父母一样,自己没有文化,但是不管情况如何,主要娃肯读书,那怕把房子卖了,也要让娃把书读下去,一直到没有书读为止。但是对同学来讲,树立自己的志向,把父母的期许变成自己学习和研究的动力,来突破阶层的壁垒,这个是不容易的,但也是我所期望的。如果没有大志,那么研究生阶段立志学术研究,潜心研究三到五年,做点干净漂亮的工作或许可作为研究生入学时一个小小的志向。研究生阶段是人生最幸福的时光 实际上,研究生阶段是人生最幸福的一个阶段。父母身体尚健且有稳定的收入来源,自己身体和智力都已经成熟,如果有一个困难的问题去研究三年或五年时间,并能往前走小小一步,这实在是非常幸福的事情。而研究生阶段的学习和科研,不再是简单地去进行课程的重复,而是开始涉足一些世界上未知的领域,虽然大部分的研究都是很安全的,导师给的题目都是能安全地做出来,安全地发表,从而安全地毕业。但是对研究生来说,从一个小题目入手,进行文献的搜索,实验的重复,理论的演算和论证,把问题做到深入和极致,尽可能在自己的能力范围内做到最好,这个是很重要的训练。通过反复的训练,从而学会和掌握研究的方法,进而在工作中成为领导团队前进的核心,研究生阶段的训练是不可或缺的。研究生阶段是能最自由学习、自由生活、自由研究的时光,每次自己觉得大大的烦恼和压力,回头看都是幸福的好时光。研究生阶段要有高质量的产出 其次,我向大家再唠叨的是所谓“复利”的概念。研究生阶段不是单纯的学习,更重要的是要有产出,特别是高质量的产出,而这种产出是有复利的。所谓复利,另外一种说法就是成名要早,早点做出优秀的工作,对一生的发展是很重要的。当然或许有人会说“小时了了,大未必佳”,但是优秀的人才大部分在研究生阶段都是非常出色的。我们常常说一个科学家,说他最重要的工作是博士论文做出来的。在博士阶段做出重要的工作,这样对后面的学术生涯有极其重要的影响。当然也有博士论文影响不大但是做出世界级工作的科学家,例如张益唐先生。但是我还是想强调的是,早点出好的研究,是非常重要的,这个不是简单的一年级发篇好文章就可以拿国家奖学金,而五年级就最多只能毕业的问题。实际上学术生涯中的每篇论文可以看成是一个现金流,论文的质量是分红的大小,质量越好,分红越多,但是所有的现金流都是要贴现到现值的,发表的越早,折现的越多。所以越早有好的工作,将来的收益越大。复利的另外一层意思是每一步要走的踏实,无论每篇论文还是学习中的每个小小的疑点,如果能认真一点,对将来都是有好处的。论对学问和工作的认真,数院的先生们那是有许多故事的,我有次给我们的童裕孙先生送高等数学的卷子,他为了卷子上答案一个小小的笔误,非要把卷子错误的地方做认真的修订,而且卷子上手写的答案非常的工整清楚。后来看到当年首批十八博士论文的手稿,发现童先生对人谦和了一辈子,对学问认真了一辈子。这种为人做事的态度似乎在每个数院的老先生身上发现。我现在常对学生说的是:这个世界实际上很小,你们在学校里表现很容易被业界和学术界的朋友知道。所以在研究生期间,认真做事,刻苦求学的孩子将来必定有好的出路。在世界舞台上发展:不要说哑巴英语 还有我不得不提到是语言问题。我一直认为复旦的学生英语很好,但是奇怪的是,好像这个假设是不成立的。一大批数学好的同学英语不好,这个在我读书的时候是这样,现在似乎还是这样。我一直以为这个问题只有在我们这代人里面出现,但是最近我惊讶的发现,一个博士在与他人英语交流的时候居然张不开口,一句话在嘴边停留了三分钟。我们大家安静地等着,但是最后还是不能表达。这个不能不引起我的重视了,我们花大量的精力和时间在通过所谓的英语考试,但是最后悲催地发现,我们听不懂其他人的话,也不能表达自己的思想。这个是很悲哀的事情。作为在学术上非常强的研究人员,应该也能准确表达自己思想逻辑和工作,这个事情要引起同学们的重视。我们对你们有非常大的希望和期许,希望你们能做出世界级的工作,在世界的舞台上有一席之地,但是如果语言不好,像聋子和哑巴一样,这个会极大地限制将来的发展。对理工的学生来讲,或者特别对数学好的同学来讲,希望他们能对待奥数题目一样的对待语言关,像做科研问题一样对待,早点克服。这个真的是重要的。读书是个苦差事,关注腰颈椎健康 至于其他的还想提一下健康的问题和时间管理的问题, 读书是个苦差事,读书的目的不是简单的在将来的名片上印上一个博士字样,这种辛苦的学习是改变自己最简单的途径了。但是读书也要注意自己的健康,特别是颈椎和腰椎的问题要关注一下,所以读书的时候,进行科学的一定强度的锻炼,也是要注意的。另外,合理安排时间,做事不拖拉,开始学会时间管理,对将来也是非常有益的。实际上上述的几点,是我这个不成功教授的一些瞎想,我自己没有一条是能做到的,随机游走这么多年,或许只有向学之心一直没有变过,只是觉得数学还是很好玩,别的又不会。二十年回首,确实是发现很多事情,一来没有人告诉,二来也没有人来督促。所以今天写一些老生常谈,只是希望像我一样普通乡下的孩子,能听进去一二,或许能让他们的研究生生活更忙碌一些吧。来源:复旦研究生 撰写 陈文斌 编辑 舒颗颗
2019年第十六届中国研究生数学建模竞赛赛题公布A题无线智能传播模型01无线信道建模背景随着5G NR技术的发展,5G在全球范围内的应用也在不断地扩大。运营商在部署5G网络的过程中,需要合理地选择覆盖区域内的基站站址,进而通过部署基站来满足用户的通信需求。在整个无线网络规划流程中,高效的网络估算对于精确的5G网络部署有着非常重要的意义。无线传播模型正是通过对目标通信覆盖区域内的无线电波传播特性进行预测,使得小区覆盖范围、小区间网络干扰以及通信速率等指标的估算成为可能。由于无线电波传播环境复杂,会受到传播路径上各种因素的影响,如平原、山体、建筑物、湖泊、海洋、森林、大气、地球自身曲率等,使电磁波不再以单一的方式和路径传播而产生复杂的透射、绕射、散射、反射、折射等,所以建立一个准确的模型是一项非常艰巨的任务。现有的无线传播模型可以按照研究方法进行区分,一般分为:经验模型、理论模型和改进型经验模型。经验模型的获得是从经验数据中获取固定的拟合公式,典型的模型有Cost 231-Hata、Okumura等。理论模型是根据电磁波传播理论,考虑电磁波在空间中的反射、绕射、折射等来进行损耗计算,比较有代表性的是Volcano模型。改进型经验模型是通过在拟合公式中引入更多的参数从而可以为更细的分类场景提供计算模型,典型的有Standard Propagation Model(SPM)。在实际传播模型建模中,为了获得符合目标地区实际环境的传播模型,需要收集大量额外的实测数据、工程参数以及电子地图用来对传播模型进行校正。此外无线LTE网络已在全球普及,全球几十亿用户,每时每刻都会产生大量数据。如何合理地运用这些数据来辅助无线网络建设就成为了一个重要的课题。近年来,大数据驱动的AI机器学习技术获得了长足的进步,并且在语言、图像处理领域获得了非常成功的运用。伴随着并行计算架构的发展,机器学习技术也具备了在线运算的能力,其高实时性以及低复杂度使得其与无线通信的紧密结合成为了可能。在本届数学建模竞赛中,希望参赛者能够对机器学习的工作方式有一定掌握并站在设备供应商以及无线运营者的角度,通过合理地运用机器学习模型(不限定只使用这种方法)来建立无线传播模型,并利用模型准确预测在新环境下无线信号覆盖强度,从而大大减少网络建设成本,提高网络建设效率。02无线传播模型建模方法简介在传统的无线传播模型的建立过程中,往往首先需要对传播场景进行划分,每一个场景对应一个传播经验模型。然而,经验模型在实际使用中往往不够精确,所以仍然需要通过采集大量的工程参数以及实际平均信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)测量值进行经验模型公式的修正。从所述过程中可以看到,传播模型建立本质上是一个函数拟合的过程,即通过调整传播模型的系数,使得利用传播模型计算得到的路径损耗值与实测路径损耗值误差最小。所以当工程参数、地理位置信息、特定地理位置测量点的RSRP已知的情况下,该问题可以归类为一个监督学习问题。与传统经验模型需要额外人力物力进行校正相比,是否可以利用采集的历史数据并利用机器学习技术,得到一套合适的机器学习模型用以对不同场景下信道传播路径损耗进行准确预测,成为一个非常有价值的研究方向。本题为参赛队伍提供统一的数据集。各参赛队伍可以自行将数据集拆分为训练集、测试集以及验证集,将其用于AI算法模型的训练及测试。算法的目的在于通过寻找工程参数、地理环境等因素与平均信号接收功率(RSRP)之间的映射模型(理论与实践表明RSRP是工程参数、地理环境等因素的随机函数),从而能够在新的环境中快速预测特定地理位置的RSRP值。