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Gymnasiasten Nutzen Mathematik, Um Einen Einblick In Das Elektrische Lkw-Fahren Auf Lange Sicht Zu Erhalten
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Video: Gymnasiasten Nutzen Mathematik, Um Einen Einblick In Das Elektrische Lkw-Fahren Auf Lange Sicht Zu Erhalten

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Teams modellieren den Umsatz von Diesel- zu Elektro-Lkw, analysieren Infrastruktur, wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen in der MathWorks Math Modeling Challenge

Philadelphia, PA (4. März 2020) - 2020 könnte das große Jahr für elektrische Big Rigs werden. Viele Lkw-Hersteller beschleunigen ihre Elektro-Lkw-Projekte in diesem Jahr auf die Markteinführung, und Tesla hat bereits Bestellungen für seinen futuristischen, batteriebetriebenen Semi von mehreren großen Flottenbetreibern entgegengenommen. Während mehr Infrastruktur benötigt wird, um den Erfolg dieses neuen Ansatzes im Lkw-Transport zu gewährleisten, werden elektrische Sattelzugmaschinen für Unternehmen zu einer attraktiven Option, da ihre aktuellen Diesel-Lkw-Flotten altern und nicht mehr einsatzbereit sind.

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Bild mit freundlicher Genehmigung von Tesla

Getrieben vom regulatorischen Druck, die Dieselverschmutzung zu reduzieren, arbeiten Nutzfahrzeughersteller hart daran, batterieelektrische Fahrzeuge anzubieten. Den Markt für elektrische Nutzfahrzeuge innerhalb der geschätzten 1,7 Millionen Sattelzugmaschinen in den USA vorherzusagen, ist nicht einfach, intelligente Entscheidungen über die erforderliche Ladeinfrastruktur zu treffen ist komplex und die Abwägung der wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen für die Gemeinden rund um die Lkw-Korridore ist unerlässlich. Diese Probleme waren alle Teil des Problems. 760 Teams aus fast 3.500 Studenten wurden untersucht, während sie um 100.000 US-Dollar an Stipendien in der MathWorks Math Modeling (M3) Challenge kämpften. M3 Challenge ist ein Programm der Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM) und soll Studenten dazu motivieren, eine Karriere in angewandter Mathematik, Informatik und technischer Informatik zu studieren und zu verfolgen.

Während des intensiven M3-Challenge-Wochenendes nutzten Teams von High-School-Junioren und -Senioren im ganzen Land mathematische Expertise, Forschung und Brainstorming, um Daten auszuwerten und eine Lösung zu entwickeln. Das Problem veranlasste in diesem Jahr die Teams, ein Modell zu erstellen, um vorherzusagen, wie viel Prozent der Sattelschlepper in den nächsten Jahren und Jahrzehnten elektrisch sein werden, die Anzahl und die Standorte von Ladestationen entlang wichtiger US-Lkw-Routen zu bestimmen, die für eine all- Elektro-Lkw-Branche zu priorisieren und zu priorisieren, welche Strecken zuerst mit einer Elektroladeinfrastruktur entwickelt werden sollten. Die Teams reichten ihre Lösungen ein, nachdem sie unter dem strengen Zeitlimit von 14 aufeinander folgenden Stunden gearbeitet hatten, ähnlich wie es in der realen Welt oft passiert.

„Ich freue mich sehr, dass ich an einem so zum Nachdenken anregenden Problem teilnehmen und mich damit beschäftigen konnte“, sagt Morgan Manning, Junior an der Southwest Edgecombe High School in North Carolina. „M3 Challenge gab uns die Gelegenheit zu sehen, was wir in unserer Zukunft tun müssen und was Fachleute bereits tun, um unser Leben zu verbessern.“

„Elektrische schwere Sattelzugmaschinen bieten viele Vorteile, aber die Umsetzung erfordert viel Überlegung und letztendlich große Investitionen in die Lkw selbst und die Infrastruktur, um sie aufzuladen“, sagt Mike Roeth, Executive Director, North American Council for Freight Efficiency. „Unser Team freut sich, die Modelle zu sehen, die diese begabten Studenten entwickeln, die uns helfen könnten, voranzukommen und es der Industrie ermöglichen, die Einführung dieser emissionsfreien Fahrzeuge zu beschleunigen.“

