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让 AI Agent 成为你的数学建模伙伴:技能加数学工具,从拆题、建模、独立验证到论文。An agent plugin for mathematical modeling: skills, math tools and two complete contest cases.

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Praxis:向未知延伸的开放曲线

Praxis

让 AI Agent 成为你的数学建模伙伴。

读懂题目,建好模型,把结果写成一份有依据的报告。

Version Tests Agent Plugins Python Paper License

简体中文 · English

数学建模案例 · 快速开始 · 技能 · 工具 · 兼容 · 可靠性

Praxis 是面向通用数学建模的 Agent 插件:一个入口协调专业技能,可直接调用数学工具,并带着证据工作流。它帮助个人或团队从问题和数据出发,完成模型、核验和报告;也可以只用于数据分析、统计推断、审查假设与模型、验证结果或改进论文。

研究、课程、竞赛和实际决策共用这套流程:定义目标与数据,比较结构不同的路线,建立可解释的基线,再用独立答案和边界检查决定能下多强的结论。陌生或开放问题可以从猜想、反例和精确检查开始。

你可以整题推进,也可以只调用一项专业能力。下面的案例提供完整论文、结果和复现入口;技能表说明每个模块适合什么请求,工具表对应实际可调用的方法。

完成优先
先形成基线和完整稿,再按剩余预算改善。
证据贯穿
任务、结果、独立检查和论文位置相互对应。
按团队适配
根据实际人数、能力和可用时间安排责任与交接。

两个完整案例,两种建模问题

国赛与美赛是展示完整流程的两个 Demo,代表不同的问题类型,项目能力不以这两项赛事为边界。两份案例都按完整交付标准组织:从题目分析、模型与验证,到论文和复现材料;你可以从更感兴趣的问题进入。

国赛 · 投资的收益和风险
1998 CUMCM A
美赛 · A Hot Bath
2016 MCM A
国赛案例:两组资产的风险上限与最优净收益率 美赛案例:空间水温、补水策略与能量证据
费用门槛怎样改变最优投资?
分段费用与风险约束进入同一个模型,通过费用分区穷举和解析上界核验方案。
平均水温够高,远处的水也够暖吗?
从可证明的完混基线进入三维热网络,比较补水策略、空间温差与能量下界。
35 页中文报告 · 六个目标的最优性证书
资金 100 万元时,四资产风险上限 1% 下的净收益率为 21.90%;十五资产风险上限 10% 下为 33.53%。
28 页英文报告 · 热量与空间输运
30 分钟基准情景中,最佳恒定流量补水 24.14 L,带余量的六段方案 21.48 L(少约 11%),理想完混 16.01 L,能量下界 15.41 L。系数由教材关联式推导,并给出取值范围。
论文 PDF + 支撑材料 ZIP
完整代码与复现证据在案例页开放。
一份论文 PDF
复现代码与证据单独开放,论文内附一页使用者说明及 AI 披露。
查看完整国赛 Demo →
阅读论文 · 复现计算
查看完整美赛 Demo →
阅读论文 · 复现计算

更多案例 → 数据分析、空间覆盖、图像测量、数学研究及次要美赛论文集中在案例总览。

论文由共享版式源生成:国赛、美赛分别适配,数学研究稿使用 AMS 风格模板。固定编译环境、样式漂移检查和三系统排版 CI 用来维持一致;新美赛稿明确使用原题年份,摘要采用三栏信息;正文与目录可按需要使用三级标题。冻结案例保留原版式,迁移另存修订。章节与图按论证需要选择,最终仍检查实际 PDF。图由有效数据生成,使用 PGFplots/TikZ 矢量绘制,复杂数值场可按需求使用成熟科学绘图库。

美赛案例已统一为当前 A4 共享模板:普通正文与图表文字 12pt,摘要及标题后首段缩进 2em,AI 报告独立起页。新交付必须通过构建、实际字号、逐页审阅及冻结门禁;旧冻结稿保留原身份,当前案例入口提供格式修订阅读版。美赛精选作品另列在次要案例中,未校准 AI 评议不等于正式获奖。

