氣溫變化對(duì)職工食堂就餐影響的分析研究

崔雪

摘 要：為科學(xué)掌握職工食堂就餐需求與氣溫變化之間關(guān)系，本文以2014年氣溫及職工食堂就餐需求為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。在處理分析兩者間的離散序列上，采用MATLAB工具箱和最小二乘法兩種擬合曲線方法驗(yàn)證分析，進(jìn)一步闡述兩者間的規(guī)律變化。

關(guān)鍵詞：溫度變化；就餐需求；MATLAB；曲線擬合；最小二乘法

1 概述

隨著各種天氣變化頻發(fā)，越來(lái)越多的人們開始關(guān)注天氣變化來(lái)決定安排出行、飲食、活動(dòng)等方面，本文利用2014年職工食堂就餐量和季節(jié)氣溫時(shí)間序列資料，采用曲線擬合方法研究分析2014年吉林省氣象局職工食堂就餐與天氣變化的特征。

以吉林省氣象局職工食堂就餐人數(shù)為例，由于該局就餐人數(shù)普遍集中在午餐，所以選用午間時(shí)段的就餐人數(shù)可以更好的反映出當(dāng)日全體職工就餐情況，且中午氣溫趨近當(dāng)日的最高氣溫，因此，在排除會(huì)議、培訓(xùn)等因素的影響下，本文數(shù)據(jù)來(lái)源取決當(dāng)日的最高氣溫和午餐就餐人數(shù)。通過(guò)食堂“一卡機(jī)”和歷史天氣記錄的查詢結(jié)果，得出了平均每月出現(xiàn)的最高氣溫和就餐人數(shù)的比例。由此可以明顯看出，氣溫變化與就餐數(shù)量之間有某種規(guī)律可循。

通過(guò)MATLAB繪制出圖形，圖1.1為平均就餐人數(shù)隨季節(jié)的變化，圖1.2為平均最高氣溫隨季節(jié)變化。從兩幅圖中不難看出，圖1.1離散數(shù)據(jù)點(diǎn)隨季節(jié)變化有規(guī)律的按波形排布，圖1.1中離散點(diǎn)的分布是不規(guī)則的，所以需要將離散點(diǎn)擬合優(yōu)化后再做進(jìn)一步分析。

2 曲線擬合

在很多實(shí)際情況中，兩個(gè)變量之間的關(guān)系往往很難用具體的表達(dá)式把它表示出來(lái)，通常只能通過(guò)實(shí)際數(shù)值得到一些互不相同的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，需要利用這些已知的數(shù)據(jù)點(diǎn)估計(jì)出兩個(gè)變量的關(guān)系具體輪廓，并要得到任意未知數(shù)據(jù)點(diǎn)的具體數(shù)值，這個(gè)過(guò)程就需要用到擬合或差值方法來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。本文采用數(shù)值分析中的一種普遍且重要的曲線擬合方法，并將MATLAB工具箱與最小二乘法兩種不同的求解擬合方法做數(shù)值分析驗(yàn)證。

2.1 曲線擬合的最小二乘法 假設(shè)xi表示平均溫度數(shù)據(jù)，yi表示平均就餐人數(shù)數(shù)據(jù)。一組函數(shù)r1（x），r2（x），…，rm（x），m從1階多項(xiàng)式擬合圖中，僅能判斷出隨著氣溫的逐漸升高，就餐人數(shù)逐漸降低，忽略小部分離散點(diǎn)分布特征；為進(jìn)一步提取離散點(diǎn)分布特征，選取4階曲線擬合，并從圖中明顯看出有兩個(gè)突出特征（見(jiàn)圖2.1），在5o至10o之間，就餐數(shù)量下調(diào)狀態(tài)中出現(xiàn)小反彈，反彈區(qū)間約180人到185人之間；氣溫在20o至28o之間，就餐數(shù)量165人至170人之間趨于平緩狀態(tài)。

2.2 MATLAB曲線擬合工具箱

為進(jìn)一步驗(yàn)證最小二乘法擬合效果，采用MATLAB曲線擬合工具箱對(duì)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，該方法操作簡(jiǎn)便，曲線擬合效果較最小二乘法更平滑，數(shù)值分析更精準(zhǔn)。

x1=[-3 0 6.8 18 19 27 28 27 22 15 4.8 -10]

y1=[173 182 188 167 162 171 164 170 168 174 180 190]

輸入cftool進(jìn)入擬合工具箱界面，選擇x1和y1數(shù)據(jù)來(lái)源，并保存數(shù)據(jù)集x1 V y1（見(jiàn)圖2.2）。

單擊“擬合”按鈕，選取保存數(shù)據(jù)集[2]，在多項(xiàng)式中分別選取1階和4階多項(xiàng)式擬合進(jìn)行擬合[3]。

通過(guò)數(shù)據(jù)表明，在排除會(huì)議、培訓(xùn)等因素的影響下，該局職工食堂準(zhǔn)備食材時(shí)，可以根據(jù)氣溫不同科學(xué)供應(yīng)職工就餐需求，有效地避免“供大于求”或“供小于求”的現(xiàn)象發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)兩種不同擬合方法提取氣溫與就餐數(shù)量之間關(guān)系特征得到數(shù)據(jù)分析表明，在了解氣溫變化的前提下，科學(xué)掌握職工食堂就餐供應(yīng)需求，降低該局職工食堂運(yùn)行成本，為氣象服務(wù)事業(yè)提供有力后勤保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇金明，張蓮花，劉波，等.MATLAB工具箱應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]李慶揚(yáng)，關(guān)治，白峰山.數(shù)值計(jì)算原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004：56-58.

[3]陳巍.利用MATLAB曲線擬合工具箱求離散點(diǎn)的擬合曲線.