项目
从问题到证据
记录建模、数据分析与软件开发中的方法、结果和局限。
总览
项目目录
9 个项目，覆盖建模、数据分析与软件系统。
- 09
- 项目主题
- 04
- 竞赛建模
- 03
- 数据分析
- 02
- 软件系统
数学建模 · 音频智能
VocalPureNet 音频编码与去噪优化
兼顾音质、体积与计算开销。
问题
多目标权衡
比较常见格式，并针对不同音频与噪声选择处理策略。
方法
时频特征与双流网络
提取时频特征，以双流 U-Net 完成噪声分类和人声去噪。
结果
自适应优于固定参数
文件缩小 25.49%，失真降低 70.78%，14 类噪声识别率约 95%。
局限
复杂噪声仍需增强
高频带状噪声和重叠噪声仍是薄弱场景。
数学建模 · 工程可靠性
芯片封装热弹性参数优化
分析热膨胀失配与结构缺陷对封装可靠性的影响。
建模
多层复合结构
用混合法则和层合板模型估算等效材料参数。
仿真
有限元与敏感性分析
分析材料、尺寸和缺陷分布对 BGA 角点响应的影响。
结果
关键参数
角点位移 3.82×10⁻² mm，等效 CTE 22.86 ppm/°C，等效模量 27.75 GPa。
价值
连接理论与工程
为参数选择和薄弱位置识别提供量化依据。
数学建模 · 组合优化
城市垃圾分类运输路径优化
在多重约束下平衡成本与碳排放。
方法
分区、构造与改进
结合节约算法、K-means、最近邻和模拟退火优化路线。
约束
现实调度条件
考虑垃圾类型、车辆容量、行驶时长、中转站和路网限制。
结果
可执行的调度方案
形成 9 辆车方案，并评估选址、十年成本和日碳排放。
验证
稳定性与敏感性
通过 30 次运行、路径可视化和敏感性分析检查结果。
数学建模 · 协同优化
无人机烟幕投放策略优化
联合建模三维运动、遮蔽几何与协同搜索。
模型
运动与遮蔽判定
用位置函数、点到线段距离和离散时间步判断有效遮蔽。
优化
DE、GA 与 SA
搜索航向、速度、投放时刻、起爆延迟与任务分配。
结果
由单弹扩展到多机
单弹有效遮蔽 4.9 s，三机协同达到 16.1 s。
局限
模型仍可细化
后续可加入更真实的空气动力与不确定性因素。
数据科学 · 分布式分析
MovieLens 用户电影偏好分析
在三节点 Hadoop 集群上完成百万级评分分析。
数据工程
HDFS + Hive
设计目录与数据表，完成清洗、关联和聚合。
发现
热度、口味与评分
热门影片评分更集中，观影范围更广的用户评分更严格。
局限
样本与画像
样本约占 3%，且缺少人口统计信息，结论以描述为主。
下一步
从统计到推荐
可继续加入协同过滤、用户聚类与评分预测。
数据科学 · 机器学习
泰坦尼克号生存预测
比较三种分类模型的性能与解释性。
流程
探索与预处理
处理缺失值和类别编码，统一划分训练集与测试集。
比较
三个分类器
使用准确率、混淆矩阵与 ROC–AUC 评价模型。
结果
随机森林表现最佳
随机森林准确率 83.41%、AUC 0.889，高于另外两种模型。
取舍
性能与解释性
随机森林更稳定，逻辑回归和决策树更易解释。
软件开发 · Java
校园失物招领系统
面向对象设计的命令行信息管理系统。
功能
用户与信息管理
支持账户操作、游客访问和失物招领信息管理。
结构
分层与复用
按实体、服务、菜单和入口分层，复用校验与异常处理。
存储
轻量文件持久化
用文本文件保存用户及信息状态，不依赖数据库。
健壮性
边界与异常处理
处理文件缺失、日期格式和输入缓存等常见问题。
全栈实践 · Supabase
双语留言板与安全管理后台
支持公开留言、管理员回复与内容管理。
数据
Postgres 留言存储
保存留言、时间、公开状态和管理员回复。
权限
RLS 行级安全
访客只能读取公开内容并提交受限字段，管理员拥有管理权限。
认证
密码与 TOTP 双重验证
使用 Supabase Auth 与 AAL2 级 TOTP 验证保护后台。
防护
输入约束与限流
结合长度校验、蜜罐和数据库触发器限制滥用。
统计实践 · 多元分析
多元统计分析实验
将推断、分类和降维方法用于多指标数据。
推断
多元均值检验
使用 Hotelling T² 与 Wilks’ Lambda 检验均值差异。
分类
聚类与判别
比较多种聚类方法，并建立判别函数。
降维
主成分与因子分析
用主成分和旋转因子解释指标结构。
认识
量纲影响结论
比较标准化前后的结果，检验变量尺度影响。