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面向 AI 助手的数学建模竞赛技能:覆盖国赛 CUMCM / 研赛华为杯 / 美赛 MCM-ICM 的选题、建模、检验与论文写作自检

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math-modeling-skill

License: MIT Agent Skill CI Python 3.9+

一个给 AI 编码/科研助手用的 数学建模竞赛技能(Agent Skill):把一道赛题变成一篇评委愿意给高分的论文。

覆盖三大赛事:全国大学生数学建模竞赛(国赛 CUMCM)、中国研究生数学建模竞赛(华为杯研赛)、美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM 美赛)。

它不是一个"自动写论文"的工具,而是一位懂规则、懂评阅、懂建模流程的教练:帮你审题选题、选对模型、把检验做扎实、把论文写到规范里,并在提交前逐项卡住那些"会直接出局"的红线。

English: An agent skill for mathematical modeling competitions (China Undergraduate/Graduate MCM and COMAP MCM/ICM), providing workflow coaching from problem analysis to submission compliance, grounded in official rules and award-winning paper practices.


目录结构

math-modeling-skill/
├── SKILL.md                      # 主控:全流程 7 步 + 官方评奖四维 + 红线 + Gotchas
├── INSTALL.md                    # 给 AI 助手看的安装说明(「一句话安装」链接的目标文档)
├── references/                   # 按需加载的详细资料(渐进式披露第二/三层)
│   ├── contests.md               # 三大竞赛规则对照(格式硬规则、AI 规定、官方链接)
│   ├── model-library.md          # 模型方法库:赛题信号 → 方法 → 工具 → 陷阱
│   ├── model-implementations.md  # 按题目类别的基线、改进阶梯和验证协议
│   ├── algorithm-implementations.md # 模型→算法→复杂度→本仓库实现→外部库→陷阱 对照索引
│   ├── algorithm-details.md      # 逐算法详解:数学形式 → 步骤 → 复杂度 → 参数表 → 陷阱 → 怎么检验
│   ├── paper-structure.md        # 论文结构与写作规范(中/英文两套骨架 + 篇幅配比)
│   ├── scoring-rubric.md         # 评阅标准与失分点(官方原文 + 非官方经验明确标注)
│   ├── checklists.md             # 提交前自检清单(通用 / AI 合规 / 三赛事各自专用)
│   ├── innovation-playbook.md    # 怎么做创新:五个层级 / 参数创新总表 / 四步法 / 伪创新反面模式
│   ├── prompt-templates.md       # 可直接抄的提示词模板(T0–T8,从开局到提交)
│   ├── github-resources.md       # 已核验 GitHub 模型库与许可证/边界说明
│   ├── paper-examples.md         # 优秀论文与官方来源索引(只给链接,不再分发他人图表)
│   └── templates.md              # LaTeX 模板选择、编译与排版答疑
├── scripts/                      # check_paper / install_skill / validate_skill / download_templates 等
├── assets/
│   ├── latex/                    # 两套并行的 LaTeX 模板(轻量自包含版 + full/ 完整文档类版)
│   ├── gallery/                  # 16 张原创论文配图(固定种子,可逐字节复现)
│   ├── abstract-template.md      # 摘要模板(中文 + 英文 Summary Sheet)
│   ├── cheatsheet.md             # 一页纸红线清单(可打印)
│   └── paper-outline.md          # 可填空论文骨架
├── examples/
│   ├── algorithms/               # 17 个算法模块、260 个公开函数(仅依赖 numpy + 标准库)
│   ├── run_algorithms.py         # 算法自检 + 黄金值回归
│   ├── algorithms_golden.json    # 黄金值基线(CI 比对用)
│   └── modeling_patterns.py      # 带注释的透明基线示例
├── evals/                        # 触发评测与行为用例(含 near-miss 负例)
├── CHANGELOG.md / CITATION.cff / CONTRIBUTING.md / LICENSE
└── SKILL.md                      # 主控入口(宿主扫描它来自动发现技能)