赛题提供的训练数据集包含多个小区的工程参数数据、地图数据和RSRP标签数据,其格式为csv格式(Comma-Separated Values, 逗号分隔值格式)。数据集的结构以及对应数据的含义将会在下节中详细阐述。03训练数据集简介训练数据集一共包括了多个文件,每个文件代表一个小区内的数据。文件的命名方式为train_id.csv,其中id为小区的唯一标识,例如train_1003501.csv表示唯一标识为1003501的小区数据。文件的每一行代表小区内固定大小的测试区域的相关数据,行数不定(根据小区大小不同,面积越大的小区行数越多,反之亦然),列数则固定为18列,其中前9列为站点的工程参数数据;中间8列为地图数据;最后1列是用于训练的RSRP标签数据。下表显示了其中一行数据作为样例:Table 1:训练数据样例下面介绍三部分中每一列的具体含义。3.1 工程参数数据工程参数数据记录了某小区内站点的工程参数信息,共有9个字段。各字段对应含义如Table 所示。Table 2:工程参数数据的字段含义为了方便数据处理,地图进行了栅格化处理,每个栅格代表了5m5m的区域(如下图Fig.1 所示),其中(CellX,Cell Y)记录了站点所在栅格的左上角坐标。其他的工程参数(Height, Azimuth, Electrical Downtilt, Mechanical Downtilt)如图Fig.2所示,其中机械下倾角(Mechanical Downtilt)是通过调整天线面板后面的支架来实现的,是一种物理信号下倾;而电下倾角(Electrical Downtilt)是通过调整天线内部的线圈来实现的,是一种电信号下倾。实际的信号线下倾角是机械下倾角和电下倾角之和。Fig. 1:栅格化地图的坐标说明Fig. 2:工程参数数据含义说明3.2 地图数据地图数据记录地形地貌等信息,共有8个字段,各字段对应含义如Table 所示。考虑地图类型的多样性和复杂性,城区、农村、湖泊等实际地物被抽象为数字,这些数字称为地物类型名称编号(Clutter Index),在Table 中可以看到地物类型名称编号所对应的实际地物类型。Table 3:地图数据的字段含义Table 4:地物类型名称的编号含义与工程参数数据一样,地图数据也进行了栅格化处理,每个栅格代表了5m5m的区域,其中(X,Y)记录了地图所在栅格的左上角坐标。在明确了地图存储格式之后,可以针对不同的参数对地图进行可视化处理。如Fig. 3所示,Fig. 3a-c分别根据栅格坐标以及房屋高度、海拔高度和地物类型索引作为特征对地图进行可视化处理。通过可视化处理,可以对地图数据有一个更为直观的了解。a:建筑物高度b:海拔高度c:地物类型索引Fig. 3:电子地图图像化示例3.3 RSRP标签数据平均信号接收功率(RSRP)标签数据作为实际测量结果,在监督学习中用于和机器学习模型预测的结果作比较,共有1个字段,对应含义如Table 所示。Table 5:RSRP标签数据表格的字段含义如Fig. 4所示,结合电子地图数据中的坐标和特征以及标签数据中的RSRP值,可以清晰地对信号功率分布进行可视化处理,从而明确辨识信号强弱覆盖区域Fig. 4:标签数据的可视化处理04无线传播模型建模赛题本赛题除在中国研究生数学建模竞赛网站上上交论文外,问题三需要在华为云平台上提交模型,不提交的队伍将被视为没有完成此题而不计入比赛成绩。4.1 特征工程中的特征设计高效的机器学习模型建立依赖于输入变量与问题目标的强相关性,因此输入变量也称为 “特征”。特征工程的本质是从原始数据中转换得到能够最好表征目标问题的参数,并使得各个参数的动态范围在一个相对稳定的范围内,从而提高机器学习模型训练的效率。一般特征工程的典型技术有:· 剔除失真、低质量数据;数据插值补齐;去除异常点;· 连续数据离散化;数据去均值;幅度限制;方差限制。高阶的特征工程需要充分利用与目标问题相关的专业知识。对于信道传播模型问题,可以如Fig. 5所示根据已知的几何位置来挑选合理的特征。例如,通过发射机相对地面的高度、机械下倾角、垂直电下倾角,发射机所在栅格位置与目标栅格位置,可以得到栅格与发射机的距离以及栅格与信号线的相对高度,而就可以作为一个特征。Fig. 5:根据目标栅格与发射机的地理位置关系提取特征除了几何位置特征,传统经验信道模型中涉及的参数也可以纳入特征工程的考察范围。例如城市中的经典模型Cost 231-Hata,其定义如下:其中PL定义为传播路径损耗(dB)、为载波频率(MHz)、基站天线有效高度(m)、用户天线有效高度(m)、用户天线高度纠正项(dB)、链路距离(km)以及为场景纠正常数(dB)。RSRP与PL的关系为:其中是小区发射机发射功率(dBm)(见Table 2)。问题一请根据Cost 231-Hata模型以及下述数据集信息设计合适的特征,并阐述原因。Table 6:数据集信息4.2 特征工程中的特征选择完成特征设计后,通常需要选择有意义的特征输入机器学习模型进行训练。对于不同方法构造出来的特征,需要从多个层面来判断这个特征是否合适。通常来说,可以从以下两个方面来选择特征:· 特征是否发散:如果一个特征不发散,例如方差接近于0,也就是说样本在这个特征上基本上没有差异,这个特征对于样本的区分并没有什么用。· 特征与目标的相关性:这点比较显见,与目标相关性高的特征,应当优先选择。问题二基于提供的各小区数据集,设计多个合适的特征,计算这些特征与目标的相关性,并将结果量化、排序,形成如下的表格,并阐明设计这些特征的原因和用于排序的量化数值的计算方法。Table 7:特征名称及其与目标的相关性4.3 RSRP预测问题三在设计和选择了有效的特征之后,就可以通过建立预测模型来进行RSRP的预测了。请各个参赛队根据自己建立的特征集以及赛题提供的训练数据集,建立基于AI的无线传播模型来对不同地理位置的RSRP进行预测。为研究生更明白本问题的目标,下面将分别介绍评审数据集、提交内容和线上代码评分方法。4.3.1 评审数据集简介线上代码评分系统将使用对参赛队保密的评审数据集来对模型进行评分,以便公平地测试各参赛队提交模型的实际泛化能力。评审数据集与训练数据集一样,一共包括了多个文件,每个文件代表一个小区内的数据。文件的命名方式为test_id.csv,其中id为小区的唯一标识,例如test_1003501.csv表示唯一标识为1003501的小区数据。评审数据集的文件中含有除了RSRP之外的前17个字段,与该17个字段对应的RSRP字段需要由研究生提交的模型代码程序预测生成。4.3.2 提交内容论文要以文字形式详细阐述AI模型的建模过程,包括模型的建立方法,参数的设置和训练的结果,特别是第三问要阐述清楚。第三问需要提交完整的模型。针对每一个评审数据集的输入文件,模型输出要求也是一个文件,例如输入数据文件名为test_123456.csv,则输出文件名必须为test_123456.csv_result.txt。另外,输出文件的数量与输入文件必须一致,否则会以全0文件代替输出文件进行评分。例如,参赛队伍如果没有提交针对输入文件名为test_123456.csv的输出文件,系统在评分时会自动产生全零的test_123456.csv_result.txt进行评分。每个输出文件内容的样例如下所示{"RSRP": [[-54.505], [-73.416], [-76.123], [-74.261], [-98.143]]}其中方括号内的数字表示输入文件的每一行数据所对应的RSRP预测值,预测值的数量与输入文件的行数(表头除外)对应,例如上文的输出文件对应的输入文件应该是5行(表头除外)。如果输出文件的预测值少于输入文件的行数,则会以补0的形式将输出文件填满后进行评分;如果输出文件的预测值多余输入文件的行数,则会取输出文件的前N个预测值进行评分,其中N为输入文件的行数。4.3.3 线上代码评分方法对于提交的预测RSRP值,将根据以下条件进行排序。模型在评审数据集的评估下,弱覆盖识别率 (PCRR : Poor coverage recognition rate) 必须大于等于20%。在PCRR精度达标后,再根据预测均方根误差(RMSE : Root mean squared error)大小进行各参赛组的名次排序(RMSE小者排名靠前)。PCRR和RMSE的介绍如下所示:· 弱覆盖识别率 (PCRR : Poor coverage recognition rate)在进行预测的过程中如果可以有效识别弱覆盖区域,能够更好地帮助运营商精准规划和优化网络从而提升客户体验。