Am Ende des Challenge-Wochenendes freuen sich die Juroren darauf, die kreative Art und Weise zu sehen, wie Teams Daten nutzten, um die aufstrebende Elektro-Lkw-Branche vorherzusagen und zu modellieren. „Es gibt so viele verschiedene Aspekte des Elektro-Lkw-Transports, für die mathematische Modellierung genutzt werden kann, um anderen zu helfen, zu verstehen, wie wir als Nation diese kostengünstige Lösung für den Transport von Gütern über unsere Autobahnen erreichen könnten“, sagt der Richter und Leiter der M3 Challenge Problementwicklerin Karen Bliss, außerordentliche Professorin am Virginia Military Institute. „Wir suchen nicht nach einer bestimmten Art oder einem bestimmten mathematischen Niveau. Die in M3 Challenge gestellten Fragen können auf unterschiedliche Weise angegangen werden, und oft sind die besten Arbeiten diejenigen, die gut geschrieben sind und ein vernünftiges mathematisches Modell oder Modelle verwenden, um die Fragen zu beantworten.“

Während viele Studenten nicht anders können, als durch die Chance, Stipendiengelder für das College zu gewinnen, motiviert zu sein, nehmen viele gerne an Wettbewerben teil, nur weil sie es akademisch lohnend finden. „Das war definitiv eine der aufregendsten und lustigsten Erfahrungen, die ich in der High School gemacht habe“, sagt Juliana Phan, Seniorin an der Oxford Academy in Kalifornien, die zum zweiten Mal an der M3 Challenge teilnimmt.

Nach zwei Bewertungsrunden durch 150 professionelle angewandte Mathematiker in den nächsten acht Wochen werden sechs Finalistenteams und drei Preisträger für technisches Rechnen ausgewählt, um ihre Lösungen am 27. April in New York City einer Jury von Mathematikexperten vorzustellen mit Stipendienpreisen anerkannt, wobei das Championteam 20.000 US-Dollar erhält.

Sehen Sie sich die Problemstellung 2020 und eine Liste der teilnehmenden Teams an.

M3 Challenge ist ein Programm der Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), das Studenten zu einem Studium und einer Karriere in angewandter Mathematik, Informatik und technischer Informatik motivieren soll. Die Challenge ist kostenlos und erfordert nur einen Internetzugang. Erfahren Sie mehr über die M3-Herausforderung.

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Über Gesellschaft für Industrielle und Angewandte Mathemati

Die Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM) mit Sitz in Philadelphia, Pennsylvania, ist eine internationale Gesellschaft mit mehr als 14.000 individuellen, akademischen und Unternehmensmitgliedern aus 85 Ländern. SIAM hilft beim Aufbau einer Zusammenarbeit zwischen Mathematik und der Welt der Wissenschaft und Technologie, um reale Probleme durch Veröffentlichungen, Konferenzen und Gemeinschaften wie Kapitel, Sektionen und Aktivitätsgruppen zu lösen. Erfahren Sie mehr unter siam.org.

Über den North American Council for Freight Efficienc

Das North American Council for Freight Efficiency (NACFE) ist eine gemeinnützige Organisation, die sich der Verdoppelung der Frachteffizienz des nordamerikanischen Warenverkehrs widmet. NACFE bietet unabhängige, unvoreingenommene Forschung zur Transformation der Transportbranche. Im Jahr 2014 arbeitete NACFE mit Carbon War Room zusammen, das von Sir Richard Branson gegründet wurde und heute Teil des Rocky Mountain Institute (RMI) ist, um Tools und Berichte zur Verbesserung der LKW-Effizienz bereitzustellen. Dazu gehören eine Reihe von 18 Vertrauensberichten, in denen die bestehenden Lösungen detailliert beschrieben werden, vier Leitlinienberichte zu kommerziellen batterieelektrischen Fahrzeugen und zwei Best-of-the-Best-Demonstrationen im Rahmen von www.runonless.com. Im Jahr 2020 wird sich die Organisation auf Elektrofahrzeuge im Regionalverkehr konzentrieren. Alle Berichte sind unter www.nacfe.org verfügbar.

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