选题

A Resource Availability and Sex Ratios

这项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。您的团队应该开发和检查一个模型,以提供对生态系统中产生的交互的见解。

七鳃鳗在幼虫阶段的发育速度决定了它们的雌雄。这些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,生长速度会更低,雄性的比例可以达到人口的78%左右。在食物更容易获得的环境中,据观察,雄性的比例约占人口的56%

要研究的问题包括:

  • 当七鳃鳗的种群可以改变其性别比例时,对更大的生态系统有什么影响?
  • 七鳃鳗种群的优势和劣势是什么?
  • 考虑到七鳃鳗性别比例的变化,对生态系统稳定性的影响是什么?
  • 在七鳃鳗种群中具有可变性别比例的生态系统能否为生态系统中的其他物种(如寄生虫)提供优势?

相关思路和文献

  • 幼虫的生长速率决定性别
  • 幼虫时期以浮游生物为生
  • 雄性少于雌性,竞争加剧,死亡率上升
  • 雄性多于雌性,生育率低
  • 性别比例影响出生率和死亡率,从而间接通过食物链食物网影响到更大的生态系统。
  • 分为原生地和作为入侵物种两种情况,后者的猎物死亡率更高
  • 生命周期平均6年,最长20年
  • 产卵后大概率会死亡
  • 七鳃鳗的生命周期取决于其种类和生活环境。一般来说,七鳃鳗的生命周期包括三个阶段:幼体期、变态期和成体期。幼体期通常在淡水中度过,时间长达3-7年,甚至更久。变态期是七鳃鳗从幼体向成体转变的过程,持续几个月。成体期是七鳃鳗的最后一个阶段,一般在海洋中寻找食物和繁殖伙伴,时间约为1-2年。因此,七鳃鳗的平均寿命大约为5-10年,但也有个体能活得更久或更短的情况。

Q1

当七鳃鳗的种群可以改变其性别比例时,对更大的生态系统有什么影响?

设置初始参数(自身种群初始数量、竞争者种群初始数量、食物初始数量、捕食者初始数量、性别比例、老幼比例、生命周期(幼年转换成年的时间,成年的寿命)、繁衍存活率、死亡率(幼年/成年))

通过下游动物以及当前七鳃鳗种群数量来决定性别比例的变化率

添加波动和扰动项

Q2

对于七鳃鳗来说的优势和劣势,(指标体系?)

Q3

稳定性的指标评价体系

Q4

对于寄生虫种群的优势

灵敏度分析

  • 分类讨论分布地点,分析各种参数的变化,例如洄游路径等,或者是否属于入侵物种从而影响捕食致死率
    • 海七鳃鳗被认为是五大湖地区的一种害虫。该物种原产于纽约和佛蒙特州的内陆手指湖和尚普兰湖。它是否原产于安大略湖,它在 1830 年代首次被发现,还是通过 1825 年开通的伊利运河引入的尚不清楚。[21]1919年对韦兰运河的改进被认为使其从安大略湖蔓延到伊利湖,虽然它在这两个湖中都不丰富,但它很快传播到密歇根湖,休伦湖和苏必利尔湖,在1930年代和1940年代,它摧毁了土著鱼类种群[22]。
  • 寿命和排卵的周期好像不一样
  • 幼虫小食性菊科动物通常在河流和溪流的基质中度过 3-7 年,然后经历一段具有显着形态和生理变化的期。在大约 3 个月的时间里,它们从根本上从基质栖息的滤食性动物转变为自由游泳的寄生性食性动物,并向下游迁移到海洋。在海洋环境中,海七鳃鳗经历了一段快速生长的时期,2年后,成虫重新进入淡水并向上游迁移,在那里产卵和死亡发生

    参考文献

    1961年的nature

    画图

  • 第一问的结果美化
  • 食物链/食物网
  • 生命周期
  • 洄游路径

    B Searching for Submersibles

    建立一个模型来预测潜水器随时间的位置。与在陆地或海面上进行的典型搜救不同,有缺陷的潜水器可能会发现自己位于海底或水下某个中性浮力点。它的位置可能进一步受到洋流、海洋中不同密度和/或海底地理的影响。
  • 定位 开发一个模型,预测潜水器随时间的位置。
    • 与这些预测相关的不确定性是什么?
    • 在事故发生之前,潜水器可以定期向主船发送哪些信息来减少这些不确定性?潜水器需要什么样的设备?
  • 准备 如果有的话,你会建议公司在必要时在主船上携带什么额外的搜索设备来部署?您可以考虑不同类型的设备,但也必须考虑与该设备的可用性,维护,准备和使用相关的成本。如果有需要,救援船可能需要携带哪些额外设备来协助?
  • 搜索 开发一个模型,该模型将使用您的位置模型中的信息来推荐设备的初始部署点和搜索模式,从而最大限度地减少寻找失踪潜水器的时间。确定找到潜水器的概率作为时间和累积搜索结果的函数。
  • 外推 你的模型如何扩展到其他旅游目的地,如加勒比海?你的模型将如何改变,以考虑多个潜水器在同一附近移动?

