一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，所述方法包括：S1.在至少三個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行貨架期品質(zhì)分析，得到不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量；S2.綜合所述不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量，確定所述冷卻肉的最低腐敗量；S3.根據(jù)所述最低腐敗量及所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型；S4.通過(guò)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉貨架期。本發(fā)明提出的冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建冷卻肉貨架期模型提高了預(yù)測(cè)冷卻肉貨架期的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及物流監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法 及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在冷鏈物流過(guò)程中，微生物是冷卻肉腐敗變質(zhì)的關(guān)鍵因素，微生物生長(zhǎng)繁殖到一 定數(shù)量時(shí)，消耗冷卻肉中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生粘液，導(dǎo)致冷卻肉有異味以及肉色改變，嚴(yán)重影 響銷售和消費(fèi)安全。微生物的生長(zhǎng)受到多種因素的綜合影響，但溫度是最關(guān)鍵的生長(zhǎng)限定 因子。在規(guī)范的冷鏈條件下，冷卻肉處于〇?4°C低溫環(huán)境中，一些中溫型微生物和嗜冷 (或耐冷型）微生物的生長(zhǎng)受到一定程度的抑制。但目前冷卻肉在貯藏、運(yùn)輸和分銷等整 個(gè)物流過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)斷鏈現(xiàn)象，導(dǎo)致溫度驟升，微生物生長(zhǎng)加快，在反復(fù)溫度變化的情況 下，還會(huì)促使微生物生長(zhǎng)繁殖具有耐冷性，加速肉質(zhì)腐敗進(jìn)程。
[0003] 現(xiàn)有的冷卻肉中微生物的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型主要針對(duì)單一菌株或某一類微生物等，如 大腸桿菌、單增李斯特菌、假單胞菌、熱殺索絲菌的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型，且多數(shù)生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型是 通過(guò)培養(yǎng)基規(guī)范條件下獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)建立的，不能很好地反映真實(shí)條件下冷卻肉中微 生物的生長(zhǎng)行為，為了有效控制冷卻肉在物流過(guò)程的微生物生長(zhǎng)和食用安全性，避免重復(fù) 抽樣檢驗(yàn)、耗時(shí)費(fèi)力、結(jié)果滯后等傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)；因此，構(gòu)建真實(shí)條件下的冷卻肉貨架期 模型亟需解決，為冷卻肉物流過(guò)程的品質(zhì)劣變起到事前預(yù)警和事中控制的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何構(gòu)建冷卻肉貨架期模型，從而提高預(yù)測(cè)冷卻肉 貨架期的準(zhǔn)確性。
[0005] 為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法，該方法 包括：
[0006] S1.在至少三個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行貨架期品質(zhì)分析，得到不同時(shí) 間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量；
[0007] S2.綜合所述不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量，確定所述 冷卻肉的最低腐敗量；
[0008] S3.根據(jù)所述最低腐敗量及所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù) 測(cè)模型；
[0009] S4.通過(guò)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉貨架期。
[0010] 可選的，在S3中，所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型是通過(guò)以下步驟得到的：
[0011] S31.根據(jù)所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，建立描述微生物生長(zhǎng)的一級(jí)模型，所述 一級(jí)模型為：
[0012] Nt = N〇+(Nmax-N〇) XExp{-Exp[UmaxX2. 718/(Nmax-N0) X (Lag-t)+l]}；
[0013] 其中，t為時(shí)間，Nt是經(jīng)過(guò)t時(shí)間后微生物數(shù)量，N。為初始微生物數(shù)量，I是微生 物生長(zhǎng)穩(wěn)定期的最大微生物數(shù)量，umax是微生物生長(zhǎng)的最大比生長(zhǎng)速率，Lag是微生物生長(zhǎng) 的延滯期；
[0014] S32.根據(jù)所述一級(jí)模型，擬合得到微生物的生長(zhǎng)參數(shù)，所述生長(zhǎng)參數(shù)包括N^N^、 及 Lag ;
[0015] S33.根據(jù)所述1]"^及Lag及所述溫度環(huán)境的溫度，建立描述所述微生物的生長(zhǎng)參 數(shù)與溫度關(guān)系的二級(jí)模型，所述二級(jí)模型為：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括：
