CN108242262B - 一种基于饮食周期动态权的智慧餐厅营养配餐推荐方法 - Google Patents

一种基于饮食周期动态权的智慧餐厅营养配餐推荐方法 Download PDF

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Abstract

本发明针对消费密集的大型餐饮场所,主要涉及互联网智能营养配餐技术，具体涉及基于饮食周期动态权的营养配餐推荐方法，包括以下步骤：步骤1，建立消费者营养配餐历史数据库；步骤2，建立推荐与用户偏好差异数据库；步骤3，确定饮食周期T；步骤4，根据热量优化差异极小排序和热量偏差截断准则，计算当日候选营养配餐列表，并计算出三餐排序：步骤5，计算最近一次出现雷同菜品的饮食历史天数和雷同菜品数量；步骤6，按照下面饮食周期动态权方法，重新计算新的排序；步骤7，重新索引排序，按照从小到大给出新的配餐推荐。本发明的有益效果是解决大型餐饮餐所，密集人群快速营养配餐难题，提高就餐效率。

Description

一种基于饮食周期动态权的智慧餐厅营养配餐推荐方法
技术领域
本发明针对消费密集的大型餐饮场所,主要涉及互联网智能营养配餐技术，具体涉及基于饮食周期动态权的营养配餐推荐方法，属于智慧餐厅技术领域。
背景技术
健康饮食是“健康中国”行动计划的核心问题。2016年8月19日中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在全国卫生与健康大会指出“要把人民健康放在优先发展的战略地位，以普及健康生活、优化健康服务、完善健康保障、建设健康环境、发展健康产业为重点，加快推进健康中国建设，努力全方位、全周期保障人民健康……”，健康水平是实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实健康重要基础和先决条件。根据统计，健康需求和收入成正比，即当人们有能力支付其健康基本需求时，确保长寿而健康的生活就成为心理需求和投入需求。2015年我国人均GDP约为7900美元，已经达到中等偏上收入国家水平,随着收入水平的增加，国民对健康类产品的需求逐年倍增。《汉书·郦食其传》中有云：“民以食为天”。自古以来，中国人就很重视“吃”的文化，不仅是为了维持基本的生存，也利用饮食来调节身体的健康。人体的智力、体力、学习能力、运动能力、抗疾病能力、康复能力，甚至是寿命，无不与营养的膳食密切相关！所以中医又有“药补不如食补”的观点。从这个意义上来说，人们对健康饮食的需求远远超过对医疗的需求。从产业的角度看，提供人们健康饮食服务就变成了一个日益有价值的行业。
大型餐饮场所承担了规范科学餐食的重要责任。在如何2016年5月13日国家卫计委发布了《中国居民膳食指南(2016)》,并敦促大型餐饮场所按照指南提供餐食，该指南指出，近年来我国居民膳食中谷薯类和蔬菜类食物所占的比例明显下降，维生素和矿物质摄入量不足，而肉类和油脂类食品摄入过多，导致大城市中居民脂肪热量占膳食总热量的比例甚至超过30％！与之相关的一些慢性病，如心脑血管疾病以及恶性肿瘤等患病率也逐渐上升。另一方面，在农村尤其是贫困山区的人群中，因食物种类稀少而造成的营养素缺乏症，如：缺铁性贫血、佝偻病等依旧存在。为了更好的为国民健康服务，需要借助现有的信息科学技术，开发科学有效的配餐服务系统，改善国民的饮食习惯，使得餐食科学化、规范化。
智能营养配餐系统是“大数据+”和“互联网+”餐饮的必然产物。营养配餐系统不是新鲜事物，因为自古以来，世界各国人民都重视营养搭配，合理膳食。所以营养配餐对于食品和营养科学来说，已经有了很好的科学研究基础，最有特色的是中国农业大学，2002年7月，成立了食品科学与营养工程学院。在食品科学与工程、食品营养与安全等科学领域具备培养学士、硕士、博士的完整教育体系。该校“食品科学与工程”是一级博士授权学科，包括了营养学，营养配餐也是重点研究方向。国内很多大学也有类似的专业，但是相对来讲，特色不是很明显。由于营养配餐涉及个人特征数据、健康体检数据、医疗数据、运动与锻炼数据等等，所以在计算机技术和互联网发展相对滞后的时代里，营养配餐系统也就失去了亮点和意义。但是随着各行各业开始建立大数据中心，使得收集营养配餐的对象数据成为一件触手可及的事情，因而基于互联网的智能营养配餐系统必然的踏上了征程。
营养配餐需要考虑饮食周期性。由于人体是一个新陈代谢的生物过程，各器官细胞会有更新的周期，其中饮食是和人体需要和味觉需要决定的，据英国牙医协会的估计，人体舌头上大约有450000个味觉细胞，组成了大约9000个味蕾，帮助人类感受甜、咸、苦或者酸味。味觉细胞一般10天左右全部更新一次。对于消化系统，肠道及其表面细胞更新速度极快，3天左右更新一次。因此这些因素都带来了人体对饮食的周期性需求，根据专家的论证，目前饮食周期的普遍规律定为7天，对于不同的个体，周期会有变化。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于饮食周期动态权的智慧餐厅营养配餐推荐方法，包括以下步骤：
步骤1，建立用户营养配餐历史数据库
Figure GDA0003176736610000021
其中，
Figure GDA0003176736610000022
为前第i天的用户的早中晚对应营养配餐；
步骤2，建立推荐与用户偏好差异数据库
Figure GDA0003176736610000023
其中，
Figure GDA0003176736610000024
表示前第i天的用户的早中晚对应营养配餐与推荐差异；
步骤3，确定饮食周期T；
步骤4，计算当日候选营养配餐列表C＝CM∪CA∪CE，其中，CM,CA,CE分别是早餐菜品、午餐菜品和晚餐菜品数据库，
候选营养配餐列表的实施方式：
首先根据热量优化差异极小排序：
Figure GDA0003176736610000025
Figure GDA0003176736610000026
