2023年数学建模美赛D题分析建模与编程
重要说明：
- 本文介绍2023年美赛题目，并进行简单分析；
- 本文首先对 D题进行深入分析，其它题目分析详见专题讨论；
- 本文及专题分析将在 2月17日每3小时更新一次，完全免费，请先收藏。
1. D题：Prioritizing the UN Sustainability Goals（联合国可持续发展目标的优先级）
1.1 背景
联合国制定了17个可持续发展目标（SDGs）。实现这些目标将最终改善世界上许多人的生活。这些目标并不是相互独立的，因此一些目标的积极进展往往会对其他目标产生影响（正面影响，或负面影响，或两者兼有）。这种相互关系使得所有目标的实现成为一个动态过程，例如由于资金的限制和其他国家与国际组织的优先事项的影响。此外，技术进步、全球流行病、气候变化、区域战争和难*动等各种因素，都对许多目标产生了严重影响。
1.2 要求
探索目标之间的关系：
- 创建17个SDGs之间关系的网络。
- 利用个别SDGs以及网络的结构，设定优先次序，以最有效地推进联合国的工作。您如何评估每个优先事项的有效性？如果您的优先事项得以实施，未来10年内可以实现什么合理的目标？
- 如果实现了其中一个SDG（例如，没有贫困或没有饥饿），那么结果网络的结构将是什么样的？这个成就将对您团队的优先事项产生什么影响？是否有其他目标应该提出给联合国考虑？
- 讨论技术进步、全球流行病、气候变化、区域战争和难*动或其他国际危机对您团队的网络和选择优先事项的影响。从网络的角度来看，这对联合国的进展有什么重大影响？
- 讨论您的网络方法如何帮助其他公司和组织确定他们的目标优先顺序。
1.3 联合国可持续发展目标：
- 目标1：没有贫困
- 目标2：零饥饿
- 目标3：良好的健康和福祉
- 目标4：高质量教育
- 目标5：性别平等
- 目标6：清洁水源和卫生设施
- 目标7：可负担且清洁的能源
- 目标8：体面工作和经济增长
- 目标9：工业、创新和基础设施
- 目标10：减少不平等
- 目标11：可持续城市和社区
- 目标12：负责任的消费和生产
- 目标13：气候行动
- 目标14：生活在水下
- 目标15：生活在陆地上
- 目标16：和平和正义的强有力的制度
- 目标17：实现目标的伙伴关系
2. 题目分析
请先收藏，不断更新，本节随后补充。
3. 可持续发展目标体系分析与讨论
3.1 SDGs 的提出
联合国可持续发展目标由17项目标（Goals）、169项具体目标（Targets）以及232 项指标（Indicators）构成。17项SDGs是整体的，不可分割的，并兼顾了可持续发展的三个方面：经济发展、社会进步和环境保护。
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2012年里约地球峰会，提出可持续发展目标（Sustainable development goals, SDGs）的宏伟愿望。
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2015年，在包括中国和美国等193个国家共同签署的《改变我们的未来：2030可持续发展议程》中，正式提出了17项SDGs和169项具体目标。
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2017年，可持续发展目标指标机构间专家组（IAEG-SDGs）制定了232项全球指标框架，以评估各项目标的实施进展。
SDGs的提出，使可持续发展从一个概念性的政治议程，转变为具有数据和科学手段支撑的衡量标准。
3.2 SDGs 的相互关系
SDGs具有综合性的特征，一个目标的进展往往与其他目标的复杂反馈联系在一起，因此明确各项SDGs之间的关系，对于有效的管理这些相互作用，在区域、国家和全球尺度上实现可持续发展至关重要。
SDGs的制定充分考虑了MDGs中存在的问题和不足。SDGs涉及消除贫困、性别平等、环境保护和经济发展等多个方面，正如在2030 议程中指出的“17 项SDGs是整体的，不可分割的，并兼顾了可持续发展的三个方面：经济发展、社会进步和环境保护” 。尽管在2030 议程中表明各项SDGs 之间是相互关联的，但并没有说明它们之间是如何相互关联。了解各项目标之间、具体目标之间以及指标之间的相互联系对于实现SDGs的政策一致性至关重要，这主要是由于针对某一个目标采取的行动或措施可能与另一项目标存在协同效应（相互促进）或权衡取舍（相互矛盾） 。可持续发展的实现并不是各项目标的简单结合，而是不同目标、具体目标以及指标之间协同作用的结果，并且要最大限度的降低不同要素的权衡影响。因此，明确不同SDGs之间的相互作用过程和机制，对于有效的管理这些相互作用，并最终在区域、国家和全球尺度上实现可持续发展至关重要。
3.2.1 基于联结途径的研究
“联结（ｎｅｘｕｓ）”表示两个或多个事物之间的联系或一系列联系。长期以来，该术语被广泛使用于哲学、细胞生物学和经济学领域。
