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title: MCM2020F
— The Place I Called Home…
1. 问题的综述
1.1 问题描述
1.1.1 问题综述
Nowadays, many researchers have done researches which bring the
miserable situation that the global environment has been facing during
the past decades to us human beings, who emphasize that the ecological
system will be worse inevitably if we maintain our living behavior. The
word Environmentally Displaced Persons (EDP) is used to describe some
people whose homeland becomes uninhabitable due to some environmental
stressors, for example, the climate change [1]; or describe groups of
persons who, for compelling rea sons of sudden or progressive changes in
the environment that adversely affect their lives or living conditions,
are obliged to leave their habitual homes either temporarily or
permanently, and who move either within their country or abroad [2].
There are many researchers identifying some of the island nations being
in the dan ger of sea levels rising. It is better for the EDPs to
relocate their address to safer places since their homeland is at the
risk of being drowned by the ocean. However, there are still many
problems they will meet in future, such as being discriminated as
refugees losing their own culture heritage, facing with difficulties in
being received by groups from different circumstances, and so on.
Fortunately, the United Nations High Commission on Refugees (UNHCR) has
discovered the dilemma the EDPs may meet. In a recent ruling during the
last several years [3], UNHCR has acknowledged that some of the EDPs can
be recognized as refugees. There are also many scholars who make
presentations to a number of international policymaking fora, helping to
raise the profile of these issues and to shape international responses
[4]. With receiving much assistance from politicians and scholars all
over the world, we are full of confidence that the problem of EDPs will
be brought to a satisfactory settlement in the upcoming years.
1.1.2 任务重述
In order to clarify our tasks, we simplify our team’s 5 tasks below:
Task 1. An analysis of the scope of the issue in terms of both the
number of people at risk and the risk of loss of culture. Task 2.
Proposed policies to address EDPs in terms of both human rights (being
able to resettle and participate fully in life in their new home) and
cultural preservation. Task 3. A description of the development of a
model used to measure the potential impact of proposed policies. Task 4.
An explanation of how your model was used to design and/or improve your
proposed policies. Task 5. An explanation, backed by your analysis, of
the importance of implementing your proposed policies.
1.2 参赛状况
1.2.1 选题情况
2020年的美国大学生数学建模竞赛,一共有20954支队伍参赛,其中有2327支队伍选择了F题,约占总参赛队的11.11%。
1.2.2 获奖情况
20954支队伍中有37支队伍获得O奖,其中33支队伍来自中国高校,4支队伍来自美国高校。
2. 问题的背景资料
2.1 问题应用背景
研究人员已经确认马尔代夫,图瓦卢,基里巴斯和马绍尔群岛等几个岛国由于海平
面上升而处于完全消失的危险中。当岛国的土地消失后,岛上的人口会发生什么或应该发生什么?当岛国的土地消失后,岛上的人口会发生什么或应该发生什么变化?
这些因为环境而流离失所的人(EDPs)不仅需要搬迁,而且还面临失去独特文化,语言和生活方式的风险。在这个问题上,我们请您从安置人员并保护文化的角度来仔细研究这个问题。有许多需要考虑的注意事项和问题,包括:这些EDPs会去哪里?什么国家会接受它们?从历史和现在来看,各国产生的温室气体并不均衡,这些温室气体加速了与海平面上升相关的气候变化,那么,产生温室气体最多的国家是否有更大的义务来解决这些问题呢?而且,谁有发言权决定这些失去国家的EDPs在何处安家?是像联合国这样的政府间组织,还是吸收这些人的各国政府?