快速开始

1. 选择你的 Agent

安装完整插件:专业技能 + 数学工具 + 证据工作流。 可从 最新 Release 下载对应宿主包并核对校验和,也可从源码导出当前能力:

git clone https://github.com/WJSGZZ/praxis.git
cd praxis
uv run --locked python -m scripts.build_plugin --host codex --output ../praxis-dist/codex/praxis

将 codex 换为下表中的目标,输出到新的目录,再按对应指南安装:

Agent 导出目标 安装入口
Codex codex 本地 marketplace → 安装插件
Claude Code claude 插件 marketplace
Gemini CLI gemini 原生扩展
GitHub Copilot CLI copilot 本地插件安装
Cursor cursor 本地插件目录

查看完整安装指南 → 只需要方法指导?也可以仅安装技能。

2. 准备计算环境

脚本和工具需要 Python 3.12、uv 和宿主的本地文件/终端能力:

uv sync --project /path/to/plugin/skills/praxis --locked

路径替换为实际安装包中的 skills/praxis;只安装技能时使用仓库目录。仅使用分析方法无需准备环境。

使用当前源码导出的插件时,可让助手调用 runtime_info 排查环境,查看当前进程的 Python、资源位置、已安装依赖及包内文件校验。工具服务尚未启动时,用 Python 直接运行包内 scripts/runtime_info.py;这项只读诊断不安装依赖,也不读取你的题目和数据。文件匹配与依赖齐全仍需同实际工具调用分别验证。

3. 在你的项目中使用

重载或重新开始会话,确认宿主加载了 Praxis,然后提出任务:

使用 Praxis 分析这道题和这些数据,选择合适的路线,推进模型实现、独立验证与报告。

也可以从一个明确的小任务开始:

审查我的模型:哪些假设没有依据,哪些结论还缺验证?

我们有三个人,请根据成员能力和可用时间安排任务,先完成一份完整报告。

技能目录保存可复用能力,你的工作区保存题目、数据、案例和论文。 程序负责执行与追溯,助手负责题意、选择和科学判断。

参赛前核对当届赛事的AI使用与提交要求,并如实披露实际工具和用途,见赛事交付。运行助手编写或外来Python代码前审查内容;权限与隔离边界见 SECURITY.md。

技能一览

一个入口协调整题,专业技能处理各自的请求。只想做一件事时,直接调用对应技能,不必走完整流程;专业分析复用 Pandas、SciPy、Statsmodels、scikit-learn 等成熟库。