因此,除RMSE为有效测试目标之外,弱覆盖识别准确率也是作为一项非常有价值的评价指标。在本次建模比赛中,弱覆盖判决门限的值定为-103 dBm。若RSRP预测值或实测值小于则为弱覆盖并标记为1,若大于等于则为非弱覆盖并标记为0。根据比较预测值和实测值得到的弱覆盖以及非弱覆盖的差别,可以对以下参数进行统计:· True Positive(TP):真实值为弱覆盖,预测值也为弱覆盖;· False Positive(FP):真实值为非弱覆盖,预测值为弱覆盖;· False Negative(FN):真实值为弱覆盖,预测值为非弱覆盖;· True Negative(TN):真实值为非弱覆盖,预测值也为非弱覆盖。Table 8:TP、FP、FN和TN的定义PCRR综合考虑Precision(准确率)和Recall(召回率)的目标,其计算公式如下:(3)其中Precision可以理解为预测结果为弱覆盖的栅格实际也是弱覆盖的概率,其定义如下:(4)Recall可以理解为真实结果为弱覆盖的栅格有多少被预测成了弱覆盖的概率,其定义如下:(5)PCRR的计算代码可以参考以下程序Table 9:PCRR计算方法参考· 均方根误差 (RMSE: Root mean squared error)RMSE是评估预测值和实测值整体偏差的指标,其大小直观表现了仿真准确性。直接计算待评估数据的RMSE,计算公式如下:(6)其中为参赛队机器学习模型对于第i组评审数据集的RSRP预测值,为第i组评审数据集的RSRP实际测量值。4.3.4 模型提交与数据获取组委会将为参赛队提供华为云ModelArts作为AI运算平台,训练数据集都存储在该平台上。参赛队伍可以将训练数据下载到本地展开训练,同时竞赛评审也利用华为云大赛平台进行。本次竞赛线上部分的数据集获取、模型提交、评分与排名系统等详细内容请访问本次竞赛的华为云网站:https://developer.huaweicloud.com/competition/competitions/1000013923/introction线上作品提交时间:9月21日早上9:00 - 9月23日中午12:00参赛选手可以多次提交模型,每个队伍每天提交次数上限为5次。最终以其提交中最优成绩为准。B题天文导航中的星图识别天文导航(Celestial Navigation)是基于天体已知的坐标位置和运动规律,应用观测天体的天文坐标值来确定航行体的空间位置等导航参数。与其他导航技术相比,天文导航是一种自主式导航,不需要地面设备,不受人工或自然形成的电磁场的干扰,不向外界辐射能量,隐蔽性好,而且定姿、定向、定位精度高,定位误差与时间无关,已被广泛用于卫星、航天飞机、远程弹道导弹等航天器。天文导航的若干背景知识可参阅附件1。星敏感器是实现航行体自主姿态测量的核心部件,是通过观测太空中的恒星来实现高精度姿态测量。恒星是用于天文导航最重要的一类天体。对天文导航而言,恒星可以看成是位于无穷远处的,近似静止不动的,具有一定光谱特性的理想点光源。借助天球坐标系,可用赤经与赤纬来描述恒星在某一时刻位置信息(相关定义和概念可参考附件1)。恒星在天球球面上的投影点称为恒星的位置。将星空中恒星的相关数据,按不同的需求编制而成的表册,称为星表。星表是星图识别的主要依据,也是姿态确定的基准。常用的星表中通常列有恒星的位置、自行、星等(亮度)、颜色和距离等丰富的信息。对于天文导航而言,感兴趣的信息主要是恒星的位置和星等。附件2提供了一个简易的星表,提供了部分恒星在天球坐标系下的位置(以赤经、赤纬来标记,单位:角度)和星等信息。全天自主的星图识别是星敏感器技术中的一项关键技术。星图识别是将星敏感器当前视场中的恒星(星图)与导航星库中的参考星进行对应匹配,以完成视场中恒星的识别。星图识别一般包括图像采集及预处理、特征提取、匹配识别等过程。图像预处理包括去除噪声和星点质心提取。为简化,本赛题暂不考虑具体的去除噪声和质心提取等问题,认为所讨论的星图图像已经完成了图像预处理。导航数据库一般包括两部分:导航星表和导航星特征数据库。导航星表是从基本星表中挑选一定亮度范围的导航星,利用其位置(赤经、赤纬)和亮度信息编制而成的简易星表。星敏感器除了需要构建导航星表外,还需要按照特征提取算法,构造导航星的特征向量,存储由特征向量构成的导航星特征数据库。提取出观测星的特征后,就可以寻找特征类似的导航星。如果找到特征惟一接近的导航星,即可认为二者匹配。匹配识别过程和提取特征的方法紧密相关。本赛题暂不考虑后续的航行体定姿定位问题。在星图识别的相关工作中需要用到天球坐标系、星敏感器坐标系、星敏感器图像坐标系等。其简单定义为:(1)天球坐标系。以天赤道为基圈,过春分点的时圈为主圈,春分点为主点。天球坐标系采用赤经、赤纬作为坐标量。参见附件1相关叙述。图1 星敏感器坐标系、图像坐标系及前视投影成像示意图(2)星敏感器坐标系。以投影中心(光轴上与感光面距离为的点,即光心,参见图1)为坐标原点,以光轴为轴(后面的讨论中,光轴与天球面的交点记为点),过点平行于感光面两边的直线作为轴和轴。图1为星敏感器坐标系、图像坐标系及前视投影成像示意图。(3)图像坐标系。以感光面的中心(点在该平面上的投影点)为坐标原点,平行于感光面两边的直线为轴和轴的平面坐标系,参见图1。请你们团队利用附件提供的相关背景材料和数据,建模分析下面问题:问题1 、、是3颗已知位置的恒星,即它们在天球坐标系下的赤经和赤纬已知;、、是来自恒星、、的平行光经过星敏感器光学系统成像在感光面上的星像点质心中心位置(参见图1);记,,,。(1)建立由,,等参数解算点在天球坐标系的位置信息的数学模型,并给出具体的求解算法;(2)若不利用值的信息,试建立由,等参数求解点在天球坐标系中的位置信息的数学模型,并给出具体的求解算法;(3)一般来说,星敏感器视场内的恒星数量多于3颗,请讨论如何选择不同几何位置的三颗星,提高解算点在天球坐标系中的位置信息的精度,并分析相应的误差。问题2 传统的星图识别方法主要是以角距(即星与星之间的球心角,可直观理解为两颗恒星分别与地心连线之间的夹角)或其衍生的形式为特征,这类方法比较简单,但一般需要较大的存储空间,识别算法实时性不好,且识别率普遍不高。通过对星图中的星点信息进行更为精细的特征提取,构建更高层次的特征,可能会提高星图识别算法的实时性和降低误匹配率。基于附件2提供的简易星表信息,请构建相应的特征提取模型,设计对应的星图识别算法,确定出附件3给出的8幅星图中每一个星像点所对应的恒星编号(对应附件2简易星表的恒星编号),并对算法的性能进行评估。附件1 相关背景知识(含对附件2、附件3的说明,请注意!)附件2 简易星表附件3 8幅星图相关数据C题视觉情报信息分析研究表明,一般人所获取的信息大约有80%来自视觉。视觉信息的主要载体是图像和视频,视觉情报指的是通过图像或者视频获取的情报。从图像或视频中提取物体的大小、距离、速度等信息是视觉情报分析工作的重要内容之一,如在新中国最著名的“照片泄密案”中,日本情报专家就是通过《中国画报》的一幅封面照片解开了大庆油田的秘密[1]。在当前很热门的移动机器人、无人驾驶、计算机视觉、无人机侦察等领域,更是存在着大量的应用需求。尽管在对未来智能交通系统的设计等工作中,科研人员正在研究使用双目[2]或多目视觉系统或者特殊配置的单目视觉系统[3]获取相关信息,但在某些特定条件下,分析人员所能利用的,只能是普通的图像或视频[4,5],其中的信息需要综合考虑各种因素,通过合适的数学模型来提取。本题从实际需求出发,选择单幅图像距离信息分析、平面视频距离信息分析和立体视频距离信息分析几个典型场景,提出如下四项任务:任务1:测算图1中红色车辆A车头和白色车辆B车头之间的距离、拍照者距马路左侧边界的距离;图2中黑色车辆A车头和灰色车辆C车尾之间的距离以及拍照者距白色车辆B车头的距离;图3中拍照者距岗亭A的距离以及拍照者距离地面的高度;图4中塔体正面(图中四边形ABCD)的尺寸,即AB和CD的长度以及AB和CD之间的距离 (已知地砖尺寸为80cm80cm)。任务2:附件“车辆.mp4”(右键点击后选择“保存到文件”可导出视频文件)是别克英朗2016款车上乘客通过后视镜拍摄的视频。(1)估算该车和后方红色车辆之间的距离;(2)估算该车超越第一辆白色车辆时两车的速度差异。任务3:附件“水面.mp4”是高铁乘客拍摄的一块水面,测算高铁行驶方向左侧第一座桥桥面距水面的高度、距高铁轨道的距离以及水面宽度,估算拍摄时高铁的行驶速度。任务4: 附件“无人机拍庄园.mp4”记录了某老宅的全景。