C Momentum in Tennis(数据分析)

开发一个模型,捕捉得分发生时的游戏流程,并将其应用于一场或多场比赛。你的模型应该识别出哪名球员在比赛的特定时间表现更好,以及他们的表现有多好。提供基于您的模型的可视化来描述匹配流。注:在网球比赛中,发球的选手赢得得分/比赛的可能性要大得多。您可能希望以某种方式将此因素纳入您的模型中。

  • 一位网球教练怀疑“势头”在比赛中是否起作用。相反,他假设一个玩家在游戏中的波动和成功的运行是随机的。使用你的模型/指标来评估这种说法.
  • 教练们很想知道是否有一些指标可以帮助确定比赛流程何时会从一个球员转变为另一个球员。
    • 利用至少一场比赛提供的数据,建立一个模型来预测比赛中的这些波动。哪些因素似乎最相关(如果有的话)?
    • 考虑到过去比赛中“动量”波动的不同,你如何建议一名球员与另一名球员进行新的比赛?
  • 在一个或多个其他比赛中测试你开发的模型。你对比赛结果的预测有多准确?如果模型有时表现不佳,您能否确定可能需要包括在未来模型中的任何因素?您的模型对其他比赛(如女子比赛)、锦标赛、球场表面和其他运动(如乒乓球)的通用性如何?
  • 提交一份不超过25页的调查报告,并包括一到两页的备忘录,总结你的结果,并就“势头”的作用向教练提出建议,以及如何让球员准备好应对影响网球比赛过程的事件。

D Great Lakes Water Problem(网络模型)

特别是,如果从湖中排出或蒸发的水太少,那么可能会发生洪水,沿岸的家庭和企业也会受到影响;如果排水过多,那么大型船只就无法通过水路运送补给和支持当地经济。主要问题是调节水位,使所有利益相关者都能受益。

首先是为五大湖建立一个网络模型,并将从苏必利尔湖到大西洋的河流连接起来。你的主管提到的其他一些可选的考虑因素或问题是:

  • 确定五大湖在一年中的任何时间的最佳水位,考虑到不同利益相关者的愿望(每个利益相关者的成本和收益可能不同)。
  • 根据湖泊的流入和流出数据,建立算法以保持五个湖泊的最佳水位。
  • 了解您的控制算法对两个控制坝流出的敏感性。根据2017年的数据,您的新控制措施是否会让各利益相关者满意或优于当年的实际记录水位?
  • 你的算法对环境条件的变化(例如,降水、冬季积雪、冰塞)有多敏感?
  • 将您的广泛分析集中在影响安大略湖的利益相关者和因素上,因为最近对该湖的水位管理有更多的关注

IJC还对您使用什么历史数据来通知您的模型和建立参数感兴趣,因为他们很想比较您的管理和控制策略与以前的模型的比较。向IJC领导提供一页备忘录,说明您的模型的关键特性,以说服他们选择您的模型

E Sustainability of Property Insurance

ICM希望确定如何最好地部署财产保险,使系统具有弹性,以支付未来索赔的成本,同时确保保险公司的长期健康。如果保险公司不愿意在太多的情况下承保保单,他们就会因为客户太少而倒闭。相反,如果他们承保风险太大的保单,他们可能会支付太多的索赔。

保险公司应在什么情况下承保保单?他们应该在什么时候选择冒险?业主能做些什么来影响这个决定吗?为保险公司开发一个模型,以确定他们是否应该在极端天气事件数量增加的地区承保保单。使用不同大陆上经历极端天气事件的两个地区来演示您的模型。

F Reducing Illegal Wildlife Trade

非法野生动物贸易对我们的环境造成负面影响,并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。
开展一个以数据为基础的5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。为此,必须为该客户端选择一个客户端和一个适当的项目。

你的工作应该探索以下子问题:

  • 谁是你的客户?客户实际能做什么?(换句话说,你的客户应该有权力、资源和兴趣来实施你提出的项目。)
  • 解释为什么你开发的项目适合这个客户。从已发表的文献和你自己的分析中,有哪些研究支持你的项目选择?使用数据驱动的分析,你将如何说服你的客户这是一个他们应该承担的项目?
  • 您的客户需要哪些额外的权力和资源来执行该项目?(记住要使用假设,但也要尽可能地将你的工作建立在现实的基础上。)
  • 如果项目实施了,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?你做了什么分析来确定这个?
  • 项目达到预期目标的可能性有多大?此外,基于上下文化的敏感性分析,是否存在可能不成比例地帮助或损害项目实现其目标的能力的条件或事件?

如果您选择在解决方案中利用复杂性框架,请务必通过讨论此建模决策的优点和缺点来证明您的选择是正确的。

此外,你的团队必须提交一份1页的备忘录,为你的客户提供要点,突出你的5年项目建议,以及为什么这个项目适合他们作为客户(例如,获取资源,他们的任务的一部分,与他们的使命宣言一致,等等)。
评委们将在客户的选择以及在整个分析过程中使用的适当建模过程的选择和论证中特别寻找创造力。他们还将寻找阐述(1)在客户和拟议项目之间建立牢固的联系,(2)在数据分析和拟议项目的设计之间建立清晰而直接的联系。

客户:将执行拟议项目的参与者。它们可以是官方行为者(政府或准政府)或非官方行为者(非政府组织)。
非法野生动物贸易:走私、偷猎、捕获或收集濒危物种、受保护野生动物或这些物种的衍生物/产品。

讨论

MCM

A

B(x)

C

ICM

D

E
没有很好的

F(语文建模)