电子发布日期：2024年1月25日
内政部：10.1137/23S1547755号

作者：全俊元（通讯作者——丹尼森大学）
项目顾问：安东尼·博尼芬特博士（丹尼森大学）

摘要：本研究试图在人口普查区层面上估计未满足的精神卫生服务需求，并确定俄亥俄州新的精神卫生设施地点，以最大限度地增加接受治疗的新的严重精神病患者人数。我们发现，在俄亥俄州765304名SMI患者中，469549人（61.4%）认为由于缺乏地理位置和有限的服务能力，对精神卫生服务的需求未得到满足。利用现有设施的容量、每个普查区未满足的需求以及每个普查区中心之间的距离的估计值，我们建立了一个混合整数线性规划模型，以最大化新开放设施的覆盖范围。该模型表明，10个新的潜在精神卫生机构可以为418228名新患者提供地理访问，占俄亥俄州目前尚未满足精神卫生服务需求的SMI总人口的89.1%。这项研究的结果可以为确定SMI患者的热点以及扩大精神卫生设施的优先领域提供建议。

电子发布日期：2024年2月6日
内政部：10.1137/22S1522899

作者：荀子建（通讯作者——卡尔顿学院）
项目顾问：Timothy P.Chartier（戴维森学院）

摘要：本文提出了一种新的方法来分离和量化汽车性能和驾驶员技能对一级方程式（F1）比赛结果的影响。通过分析过去十年的数据，我们提出了一个衡量F1车手能力的公式。这种方法可以用于预测给定驾驶员在不同性能水平的汽车上的比赛结果，从而帮助车队优化汽车开发的资源分配。

电子发布日期：2024年2月9日
内政部：10.1137/23S1586951号

作者：Mohamed Mahmoud（通讯作者——埃及吉萨STEM男子高中）
项目顾问：Timothy P.Chartier（戴维森学院）

摘要：本文调查了使用Elo、TrueSkill和Top Coder评级方法分析2011-2022年国际信息学奥林匹克竞赛参赛国家表现的可靠性。这项调查旨在利用评分来帮助各国在未来的IOI比赛中提高和获得更多奖牌。基于对整个比赛和每个问题类别的评分，包括但不限于图论、即席和数据结构，我们通过测量其预测准确性来证明和比较评分方法的可靠性。以埃及为例，我们展示了如何从评级变化中提取有用信息，以帮助改进。此外，我们使用标准化和百分位数来确定埃及或任何国家在其他国家的每一类别中的位置，以找出哪些类别削弱了埃及的整体比赛评级。因此，埃及可以将重点放在这些类别上进行改进。此外，我们将整个比赛的每个特定百分位数范围与奖牌成绩联系起来，表明每个范围内的国家拥有几乎相同的奖牌数量和类型，这意味着一个国家需要达到更高的特定百分位范围，才能获得更多更好的奖牌类型。最后，我们为未来的工作提出了建议，包括敏感地分析哪一个类别更容易改进，以及使用修改后的Elo版本。

电子发布日期：2024年2月13日
内政部：10.1137/22S1529452
补充资料

作者：Haley Zsoldos（宾夕法尼亚州立大学通讯作者）和Isabelle Stepler（宾夕法尼亚州立大学）
项目顾问：Jessica M.Conway（宾夕法尼亚州立大学）和Timothy Reluga（宾州州立大学）

摘要：捕食者与猎物之间的相互作用通常使用Lotka-Volterra常微分方程进行建模，从而产生相互交织的捕食者和猎物种群振荡。科学家们试图重现这些振荡，例如卡尔·赫法克（Carl Huffaker）和他1958年对螨虫和桔子的实验。然而，Huffaker只有在调整了系统的空间因素后才能产生持续的振荡。特别是，增加每只柑橘的空间和增加螨虫的传播对实现捕食者-食饵振荡有重大影响。为了解决并确认这一结果，我们开发了一个Huffaker螨虫实验的细胞自动机模型。我们简化了他的系统以适应自动机标准，创建了控制螨虫动态的规则，测试了与螨虫寿命和生育率相关的模型参数，并增加了每个桔子的斑块数和通过木桩传播的螨虫数，以确定成功振荡的条件。我们的模拟结果表明，增加猎物扩散和每个橙色的可用斑块数量足以在我们的模型中产生持续振荡。其次，我们得出结论，捕食者和猎物的繁殖和寿命参数之间的一定差异也足以产生振荡。总之，当试图通过实验实现捕食者-食饵振荡时，必须考虑空间复杂性。

电子发布日期：2024年3月29日
内政部：10.1137/23S1606411

作者：Sophia Y.Rong（通讯作者——佛罗里达州盖恩斯维尔Buchholz高中）和Alice X.Li（佛罗里达州盖因斯维尔Eastside高中）
项目顾问：Shasha Gao（中国江西师范大学和佛罗里达大学）和Chunmei Wang（佛罗里达大学）

