2024年五一数学建模C题初步思路

五一数模竞赛如期开赛，5月4日中午12:00截至，为期74小时的竞赛。为了能够更好的帮助大家，这里为大家带来详细版的C题解题思路，希望能够对大家有所帮助。

问题1：干扰信号的分析和识别

1. 1. 建立数学模型，分析干扰信号
2. 数据预处理：首先，进行数据清洗和预处理，包括去除异常值、填补缺失数据等。
3. 特征提取：从干扰信号中提取特征，这些特征可能包括但不限于：

1. 信号的统计特征：如平均值、方差、峰度、偏度等。
2. 频率分析：使用傅里叶变换分析信号频率组成，识别与常规采矿作业不同的频率特征。
3. 时间序列分析：例如自相关性、交叉相关性分析等。

1. 特征选择：选择对于区分干扰信号最有信息量的特征。

1. 利用特征识别干扰信号的时间区间
2. 模型构建：利用分类或聚类模型（如支持向量机、随机森林、K-均值聚类等）来根据特征对数据进行标注。
3. 识别与验证：对2022年的数据应用模型，识别出含干扰信号的时间区间，并进行验证。

特征提取：从“附件一EMR”中提取电磁辐射信号的统计特征。

模型训练：使用提取的特征和类别标签来训练一个分类模型。

干扰识别：应用模型于“问题一EMR检测时间”数据，以识别并记录干扰信号。

时间区间确定：找出最早的5个干扰信号所在的时间区间。

问题2：前兆特征信号的分析和预测

2.1 建立数学模型，分析前兆特征信号

1. 数据预处理：同上，进行必要的数据清洗和预处理。
2. 特征提取：提取表征前兆特征信号的变化趋势的特征，可能包括：

1. 趋势分析：线性回归分析或其他趋势检测方法来确定信号的增长或下降趋势。
2. 突变点检测：使用变点检测算法来识别信号中的突变点，这些点可能预示着冲击地压的前兆。
3. 周期性分析：检查信号的周期性变化，以辨认与常规周期性波动不同的特征。

2.2 利用特征识别前兆特征信号的时间区间

1. 模型构建：使用适合时间序列预测的模型，如ARIMA模型、LSTM神经网络等。
2. 预测与验证：对指定时间段的数据应用模型，预测并识别前兆特征信号的时间区间。

问题3：实时预警系统的建立

1. 数据同步：对附件3中的数据进行时间同步，以保证在分析时数据的连续性。
2. 概率模型：建立一个概率模型（如贝叶斯模型），来估计每次数据采集时刻前兆特征信号出现的概率。
3. 实时监测与预警：构建一个监测系统，该系统可以在每次数据采集时实时计算前兆特征信号的概率，并在超过预设阈值时发出预警。