HIMCM 是一项综合性极强的竞赛,不仅考验学生的数学建模能力,还涉及数据处理、算法实现、结果分析及学术写作等多个方面。通过系统的备赛策略和科学的团队协作,参赛者可以在比赛中发挥出最佳水平,取得优异成绩。
HIMCM 核心考察内容
1.数学建模方法模块(核心,占比 40%)
预测模型
回归分析(线性/非线性):用于预测变量之间的关系。
时间序列分析(ARIMA 模型):适用于时间序列数据的预测。
机器学习预测(随机森林、LSTM):用于处理复杂的数据集和非线性问题。
优化模型
线性规划(LP):解决资源分配问题,如最小成本或最大收益。
整数规划(IP):用于决策变量必须为整数的问题。
多目标规划:在多个目标之间进行权衡,如成本与效益的平衡。
评价模型
层次分析法(AHP):用于多指标决策,通过成对比较确定权重。
模糊综合评价:处理不确定性和模糊性的决策问题。
动态模型
微分方程:描述随时间变化的动态过程,如人口增长、疾病传播等。
系统动力学模型:用于模拟复杂的系统行为,如经济系统、社会系统。
2.数据处理与算法模块(重点,占比 25%)
数据获取
从公开数据平台(如 Kaggle、世界银行数据库)获取数据,或通过合理假设生成模拟数据。
数据预处理
缺失值填充(均值/中位数法)
异常值剔除(3σ 原则)
数据标准化(Z-score)
算法实现
使用 Python(Scikit-learn 库)实现回归或分类算法。
使用 Matlab 求解微分方程。
使用 Lingo 处理线性/整数规划问题。
3.结果分析与优化模块(进阶,占比 20%)
灵敏度分析
检验关键参数(如模型假设中的增长率)变动对结果的影响,验证模型稳定性。
误差分析
计算预测值与实际值的偏差(如 RMSE、MAE),解释误差来源。
方案优化
基于模型结果提出可行建议(如“根据污染扩散模型,建议在下游 3 公里处设置拦截点”)。
考察形式:
用图表展示分析结果(如灵敏度曲线、误差直方图),并结合现实场景解读。
高分关键:不回避模型局限性,需客观讨论“假设不成立时的应对方案”,体现批判性思维。
4.学术报告与表达模块(基础,占比 15%)
结构规范
报告需包含摘要、问题重述、模型假设、模型构建、求解过程、结果分析、结论与建议、参考文献 8 个部分。
图表规范
使用 Origin/Excel 绘制专业图表,标注坐标轴、单位与图例,避免模糊不清的示意图。
英文表达
使用学术化语言(如“we propose a model”而非“we made a model”),避免语法错误与口语化表述。
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