(1)估算其中环绕老宅道路的长度、宽度、各建筑物的高度、后花园中树木的最大高度;(2)估算该老宅的占地面积;(3)测算无人机的飞行高度和速度1.建模过程中,除题中明确限定的条件外,你们可以作任何合理的假设或者补充真实的数据;2.对题中你们认为有歧义的表述,可以按照你们明确说明的理解解题而不会影响你们的最终成绩;3.论文中用到的非通用程序必须以附录形式附在文末,所有引用的文献资料(含计算机程序)都必须明确注明出处。4.论文主体(含摘要、目录、正文、参考文献,不含附录)不要超过40页。参考文献1.https://ke..com/item/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%9C%80%E8%91%97%E5%90%8D%E2%80%9C%E7%85%A7%E7%89%87%E6%B3%84%E5%AF%86%E6%A1%88%E2%80%9D/13870540?fr=aladdin2.https://ke..com/item/双目定位/60878103. 来佳伟,何玉青,李霄鹏 等:基于单目视觉的机械臂目标定位系统设计[J],《光学技术》,2019.014. 刘军, 后士浩, 张凯,晏晓娟:基于单目视觉车辆姿态角估计和逆透视变换的车距测量[J],《农业工程学报》,Jul. 2018(pp70-76)5. 刘学军,王美珍,甄艳等:单幅图像几何量测研究进展[J],《武汉大学学报》(信息科学版),36( 8) : pp941 - 947.D题汽车行驶工况构建01问题背景汽车行驶工况(Driving Cycle)又称车辆测试循环,是描述汽车行驶的速度-时间曲线(如图1、2,一般总时间在1800秒以内,但没有限制标准,图1总时间为1180秒,图2总时间为1800秒),体现汽车道路行驶的运动学特征,是汽车行业的一项重要的、共性基础技术,是车辆能耗/排放测试方法和限值标准的基础,也是汽车各项性能指标标定优化时的主要基准。目前,欧、美、日等汽车发达国家,均采用适应于各自的汽车行驶工况标准进行车辆性能标定优化和能耗/排放认证。本世纪初,我国直接采用欧洲的NEDC行驶工况(如图1)对汽车产品能耗/排放的认证,有效促进了汽车节能减排和技术的发展。近年来,随着汽车保有量的快速增长,我国道路交通状况发生很大变化,政府、企业和民众日渐发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车,实际油耗与法规认证结果偏差越来越大,影响了政府的公信力(譬如对某型号汽车,该车标注的工信部油耗6.5升/100公里,用户体验实际油耗可能是8.5-10升/100公里)。另外,欧洲在多年的实践中也发现NEDC工况的诸多不足,转而采用世界轻型车测试循环(WLTC,如图2)。但该工况怠速时间比和平均速度这两个最主要的工况特征,与我国实际汽车行驶工况的差异更大。作为车辆开发、评价的最为基础的依据,开展深入研究,制定反映我国实际道路行驶状况的测试工况,显得越来越重要。另一方面,我国地域辽广,各个城市的发展程度、气候条件及交通状况的不同,使得各个城市的汽车行驶工况特征存在明显的不同。因此,基于城市自身的汽车行驶数据进行城市汽车行驶工况的构建研究也越来越迫切,希望所构建的汽车行驶工况与该市汽车的行驶情况尽量吻合,理想情况下是完全代表该市汽车的行驶情况(也可以理解为对实际行驶情况的浓缩),目前北京、上海、合肥等都已经构建了各城市的汽车行驶工况。为了更好地理解构建汽车行驶工况曲线的重要性,以某型号汽车油耗为例,简单说明标注的工信部油耗是如何测试出来?标注的工信部油耗并不是该型号汽车在实际道路上的实测油耗,而是基于国家标准(如《GB27840-2011重型商用车辆燃料消耗量测量方法》),在实验室里根据汽车行驶工况曲线,按照一定的标准,经检测、计算得出。由此可见,标注的工信部油耗是否与实际油耗相吻合,与汽车行驶工况曲线有密切关系。图1 欧洲NEDC工况图2. 世界WLTC工况02目标的提出在上述背景下,请根据附件(3个数据文件,每个数据文件为同一辆车在不同时间段内所采集的数据)所提供的某城市轻型汽车实际道路行驶采集的数据(采样频率1Hz),构建一条能体现参与数据采集汽车行驶特征的汽车行驶工况曲线(1200-1300秒),该曲线所体现的汽车运动特征(如平均速度、平均加速度等)能代表所采集数据源的相应特征,两者间的误差越小,说明所构建的汽车行驶工况的代表性越好。03解决的问题1.数据预处理由汽车行驶数据的采集设备直接记录的原始采集数据往往会包含一些不良数据值,不良数据主要包括几个类型:(1) 由于高层建筑覆盖或过隧道等,GPS信号丢失,造成所提供数据中的时间不连续;(2) 汽车加、减速度异常的数据(普通轿车一般情况下:0至100km/h的加速时间大于7秒,紧急刹车最大减速度在7.5~8 m/s2);(3) 长期停车(如停车不熄火等候人、停车熄火了但采集设备仍在运行等)所采集的异常数据。(4) 长时间堵车、断断续续低速行驶情况(最高车速小于10km/h),通常可按怠速情况处理。(5) 一般认为怠速时间超过180秒为异常情况,怠速最长时间可按180秒处理。请设计合理的方法将上述不良数据进行预处理,并给出各文件数据经处理后的记录数。2.运动学片段的提取运动学片段是指汽车从怠速状态开始至下一个怠速状态开始之间的车速区间,如图3所示(基于运动学片段构建汽车行驶工况曲线是日前最常用的方法之一,但并不是必须的步骤,有些构建汽车行驶工况曲线的方法并不需要进行运动学片段划分和提取)。请设计合理的方法,将上述经处理后的数据划分为多个运动学片段,并给出各数据文件最终得到的运动学片段数量。图3 运动学片段的定义3.汽车行驶工况的构建请根据上述经处理后的数据,构建一条能体现参与数据采集汽车行驶特征的汽车行驶工况曲线(1200-1300秒),该曲线的汽车运动特征能代表所采集数据源(经处理后的数据)的相应特征,两者间的误差越小,说明所构建的汽车行驶工况的代表性越好。要求:(1)科学、有效的构建方法(数学模型或算法,特别鼓励创新方法,如果采用已有的方法,必须注明来源);(2)合理的汽车运动特征评估体系(至少包含但不限于以下指标:平均速度(km/h)、平均行驶速度(km/h)、平均加速度(m/)、平均减速度(m/)、怠速时间比(%)、加速时间比(%)、减速时间比(%)、速度标准差(km/h)、加速度标准差(m/)等);(3)按照你们所构建的汽车行驶工况及汽车运动特征评估体系,分别计算出汽车行驶工况与该城市所采集数据源(经处理后的数据)的各指标(运动特征)值,并说明你们所构建的汽车行驶工况的合理性。04名词解释与参考文献1. 部分名词解释怠速:汽车停止运动,但发动机保持最低转速运转的连续过程。加速:汽车加速度大于0.1m/s2的连续过程。减速:汽车加速度小于-0.1m/s2的连续过程。巡航/匀速:汽车加速度的绝对值小于0.1m/s2非怠速的连续过程。平均速度:一段时间周期内,汽车速度的算术平均值。平均行驶速度:汽车在行驶状态下汽车速度的算术平均值,即不包含汽车怠速状态。怠速时间比:一段时间周期内,怠速状态的累计时间长度占该时间周期总时间长度的百分比。平均加速度:汽车在加速状态下各单位时间(秒)加速度的算术平均值。平均减速度:汽车在减速状态下各单位时间(秒)减速度的算术平均值。加速时间比:一段时间周期内,处在加速状态的累计时间长度占该时间周期总时间长度的百分比。减速时间比:一段时间周期内,处在减速状态的累计时间长度占该时间周期总时间长度的百分比。速度标准差:一段时间周期内,汽车速度的标准差,即包括怠速状态。加速度标准差:一段时间周期内,处在加速状态的汽车加速度的标准差。2. 参考文献【1】 Lin J, Niemeier D A. Exploratory analysis comparing a stochastic driving cycle to California's regulatory cycle[J]. Atmospheric Environment, 2002, 36(38):5759-5770.【2】 Karande, S., Olson, M., and Saha, B. Development of Representative Vehicle Drive Cycles for Hybrid Applications[J]. SAE Technical Paper 2014-01-1900, 2014, doi:10.4271/2014-01-1900.