报名序号：004083
论文题目：B题
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大学生平衡膳食食谱的优化设计及评价研究
摘要
本文针对大学生平衡膳食食谱的优化设计及评价问题展开分析。基于熵权法TOPSIS、多元线性回归、多目标优化等方法；借助SPSSPRO、lingo等软件客观分析了附件1、2两份食谱的膳食营养，通过对其较少的调整改进后，进行了全面的膳食营养评价；其次依据附件3数据，通过求解优化模型，设计了男女生的日食谱，同时对不同目标下的日食谱进行了评价和比较；然后进一步延申设计了男女生的周平衡膳食食谱。最后基于上述研究内容向大学生们提供了一份健康饮食、平衡膳食的倡议书，旨在通过科学的方法提升大学生的饮食质量和营养均衡。
针对问题1，基于膳食食谱的营养分析评价及调整。首先，对搜集的样本数据进行特征探索和缺失值处理，随后进行描述性统计分析以掌握数据趋势变化规律。在此基础上，对数据结构采用归一化处理，以便于后续分析。其次，通过构建熵权法TOPSIS模型对附件1和附件2中的食谱进行营养分析，得到熵权法的权重计算结果如REF_Ref167544010\h表12所示。最后，基于附件3的数据，对两份食谱进行调整改进，结果如REF_Ref167555848\h表14-15所示；并对调整后的食谱进行再次营养分析，结果如REF_Ref167670482\h表16所示，其中调整改进后食谱的餐次比与参考值误差在2%以下，本研究认为调整改进的食谱对大学生健康具有一定参考价值。
针对问题2，基于日平衡膳食食谱的优化设计。首先基于附件3数据构建多元线性回归模型，通过描述优化目标：蛋白质氨基酸评分最大、用餐费用最经济、兼顾蛋白质氨基酸评分及经济性。得到各指标之间的相关系数见REF_Ref166425727\h表17。然后构建多目标优化模型设计男生和女生的日食谱，通过Lingo计算求解得到日营养平衡食谱如REF_Ref167622495\h表19、REF_Ref167624310\h表20所示。最后对设计的日食谱进行营养评价，确保其满足营养需求。
针对问题3，基于周平衡膳食食谱的优化设计。首先在问题2的基础上，将优化模型扩展至一周七天的食谱设计。其次根据周食谱的特点，调整优化模型，通过Lingo计算求解得到大学生周营养平衡食谱见REF_Ref166431869\h表22所示。然后对设计周食谱进行评价，具体结果如REF_Ref167630522\h表23所示，其中三餐能量分配占总能量的百分比（即餐次比）符合标准要求，认为周膳食食谱营养均衡。
针对问题4，基于大学生饮食结构及习惯，本文提倡4条准则：1、食物多样，合理搭配。2、多吃蔬果、奶类、全谷、大豆。3、适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉。4、规律进餐，足量饮水。另外，本文的最终目标是为大学生提供一套科学、实用的平衡膳食食谱，同时提供健康饮食、平衡膳食的倡议书，并以促进大学生建立科学的饮食习惯，提高整体健康水平。
关键词：膳食食谱优化；膳食营养评价；熵权法TOPSIS；多元线性回归；多目标优化
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问题重述
研究背景
大学生是我国的重要人力资源，他们的身体健康和学习效率直接关系到国家的可持续发展。然而，由于学业压力和生活节奏的快速增加，大学生的饮食结构和习惯存在一定的问题，如营养不均衡、饮食不规律和快餐依赖等。这些问题会导致大学生面临营养缺乏和身体健康问题。因此，设计健康平衡的膳食食谱，优化饮食结构和习惯，成为了一个重要的问题。
在设计膳食食谱时，需要考虑多个方面的因素，如营养组成、热量摄入、膳食多样性和经济性等。已有研究表明，大学生的膳食摄入存在一定的差距，如蛋白质摄入量低、脂肪摄入量过多、维生素和矿物质摄入不足等。因此，需要进一步优化膳食食谱，以满足大学生的健康需求。
文献综述
文献[1]首先提出使用依靠模糊逻辑范式来模拟专家，为用户提供体重、热量摄入、运动建议等健康评估功能，其实验结果与专家的评分拥有高度相关性，证明系统达到了可用级别。
文献[2]采用加权随机抽样进行食物的初步选择，再用多元线性回归算法进行调平，最后用反馈机制对配餐结果进行修正。该方法可以满足更多营养素目标的优化需求，但是需要人工介入进行多次运算优化。
本研究基于大学生平衡膳食食谱的优化设计及评价问题，首先通过建立一套评价指标体系，考虑热量摄入、蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质等因素，对大学生的日常膳食进行营养分析评价及调整；其次以蛋白质氨基酸评分最大及用餐费用最经济为目标建立优化模型，分别设计男生和女生的日食谱，并对日食谱进行膳食营养评价；然后在日食谱的基础上设计男生和女生的周食谱，并进行评价及比较分析。
研究选题
基于研究背景及附件数据建立的模型与数据处理方法，本文需解决以下