Figure GDA0003176736610000031
CM,CA,CE分别是早菜品、午餐菜品和晚餐菜品数据库，
Figure GDA0003176736610000032
表示早餐的第sm种排序，
Figure GDA0003176736610000033
表示午餐的第ta种排序，
Figure GDA0003176736610000034
表示晚餐的第le种排序；
然后将上面候选中的营养配餐按照下面计算能量偏差
Figure GDA0003176736610000035
其中，E(p)为配餐的热量，E为相应热量摄入标准值，可由系统按照个性化数据计算得到；如果z(p)≥θ，则将p之后的配餐从列表清除，θ的实施方式采用专家给定，默认值为0.2；
步骤5，营养配餐动态调整天数的实施方式：
首先从候选营养配餐列表中选出p，按照p的菜品列表搜索消费者营养配餐历史数据库，记录最近一次出现雷同菜品的消费者营养配餐的历史天数i*，同时统计两个配餐的雷同菜品数量
Figure GDA00031767366100000316
步骤6，饮食周期动态权的实施方式：
首先根据饮食周期T，计算饮食周期截断函数：
Figure GDA0003176736610000036
然后带入雷同菜品数量
Figure GDA0003176736610000037
和推荐与用户偏好差异数据
Figure GDA0003176736610000038
重新计算配餐排序
Figure GDA0003176736610000039
Figure GDA00031767366100000310
步骤7，饮食周期动态权的营养配餐推荐实施方式：
将步骤6得到的新排序，按照从小到大的次序重新排列，给出新的配餐推荐：
Figure GDA00031767366100000311
Figure GDA00031767366100000312
Figure GDA00031767366100000313
Figure GDA00031767366100000314
表示早餐的第sm种的重新排序，
Figure GDA00031767366100000315
表示午餐的第ta种的重新排序，
Figure GDA0003176736610000041
表示晚餐的第le种的重新排序。
附图说明
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
步骤1，消费者营养配餐历史数据库建立实施方式：
使用MySQL建立数据库表，记录消费者所选择营养配餐数据
Figure GDA0003176736610000042
其中，
Figure GDA0003176736610000043
为前第i天的用户的早中晚对应营养配餐，时间按照由近及远递推排序，即每天时间递推加一，若无数据，可以为空值，并同时记录所选择配餐的排序；
步骤2，推荐与用户偏好差异数据库建立实施方式：
把前第i天早中晚对应的消费者所选排序数据取出，为
Figure GDA0003176736610000044
则
Figure GDA0003176736610000045
其中，
Figure GDA0003176736610000046
表示前第i天的用户的早中晚对应营养配餐与推荐差异；
步骤3，饮食周期实施方式：
按照下面三种方式实施：
1)消费者输入；
2)专家设定；
3)默认值为T＝7；
步骤4，候选营养配餐列表的实施方式：
首先根据热量优化差异极小排序：
Figure GDA0003176736610000047
Figure GDA0003176736610000048
Figure GDA0003176736610000049
CM,CA,CE分别是早菜品、午餐菜品和晚餐菜品数据库，
Figure GDA00031767366100000410
表示早餐的第sm种排序，
Figure GDA0003176736610000051
表示午餐的第ta种排序，
Figure GDA0003176736610000052
表示晚餐的第le种排序；
然后将上面候选中的营养配餐按照下面计算能量偏差
Figure GDA0003176736610000053
其中，E(p)为配餐的热量，E为相应热量摄入标准值，个性化热量参考值，可由系统按照个性化数据计算得到；如果z(p)≥θ，则将p之后的配餐从列表清除，θ的实施方式采用专家给定，默认值为0.2；
步骤5，营养配餐动态调整天数的实施方式：
首先从候选营养配餐列表中选出p，按照p的菜品列表搜索消费者营养配餐历史数据库，记录最近一次出现雷同菜品的消费者营养配餐的历史天数i*，同时统计两个配餐的雷同菜品数量
Figure GDA0003176736610000054
步骤6，饮食周期动态权的实施方式：
首先根据饮食周期T，计算饮食周期截断函数：
Figure GDA0003176736610000055
然后带入雷同菜品数量
Figure GDA0003176736610000056
和推荐与用户偏好差异数据
Figure GDA0003176736610000057
重新计算配餐排序
Figure GDA0003176736610000058
Figure GDA0003176736610000059
步骤7，饮食周期动态权的营养配餐推荐实施方式：
将步骤6得到的新排序，按照从小到大的次序重新排列，给出新的配餐推荐
Figure GDA00031767366100000510
Figure GDA00031767366100000511
Figure GDA00031767366100000512
Figure GDA00031767366100000513
表示早餐的第sm种的重新排序，
Figure GDA00031767366100000514
表示午餐的第ta种的重新排序，
Figure GDA00031767366100000515
表示晚餐的第le种的重新排序。