【3】 姜平,石琴,陈无畏,黄志鹏. 基于小波分析的城市道路行驶工况构建的研究[J]. 汽车工程, 2011(1):70-73.【4】 Knez M, Muneer T, Jereb B, et al. The estimation of a driving cycle for Celje and a comparison to other European cities[J]. Sustainable Cities and Society, 2014, 11:56-60.【5】 Ho, Sze-Hwee, Wong, Yiik-Diew, Chang, Victor Wei-Chung. Developing Singapore Driving Cycle for passenger cars to estimate fuel consumption and vehicular emissions [J]. Atmospheric Environment,2014,97:353-362. F题多约束条件下智能飞行器航迹快速规划复杂环境下航迹快速规划是智能飞行器控制的一个重要课题。由于系统结构限制,这类飞行器的定位系统无法对自身进行精准定位,一旦定位误差积累到一定程度可能导致任务失败。因此,在飞行过程中对定位误差进行校正是智能飞行器航迹规划中一项重要任务。本题目研究智能飞行器在系统定位精度限制下的航迹快速规划问题。假设飞行器的飞行区域如图1所示,出发点为A点,目的地为B点。其航迹约束如下:(1) 飞行器在空间飞行过程中需要实时定位,其定位误差包括垂直误差和水平误差。飞行器每飞行1m,垂直误差和水平误差将各增加个专用单位,,以下简称单位。到达终点时垂直误差和水平误差均应小于个单位,并且为简化问题,假设当垂直误差和水平误差均小于个单位时,飞行器仍能够按照规划路径飞行。(2) 飞行器在飞行过程中需要对定位误差进行校正。飞行区域中存在一些安全位置(称之为校正点)可用于误差校正,当飞行器到达校正点即能够根据该位置的误差校正类型进行误差校正。校正垂直和水平误差的位置可根据地形在航迹规划前确定(如图1为某条航迹的示意图,黄色的点为水平误差校正点,蓝色的点为垂直误差校正点,出发点为A点,目的地为B点,黑色曲线代表一条航迹)。可校正的飞行区域分布位置依赖于地形,无统一规律。若垂直误差、水平误差都能得到及时校正,则飞行器可以按照预定航线飞行,通过若干个校正点进行误差校正后最终到达目的地。图1:飞行器航迹规划区域示意图(3) 在出发地A点,飞行器的垂直和水平误差均为0。(4) 飞行器在垂直误差校正点进行垂直误差校正后,其垂直误差将变为0,水平误差保持不变。(5) 飞行器在水平误差校正点进行水平误差校正后,其水平误差将变为0,垂直误差保持不变。(6) 当飞行器的垂直误差不大于个单位,水平误差不大于个单位时才能进行垂直误差校正。(7) 当飞行器的垂直误差不大于个单位,水平误差不大于个单位时才能进行水平误差校正。(8) 飞行器在转弯时受到结构和控制系统的限制,无法完成即时转弯(飞行器前进方向无法突然改变),假设飞行器的最小转弯半径为200m。请你们团队为上述智能飞行器建立从A点飞到B点的航迹规划一般模型和算法并完成以下问题:问题1. 针对附件1和附件2中的数据分别规划满足条件(1)~(7)时飞行器的航迹,并且综合考虑以下优化目标:(A)航迹长度尽可能小;(B)经过校正区域进行校正的次数尽可能少。并讨论算法的有效性和复杂度。其中附件1数据的参数为:附件2中数据的参数为:请绘出两个数据集的航迹规划路径,并将结果(即飞行器从起点出发经过的误差校正点编号及校正前误差)依次填入航迹规划结果表,放于正文中,同时将两个数据集的结果填入附件3的Sheet1和Sheet2中。问题2.针对附件1和附件2中的数据(参数与第一问相同)分别规划满足条件(1)~(8)时飞行器的航迹,并且综合考虑以下优化目标:(A)航迹长度尽可能小;(B)经过校正区域进行校正的次数尽可能少。并讨论算法的有效性和复杂度。请绘出两个数据集的航迹规划路径(直线用黑色,圆弧用红色),并将结果(即飞行器从起点出发经过的误差校正点编号及校正前误差)依次填入航迹规划结果表,放于正文中,同时将两个数据集的结果填入附件3的Sheet3和Sheet4中。问题3.飞行器的飞行环境可能随时间动态变化,虽然校正点在飞行前已经确定,但飞行器在部分校正点进行误差校正时存在无法达到理想校正的情况(即将某个误差精确校正为0),例如天气等不可控因素导致飞行器到达校正点也无法进行理想的误差校正。现假设飞行器在部分校正点(附件1和附件2中F列标记为“1”的数据)能够成功将某个误差校正为0的概率是80%,如果校正失败,则校正后的剩余误差为min(error,5)个单位(其中error为校正前误差,min为取小函数),并且假设飞行器到达该校正点时即可知道在该点处是否能够校正成功,但不论校正成功与否,均不能改变规划路径。请针对此情况重新规划问题1所要求的航迹,并要求成功到达终点的概率尽可能大。请绘出两个数据集的航迹规划路径,并将结果(即飞行器从起点出发经过的误差校正点编号及校正前误差)依次填入航迹规划结果表,放于正文中,同时将两个数据集的结果填入附件3的Sheet5和Sheet6中。再次提醒:问题1,问题2和问题3中的结果表格除了需要放在正文中,还需要汇总到附件3的Excel表格文件的6个不同Sheet中,表x的结果放入Sheet x中,最后将汇总的Excel表格命名为:参赛队号-结果表.xlsx,以附件形式提交。附录:航迹规划结果表(样式)航迹规划结果表x文章来源:网络
原标题:杨乐院士直指数学领域论文造假:触目惊心!最近,“中国65篇数学论文涉嫌批量造假”一事再次引发学术界对论文造假的关注。论文作者中有3名高校学院院长级人物,涉及院校更是不乏吉林大学、湖南大学、哈尔滨工程大学等“985”“211”院校。针对此事,著名数学家、中国科学院院士杨乐在接受《中国科学报》记者采访时表示,这种抄袭和造假现象“触目惊心,十分恶劣,必须予以杜绝”。他同时指出,这也说明我们大环境存在一些问题,比如科研考核方面,比较注重短期的效应和表面上、形式上的东西,而忽略了科研最根本的内涵。杨乐还指出了数学领域存在的一种现象,即有些科研人员按照别人的框架来做,做完后便宣称自己有了一个很大的成果。“实际上,这种做法有点相当于小学生描红。”在杨乐看来,真正的创新是要让国际同领域高水平学者惊呼“没想到”。《中国科学报》:您如何看待此次披露的数学论文涉嫌批量造假现象?杨乐:对于整个中国数学界来说,改革开放以来,国家对教育和科研事业十分重视,投入有了大幅度的增加,数学研究队伍比过去大得多了,数学研究总体上有了相当大的改善和进步。特别是近十几年来,中国科协等机构在学风建设上非常注重,做了不少的工作。但是,仍然存在抄袭、造假等学术不端的问题,国外也有类似现象。前不久,一下子被揭露出来的65篇论文涉嫌造假,这种现象触目惊心,十分恶劣,必须予以杜绝。《中国科学报》:很多人觉得数学圈纯净。现在发生这种现象,您认为是哪些方面出了问题?杨乐:确实,数学看起来跟很多其他专业不同。通俗来讲,它是“硬碰硬的”,就是说经过了长期努力,你做得出来就做出来了,做不出来就是没有做出来,好像事情本来比较简单,造假本不应发生。这说明,现在有些大学,对年轻老师、科研人员和学生在教育和引导方面还是做得不够;同时,也说明我们大环境存在一些问题,比如科研考核方面,比较注重短期的效应和表面上、形式上的东西,而忽略了科研最根本的内涵。事实上,科研考核非常重要,但考核不在于填表时的数字,而是要有实质性的内容。比如,一个大学数学系年终考核时,可以选择一些在数学理论问题上很有创新,或者很好地解决了其他专业的问题和任务的成果来汇报,希望大家尤其是年轻学者尽量向其学习。用钱奖励发表论文是不好的做法,也是一种急功近利的行为。数学论文同行评审难度大《中国科学报》:您如何看当前数学领域的同行评审?杨乐:事实上,数学同行评审并不太容易。举例说,陈景润在哥德巴赫猜想上十分重要的“1+2”的成果,也就是证明了“对充分大的偶数可以表示为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和”。当时是由北大教授闵嗣鹤(辈分相当于华罗庚先生)和中科院数学所王元研究员分别审稿,这两位都是当时数论领域著名的专家。闵嗣鹤先生曾经说过,他审查完这篇文章大概花了3个月左右,而且审完了,血压就升高了。这充分说明了审查数学论文要非常严谨,横跨时间长,难度很大。