设计上遵循 Agent Skills 的渐进式披露原则:SKILL.md 只放"每次都要用到"的核心流程,详细资料放进 references/ 由助手按需读取。


安装

1. 最省事:一句话让你的 AI 助手自己装

不用记任何命令,也不用打开浏览器。 把下面这句话发给你正在用的 AI 助手,它就会自己下载、装好、再向你汇报:

请阅读并按 https://raw.githubusercontent.com/anticipate218/math-modeling-skill/main/INSTALL.md 的说明,把 math-modeling-skill 这个技能安装到我当前使用的助手环境里;装完告诉我装到了哪个路径、是哪个版本、以及怎么开始用。

English:

Read and follow https://raw.githubusercontent.com/anticipate218/math-modeling-skill/main/INSTALL.md to install the math-modeling-skill agent skill into the environment I'm using. When done, tell me the install path, the version, and how to start using it.

INSTALL.md 是专门写给 AI 助手看的安装说明;如果你的助手抓不了网页链接,让它去 Releases 下载最新的 math-modeling-skill-v*.zip 解压安装即可。

2. 装到哪里(各宿主的技能目录)

安装后应形如 <技能根>/math-modeling-skill/SKILL.md(SKILL.md 在技能目录顶层,目录名不要改,改了宿主会静默忽略):

宿主 / 约定 技能目录
DSH(项目级 / 用户级) <项目根>/.dsh/skills/math-modeling-skill / ~/.dsh/skills/math-modeling-skill
Agent Skills 通用约定(项目级 / 用户级) <项目根>/.agents/skills/math-modeling-skill / ~/.agents/skills/math-modeling-skill
Claude Code(项目级 / 用户级) <项目根>/.claude/skills/math-modeling-skill / ~/.claude/skills/math-modeling-skill

其它宿主(Codex、Cursor、Gemini CLI……)的技能目录各不相同,本仓库故意不写死猜测值——请让助手读它自己的文档,或问它"你之前装的技能放在哪个目录",然后用 --into 指定。

3. 安装器(推荐)与手工安装

python scripts/install_skill.py --list-targets   # 先看有哪些位置、哪个已存在、已装的是哪个版本
python scripts/install_skill.py --target auto    # 装到自动挑出的位置(默认拒绝覆盖,覆盖要 --force)
python scripts/install_skill.py --into "~/.agents/skills"                   # 给技能根:自动补一层技能目录
python scripts/install_skill.py --from-zip math-modeling-skill-vX.Y.Z.zip  # 从 Release 包装
python scripts/install_skill.py --download      # 拉最新 Release 的 ZIP 再装(唯一联网的动作)
python scripts/install_skill.py --self-test     # 固件测试:不联网、不碰真实技能目录

装完它会自动用 scripts/validate_skill.py --strict 自校验。手工方式等价:

# git clone(推荐,方便日后 git pull 拿更新;clone 后删掉 .git/ 即可)
git clone https://github.com/anticipate218/math-modeling-skill.git ~/.agents/skills/math-modeling-skill

或到 Releases 下载 math-modeling-skill-vX.Y.Z.zip——解压出来的顶层目录就叫 math-modeling-skill/,整个目录丢进技能根目录即可。若用 GitHub 网页的 Code → Download ZIP,解压后必须把目录重命名为 math-modeling-skill(要与 SKILL.md 里的 name 一致)。

4. 依赖

用途 需要什么
文档、自检脚本(scripts/、references/、assets/) 只有 Python 3.9+,纯标准库,不联网
运行自带算法(examples/algorithms/) 额外需要 numpy;不需要 scipy / sklearn / pandas / statsmodels
真编译 LaTeX 模板(可选) 本机有 TeX 发行版(MiKTeX 或 TeX Live)

5. 装完 30 秒验证 / 更新 / 卸载

cd math-modeling-skill
python scripts/validate_skill.py . --strict    # 期望:0 个错误,0 个警告

