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兰州大学研究生团队在“华为杯”第二十届中国研究生数学建模竞赛大赛中荣获佳绩

日期:2023-12-26点击数:

由教育部学位管理与研究生教育司指导,中国学位与研究生教育学会、中国科协青少年科技中心主办,东南大学承办的“华为杯”第二十届中国研究生数学建模竞赛颁奖典礼暨二十周年庆祝大会在12月15日至12月17日在东南大学举行。兰州大学研究生团队在本次赛事中荣获全国一等奖1项、二等奖9项、三等奖16项,成功参赛奖若干项。




大赛介绍:

“中国研究生数学建模竞赛”是由教育部学位管理与研究生教育司指导,中国学位与研究生教育学会、中国科协青少年科技中心主办的“中国研究生创新实践系列大赛”主题赛事之一,是面向在校研究生进行数学建模应用研究的学术竞赛活动,是广大在校研究生提高建立数学模型和运用互联网信息技术解决实际问题能力、培养科研创新精神和团队合作意识的大平台。

中国研究生数学建模竞赛的发展起源于2003年由东南大学发起并主办的“南京及周边地区高校研究生数学建模竞赛”,2004年更名为全国研究生数学建模竞赛,2013年被纳入教育部学位中心主办的中国研究生创新实践系列大赛。2017年参赛高校扩大到国外高校,再次更名为“中国研究生数学建模竞赛”。

2023年9月22-26日,由华为技术有限公司赞助,东南大学承办的“华为杯”第二十届中国研究生数学建模竞赛顺利举行,本次赛事共有来自国际和全国各省、自治区、直辖市、特别行政区共507个研究生培养单位的19898队研究生交卷参赛。按竞赛章程,评选出一等奖200队(获奖比例为1.01%),二等奖2659队(获奖比例为13.36%),三等奖3981队(获奖比例为20.01%),总获奖队数6840队,总获奖比例34.38%,其余大多数队获成功参与奖。



全国一等奖获奖团队——澳门银银河app下载“努力进答辩队”团队

指导老师:李周平教授

队长:何婷婷,2022级应用统计专业研究生(导师:李周平 教授)

队员:于浩洋,2022级应用统计专业研究生(导师:李周平 教授)

队员:朱新彧,2022级概率论与数理统计专业研究生(导师:李周平 教授)

参赛项目名称:基于双偏振订正NowcastNet 的短临降水估测研究

项目介绍:

我们团队选择的题目是强对流天气降水临近预报问题(F题)。强对流天气是造成社会经济损失、危害生命安全最严重的一类灾害性天气;该类天气具有突发性和局地性强、生命史短及灾害重等特点,其中,强对流天气降水临近预报问题是天气预报业务中的难点。本次赛题的建模任务主要包括两个方面:一、基于大赛提供的双偏振雷达资料和降水数据,构建雷达回波外推预测模型来提取双偏振雷达资料中的微物理信息,同时缓解雷达回波外推预测的模糊效应;二、建立定量降水估测模型,评估双偏振雷达资料在降水定量估测中的贡献,并优化双偏振雷达资料的数据融合策略。

为了有效应用双偏振雷达信息对强对流降水做出更准确的短临预报,我们团队将NowcastNet 模型作为强对流降水预报的主体,结合模糊逻辑算法和路径综合衰减算法对双偏振雷达资料进行订正,进行了基于双偏振订正 NowcastNet 的雷达回波外推预测研究。我们发现相较于基于卷积和循环神经网络的深度学习雷达外推预测方法,如ConvLSTM、 PredRNN 及 PredRNN-v2,基于深度生成网络的NowcastNet 模型在进行雷达回波外推预测中能够有效提取双偏振雷达资料中的微物理信息,并极大程度上缓解预报的模糊效应。

针对强对流降水的定量估测问题,我们团队对建模数据进行了采样匹配与质量控制,并从不同角度寻找了雷达反射率与降水量的关系式;另外基于分层贝叶斯线性回归模型得到的雷达反射率与降水量的关系式和双偏振订正NowcastNet 的雷达回波外推预测结果定量评估了双偏振雷达资料在降水估测中的贡献。我们发现基于双偏振订正 NowcastNet 的短临降水估测结果的临界成功指数(CSI)相较于不进行双偏振订正的预测结果提升约5.65%。最后,我们团队利用 XGBoost模型进行了不同高度下的双偏振雷达资料融合策略建模分析,发现使用不同高度的双偏振雷达资料可以优化强对流降水临近预报的建模效果。

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