数学论文短则十几页,长则上百页,对于水准很高、很困难的数学论文,审稿人只有真正懂得很透彻,了解其中精神实质,才能判定它的对错。这是一件很不容易的事情,需要花很多时间。再举例说,比如费马大定理,虽然它的表述比较精炼,但其思想和推演有着很多创新的亮点。当时在国际上找了6位该领域的专家,将其推演的过程分为6个部分,最后才得到验证。但现在,我们常常处在很躁动的状态,大家都希望能够短平快,能够尽快出成果。审稿人也希望自己做更多的成果,很难舍得花费大量时间评判别人的文章,找审稿人有时也很困难。当然,在同行评议上造假,是非常恶劣的。《中国科学报》:国外在审稿方面是什么情况?杨乐:相对来说,国外比较好一点。其一,国际上真正比较好的数学期刊,它是在全世界范围内挑选评审专家,而国内期刊的审稿人常常局限在国内或华人圈子里。其二,长期以来,国外形成了比较务实的学术传统,审稿人会审阅论文采用的主要方法和步骤,并写出具体的审稿意见。真正的创新:让世界尖端专家惊呼“没想到”《中国科学报》:您如何看待数学论文很难发、周期长,以及数学领域对于SCI论文、影响因子的追求?杨乐:我们不能用计量的办法来代替科研的本质,论文数量并不说明本质问题。科研最根本的、它的灵魂,在于科研工作的质量、有没有创新点、创新点是不是具有普遍的价值、能否在其他方面找到比较好的应用。有些发表的论文有点像无病呻吟,不要说永久的流传,在当时可能就不被注意。在中科院数学院,我们从20多年前成立时,就对研究生提出,要注重研究课题的重要学术意义,对研究生发表论文并没有提出要求。《中国科学报》:在您看来,真正的创新是什么?杨乐:真正的创新,就是做原来前人没有想到的一些研究内容。做这样的研究,就要有自己的思路、途径和方法。这样你做出自己的研究工作,拿到国际会议上演讲分享后,连国际上这一领域几位水平很高的专家都表示惊讶,说自己研究了多年都没想到会有这样的成果,这种创新是最重要的。《中国科学报》:这种创新是如何实现的?杨乐:学生在研究生阶段要打好基础,要在导师引导下,进入专门的课题,认真地掌握它的思想、实质和当前动态,再经过努力探索,做出一些很有意义的研究工作,使其成为博士论文的重要部分。所以,拿到博士学位,只是开始入门做科研工作。我们希望每一位博士毕业后再经过一个阶段的努力,比如三五年左右,能够做出更加具有创新亮点的研究成果。在这3~5年里,他要继续对本领域以及相关领域的思想、方法和问题有更加深入的理解并反复揣摩。这样他的科研能力就更加增强,科研水平也提高了一个新高度。一位博士至少经过这样2~3次的提升,对这个领域就有了更深的理解和体会,同时对新的动态也更加了解。这样,他就应该能成为国际上该领域里一位非常出色的学者。我们希望国内每个领域都有这么一批学者,那么中国的科研水平就比现在有了更好的提升。但现实是,往往一名博士生申请博士后时,简历里要列出十几篇甚至几十篇论文。但是,这些文章的创新性并不强,并没有能引起同行学者的注意,这些论文数量并不说明本质问题。初期可以“模仿”,但要有“自知之明”《中国科学报》:在您看来,当前数学领域还存在哪些问题?杨乐:目前,还存在这样一种现象,有些研究人员也很认真地读了国际上著名数学家的研究工作,但他只是表面上和形式上的了解,并没有十分领会其中本质的含义和意图。在这个基础上模仿,他把条件放宽一点、过程更细化一些,但是还按照人家原来的框架来做,做完后便宣称自己有了一个很大的成果。实际上,这种做法有点相当于小学生描红。在一些高水平的学者看来,比如数学家、菲尔兹奖得主丘成桐先生把这种行为也称为“抄袭”。因为这样做研究工作,其思路、步骤及方法、途径、框架都是人家现成的,而且这些模仿者并未作出清晰的说明。我觉得,刚开始做科研工作时,可以做一点这样的工作。但是要有自知之明,一般不用发表,相当于通过练习,把某位数学家的工作了解清楚一点。如果以后有可以用这种办法做的事情、或者创新性地做一些改变时,可以为自己所用。但是在提到人家的思想、方法和工具时,应该指出该数学家在哪一年、哪一篇文献中已经使用过了。《中国科学报》:要如何改变现状?您有哪些建议?杨乐:首先,要引导年轻人有诚信,这是非常根本的。如果缺乏诚信,不仅仅是做科研,在其他方面都会有很大的影响。当然,最重要的还是要引导同学和年轻的学者很好地了解,我们做科研到底是为了什么?本来,为了取得某些奖励而努力做科研,就不是一个可取的、正常的目标。这次披露的现象就是论文抄袭拼凑,目的也很清楚,完全是为了发论文、争取个人名利、评比较高的职称,这样的目的可以说是非常糟糕的。做科研,还是应该为了中国科技事业更加发展,或者从更大的方面,为了人类文明和进步能有较大的贡献,或者解决其他专业和实际工程中遇到的问题。我们要从这些出发,自己要很热忱地投身到研究工作中。另外,大的环境也要改变,不要急功近利。有人认为数学没有直接的作用,而且比较辛苦,事实上并不完全如此。如果有些学生对基础数学很感兴趣,我们要鼓励他们领会和理解数学的真与美,在基础数学的阵地留下来,从事创新工作。来源:科学网微信公号责任编辑:朱学森
个人简介谢文倩,女,中共党员,电子科技大学自动化工程学院控制科学与工程学科2017级博士研究生,师从朱宏教授。主要从事混杂系统、网络化控制和滤波的研究。截止目前为止,以第一作者发表SCI期刊论文4篇。获博士研究生国家奖学金、学业一等奖学金、四川省“优秀志愿者”等荣誉。厚积薄发,踏上科研之路漫科研路,入门并不容易。谢文倩在攻博之前所学的专业是应用数学,在博士阶段转入了自动化工程学院深造控制科学与工程专业。研究领域的转变对谢文漫倩来说是一个不小的挑战,新的研究课题涉及到大量的控制理论概念以及线性系统理论和非线性系统理论的知识,这都是她之前完全没有接触过的。师兄师姐们一两天就能吃透的文献,她常常需要花上一周甚至更长的时间才能弄懂,一学期下来,阅读过的文献寥寥无几。有时,一个可能的创新点都能让她暗自窃喜,但经过实验验证,结果却不理想,实验了又失败,失败了又实验。于她而言,科研就像走一条漫长而荆棘的小路,让人既筋疲力尽又伤痕累累,她甚至开始怀疑自己到底适不适合读博,适不适合继续做科研?在谢文倩几近放弃的边缘,导师发现她状态不好,及时劝慰:“万事开头难,莫着急,慢慢来,找到问题,一个一个解决就好”。在逆境中,她开始尝试调整心态,认真分析自己的不足,查缺补漏。她开始加倍努力,大量阅读文献,碰到不懂的问题就查阅《自动控制原理》、《线性系统理论》、《非线性系统理论》等大量相关书籍去钻研,当遇到自己解决不了的难题时,导师耐心的指导给了她很大的帮助与鼓励。通过踏实的钻研与努力,谢文倩的基础知识很快扎实起来,并开始尝试解决实验中遇到的问题。锲而不舍,守得云开见月明谢文倩还记得在撰写自己的第一篇论文时的感受,那时实验结果常常不理想,失望和挫败感是家常便饭。然而面对挑战,谢文倩选择越挫越勇,那段日子,她经常早出晚归,在实验室里不断地调整方法,调试实验参数。几乎每天结束工作从教研室离开的时候,都已经是万籁俱寂的深夜,夜晚的学校道路上空无一人,只有明月和微风在路上陪伴着她。通过一段时间的全身心投入研究,谢文倩终于完成了自己还算满意的初稿,然而导师反馈给她的修改论文稿件上全是密密麻麻的批注,甚至连标点符号都没有错过。导师认真严谨的态度给了谢文倩很大的触动,也深深影响着她之后的科研态度。她谈到,完成这篇论文,从投稿到接收花了近一年的时间,先后经历了两次大修,反复无止尽的修改过程和审稿人繁杂的审稿意见让谢文倩几近崩溃的边缘,但一想到导师认真严谨的治学态度,她也渐渐放下浮躁,一步一个脚印地重新开始,在学期末,终于顺利将稿件投出。一篇论文的写作大概需要经过广泛阅读文献、反复试验、撰写、修改、再修改等大大小小的过程,第一篇论文的成功发表并不意味着往后的科研之路就是顺利的,在一个阶段研究中,谢文倩在研究切换系统的过程中,研究却卡壳在了仿真阶段,她不知道如何正确地将系统切换过程用相应的代码来表示,科研一度陷入瘫痪。谢文倩感到无奈又烦闷,但她深知解决问题的唯一办法就是去面对。她推翻了自己之前的工作,选择了从开始的地方重新来过,从最微小的问题和从最基本的理论进行查漏补缺,并更加广泛地请教师兄师姐,一次次追着他们请教学习。最终她终于攻克了这一难关,完成了《Extended dissipative resilient estimator design for discrete-time switched neural networks with unreliable links》这篇论文的撰写,该论文发表在了工程技术2区Top期刊《Nonlinear Analysis: Hybrid Systems》上,影响因子为4.01。