“联结途径”被定义为一种系统的分析不同类别事物内部（或之间）关系的思路与方法 。应用“联结途径”包含着对一系列事物的聚类过程，从而在整体的角度上探讨不同类别事物之间的协同／权衡关系。
当前基于“联结途径”分析各项ＳＤＧｓ 之间的关系，已被看作是理清各项目标之间复杂性的有效方法之一，并被国内外学者广泛使用。基于各项目标之间的相互作用（协同和权衡）特征以及Ｒａｗｏｒｔｈ 提出的框架，Ｗａａｇｅ 和Ｙａｐ 对１７ 项ＳＤＧｓ 进行了分类（图１） 。
来自：Jeff Waage, Thinking Beyond Sectors for Sustainable Development, 2015
图１ 中的内部圈层是“以人为本”的目标，旨在通过改善健康和教育以及促进国家内部和国家之间的包容和平等（包含目标１、３—５ 和１０ 和１６）来实现人类福祉。而“以人为本”目标的实现需要以中间圈层目标的实现为基础，这些目标主要是关于相关产品和服务的生产、分配与运输（包括目标２、６—９ 和１１—１２）。同时，中间圈层目标需要可持续的自然环境的支撑，因此外部包含了三个环境目标（目标１３—１５），涉及土地、海洋、生物多样性和气候变化等方面的内容。Ｗａａｇｅ 和Ｙａｐ 认为归入同一圈层的目标具有高度协同效应，并且实现中间圈层的目标有助于降低内部圈层和外部圈层目标之间的权衡作用［３２］ 。
Waage 和 Yap 提出的可持续发展目标分类框架
3.2.2 基于功能的分类
Ｅｌｄｅｒ 等从功能的角度出发，将ＳＤＧｓ 分为六个主要类别，分别是社会目标、资源、经济、环境、教育和管理 。该研究认为环境是经济、社会目标以及最终人类福祉实现的基础。此外，资源是经济活动的原材料，而经济活动则为社会目标的实现提供相应的产品与服务。管理则是指制度和决策过程，用于调节如何从环境中提取资源，如何将资源融入到经济活动，如何将经济结果服务于社会目标，以及如何管理教育和健康问题。
MarkElder, An Optimistic Analysis of the Means of Implementation for Sustainable Development Goals: Thinking about Goals as Means， （https://pdfs.semanticscholar.org/f5a1/3adc13b65424d6fd08950efb5eb881c3d233.pdf）
3.2.3 中国可持续发展指标体系
在充分考虑全球可持续发展的紧迫性和中国经济发展和生态文明建设的长久目标下，中国国际经济交流
中心与哥伦比亚大学地球研究院，联合设计了适用于中国可持续发展指标体系（ＣＳＤＩＳ）。
ＣＳＤＩＳ 由五个主题构成，不仅包括社会民生、经济发展和资源环境三个传统的可持续发展研究主题，也加入消耗排放和治理保护两个主题， 五类一级指标下共包含22个子指标，包括GDP增长率、人均水资源量等 。
这五个主题存在着明确的因果关系。其中资源环境是一切人类活动的基础，消耗与排放是指人类通过消耗自然资源促进经济发展，经济的稳定增长有助于保障社会福利、改善生活方式，而社会民生的改善则可以促进人们的环境保护意识，并通过合理的治理保护来增加自然存量 。此外，在ＣＳＤＩＳ 中也针对省级、大中城市级别分别设定了相适应的评估指标，因此该体系对于支撑中国实现完成全球可持续发展的国际承诺，促进中国的经济发展和生态文明建设有重要的作用。
4. 待续。。
4. 参考资料
- 波茨坦气候影响研究所研究员普贾·普拉德汉（PrajalPradhan）说,我们试图将这些关系复杂的目标分解成更容易理解的内容,并通过不同研究分析它们彼此间的作用。可持续发展目标之间总体来看发挥了协同作用,但有一个目标,即采取可持续的消费和生产模式与其他目标之间存在部分冲突。因为增加消费会导致环境污染和材料消耗。因此这些具有冲突性的目标需要被识别、管理和解决。
- 波茨坦气候影响研究所气候影响与脆弱性专业副主席尤尔根·克罗普（JürgenKropp）说，到目前为止，研究者对联合国可持续发展目标之间的相互作用主要采用了定性分析方法，且该研究仍局限在少数国家、个别区域。我们通过涉及200多个国家、122个指标的大量数据，分析不同目标间的协同效应。研究结果不仅揭示了联合国可持续发展目标之间存在一定冲突，还发现在消除贫困、饥饿等方面，各目标之间协同效应潜力巨大。消除贫困、改善公共卫生对其他可持续发展目标会产生积极影响。例如，全球30亿人因使用了清洁用水，卫生条件得到改善后，其健康状况和生活质量得到大幅提升。另一个例子是，一个国家在气候行动上取得的成绩越好，其城市越能得到可持续发展。
- 克罗普说，可持续发展目标代表了一个全面的、多维度的发展视角，我们的研究可以为《2030年联合国可持续发展议程》的成功实施作出一定贡献，可以让大家知道可持续发展目标不是各种目标的集合，而是一个协同的执行系统。只有各个目标相互协调，形成完整体系，世界才会变成一个更加安全的空间。
【本节完】