基于数据挖掘的智慧后勤管理平台

宋汝良　刘晓猛

【摘要】近年来，人们对于珍惜粮食、反对浪费的责任认识愈发深刻，“光盘行动”的倡导深入人心，各高校也积极倡导节约粮食、吃光盘中餐的行为。然而由于高校中学生、老师来自不同地域，现有的食堂就餐体系难以满足广大师生复杂的就餐需要，从而使得浪费食物的现象常有出现。本文提出了一个智慧后勤管理平台来解决这些问题。该平台基于數据挖掘算法，对就餐者口味等进行分析，在向就餐者推荐菜品的同时，也可向食堂反映就餐群体的口味构成等信息，从而减少浪费现象。

【关键词】数据挖掘  推荐  食堂

引言

食堂是高校学生就餐的主要场所，但由于高校学生、教职工众多，且来自全国各地，现有的食堂就餐体系不论是从数量还是质量上都不能很好满足就餐者的需求。解决师生就餐难、食堂浪费现象严重问题具有重要意义。

1、项目研究的背景

食堂作为高校的基础设施，应该为学生和老师提供优质的饮食服务，满足广大师生对饮食的需求。在确保就餐者能够吃饱的基础要求下，也应保证就餐者能够摄入足够的营养。在目前的实际就餐体验中，往往存在排队时间长、不知道如何选择菜品、购买的菜品不符合口味等问题。这些问题严重影响了学生和老师的就餐体验。

以同济大学嘉定校区为例，每到用餐高峰期（如每天11：00-12：00、16：30-17：30），食堂买菜窗口和过道都会出现明显的拥堵，导致后来的用餐者无法得知今日菜品信息，不知道该排在哪里，最后在窗口前草草决定要吃什么。这也导致了就餐者可能无法买到符合口味的菜品，引发严重浪费现象。以现有体系而言，由于缺乏数据支持和交流渠道，食堂也无法很好根据就餐情况和菜品销售情况及时对菜品数量和质量进行改进，致使有的菜品无人问津，出现了很多不必要开支。

针对上述就餐问题，我们设计了一款智慧后勤管理平台——“鸡汤”。利用本平台，就餐者可以及时获取菜品信息，根据个人口味选择自己喜欢吃的菜品，对菜品进行评价;食堂方面可以根据统计信息调整菜品安排，发布最新动态，减少浪费

2、项目内容

针对前文提到的高校食堂就餐中出现的各类问题，我们设计了“鸡汤”智慧后勤管理平台。该平台致力于解决食堂就餐中出现的选菜难，浪费严重等现象，具有如下主要功能：

1.身份认证系统：注册用户可以体验本平台的所有功能。

2.菜品信息获取：就餐者可提前获取未来几天的菜品信息，包括出售位置，原料，营养配比，热度，评价等。

3.地图服务：帮助用餐者找到菜品所在位置。

4.推荐系统：根据个人饮食习惯、就餐需求、身体状况推荐菜品。

5.预定功能：就餐者可以提前标注想吃的菜品，食堂可以根据标注信息调整菜品数量。

6.食堂动态：食堂方面可以在此发布活动消息等最新动态。

7.评价系统：就餐者可在此发布对菜品的评价、推荐，寻找口味相近的朋友一起吃饭等，与大家分享自己的看法

平台主要在移动端发布，以获取更大用户群体。研发完成后，我们以同济大学嘉定校区为试点，测试了平台可行性，并根据试运行结果进行了改进。完善后的版本之后将在更大范围内进行推广，投入使用。

3、项目意义

本项目在提高就餐体验，改进食堂服务，减少菜品浪费等方面具有重要意义。

对于就餐者，“鸡汤”可以帮助他们在食堂找到自己想吃的菜品，获取营养搭配建议，从而有更合理的饮食结构。同时我们也为就餐者提供了一个交流平台，使就餐者可以在此发表自己看法，寻找朋友。

“鸡汤”是刚进入大学的新生、刚更换校区的同学的好帮手。在新的环境中，就餐者可以通过使用“鸡汤”，迅速了解、适应新的就餐环境，找到自己喜欢吃的饭菜，并认识更多朋友。