# 更新:git pull 后重装覆盖旧版本;卸载:删目录即可(无后台进程、不改宿主配置)
git pull && python scripts/install_skill.py --target auto --force
rm -rf ~/.agents/skills/math-modeling-skill

装完没生效?按顺序查四件事:① 目录名是否正好叫 math-modeling-skill;② 路径是否形如 <技能根>/math-modeling-skill/SKILL.md(不要再套一层);③ 位置是否真是宿主扫描的那个根(DSH 会持续监视技能根,不需要重启);④ 是否被别的技能抢了触发——开头加一句「用 math-modeling-skill 来做…」。


下载 LaTeX 论文模板

仓库自带两套并行的模板层,按用途二选一:

你想要 用哪套 在哪
正式参赛提交(评委熟悉的官方版式,含封面/承诺书/编号页/摘要页) 完整文档类版(推荐) assets/latex/full/
想自己掌控排版、或用 AI 生成的论文 Markdown 快速成稿 轻量自包含版 assets/latex/(cumcm/yjs/mcm)

完整文档类版(推荐提交用)

竞赛 目录 文档类 引擎 Release 直达下载
研赛·华为杯 2026 严格格式版 assets/latex/full/hwcup2026/ hwcup2026.cls(本仓库自制,逐条复刻官方附件3) xelatex ×3 hwcup2026-template.zip
国赛 CUMCM assets/latex/full/cumcm/ cumcmthesis.cls v2.9 xelatex ×3 cumcm-template.zip
研赛(华为杯)通用版 assets/latex/full/gmcm/ gmcmthesis.cls v2.2 xelatex ×3 gmcm-template.zip
美赛 MCM/ICM assets/latex/full/mcm/ mcmthesis.cls v6.3.3 pdflatex ×3 mcm-template.zip

华为杯两套并存:投 2026 年研赛用 full/hwcup2026/(版面与字号逐条对齐 2026-09-16 官方《论文格式规范》);full/gmcm/ 是社区沿用的通用排版版,保留供参考写法。整套技能包(含全部模板)也可一次拿下:python scripts/install_skill.py --download,或到 Releases 下 math-modeling-skill-vX.Y.Z.zip。

编译(四套都不需要 bibtex——参考文献是内联 thebibliography,跑三遍引擎即可):

cd hwcup2026
xelatex -interaction=nonstopmode main.tex     # 2026 研赛;国赛换成 example.tex
xelatex -interaction=nonstopmode main.tex     # 研赛通用版换成 MathModel.tex
xelatex -interaction=nonstopmode main.tex     # 美赛换 pdflatex + mcmthesis-demo.tex

字体:gmcm/ 需要的 5 个 Windows 字体 .ttf 已随仓库附带(不在 MIT 授权范围内,不便使用删掉即可);非 Windows 平台(含 Overleaf)会自动回落到 TeX Gyre + 系统字体。hwcup2026/ 不带字体:有宋体/黑体就用,没有则回落 Noto CJK + Liberation,照样编得过,但最终提交版建议在 Windows 上编。来源、commit 与许可条款见 assets/latex/full/THIRD-PARTY.md,字体与回落细节见 assets/latex/full/README.md。

轻量自包含版

每套只有 main.tex + refs.bib,不依赖私有宏包(国赛/研赛 xelatex,美赛 pdflatex)。用脚本一键拷出(自动处理非 Windows 平台的字体回落):

python scripts/download_templates.py --contest cumcm --out my_paper   # 国赛(yjs/mcm/all 同理)
python scripts/download_templates.py --contest all --out papers --zip papers.zip

编译走 xelatex → bibtex → xelatex ×2(共 4 遍,顺序不能省)。排版细节与常见报错见 assets/latex/README.md,模板选择与答疑见 references/templates.md。


怎么用

1. 用中文把任务说清楚,技能会自动触发

技能不需要常驻进程:宿主扫描技能根目录、读到 SKILL.md 的 frontmatter 后按场景自动加载。安装后直接对助手说这些话即可:

