氣溫變化對職工食堂就餐影響的分析研究

崔雪

摘 要：為科學掌握職工食堂就餐需求與氣溫變化之間關系，本文以2014年氣溫及職工食堂就餐需求為基礎數據進行研究。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證分析，進一步闡述兩者間的規律變化。

關鍵詞：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，越來越多的人們開始關注天氣變化來決定安排出行、飲食、活動等方面，本文利用2014年職工食堂就餐量和季節氣溫時間序列資料，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為例，由于該局就餐人數普遍集中在午餐，所以選用午間時段的就餐人數可以更好的反映出當日全體職工就餐情況，且中午氣溫趨近當日的最高氣溫，因此，在排除會議、培訓等因素的影響下，本文數據來源取決當日的最高氣溫和午餐就餐人數。通過食堂“一卡機”和歷史天氣記錄的查詢結果，得出了平均每月出現的最高氣溫和就餐人數的比例。由此可以明顯看出，氣溫變化與就餐數量之間有某種規律可循。

通過MATLAB繪制出圖形，圖1.1為平均就餐人數隨季節的變化，圖1.2為平均最高氣溫隨季節變化。從兩幅圖中不難看出，圖1.1離散數據點隨季節變化有規律的按波形排布，圖1.1中離散點的分布是不規則的，所以需要將離散點擬合優化后再做進一步分析。

2 曲線擬合

在很多實際情況中，兩個變量之間的關系往往很難用具體的表達式把它表示出來，通常只能通過實際數值得到一些互不相同的離散數據點，需要利用這些已知的數據點估計出兩個變量的關系具體輪廓，并要得到任意未知數據點的具體數值，這個過程就需要用到擬合或差值方法來實現[1]。本文采用數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值分析驗證。

2.1 曲線擬合的最小二乘法 假設xi表示平均溫度數據，yi表示平均就餐人數數據。一組函數r1（x），r2（x），…，rm（x），m從1階多項式擬合圖中，僅能判斷出隨著氣溫的逐漸升高，就餐人數逐漸降低，忽略小部分離散點分布特征；為進一步提取離散點分布特征，選取4階曲線擬合，并從圖中明顯看出有兩個突出特征（見圖2.1），在5o至10o之間，就餐數量下調狀態中出現小反彈，反彈區間約180人到185人之間；氣溫在20o至28o之間，就餐數量165人至170人之間趨于平緩狀態。

2.2 MATLAB曲線擬合工具箱

為進一步驗證最小二乘法擬合效果，采用MATLAB曲線擬合工具箱對離散數據點進行曲線擬合，該方法操作簡便，曲線擬合效果較最小二乘法更平滑，數值分析更精準。

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進入擬合工具箱界面，選擇x1和y1數據來源，并保存數據集x1 V y1（見圖2.2）。

單擊“擬合”按鈕，選取保存數據集[2]，在多項式中分別選取1階和4階多項式擬合進行擬合[3]。

通過數據表明，在排除會議、培訓等因素的影響下，該局職工食堂準備食材時，可以根據氣溫不同科學供應職工就餐需求，有效地避免“供大于求”或“供小于求”的現象發生。

3 結語

通過兩種不同擬合方法提取氣溫與就餐數量之間關系特征得到數據分析表明，在了解氣溫變化的前提下，科學掌握職工食堂就餐供應需求，降低該局職工食堂運行成本，為氣象服務事業提供有力后勤保障。

參考文獻：

[1]蘇金明，張蓮花，劉波，等.MATLAB工具箱應用[M].北京：電子工業出版社，2004.

[2]李慶揚，關治，白峰山.數值計算原理[M].北京：清華大學出版社，2004：56-58.

[3]陳巍.利用MATLAB曲線擬合工具箱求離散點的擬合曲線.