Claims (1)

1.一种基于饮食周期动态权的智慧餐厅营养配餐推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立用户营养配餐历史数据库
Figure FDA0003176736600000011
其中，
Figure FDA0003176736600000012
为前第i天的用户的早中晚对应营养配餐；
步骤2，建立推荐与用户偏好差异数据库
Figure FDA0003176736600000013
其中，
Figure FDA0003176736600000014
表示前第i天的用户的早中晚对应营养配餐与推荐差异；
步骤3，确定饮食周期T；
步骤4，计算当日候选营养配餐列表C＝CM∪CA∪CE，其中，CM,CA,CE分别是早餐菜品、午餐菜品和晚餐菜品数据库，
候选营养配餐列表的实施方式：
首先根据热量优化差异极小排序：
Figure FDA0003176736600000015
Figure FDA0003176736600000016
Figure FDA0003176736600000017
CM,CA,CE分别是早餐 菜品、午餐菜品和晚餐菜品数据库，
Figure FDA0003176736600000018
表示早餐的第sm种排序，
Figure FDA0003176736600000019
表示午餐的第ta种排序，
Figure FDA00031767366000000110
表示晚餐的第le种排序；
然后将上面候选中的营养配餐按照下面计算能量偏差
Figure FDA00031767366000000111
其中，E(p)为配餐的热量，E为相应热量摄入标准值，可由系统按照个性化数据计算得到；如果z(p)≥θ，则将p之后的配餐从列表清除，θ的实施方式采用专家给定，默认值为0.2；
步骤5，营养配餐动态调整天数的实施方式：
首先从候选营养配餐列表中选出p，按照p的菜品列表搜索消费者营养配餐历史数据库，记录最近一次出现雷同菜品的消费者营养配餐的历史天数i*，同时统计两个配餐的雷同菜品数量
Figure FDA00031767366000000112
步骤6，饮食周期动态权的实施方式：
首先根据饮食周期T，计算饮食周期截断函数：
Figure FDA0003176736600000021
然后带入雷同菜品数量
Figure FDA0003176736600000022
和推荐与用户偏好差异数据
Figure FDA0003176736600000023
重新计算配餐排序rj *：
Figure FDA0003176736600000024
步骤7，饮食周期动态权的营养配餐推荐实施方式：
将步骤6得到的新排序，按照从小到大的次序重新排列，给出新的配餐推荐：
Figure FDA0003176736600000025
Figure FDA0003176736600000026
Figure FDA0003176736600000027
Figure FDA0003176736600000028
表示早餐的第sm种的重新排序，
Figure FDA0003176736600000029
表示午餐的第ta种的重新排序，
Figure FDA00031767366000000210
表示晚餐的第le种的重新排序。
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