你说 它会做
"帮我看看这道题该怎么建模" 拆题 → 判断问题类型 → 给出基线、改进方案与验证设计
"帮我比较 ARIMA、XGBoost 和 LSTM" 先给朴素/统计基线,再按样本量、可解释性和滚动回测比较升级模型
"国赛论文该怎么写/帮我搭个框架" 给章节骨架、篇幅配比、真实标题样例
"帮我写摘要" 按模板要求每一问都有"方法 + 数值结果 + 检验结论"
"这个模型够不够" 按官方四维标准逐项挑问题
"提交前帮我检查一遍" 跑自检脚本 + 逐项过合规清单(含 AI 声明、匿名、页数)
"给我一套能直接编译的 LaTeX 论文模板" 按场景给完整文档类版或轻量版,附编译序列
"要 AHP/熵权/TOPSIS 的实现" 给自带的可运行实现 + 自检与黄金值回归,点明真实陷阱

2. 四步跑通一道题

# ① 生成论文骨架(选择你的竞赛)
python scripts/check_paper.py --init --contest cumcm -o my_paper.md
# ② 拷出 LaTeX 模板(想用 LaTeX 排版的话)
python scripts/download_templates.py --contest cumcm --out my_paper
# ③ 填写【占位符】提示的内容
# ④ 边写边自检(FAIL=0 即可提交)
python scripts/check_paper.py my_paper.md --contest cumcm

自检输出 FAIL/WARN/INFO 分级,覆盖必备章节、摘要要素、匿名合规、图表编号与引用、参考文献、AI 工具使用声明、结果验证痕迹等——三大赛事对 AI 使用都有规定,虚假声明可能直接取消评奖资格,提交前务必过一遍。模型合理性、创新性与结果正确性仍需人工复核。

3. 提示词模板(拿来就抄)

把 references/prompt-templates.md 里的任意一条模板原样发给助手,再把 【】 换成你的题目信息即可。T0–T8 覆盖全流程:开局设定 → 审题选题 → 模型选型 → 算法实现 → 检验与灵敏度 → 论文写作 → 提交自检 → 专项任务 → 全流程托管,每条都附"为什么这样写"。想强制触发本技能,在模板最前面加一句:「用 math-modeling-skill 来做:……」

4. 自带算法库

examples/algorithms/ 提供 17 个算法模块、260 个公开函数(优化/图论/元启发式/预测/统计/评价/多准则/聚类/机器学习/微分方程/随机仿真/几何/空间/博弈/多目标/灵敏度/时间序列),仅依赖 numpy 与标准库,所有随机算法固定种子、两次运行结果逐位一致:

python examples/run_algorithms.py                 # 全量自检 + 黄金值回归
python examples/run_algorithms.py --module graphs --verbose   # 只跑一个模块

逐算法的数学形式、步骤、参数表与陷阱见 references/algorithm-details.md;"该用哪个族、什么时候换成熟库"见 references/algorithm-implementations.md。

5. 更多文档

想了解 去哪
装到哪个目录、怎么给助手下指令 INSTALL.md
三大竞赛规则差异与官方链接 references/contests.md
评阅标准、失分点与权重口径 references/scoring-rubric.md
提交前红线清单(含 AI 合规) references/checklists.md、assets/cheatsheet.md
模型选型与改进阶梯 references/model-library.md、references/model-implementations.md
论文结构、摘要写法 references/paper-structure.md、assets/abstract-template.md
怎么做出创新点 references/innovation-playbook.md
质量保障与 CI 检查项 .github/workflows/ci.yml、CHANGELOG.md
模板上游来源与许可 assets/latex/full/THIRD-PARTY.md

许可

MIT © 2026 anticipate218。本项目不隶属于任何竞赛组委会,规则整理仅供备赛参考,参赛前请以当年官方文件为准。随 full/gmcm/ 附带的商业字体 .ttf 与 full/hwcup2026/ 里的官方渲染图不在 MIT 覆盖范围内,详见 assets/latex/full/THIRD-PARTY.md。

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