技能 适合的请求 内容
praxis “把这道题做完” 统一主线、任务记录、团队与限时协调、环节交接
praxis-model “这题怎么做?参数怎么定?” 读题与定义、假设和参数依据、路线与模型选择、可辨识性与优化结构
praxis-data-analysis “分析这几张表,看看数据能说明什么” 数据质量、观测单位、缺失与覆盖、关联基数、分母和探索结果
praxis-spatial-analysis “点位怎么匹配,距离和覆盖约束靠谱吗” 坐标与单位、空间关系、栅格对齐、覆盖边和局部可达;按需复用成熟GIS库
praxis-image-analysis “图像如何变成测量?阈值、连接和标注可信吗?” 图像观测单位、ROI与尺度、掩码与连接测量、源家族分割、误差与语义验证
praxis-statistics “差异有多大?重复测量应该怎样检验?” 估计对象、区间和效应、配对与聚类、多重比较及统计条件
praxis-text-analysis “评论主要谈什么?文本特征可信吗?” 语料与标注、特征、抽查与语义误差、训练和留出边界
praxis-time-series “预测未来几期,和简单基线比一比” 时间与实体、可用信息、预测跨度、滚动验证与误差
praxis-causal-analysis “改变这个因素会改善结果吗?” 干预问题、识别依据、混杂与替代解释、可回答的效应范围
praxis-compute “跑一下,保存可复现的结果” CSV/Excel 审计、原件保全、模型与验证器执行、过期检测、证据索引
praxis-verify “结果可信吗?结论说过头了吗?” 独立检查、界与最优性、敏感性、证据与结论强度审查
praxis-review “整篇到什么水平?该改哪里?” 竞赛/研究分类作品评审、主要答案与证据、奖项参考或研究价值、修改优先级
praxis-explore “这题属于什么类型”“还有没有别的路”“没有标准答案怎么办” 结构发现、路径搜索与淘汰、实验数学、经验沉淀;route_graph 与结构探测工具
praxis-dialogue “给我讲讲这个模型”“我觉得哪里不对” 解释模型,把直觉转成检查,复盘结果并保留真实参与记录
praxis-visualization “做科研图,检查图例、单位和最终字体” 选图、由有效数组生成、区间与分母、实际图形及图例对应
praxis-report “写论文、改摘要、查 PDF” 中英文语言优化、论文与图表、引用及 AI 披露、PDF 检查与交付
praxis-assumptions “假设合理吗、补理由、查隐含前提” 前提性质与依据、实际用途、失效影响及检查设计
praxis-scientific-writing “改论证、解释公式,让文章更像论文” 问题与贡献、段落联系、公式含义、作者选择、结果讨论
praxis-literature-review “找依据,比较已有方法和我们的贡献” 第一手检索、实际阅读、证据提取、方法比较与引用边界
praxis-optimization “选择最优方案,能保证多强的最优性?” 可行域、目标、求解结构、界与间隙、多目标权衡
praxis-dynamical-modeling “建立动态机制,检查守恒和数值解” 状态与通量、单位、初边值、平衡、辨识与离散误差
praxis-uncertainty-analysis “参数不确定会如何影响结果和决策?” 不确定来源、联合依赖、传播、敏感性、风险与稳健决策
praxis-machine-learning “这个预测模型真的优于基线吗?” 预测契约、按主体分割、折内预处理、基线与留出评价
praxis-experimental-design “怎样收集有用数据,样本量应该怎么算?” 实验单位、分配、随机化、重复与功效、观测和验证设计

这些技能共用 统一方法 和同一份任务记录。主技能按目标、用途与届次选择专业模块,比赛特有规则按档案加载;能力之间的交接见 能力分工。

比赛是一个使用场景

社会与现实问题、研究、课程和比赛共用建模核心。参赛时,再分别核验该届赛事与学校/赛区要求,配置人数、交付语言、格式、附件、AI 披露和截止时间。

规则按“赛事—赛项—届次”查询赛事档案,包括国赛 2026 的 AI 使用细则和研究生赛 2026 的格式、提交及答辩要求;具体交付时再按该届规则检查。

开始时先确认交付目标(竞赛有截止、先做透再收敛、研究、教学):内部按科研标准做透并设停止规则,再把证据收敛成评委读得懂的论文,做法见深度工作与竞赛收敛;交稿前有独立评审协议。

完整竞赛稿的评议给奖项参考档次及原因;研究稿分别评价证明、新颖性、重要性、方法、表达与可核查性,说明当前作品类型和主要差距。两类评议都绑定稿件版本及实际检查范围,约定见作品评测;不是获奖保证或期刊认证。

单人限时任务默认只给用户一个当前事项,边取得结果边写报告;多人任务按能力和依赖安排主责与复核。通用项目不套用赛事规则。

数学工具

本表对应当前源码。asof_join、runtime_info、版本补货案例及本轮数值与交付修复为未发布增量,正式0.8.0安装包尚不包含;版本记录见 CHANGELOG。

praxis-tools 把常用方法做成可直接调用的计算工具,输入输出都是 JSON;没有 MCP 的宿主可从实际包目录用 uv run --locked --directory /path/to/plugin/skills/praxis python -m scripts.mcp_server --call 工具名 '参数' 调用。哪类问题有现成工具、没有时怎么办,见能力覆盖地图。数值工具用独立推导的闭式解、解析界和小规模穷举答案做回归;输入保护与失败恢复另行检查。