遇事不急、脚踏实地、坚持不懈成为了谢文倩科研学习过程中的行为准则,这项准则帮助她在繁忙的学习过程中始终保持一颗从容不迫的心,从而高效地完成工作,付出终有回报,直至目前为止,谢文倩已成功发表四篇SCI论文。敏而好学,习惯成自然为了保持清醒的学术头脑,不断丰富自己的科研知识,为写作论文奠定坚实的基础,谢文倩还一直坚持着定期参加各种相关学术讲座,对所研究方向的最新研究动态有更加清晰的把握与认识。在研究初期,英国布鲁奈尔大学王子栋教授带给了她很大的启发,他帮助了一个科研新人加深了对这条科研道路的热爱。在讲座中她第一次了解到了抽样控制器的相关知识,为她打开了新世界的大门,这也成为谢文倩日后的研究方向。同时,谢文倩还坚持着和团队伙伴讨论最新发表的研究成果。有一次在讨论一篇与切换系统相关的论文过程中,她和同学的意见产生了诸多分歧。于是,他们和老师对如何更合理地理解该文中的切换规则进行了深度讨论,这场讨论一直持续了很久,大家都乐此不疲地不断查阅资料,不断发表自己的见解,正是在这样的学术氛围中,大家不断收获科研方法和技术知识,以及对科研工作的热爱。谢文倩谈到,在成电学习的这些日子,她收获的是一个其乐融融的大家庭,充满了人情温暖的科研室,是这些可爱的人让她的科研生活不再孤独和枯燥,也让她不断坚持着这种有规律的学习习惯,热爱自己的方向,热爱自己的学科。张弛有度,宁静以致远“陀螺旋转太久,终会停下来。若弹簧一直紧绷,迟早会失去弹性。人生之路也是如此,应适时停下来,前行时才会更加有力量。”谢文倩谈到,能在科研中保持从容不迫,一步一个脚印地克服困难,也有赖于她善于平衡自己的生活状态,在科研外找到了让她保持平静的方式。她常常参与各种各样的运动,一旦碰到难以解决的问题,一旦受到强烈的压力,“那就去跑步吧”,她说。有一次,谢文倩需要解决一个非常复杂的数学推导,经过了很多演算步骤,她看着密密麻麻的草稿纸一时之间不知如何下手。在压力之下,她选择了跑步来缓解自己的情绪。换上运动鞋,清空大脑,去成电美丽的风景里肆意奔跑。之后,她感觉心情平静了许多,回到教研室果然理清了思路。谢文倩渐渐爱上了跑步这种健康的舒压方式,10公里跑对她来说都是小菜一碟。此外,谢文茜还常常参加各种志愿者活动,在“创青春”中航工业全国大学生创业大赛等活动中进行了志愿服务工作。为了感受各地大学们积极向上的风采,丰富课余生活,她报名参与了志愿者,向参赛选手们展示了成电学子的热情。参与志愿者,不仅仅是一种风险他人的活动,也是一种在学习之余放松身心,通过帮助让他人活得内心满足的一种方式。科研这场持久战,不可能一劳永逸,不能急于求成,需要在适当的时候,停歇下匆忙的脚步,休憩疲惫的身心,不慌不忙,张弛有度。谢文倩说:“现在的我,累了或是前进不了的时候,会适当停下来,转移注意力。积蓄能量才能更进一步,不能让自己像一根紧绷的弦,人生就应该张弛有度。”现在才博二的谢文倩,还是个行进中的科研人,她或许没有一鸣惊人,也没有那么的出类拔萃,但她仍会继续努力,不放弃,不后退,在行路中不断探索,力争在课题中取得突破性的成果。学姐寄语古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。努力不一定成功,但放弃一定失败。人生不如意之事十之八九,但没有解决不了的问题,只是不能急于求成。要懂得每一段经历都是难得的成长,所付出的每一点努力,都会让你成为更强大的自己。来源:电子科技大学研究生院 自动化工程学院 编辑| 杨欢 校审| 雪
在上篇文章报道了一个研究生仅在一周里即解决了几十年一直未解决的著名数学难题的事迹,有网友希望进一步地了解她解决的这一著名数学难题具体是什么样的难题?是如何解决这一著名数学难题的?克服了哪些挑战?具有什么样的重要性?下面是现在已为麻省理工学院数学家、教授的丽莎·皮奇里洛(Lisa Piccirillo),就上述问题答记者问时的采访记录,回答了上述问题。问:您如何向外行的人简单描述一下您的研究工作成就?答:我的研究工作可以说是从另一个维度来进行的:它研究了四维空间的拓扑和几何形状,也就是四维拓扑的纽结理论。比方说,如果生活在地球上一个小岛上的蚂蚁不接触水就想离开这个小岛,那将很难。因为在地球的二维表面上,水完全包围了岛屿。但是,如果蚂蚁建起一座桥梁,即它上升到水面以上的第三维空间,那么突然就有了离开该岛的选择。我们自然地一直在以三维3D空间思考。研究四维4D空间非常有趣,因为就像蚂蚁一旦允许上升就可以离开岛一样,在四个维度上就有更多解决问题的可能。问:是什么吸引了您进入到这个研究领域?答:我一直被空间推理所吸引,并且我喜欢尝试仔细思考我不能简单描绘的项目所带来的创造力和挑战。问:您的论文解决了有关该领域内著名的两个问题:一个是“柯比问题列表”(Kirby Problem List)问题,另一个是约翰·康威(John Conway)首先所提出的问题。您为什么特别地选择研究这些问题?答:当我刚开始研究时,我从柯比问题列表中了解到这个问题,发现它很有趣,但可能很难。然后,几个月后,有人解决了其中一个较小的问题!这非常令人兴奋,使我认知到使用现代工具可以解决这个大问题。那是非常大胆的,但是我很乐于解决这个问题,因此我能够坚持下去,最终有所收获。康威问题是偶然的,有人在演讲中提到了这个问题,我立即意识到,使用我所研究的工具应该可以解决这个问题。问:您是如何解决这些问题的?您的方法是什么?答:好吧,这有点技巧吗?也许,我可以说说有关我如何选择方法的。研究非常艰苦,一年有364天您可能将无法解决任何问题(直到第365天)。我实际上并没有受到过特别的训练,所以要弥补这一点,我要解答一些(数学)问题,这些问题使我在364天不成功的日子里发现了我正在思考的事情,这本来就是有趣的。然后,每天努力工作很有趣而且是很自然的事情,如果您长时间认真努力地工作,我想您也可能会解决您的问题。我还与一位很好的朋友和鼓舞人心的合作者一起解决了柯比问题。这也使每一天的工作辛苦但是自然地有收获。问:您最大的挑战是什么?如何克服这些挑战?答:我最大的挑战是在大学和早期的研究生院。我非常担心自己是否想要数学研究,甚至更担心自己是否足够聪明地进行数学研究。这削弱了我真正与学术界互动的能力以及我的工作。最终,我慢慢地了解到我热爱数学研究,至少我热爱三流形和四流形拓扑,而且没有“足够精通才搞数学研究”之类的东西。问:在该领域进行研究的重要性是什么?答:关于进行基础研究的重要性的论证很多,例如您永远都不知道会有什么有用的东西,因为它为将来的应用提供了基础。将来的应用是进行数学研究的特别强烈的动机。问:您的部门,无论是教职员工还是同行,在帮助您进行这项研究中发挥了什么作用?答:我认为不能低估拓扑小组在帮助我进行这项研究中所起到的作用。当我还是一个年轻的研究生时,我从年长的研究生和博士后那里学到了很多东西。他们抽出宝贵的时间和毫无保留的技术知识,更重要的是,许多人投入大量精力来开展研讨会,这些研讨会对质量有肯定的承诺,形成一个相互支持、努力工作、相互包容的团体。我仍然觉得这些结构和文化确实很有帮助,特别是当我在技术上不太熟练并且更缺乏安全感时尤其如此。另外,我的导师约翰·吕克(John Luecke)对我的的论文付出很多时间和非常耐心热情的支持。卡梅隆·戈登(Cameron Gordon)教授的指导以及他对这个令人难以置信的研究小组的领导,使我受益匪浅。我不能在此列出所有应该感谢的,成为这个团队中的一员是一种荣幸,如果没有它,我的成功机会大大减少。参考:https://www.quantamagazine.org/graate-student-solves-decades-old-conway-knot-problem-20200519/