2.2 问题技术背景
可分为以下4个子问题:
- 预测每年新增的可能受灾人数
- 确定每个国家的“收容能力”
- 比较收容国家中本地和外来文化的价值
- 推测难民为接受国带来的经济利益 这些都是需要考虑的方面,多角度的思考和优化也是建模比赛中的热点。
3.本问题的常用建模思路
- 线性拟合
- 熵权法
- Lotka-Volterra模型
4.模型的相关介绍
4.1模型一
4.1.1建模假设
假设受灾岛国是理想的圆锥。
4.1.2模型的解释与分析
根据历年海平面上升的数据,我们用线性拟合,发现结果特别良好,所以得到结论:每年海平面固定上升某一数值。另外可以根据全球人口分布和占比估算可能受灾国家的人数,并预测每年新增的可能受灾人数(EDPs)。最后还假设了受灾岛国是理想的圆锥。这个模型为以后的计算提供了理论依据和基本假设。
4.1.3实验结果
根据猜想的线性关系,使用数学工具拟合,发现数据平均分布在直线两侧,说明线性拟合结果良好。
4.1.4可视化
简单地把拟合后的图和原始数据画在坐标系上。
4.2模型二
4.2.1建模假设
根据模型一产生的几个假设,我们确立了以下四个评估指标:Greenhouse gas
emissions (GG), Arable land per person (AL), GDP per capita (GDP) and
Freshwater resources per capita (RFR)。
4.2.2模型的解释与分析
利用熵权法(处理信息熵,并归一化)确定四个指标的权重,最后带入各个国家的数据并计算出一个综合的数值来确定每个国家的“收容能力”。
4.2.3实验结果
信息熵是对不确定性的一种度量,从某种角度来看:
不确定性越大,信息熵就越大,包含的信息量越大,对应的权重越高;
不确定性越小,信息熵就越小,包含的信息量越小,对应的权重越低。
先将所有的指标转化为极大型指标,然后算标准化矩阵(为了排除量纲不不统一带来的影响)。
接下来算概率矩阵和信息熵,最后归一化,得到权重,综合得分就是权重乘上原始得分的求和,再把综合成绩算权重,再归一化,得到每个国家的“责任”占全世界责任的百分比。
基本是直接套用公式,计算起来没有难度,主要是难在数据搜集和整理。
4.2.4可视化
将数值实验中算出的权重列表,再列一表计算综合分数。
4.3模型三
4.3.1建模假设
一通假设和论证。
4.3.2模型的解释与分析
第三个模型用于比较收容国家中本地和外来文化的价值,采用Lotka-Volterra模型。经过一通假设和论证,得到结论:如果一个国家接受一定限度内的难民,结果是两种文化都会得到发展,本国文化更加多元化,而受灾国家文化也得以延续。
4.3.3实验结果
模型怎么来的没看懂。直接套用现成的实例,可以计算出一个合适的难民比例,在这个比例附近接受难民,可以给与难民和本国国民都能活下去的生存空间。这是考虑人道主义的结果。
4.3.4可视化
4.4模型四
4.4.1建模假设
难民被收容以后吃苦耐劳,能创造相当于人均国民生产总值75%的价值,并且吃苦耐劳,愿意工作。
4.4.2模型的解释与分析
可以模拟如下的一个过程:一个难民被接受国接受以后经过一年的适应和培训,就发展成了接受国内的一个劳动力。接受国一开始会投资一笔钱来培训难民,数年之后这个难民创造的经济效益远高于当初的投资,所以从长远的角度来看,这笔投资对难民和对接受国都是值得的,是双赢的选择,但是接受的数量不能过多,否则会短时间加重国家的负担。
4.4.3实验结果
可以看出这组同学完全是根据“网上”搜集的数据加上理想化的假设得到了“难民能产生很多价值”的结论。没有经过分析和论证,直接政治正确,或许也是分析考题的一种思路。
4.4.4可视化
把不知道从哪搞来的数据化成表格。
5.对于模型优劣的分析
5.1模型的优势
- 我们的模型在保护国际法方面考虑到今天气候移徙者的困境。现有的国际难民公约、国际人权法、气候变化立法等对气候移民保护不足,使得气候移民难以通过诉讼等方式获得保护。因此,我们建议联合国对气候移民有一个统一的定义,并制定相关的国际法律框架和法律机制,这对保障难民的生命权、健康权和食物权等基本人权具有重要意义。
