Page 47 - 优秀学员达人录

上海市青少年科学创新实践工作站

达人 段晨阳
上海大学数学实践工作站
上海市新中高级中学
科创格言：希望有朝一日可成为时代中的一
朵浪花，为人类智慧添砖加瓦

工作站的学习全面培养了我科学研究能力
以
以 7 号线为例 研究上海地铁停站时间及优化7 号线为例 研究上海地铁停站时间及优化 工作站的学习全面培养了我科学研究能力
在这次的实践站的活动中，我学习了许多数学建模的知识，其中 今年，我参加了上海大学数学科学实践工作站。在工作站中，我
之一便是回归模型。在学习过程中，我想到可以将回归模型运用到 学习了非线性数列迭代、复杂网络、优化模型等数学建模的知识，
对地铁停站时间的调控中，于是我便确立了自己研究的课题：上海 通过教授们的指导，我初步学会了 MATLAB、lingo 等软件的使用。
地铁停站时间研究及优化。 以前我总认为数学建模是个很复杂、很难的过程，但经过工作站的
通过实践站的学习，我了解到充足的数据是完成数学建模的一个 学习，我发现数学建模其实没有想象中的那么复杂，就是一个把自
必要条件，于是我对上海地铁 7 号线（开往美兰湖方向）镇坪路站 己所学的数学知识运用到实际生活的过程。通过建立数学模型，我
的地铁线路进行数据采集，我选择在工作日和节假日的早晚高峰时 可以对很多生活中经常遇到的问题做出合理的解决方案。我就将回
段采集数据，采集的数据包括：地铁到站时间点，上下车的乘客数， 归模型运用到了我的课题中，进行了关于地铁停站时间的研究，取
乘客上下车所需的时间，列车实际开门时间等等。我希望通过调查 得了较为满意的成果。
在不同时间段里上下车乘客数与地铁停靠时间的关系，通过建立回 在工作站的学习中，我和教授们进行了很多次答辩，教授每次都
归模型方式来分析客流量对于地铁停靠时间的影响。 会指出我课题中的一些不足之处，并细心教导我如何完善课题，我
虽然有了明确的目标以及实验方向，但实地考察的过程中我仍然 也一次又一次地优化我的课题。这培养了我对科学的严谨精神，也
会遇到一些困难。首先在对上下车人数的数据测量中有些难办，若 锻炼了我研究问题的能力，为我今后开展科学研究打下了坚实的基
是在人流不密集的时候，观测起来还相对容易，但一旦到达早高峰 础。在答辩的过程中，我的语言表达能力也在不断提高。
晚高峰时段，这一数据便变得难以测算。但经过实践站老师的精心 这次数学科学实践工作站的学习全面培养了我科学研究的能力，
指导，我还是想出了相对应的对策。我通过观察某几节的车厢，来 让我能够将数学知识实际运用到生活中，真正地用自己的智慧解决
估算出上下车的总乘客数。当然还会出现一些特殊情况，比如人们 了生活中遇到的实际问题。这次的学习带给我学生生涯无限的激情
都聚集在头部或者尾部的车厢，其他部分没有乘客的情况，对此我 和收获，也终将成为我学生生涯中一个熠熠生辉的闪光点！
进行分开调查，最终以平均值来估算出上下车乘客数。
在收集到数据后，便要对这些数据进行分析便建立数学模型。在
参加工作站之前，我对数学建模几乎没什么了解，也不知道如何建
立数学模型。但通过这次工作站的学习，我对几个常用的数学模型
有了初步的了解，也学习了 matlab 的使用。于是我先对工作日早
晚高峰采集到的数据分别进行了分析，代入 matlab 后画出了乘客
上下车所需时间与上车人数、下车人数之间的散点图，建立了回归
模型，并且该回归模型拟合度较高，可以应用于对地铁停站时间的
调控中。
在建立完回归模型后，我又将大量收集到的数据代入该回归模
型，最终制定了出了地铁 7 号线早晚高峰在镇坪路地铁站每班列车
的最佳停站时间表，得出了令我十分满意的结论。

保持对数学的热爱继续前行
保持对数学的热爱继续前行
段晨阳同学加入上海大学数学实践工作站时，就展现出对数学的浓厚兴趣。在工作站的学习过程中，他不仅学习到了各领域的数学知识，
也在生活当中找到了自己的研究课题——《上海地铁停站时间研究及优化》。
为了建立数学模型，段晨阳先到实地收集了上海地铁 7 号线在不同时间段的客流量，并且运用了在研究课程当中学习到的回归模型，
估计了该线路客流量和时间之间的函数关系。借助 Matlab 程序，经过了多次尝试，发现二次函数的回归结果最佳，也通过了模型检验。
在工作站的课程学习以及创新课题的研究当中，该同学不仅收获了一些数学方面的理论知识，也体会到了计算机技术对数学应用的积极
作用，更重要的是，感受到了数学在生活诸多领域中的应用。希望段晨阳同学能够在今后的学习当中，继续保持对数学学科的兴趣和热情，
用科学而理性的眼光去看待和认识世界！
——指导老师：上海大学教师 陆佳闻

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