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2019美国高中生数学建模比赛(HIMCM)题目

已有 3743 次阅读 2019-11-8 13:56 |个人分类:所见所闻|系统分类:海外观察| 2019himcm赛题

问题一:付费!

在我们的学校和社会生活中,我们生活在一个移动的电子世界。每天我们都要给电子设备充电。这些电子产品的范围从小件物品(手机)到大件物品(电动汽车)。而在我们自己家里,我们的家庭最有可能负责购买充电设备,然后为我们使用的电给电力公司/供应商付费。

 

公共场所不断增加电源插座、充电站,甚至电动汽车充电停车位。例如,许多机场最近翻新了他们的停车场、候机楼和飞机,以便为从便携式设备到汽车的一切东西充电。在一些地方,这些充电端口需要收费,但世界各地的许多公共场所都提供“免费”充电。但是,在机场、铁路终点站、学校、图书馆、购物中心、咖啡店和办公室等公共场所的这些“免费”充电点“插入”我们的电子设备会有什么影响呢?谁来买单呢?

 

1.   讨论近年来这类能源消费有何变化,以及将如何继续变化。识别能源(电力)和充电需求增加对公共场所的影响和需求。

 

2.   利用你所确定的影响和需求,为公共场所增加的需求和能源使用产生的成本建立一个模型。讨论这些费用的范围和支付方式。

 

3.   讨论你的模型如何改变,如果有的话,为不同类型的公共场所(例如学校、咖啡馆、咖啡店、机场、购物中心等)?

 

4.   应该采取哪些措施来降低公共场所增加能源使用的成本?这些计划的实施将如何调整您的成本模型?

 

5.   为校报写一篇一页的文章,描述你的发现和建议。

 

你的意见书应包括:

一页面汇总表。

目录

一页的新闻稿。

不超过20页的解决方案

 

注意:参考列表和任何附录不计入页面限制,应在完成解决方案后显示。


 

问题B:瓶子大战

世界各地的一些社区(校园、城镇、城市等)已经提出并实施了某种形式的塑料水瓶禁令。

 

马萨诸塞州康科德小镇的2013(人口约19000)成为第一个城市在美国禁止销售来自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶小于或等于1(34盎司)盛装水无气泡矿泉水,non-flavored(换句话说,白开水)[1]。瓶装水可以用其他类型的塑料或其他材料制成,也可以用PET瓶装调味水或苏打水、茶、果汁和其他非普通水饮料,无论大小,都可以销售。见附件FAQ文档。

 

支持这一行动的康科德公民陈述了各种理由,包括:对塑料垃圾和垃圾的关注,在塑料生产中使用化石燃料,产品运输排放,对供水含水层的破坏,以及企业不应该从出售免费资源中获利的信念。

 

自从康科德的禁令颁布以来,美国其他一些社区也颁布了单瓶装水禁令,其中最大的一个是旧金山市(人口约88.5),该市在2014年颁布了禁止销售单瓶装水的禁令。就在最近,旧金山机场决定遵守该市的法律,禁止销售一次性瓶装水,使其成为首个这样做的机场。

 

不是每个人都支持这些禁令,也不是每个人都认为这些禁令会对他们试图解决的问题产生任何影响。反对者包括国际瓶装水协会(IBWA),他们在旧金山禁令后表示,这些禁令会带来意想不到的后果,因为它们可能导致“更多的包装,更多的添加剂(如糖、咖啡因),以及比瓶装水[5]更大的环境影响。”“此外,正如我们在最近的世界新闻中所看到的,在一些地区(如无法获得/无法获得淡水)以及在某些情况下(如自然灾害、供水妥协),瓶装水是一种必要和关键的资源。

 

1.   模拟一个城镇或城市禁止销售单次使用的水瓶的影响。使用你的模型来讨论禁令对康科德镇和旧金山市的影响。

a.  确定禁止在一个城镇或城市内销售单瓶装水的可能影响(积极的和消极的)

b.  您需要哪些信息和数据来建模和度量这些影响?你如何收集这些信息和数据?(注意:您不需要实际收集信息和数据,但需要确定您需要什么以及如何获取。)

c.  建立一个模型或一组模型来测量禁止使用水瓶的影响。

d.  讨论您的模型在Concord和旧金山的应用。


 

2.   解决禁止在机场内销售单瓶装水的影响。这些影响与城镇或城市的禁令有何相似和不同之处?你对一个城镇或城市的最初模型将如何改变,如果有的话,在一个机场内模拟禁令的影响?