- 在我们之前的分析中,有人指出,接收国可能无法满足电子数据接收者的生存需求。如果强制接收多余的电子数据,将对接受国的社会稳定和经济发展产生不利影响,这将进一步导致接受国接受电子数据、援助支持的意愿和容忍度下降。因此,基于责任与碳排放关系的公平性,我国政策对受援国的责任分配也考虑了受援国的自然资源和经济实力。减少接收国生活中由于电子数据处理的存在而产生的冲突、犯罪等社会问题的风险。这反映了我们模型的合理性和重要性。
- 文化承载着人们的价值观和认同感。在我们的分析中,我们指出不同的文化遗产属性在海平面上升的不同阶段有不同程度的影响。在完善政策方面,我们建议建立保护EDP文化的多边合作机制,并进一步提出对未受破坏文化的统计和管理评估政策。从长远来看,它将为更复杂的EDP文化保护问题提供坚实的基础。
- 宗教作为人类社会发展中的一种特殊文化现象,是人类传统文化的重要组成部分,它影响着人们的思想观念、风俗习惯等方面。在政策的完善中,我们提出了宗教移民的安置原则,这对于降低移民引发的宗教冲突风险具有普遍意义。
5.2模型的不足
- 我们只考虑了由于风险而从小岛屿发展中国家直接移民海平面的变化,没有考虑次生灾害的影响,生态破坏和环境污染对人类生存和发展的影响这是由于它的上升引起的。
- 我们的政策没有考虑到各国在接受电子数据处理过程中的不同发展,以及复杂多变的国际形势等。通过模型计算,这导致了一些发展中国家由于当前经济疲软而遭受的长期损失。但事实上,其中一些发展迅速,很有可能在一段时间后,在接收EDP的过程中扭亏为盈。由于战争、大规模突发灾害等原因,国家可能会遭受经济损失和社会稳定急剧下降,无法继续接收EDP。例如,乌克兰的民主政治危机及其导致的经济衰退和社会稳定使该国无法完全接受分配的EDP。因此,我们完善了政策根据碳排放、经济发展和人均资源,定期更新责任国家的选择和责任分配(暂定5年)。被联合国承认为特殊情况的国家可以减少或免除对电子数据处理的接收。
- 初步数据和模型显示,一些发展中国家正处于大力发展工业建设的时期。他们的碳排放量高于一些欠发达国家或已经完成工业建设的发达国家,这使得他们成为负责任的接收者。然而,难民的接收已经对国家的经济产生了不利的影响,甚至国家援助也不能保证这些难民的生存需求。
6.可以继续讨论的问题
- EDP基金会必须与其他文化保护组织合作,进行多边文化保护。同时遗产灾害风险防范是文化遗产保护的重要理念和活动之一,是文化遗产的重要内容。
- 联合国成立难民基金会,该基金会由联合国难民署负责。该基金会主要向受援国提供支持,并协助edp国家开展文化保护工作保护发展中国家的发展需求和对难民人权。
7.参考文献
[1] Camillo Boano, Roger Zetter, Tim Morris Environmentally displaced
people Understanding the linkages between environmental change,
livelihoods and forced migration.
https://www.unicef.org/socialpolicy/files/Environmentally_displaces_people.pdf
[2] IOM (International Organisation for Migration)2007 Discussion
Note: Migration and the Environment (MC/INF/288-1November2007-Ninety
Fourth Session) International Organization for Migration, Geneva. 14
February
[3] Climate Refugees Refused UN Protection & Denied Rights Under
International Law. http://www.ipsnews.net/2019/12/climate-refugees-refused-un-protection-denied-rights-international-law/
[4] Environmentally Displaced People - Refugee Studies Centre. https://www.rsc.ox.ac.uk/policy/environmentally-displacedpeople
修改记录
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