类别 工具
规划与网络 solve_lp(数值原始—对偶检查)、solve_milp(求解器界与核验间隙)、solve_assignment、solve_tsp(附下界)、knapsack(精确)、shortest_path、max_flow(附最小割)、min_cost_flow、minimum_spanning_tree
非线性与稳健优化 minimize_nlp(多起点,区分收敛候选与失败可行点)、robust_lp(预算型稳健,给出稳健的代价)、solve_mdp(有限期有理 DP 或折现数值迭代)
回归、检验与统计 ols_report(常规或显式按组的区间与诊断)、adjust_pvalues(Holm、BH、BY、Bonferroni及比较族声明)、compare_models(对基线的交叉验证比较)、cross_validate_predictor(Ridge/二分类、留组与折内填补)、hypothesis_test(含效应量与假设提示)、bootstrap_ci、arima_forecast、pca_report、cluster_report(含稳定性)、calibrate_curve(可辨识性与留出)
评价与权重 ahp_weights(一致性比)、entropy_weights、evaluate_alternatives(TOPSIS 与权重稳定性)
预测与动态 backtest_baselines(滚动起点基线)、gm11_forecast、sir_simulate、sir_fit(报可辨识性)、queue_mmc、equilibria(平衡点与稳定性)、kalman_filter、solve_ode(紧容差复算)、solve_diffusion(有限体积,附能量收支)、solve_layered_diffusion 与独立的 layered_diffusion_laplace、grid_convergence_index
决策与风险 markov_stationary、markov_absorption、matrix_game、bimatrix_nash、eoq、newsvendor、cvar_portfolio(情景下最小 CVaR)、pareto_front
结构与探索 probe_structure(凸、单调、对称、幂律、守恒量)、dimensional_analysis(量纲分析)、check_total_unimodularity、route_graph(路线记录)、test_conjecture、find_counterexample、guess_sequence、check_recurrence(带已知阶数前提的有限核验)、find_relation、route_to_lesson、lesson_add、lesson_search
图像测量 binary_components(给定二维二值掩码的连接区域、像素面积、边界框与质心;物理尺度须显式提供)
不确定性 sobol_sensitivity、sobol_convergence、monte_carlo(附收敛检查)
数据与文献(均免费) audit_data(原始表头、解析与数据质量)、audit_join(关联基数、空键、未匹配与扩张上界)、asof_join(决策截点前的版本索引与未决项)、search_literature(OpenAlex,附免费全文链接)、find_open_access(Unpaywall)、check_references(对照 Crossref 核对 DOI、题名与年份)
环境诊断 runtime_info(只读进程、依赖、资源及导出收据检查;不替代实际调用或宿主重载)

通用、Codex、Claude 和 Copilot 安装包还接入开源的 arXiv 服务(Apache-2.0,固定版本),可读预印本全文和 LaTeX 分节、导出 BibTeX。付费期刊论文由工具找合法的免费版本,其余可通过学校图书馆或知网获取。

每种方法什么时候用、必须做哪些检查、常见误用,见 方法与工具库。现有工具之外的方法由专业技能选择相应科学库,并沿同一证据流程实现和核验。

数值违例先作为候选,支持的有理算术反例另做精确核验;拟合诊断未定义时给出原因,博弈枚举说明完整性边界。结果与执行限制见工具结果契约,不会把运行成功当作数学保证。

Agent 兼容

同一套建模方法,按宿主生成对应插件或扩展。专业技能与核心计算代码共用,安装清单和路径变量由导出器适配;不必为不同 Agent 维护不同的建模流程。

推荐从完整插件安装开始;仅支持技能的环境仍可使用 Agent Skills 入口。桌面与 CLI 的本地安装不会自动配置网页会话、云端 Agent 或远程机器。

宿主能力、技能目录、官方依据与实际验证范围见 兼容说明。

命令行与插件结构

命令行:在独立工作区建立案例

以下命令以 POSIX shell 为例,路径需替换为实际位置:

BUNDLE="$HOME/.agents/skills/praxis"
WORKSPACE="/absolute/path/to/your/project"

uv run --locked --project "$BUNDLE" python "$BUNDLE/scripts/pipeline.py" \
  --workspace "$WORKSPACE" init \
  --name example \
  --problem "$WORKSPACE/problem.pdf" \
  --data "$WORKSPACE/data.csv"

助手在案例中写好并审核 model.py 和 validate.py,再执行 run。数据、案例与输出默认不进入 Git,项目规则由工作区提供。

完整接口见 执行契约。多轮任务可使用任务协调:开始时检索本工作区的相关经验,随后给出一个当前行动,将预算、最新证据、审阅和报告连接在同一份接续记录里。失败与过期结果会阻断交付;已经能交稿,也可明确选择继续改善。模型选择和科学审阅仍由助手完成。

交付后如需复盘问题,可使用运行反馈:记录实际阶段、评审、修订和停止原因,按明确清单生成本地分享副本。目录与 ZIP 共用只读检查,不自动上传;模型身份、费用和聊天记录拿不到时保留未知。反馈包帮助定位问题,不能代替研究正确性或完整交付的验收。

插件包的结构

导出目录按 Agent Plugins 1.0 组织,这一版规范包含的两类组件都有:

praxis-plugin/
  plugin.json
  mcp.json                  # 核心工具与适用的外部服务
  .codex-plugin/            # Codex 兼容入口
  # 其他宿主由 --host 生成对应清单
  skills/
    praxis/                 # 入口技能,带全部参考、脚本与工具代码
    praxis-model/           # 专业入口示例:问题定义与模型设计
    praxis-verify/          # 专业入口示例:独立核验
    praxis-*/               # 其余专业入口;完整职责见上方技能表

用户的题目、数据与案例继续保存在你的工作区,不进入插件。

组成 职责 连接方式
技能 理解问题、选择方法、判断证据、组织报告 共享一条建模主线,按请求调用
MCP 与脚本 执行计算、检查数据、核对文献 同一组数学工具,支持 MCP 或命令行
证据工作流 保存任务、运行、检查与报告之间的对应关系 结果失效时回到相关环节重算

工作流由助手和确定性脚本共同推进,沿用用户工作区的规则;不是需要另外安装的一套调度服务。

可靠性

  • 持续集成 验证解析答案、输入保护、失败与过期结果、PDF辅助、数学工具与插件导出;以具体运行的通过、失败及跳过记录为准。
  • 两份完整案例都带独立检查与可运行的复现代码,数字可对回报告。
  • 每个结论标明依据与适用条件;失败的运行保留,不改写。
开发与演练命令

这些命令在源码检出目录运行;安装包按使用需要导出,测试与 CI 保留在源码仓库。

uv sync --locked --group dev
uv run --locked python -m pytest -q
uv run --locked python -m scripts.release_check   # 发布前:重跑示例、核对记录未漂移、跑测试
uv run --locked python -m examples.decision_sensitivity_demo
uv run --locked python -m examples.structural_reasoning_demo
uv run --locked python -m examples.exploration_demo

来源与许可

本地原创代码与文档采用 MIT。工作流参考 MathModelHub,Sobol 与 TOPSIS 分别使用 SALib 和 pyMCDM;实际复用范围与上游许可见 第三方声明。报告中实际使用的方法、数据与工具仍需在使用处引用原始来源。

研究中使用 Praxis 时可参考 软件引用信息,并记录实际使用的发布版或提交编号。

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