对于食堂方面，我们的平台可以帮助食堂发布最新动态，并根据就餐者的数据向食堂提供对当前菜品的调整意见，以帮助食堂更好为就餐者服务，减少甚至避免浪费现象，减少不必要的开支。

4、技术细节

4.1系统设计

本项目和用户间的交互，主要通过移动设备上的APP进行。首先用户通过身份认证系统进行登录，根据用户身份进入不同界面。界面分为就餐者界面和食堂管理界面，为不同身份的用户提供对应的服务。首次登录的就餐者将进入口味测试界面，设置自己的口味、饭量等。就餐者信息将会通过网络上传至服务端，并根据此信息为每个用户生成个性化推荐。在信息交流界面，我们将根据用户所在学院、口味生成活跃用户推荐，关注后可查看他们的动态，并兼有点赞、转发等功能。对于食堂管理界面，我们将收集就餐者对于菜品的评价、喜爱程度，就餐者口味分布，菜品销售状况等，在服务器上进行计算后，将对于食堂菜品的改进提议返回到食堂管理界面，便于食堂做出相应调整。该界面也为食堂提供信息发布功能，可以发布食堂动态。

4.2 核心算法

4.2.1智能菜品推荐算法

本项目通过最初使用时的测试和就餐者在使用过程中对于不同菜品的喜好程度，获取用户的口味，饮食习惯等特征，利用基于内容的推荐以及协同过滤算法，预测某道菜品是否符合该用户的喜好，然后向用户推荐可能喜欢的菜。

所谓基于内容的推荐，是指根据菜品的口味数据，发现菜品之间的相关性，然后基于用户以前的喜好记录推荐给用户相似的菜品。我们采用协同过滤技术结合统计技术，找到与目标用户口味相近的用户，根据找到用户的喜好，向目标用户推荐菜品。

4.2.2 基于数据挖掘的“饭圈”社交

本项目利用聚类算法将就餐者按口味进行分类，向就餐者推荐口味相似的朋友，根据不同用户对于个人隐私的设置情况，合理展示被推荐者的动态，提示用户可以相约一起就餐。

4.2.3 基于数据挖掘算法的菜品改进方案

本项目根据就餐者的口味、饮食需求、健康状况和对不同菜品的评价和喜爱程度，向食堂方面提出科学的菜品改进方案，并可根据就餐者的就餐历史、评价和健康状况变化，监测可能出现的食品安全问题并及时发出警报。

4.3 界面设计

本节将展示“鸡汤”智能掌上平台的界面设计。图1为“鸡汤”应用程序的登录界面。为了满足日常监管需求，记录用户口味等信息，用户需要通过身份认证才可以使用本平台。图2展示了登录后的用户首页及查看菜品的详情页示例。

5、结语

本项目名为智慧后勤管理平台，致力于解决高校食堂选菜难、浪费严重的问题。本项目发布于移动端，更加方便用户使用，贴近大学生生活模式。项目的以“绿色餐饮”为理念，希望有效地减少饭菜的浪费，同时也可以减少一些热门的菜品“供不应求”的现象。项目具有的美食信息共享功能可以及时提供和更新各种菜品的热度和评价，帮助学生有效地鉴别美食，同时也能有效地避开用餐高峰期。

在技术层面，本项目应用协同过滤和数据挖掘技术，可以智能化地为学生用户推荐菜品以及口味相近的用户，帮助学生快速选餐，养成良好的饮食习惯。

对于食堂而言，本项目可以通过数据挖掘算法，根据就餐者的饮食需求等信息，向食堂方面提出建议的菜品改进方案，减少浪费。

本项目仍在持续开发完善中，未来，我们将通过算法更新以改善现有功能，并加入更多新的功能。希望本项目的出现可以为绿色餐饮贡献一份力量。

参考文献：

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[2]马宏伟，张光卫，李鹏.协同过滤推荐算法综述[J].小型微型计算机系统，2009，30（07）：1282-1288.

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[4]喻兵，郝梓杰，罗裕升，朱珍民.基于多维度特征的饮食健康推荐[J].计算机应用与软件，2019，36（07）：110-116.

作者简介：宋汝良（1974—），男，山东泰安人，博士，研究方向：大数据、数智政务和低代码开发。