摘要：传染病给全球公共卫生带来了持续的挑战，需要全面了解其动态，以制定有效的预防和控制战略。无症状携带者的存在，即能够在不显示症状的情况下传播病原体的个人，对传统的以症状病例为重点的遏制方法提出了挑战。免疫力下降，即自然恢复或接种疫苗后保护性反应下降，使疾病动力学更加复杂。本文中，我们开发了一个数学模型来研究这些因素之间的相互作用，旨在为传染病管理策略提供信息。我们推导出了模型的基本繁殖数，并表明当这个数字低于1时，疾病就会消失。我们得到了一个公式来估计无症状和有症状传播对基本繁殖数的相对贡献，当模型中包括疫苗接种时，基本繁殖数保持不变。通过针对新冠肺炎定制参数值的计算机模拟和敏感性分析，我们证明了人群易感性显著影响感染高峰的时间和程度。敏感性较低的人群经历了延迟和不太严重的疫情爆发。疫苗接种在疾病控制中发挥着关键作用，提高疫苗接种率、扩大免疫范围和提高疫苗效力是关键。然而，这些策略的有效性取决于保持较低的疫苗逃逸比例。总之，这项研究强调了对传染病管理采取多方面、适应性强的方法的必要性，强调了疫苗接种在减缓疾病传播中的中心作用。利用疾病特异性数据进行进一步研究和验证将增强参数估计，改进模型预测，并为基于证据的疾病控制策略提供信息。

电子发布日期：2024年4月9日
内政部：10.1137/23S1560756

作者：Sara Peter（通讯作者——克拉克森大学）
项目顾问：Marko Budišić（克拉克森大学）

摘要：我们提出了一个动态系统模型，以表明克拉克森大学波茨坦纽约校区自2019年起与布鲁克菲尔德可再生能源公司签订新合同，可100%可再生。该模型创建了模拟能量输入的周期性函数，可用于生成替代的过去和未来场景。克拉克森大学于2019年7月将其电能来源改为布鲁克菲尔德可再生能源，以实现2025年100%可再生的目标。要声称校园使用的电力为可再生能源发电，必须购买或生成可再生能源信用（REC）并应用于校园。与布鲁克菲尔德可再生能源公司签订的新合同为每个供应的MWh提供了自己的可再生能源信用。结合克拉克森大学的其他可再生能源，校园用电量的95%可以认证为可再生能源。为了对校外物业消耗的剩余电力进行建模，我们依赖于消耗和交付电力、电价以及当地能源产生的货币信贷的数据。我们开发的动态系统使用真实的大学数据对34个月内的货币信贷生成、债务积累和REC应计进行建模。由于并非所有数据参数都明确可用，我们通过三种方式探索参数估计：直接从数据中作为时变函数、常数和随机变量，其分布与提供的数据一致。我们根据数据验证替代模型，并估计参数敏感性。

电子发布日期：2024年4月16日
内政部：10.1137/23S1574269

作者：毛卓龙（通讯作者——威廉与玛丽学院）和莎拉·昆克勒（威廉与玛丽大学）
项目顾问：苏珊娜·富塔多（波尔图大学）和查尔斯·约翰逊（威廉与玛丽学院）

摘要：批准对多个备选方案进行投票时，要求每个选民从他们“批准”的备选方案中选择一个子集。然后，选择得到大多数选民批准的备选方案（或者，可能是备选方案）。结果不仅是单个选民偏好的函数，还包括每个选民选择的方案（批准的备选方案数量）。关于个人偏好的假设，我们通过几种方式量化了协议差异导致的结果差异。当有三种备选方案时，无论是对少数选民还是对多数选民，都会考虑这两种自然方案。对于更多的选择，我们考虑所有可能的纯协议。混合协议也被视为量化协议效果。针对不同数量的选民采用了几种方法。所有方法得出一致的数字。我们发现，结果的差异，仅仅是由于方案的差异，可能是相当频繁的，而且往往是作为结果决定因素的竞争性偏好。

2024年5月17日电子出版
内政部：10.1137/23S1591980年

作者：李渊（密歇根大学通讯作者）、郑伟林（加州大学戴维斯分校）、刘恒远（加州大学大卫斯分校），莫凯西（加州大学达维斯分校）和田思达（密歇歇根大学）
项目顾问：Ambuj Tewari（密歇根大学）

摘要：这项研究独特地侧重于预测美国县级H5N1疫情爆发的可能性。与以往的研究不同，这些研究要么排除了美国，要么使用了过时的数据，我们利用了多种统计技术和2022年1月至2023年3月公开的H5N1相关数据。采用逻辑回归、正则化方法、交叉验证和极限梯度增强（XGBoost），我们的模型显示出显著的预测效果。值得注意的是，经过10倍交叉验证的XGBoost模型在ROC-AUC方面优于其他模型。这项研究提供了有价值的流行病学见解，提出了美国H5N1病毒的干预策略，并提出了未来的研究方向。