 

3.   讨论并建议可能改变康科德的水瓶禁令,或其他相关的社区措施,以增强有益的影响和减少不利的影响。使用您建议的更改来调整您的影响模型。说明你的新模式是否可以推广到更大的社区(如大城市、地区、州、国家)

 

4.   为当地报纸写一篇一页的文章,报道你的发现和建议。

 

你的意见书应包括:

一页面汇总表。

目录

一页的新闻稿。

不超过20页的解决方案


注意:参考列表和任何附录不计入页面限制,应在完成解决方案后显示。

 

附件:

 

马萨诸塞州康科德镇。规章制度。(更新于201319)关于单用途PET瓶饮用水的解释和执行细则的常见问题。

 

引用:

[1]  NBC新闻,美国新闻。(201297)这是美国第一个禁止销售塑料水瓶的城市。

 

[2]  马萨诸塞州康科德镇。规章制度。瓶装饮用水的销售。

 

[3]  山姆·莱文,《卫报》,美国版。(2017628)旧金山是如何引领瓶装水文化的?

 

[4]  CBS新闻,CBS早间新闻。(2019820)旧金山国际机场禁止使用水瓶。

 

[5]  国际瓶装水协会。(20131218)禁止瓶装水的提议并不符合旧金山人的最大利益。


 

术语表:

 

含水层。含有或传导地下水的地质构造。

 

加味的()——用添加剂(如甜味剂、果汁等)使之有味道。

 

含二氧化碳的水(也叫苏打水、汽水、煤气水)的起泡饮料。

 

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)-瓶由PET,塑料形式的聚酯和一种热塑性聚合物树脂。


 

关于单瓶装PET瓶饮用水的解释和执行细则的常见问题。更新于201319

 

 

1.       附例的生效日期是什么时候?

 

本章程自201311日起生效。

 

2.       我怎么知道哪些瓶子是PET做的?

 

几乎所有出售饮料的透明塑料瓶都是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETPETE)制成的。由PET制成的瓶子上有数字1/PETE,瓶子上有回收标志。最近,一些饮料开始以其他塑料制成的透明瓶出售;这些瓶子没有数字1和皮特包括在他们的回收符号。

 

3.       根据附例,什么类型的奶瓶是禁止销售的?

 

该条例禁止销售1(34盎司)以下的无气泡、无味的宠物瓶装饮用水。

只有PET制成的瓶子是禁止出售的。瓶装水可以用其他类型的塑料制成。

只禁止销售1升或更小瓶装的无气泡、无味的饮用水。果汁饮料、调味水和苏打水可以装在任何大小的瓶子里出售。这些类型的饮料包括调味水,如Vitaminwater®;运动饮料,如佳得乐®;能量饮料;苏打水和其他气泡饮料;苏打水;;果汁味和人工味饮料;和瓶装茶。

 

4.       添加了电解质或矿物质的无味水可以出售吗?

 

有几个品牌的瓶装非苏打水中添加了电解质和/或矿物质,但没有添加任何调味料。这些品牌包括但不限于OWaterSmartWater如果水是无味的,不起泡的,装在34瓶或更少的瓶子里,它可能不卖。

 

OWaterSmartWater(可能还有其他品牌)也生产添加了电解质或矿物质的调味水。瓶装调味水可以出售,无论大小。

 

5.       瓶装水(例如121升瓶装水或2412盎司瓶装水)可以出售吗?

不。每箱(<34盎司)的小瓶水的销售仍然是“单瓶装水(PET)”的销售,不管这些瓶子是如何包装和标签的。如果个人


箱内的瓶装水为1升或更少,且所售产品为无气泡、无味的饮用水,禁止销售,即使瓶子是按箱内数量包装的。

6.        可否在自动售卖机售卖瓶装水?

 

不,如果瓶子的容量为1升或更少,而销售的产品是普通的、无气泡的、无味的PET瓶装饮用水,则不会。

7.       瓶装水是否可以在体育赛事、公路赛、节日、戏剧表演、餐饮活动和类似场合等公民活动中出售?

不,如果瓶子的容量为1升或更少,而销售的产品是普通的、无气泡的、无味的PET瓶装饮用水,则不会。

8.       可以免费向顾客提供瓶装水或水杯吗?

 

是的。只禁止销售瓶装饮用水。水可以以任何形式免费提供。

9.       企业可否在派发瓶装水时张贴告示或摆出货柜询问顾客是否愿意自愿捐款?

不。通过募捐,一个企业本质上是要求支付水费,不管交易的性质是销售还是捐赠。

10.    如何执行细则?

 

市镇经理已指定卫生司为市镇的主要机构,负责确保条例得到遵守。20131月初,卫生部的工作人员将开始检查可能销售瓶装饮料的零售商店、餐馆和其他场所。卫生部门的工作人员将决定是否出售1升或更少的瓶装水。如果是这样,在第一次检查时,企业将发出书面警告。对违规企业的重新检查将在一周内进行。如果在第二次检查时出售瓶装水,企业将被处以25美元罚款的非刑事传票。在第三次及以后的检查中,如果销售瓶装水违反公司章程,公司将收到一张非刑事传票,罚款50美元。

11.   如果我认为我的业务被错误地发出非刑事传票,上诉程序如何?

该城镇的规章制度规定了对违反城镇规章制度行为的非刑事处理,而马萨诸塞州普通法第40章第21D节概述了上诉程序。任何人如欲对非刑事传票提出抗辩,可在收到传票后21天内,以书面形式向区域法院提出聆讯要求。




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