“本文不必参考任何文献”近日一篇发表于2002年5月的论文因“参考文献”的第一句火了众多网友前来围观:是谁这么自信?但当大家看到论文作者钱伟长纷纷直呼“失敬了!”还有一些不明状况的网友好奇钱伟长是谁评论区秒变“大神安利区”↓↓↓高考物理只有5分却成为中国力学大师1912年,钱伟长出生在江苏无锡一个书香门第受家庭环境的熏陶钱伟长的国学功底非常扎实18岁那年他以中文和历史两个一百分的成绩考进了清华大学1931年9月18日“九一八”事变爆发钱伟长一夜之间做出一个决定:弃文从理,科学救国“我听了以后就火了。没飞机大炮,我们自己造!我下决心不学历史了,要学造飞机大炮。”钱伟长属于严重的“偏科生”在之前的录取考试中物理只考了5分数学、化学共考了20分英文因没学过得了0分决心科学救国后钱伟长除了吃饭睡觉全部时间和精力都扑在物理和数学上四年后他成为8名顺利毕业的学生之一并且成绩优异之后,钱伟长到加拿大学习拿到博士学位后又去美国做博士后师从世界导弹之父冯·卡门正当科研事业如日中天之时传来国内抗日战争胜利的消息钱伟长毅然选择了回国“国家需要的,我都干”回国一个勇敢而危险的决定他多次提出要回国但冯·卡门始终不点头1946年5月6日34岁的钱伟长只带了简单的行李和几本必要的书籍从洛杉矶乘船回国钱伟长的研究项目五花八门推导过13000个三角级数求和公式还研究过汉字计算机编码他参与创建北京大学力学系——开创了中国大学里第一个国际理论力学大会力学专业;招收中国解放后的第一批力学研究生;出版中国第一本《弹性力学》专著;开设了中国第一个力学研究班和力学师资培养班,创建上海市应用数学与力学研究所;与此同时开创了全国现代数学与力学系列学术会议,开创了理论力学的研究方向和非线性力学的学术方向。为中国的机械工业、土木建筑、航空航天和军工事业建立了不朽的功勋,被人称为中国近代“力学之父”,“应用数学之父”。钱伟长长期从事力学研究,在板壳问题、广义变分原理、环壳解析解和汉字宏观字形编码等方面作出了突出的贡献。1941年提出“板壳内禀理论”,其中非线性微分方程组被称为“钱伟长方程”。1954年提出“圆薄板大挠度理论”,获1956年国家科学奖二等奖。1979年完成的“广义变分原理的研究”,获1982年国家自然科学奖二等奖。1984年设计提出的“钱码”,获得1985年度上海市科技进步二等奖,在1987年全国科学大会上获银牌奖 。曾被授予波兰科学院院士,加拿大拉尔逊多科大学荣誉教授。1986年被选为加拿大多伦多赖尔逊学院院士。1988年获澳门东亚大学荣誉博士称号。1997年9月23日获何梁何利基金科学与技术成就奖 。共发表论文100余篇,其中包括《应用数学与力学论文集》等共约300余万字;还担任5种国际学术刊物的编委和一些国内学术刊物的顾问。曾创办《应用数学和力学》刊物,采用中英文两种文字,在国内外发行。著有《变分法及有限元》、《广义变分原理》、《穿甲力学》,合著有《弹性力学》 。“我回国以后,干过十几桩事情。有人骂钱伟长是万能科学家,我不理。我觉得国家需要的,我都干。”作为一名教育家,钱伟长提出了一套完整、丰富、系统、科学的中国高等教育理论,对中国高等教育理论的突出贡献。他提出了“拆除四堵墙”的办学理念 ;坚持“三制”(学分制、选课制、短学期制);注重培养学生的科学思想和人文思想 ;提倡和谐教育思想和美育思想 。在1949年至1956年的短短几年间,钱伟长为中国教育事业的发展做出了影响深远的贡献。作为主要执笔者之一参与制定了我国“十二年科技规划” 。1990年后,钱伟长还担任暨南大学的名誉校长和校董会董事长,漳州职业大学、沙洲工学院的名誉校长,南京理工大学、江苏工业大学、电子科技大学、西南交通大学、华侨大学等校的名誉教授,还任美国《应用数学进展》、《国际工程科学月刊》,荷兰《分析和设计工作中的有限元》,英国《薄壁构件》等杂志编委;乌克兰《应用力学》等杂志编委;《中国大百科全书》副主编;《简明不列颠百科全书》中文版编审委员会委员;《辞海》副主编;重庆出版社《现代化探索丛书》主编;科学出版社《应用数学和力学丛书》主编在生命的最后岁月里钱伟长最关心的是“培养具有创新能力的人才”他为建立上海大学倾尽心血2010年7月30日6时20分钱伟长病逝于上海,享年98岁2010年度感动中国十大人物颁奖词这样形容他从义理到物理,从固体到流体顺逆交替,委屈不曲荣辱数变,老而弥坚这就是他人生的完美力学!无名无利无悔,有情有义有祖国
他是北大的数学天才,因一篇论文得罪导师被打压,用30年走向巅峰在国内从不缺乏天才般的学生,每年都会诞生那么几个天才学生,他们从小就表现出异于常人的能力,这些学生只要经过培养,都会成为社会的精英人才,清华北大又是主要的人才培养基地和输出基地,每年都会收入很多天才学生,同时,也会送出很多天才学生。今天和大家说的这位天才学生就是毕业于北大,他是北大的数学天才,从小在数学上就表现出了突出能力,在北大更是大放光彩,在老师的培养下,实力更是突破很大,在当时的数学界可以说名声很大,在北京大学读完了本科,又攻读了硕士研究生,受当时的校长器重,送他出国去留学,希望能得到更好深造,将来在数学领域能有一番作为。这名学生叫张益唐,出生于上海,家庭背景很不错,母亲是政府机关的职员,父亲是大学教授,因为父母工作的原因,没有时间照看他,他一直跟着外婆生活,到了初中的时候,才去到父母的身边,张益唐的学习也一直不错,而且从小就对数学感兴趣,尤其是在接触了一版《十万个为什么》的图书,他开始发现自己特别喜欢数学,而且也有一定的天赋,这才让他在数学这条道路上越走越远。在1978年,他成功考入了北京大学的数学系,他接受了更优质的教育,能力也是有了很大提高,本科读完后,他又在北大攻读了硕士研究生,在这期间,他在数学上的天赋被老师们一致认可,在学校已经算是一个名人,而且当时深受校长的器重,为了让他有一个更好发展,学校推荐他去了美国的普渡大学深造学习,那时候拜师当时的数学家莫宗坚,因为他的优秀能力,也是深受导师的认可。事情的转折就发生在一篇论文上,他在准备论文的时候,选择了“雅可比猜想”,这是当时数学界的一个著名难题,就连知名数学家都不敢轻易涉足,张益唐却迎难而上,很多人认为他的行为很愚蠢,甚至是不自量力,可是,他仅用两年时间就完成了博士论文,并且成功证明了“雅可比猜想”,不过,他的证明是建立在导师莫宗坚的一个研究成果之上,当全世界知名的数学家都在研究他的论文成果时,结果发现了一个大问题,他的导师的研究成果有误,这就直接打翻了他的证明。他的导师对此很是生气,他也迎来了导师的打压,因为没有导师的推荐信,他找工作是屡屡碰壁,其中做过很多工作,当过服务员、洗碗工、外卖员,不过,他依然没有放弃数学,依然在业余时间学习数学,用了30年的时间,他解开了一道世界级数学难题“孪生素数猜想”,一时间,他的名字在数学界无人不知无人不晓,同时获得了“麦克阿瑟奖”和“晨星数学卓越成就奖”,他在数学界占有了一席之位,从此开始走向人生的巅峰。他的故事告诉我们,是金子总会发光,只要自己肯坚持,胜利最终会属于自己。大家对此怎么看呢?
“巾帼不让须眉,红颜更胜儿郎。”如今,随着时代的发展,女性凭借着自身的优点,在社会的各行各业上发光发热,成就不比男性差。甚至在科研和学术方面,女性研究者开始崭露头角,比如斩获2015年诺贝尔医学奖的屠呦呦。然而今天介绍的是,浙大的一名2017级硕士在读生连小梅。她不仅在读研两年间,获得不少的成就,还得到《人民日报》的报道赞扬。读研两年的成果:发表SCI论文13篇,其中第一作者论文5篇;申请了3项中国发明专利和3项国际发明专利;参加了华为中央硬件工程院的实习,获评优秀实习生;荣获浙江大学最高荣誉奖竺可桢奖学金。以上仅一个成就,都足以让她成为实至名归的学霸,然而她都占全了。那么,她的学霸之路,是如何造就的呢?钟情数学的学霸,高考失利改学化学连小梅出生于1993年,是泉港区前黄镇凤山村北洋自然村人,父亲在凤山村村委会工作,而母亲是家庭妇女。她从小就喜欢数学,并展露出这方面的天赋。而且学习非常勤奋,写完作业就自觉看书。尤其在初中的时候,成绩一直名列前茅,而且每次数学考试基本都是满分。2009年,连小梅参加了全国初中数学竞赛,并获得福建省赛区二等奖。高中考入泉州实验中学并留校住宿,因为成绩好有奖学金,所以三年高中基本是免费的。然而高考失利,连小梅只能放弃心爱的数学专业,在家人的劝说下,选择了湖南大学应用化学专业。穿实验服泡实验室,忘我研究斩获专利上大学后,小梅依旧保持高中的学习态度。而且,拥有较好数学思维的她,在化学研究上,一路攻城掠阵,收获匪浅。“针对一个实验,我能想到别人考虑不到的方面。”2017年,连小梅考上浙大硕士研究生,开始了真正的科研之路。此时,同龄的女生大都醉心于化妆打扮和约会。小梅则不然,她喜欢做实验,所以大部分时间她都穿着实验服,泡在实验室里潜心研究。而且每天不少于12小时,经常是别人都走了,她还留下来通宵研究。功夫不负有心人,读研的两年时间里,她总共发表SCI论文13篇,其中第一作者论文5篇。而且,她的论文还被《德国应用化学杂志》编辑评为TOP10%且受邀成为封面论文。同时,她还申请了3项中国发明专利和3项国际发明专利。拿下浙大最高奖学金,考虑读博今年暑假期间,连小梅获得华为中央硬件工程院的实习机会,期间她不仅参与了华为内部的研究项目,还参加了多个国内外知名会议。在今年十月份,连小梅作为研究生,获得浙大最高奖学金——竺可桢奖学金(3万元)。“原本我想硕士毕业后工作,但发现自己更喜欢科研,会继续读下去。”虽然连小敏的团队,对钙钛矿太阳能电池的研究,已经达到国际先进水平。但她表示还要继续努力,接下来会去以色列做更深入的合作交流。