一年一度，万众瞩目的“美赛”成绩公布了，“美赛”不是全球大学生选美比赛，而是美国大学生数学建模竞赛的缩写，MCM(TheMathematicalContestinModeling数学建模竞赛)和ICM(InterdisciplinaryContestinModeling跨学科建模竞赛)。
现在，请大家跟着模小数的脚步，一起看看今年美赛成绩如何，今年的特等奖（Outstanding）花落谁家呢？下面我们用Python进行大数据挖掘和数据可视化，去探索数据背后的秘密。
01
基本信息
参赛队伍
今年累计有26112个队伍参赛，比去年19122个增加了6990个队伍。其中今年包括：10053个队伍参加MCM（38.5%），16059个队伍参加ICM（61.5%）。
在成绩表里面共有7列，分别是：队号、学校、国家、指导教师、题目、奖项和附加奖项，其中附加奖项指的是获得列特等奖后，额外获得的奖项。
图1.成绩表
02
选题情况
今年美赛选题情况为：4487个队伍选A题（45%），3105个队伍选B题（31%），2461个队伍选C题（24%），5551个队伍选D题（35%），3521个队伍选E题（22%），6987个队伍选F题（43%）。
表1.今年美赛选题情况
MCM
ICM
选题
A
B
C
D
E
F
队伍数
4487
3105
2461
5551
3521
6987
比例
45%
31%
24%
35%
22%
43%
图2.今年美赛选题情况
03
学校情况
今年美赛共有来自国内外的1641所学校参赛，参赛队伍最多的前10名学校如下表所示：
表2.参赛队伍最多的前10名学校
排序
参赛学校
队伍数量
1
SouthwestUniversity
405
2
XIDIANUNIVERSITY
386
3
DalianUniversityofTechnology
373
4
JilinUniversity
5
HuazhongUniversityofScienceandTechnology
324
6
ShanghaiJiaoTongUniversity
309
7
BeihangUniversity
301
8
SouthChinaUniversityofTechnology
297
9
BeijingUniversityofPostsandTelecommunications
277
10
NorthwesternPolytechnicalUniversity
269
图3.参赛队伍最多的前10名学校
04
国家情况
今年美赛共有来自全球22个国家参赛，参赛队伍最多的前8名国家如下表所示：
表3.参赛队伍最多的前8名国家
参赛国家
China
21155
USA
232
UnitedKingdom
14
Canada
11
Malaysia
Australia
Indonesia
Singapore
图4.参赛队伍最多的前8名国家
05
获奖情况
到了最激动人心的时刻了，今年美赛共有来自全球22个国家，26112个参赛队伍参赛，获奖队伍数量和获奖比例如下表所示：
表4.2021年美赛获奖队伍数量和获奖比例
成绩
比例%
获奖
OutstandingWinner
17
19
Finalist
284
2%
1%
MeritoriousWinner
697
7%
1191
HonorableMention
2414
2909
18%
SuccessfulParticipant
6400
64%
11036
69%
未获奖
Unsuccessful-I
26
43
Disqualified-P
204
551
3%
NotJudged
那么获奖的这些队伍都是来自哪些国家呢？我们来看看。
国旗
国家
奖项
24
528
1714
4638
22
Ireland
Germany
06
特等奖情况
到了最激动人心的时刻了，今年美赛共有来自全球22个国家，26112个参赛队伍参赛，累计有36个队伍荣获特等奖，其中，A题6个，B题5个，C题6个，D题8个，E题5个，F题6个。
非常值得骄傲自豪的是：中国队伍几乎囊括包揽了所有的特等奖，特等奖中中国队伍的占比分别是：A题100%，B题100%，C题66.7%，D题87.5%，E题100%，F题100%。具体特等奖的名单和学校如下表所示：
表9.2021年美赛具体特等奖的名单和学校
学校
特等奖
BeijingInstituteofTechnology
JiangnanUniversity
ChongqingUniversity
CentralSouthUniversity
UniversityofElectronicScienceand
NanjingUniversity
Xi''anJiaotongUniversity
Nationaluniversityofdefensetechnology
HohaiUniversity
BeijingJiaotongUniversity
UniversityofColoradoBoulder
UniversityofOxford
SoochowUniversity
BeijingNormalUniversity
ChinaAgriculturalUniversity
William&Mary
UniversityofElectronicScienceandTechnology
FudanUniversity
ShenzhenUniversity
SouthwesternUniversityofFinanceand
NortheasternUniversity(CN)
AnhuiUniversity
NanjingAgriculturalUniversity
数据可视化分析
2021年美赛选题F题的队伍最多，其次是D题。A、B、C、E选题队伍数量逐渐减少。2021年美赛选题情况直方图如下图所示。
图5.2021年美赛选题情况直方图
选题与获奖
2021年美赛选题情况与获奖结果的二维联合分布图如下图所示，横坐标代表选题：A、B、C、D、E和F，纵坐标代表获奖结果：OutstandingWinner、Finalist、MeritoriousWinner、HonorableMention、SuccessfulParticipant、Unsuccessful-I、Disqualified-P、NotJudged。
我们可以得出结论：2021年美赛选题F题的队伍最多，并且绝大部分的参赛队伍都是获得了SuccessfulParticipant。
图6.2021年美赛选题情况与获奖结果的二维联合分布图
中国队伍选题与获奖
2021年美赛中国队伍选题情况与获奖的箱线图如下图所示，横坐标代表选题：A、B、C、D、E和F，纵坐标代表获奖结果。箱线图，显示一组数据分散情况的统计图。形状如箱子。主要用于反映原始数据分布的特征，关键的5个黑线是最大值、最小值、中位数和两个四分位数。在判断异常值，处理异常值时候有用。
我们可以得出结论：2021年美赛中国队伍选题非常均匀，六道题目A、B、C、D和F的选题分布都很均衡，每道题目的获奖分布情况也是类似的。
图7.2021年美赛中国队伍选题情况与获奖的箱线图
国外队伍选题与获奖
2021年美赛国外队伍选题情况与获奖的箱线图如下图所示，横坐标代表选题：A、B、C、D、E和F，纵坐标代表获奖结果。小提琴图是箱线图与核密度图的结合体，能代表的信息和上图相似。我们可以得出结论：国外队伍的E题做得不是很好。
图8.2021年美赛国外队伍选题情况与获奖的小提琴图
总结
综上所述，在2021年美国大学生数学建模竞赛中，今年中国参赛队伍取得了非常好的比赛成绩，希望各位小伙伴们，再接再厉，争取明年在2022年美国大学生数学建模竞赛中，我们能够包揽所有的特等奖，加油加油！