51. 在至少三個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行貨架期品質(zhì)分析，得到不同時(shí)間段 的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量；
52. 綜合所述不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量，確定所述冷卻 肉的最低腐敗量；
53. 根據(jù)所述最低腐敗量及所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模 型；
54. 通過(guò)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉貨架期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在S3中，所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型是通 過(guò)以下步驟得到的：
531. 根據(jù)所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，建立描述微生物生長(zhǎng)的一級(jí)模型，所述一級(jí) 模型為： Nt = N〇+(Nmax-N〇) XExp{-Exp[UmaxX2. 718/(Nmax-N〇) X (Lag-t)+l]}； 其中，t為時(shí)間，Nt是經(jīng)過(guò)t時(shí)間后微生物數(shù)量，隊(duì)為初始微生物數(shù)量，Nmax是微生物生 長(zhǎng)穩(wěn)定期的最大微生物數(shù)量，Umax是微生物生長(zhǎng)的最大比生長(zhǎng)速率，Lag是微生物生長(zhǎng)的延 滯期；
532. 根據(jù)所述一級(jí)模型，擬合得到微生物的生長(zhǎng)參數(shù)，所述生長(zhǎng)參數(shù)包括隊(duì)、Nmax、Umax 及 Lag ;
533. 根據(jù)所述Umax及Lag及所述溫度環(huán)境的溫度，建立描述所述微生物的生長(zhǎng)參數(shù)與 溫度關(guān)系的二級(jí)模型，所述二級(jí)模型為：
其中，T為溫度，Tmin_為微生物在所述微生物生長(zhǎng)延滯期Lag內(nèi)沒(méi)有代謝活動(dòng)時(shí)的最 低溫度，Tminu為在微生物的生長(zhǎng)速率U為零且微生物沒(méi)有代謝活動(dòng)時(shí)的最低溫度，及b" 為所述二級(jí)模型擬合得到的常數(shù)；
534. 根據(jù)所述一級(jí)模型、所述二級(jí)模型及所述最低腐敗量，構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模 型，所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型為： 冷卻肉貨架期=Lag- [ (Nmax-N。) /Umax X 2. 718] X {In [-In [ (Ns-N。) ANmax-N。) ] -1}; 其中，Ns為最低腐敗量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征還在于，該方法還包括評(píng)價(jià)一級(jí)模型可靠性的 如下步驟： 5311. 在至少兩個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行微生物數(shù)量檢測(cè)并通過(guò)所述一級(jí) 模型預(yù)測(cè)微生物數(shù)量，得到微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值N 與微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值; 5312. 根據(jù)所述微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值與微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值，采用偏差度及準(zhǔn)確 度評(píng)價(jià)一級(jí)模型的可靠性，其中：
其中，N_為微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值，為微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值心_，η為微生物數(shù)量測(cè)試 次數(shù)； 若所述偏差度在預(yù)設(shè)偏差度范圍內(nèi)且準(zhǔn)確度在預(yù)設(shè)準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，則所述一級(jí)模型可 靠；否則，所述一級(jí)模型不可靠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征還在于，該方法還包括評(píng)價(jià)冷卻肉貨架期預(yù)測(cè) 模型可靠性的如下步驟：
55. 利用所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉的貨架期，得到冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值 SL麵；
56. 根據(jù)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值51^_與冷卻肉貨架期實(shí)測(cè)值SL_(，采用平均相對(duì) 誤差評(píng)價(jià)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型的可靠性； 其中，所述平均相對(duì)誤差按下式計(jì)算：
其中，m為冷卻肉貨架期測(cè)試次數(shù)，SLH3M為冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值，冷卻肉貨架期 實(shí)測(cè)值； 若所述平均相對(duì)誤差在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型可靠，否則，冷卻肉 貨架期預(yù)測(cè)模型不可靠。
5. -種冷鏈物流的冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 冷卻肉分析單元，用于在至少三個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行貨架期品質(zhì)分 析，得到不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微生物數(shù)量； 最低腐敗量確定單元，用于綜合所述不同時(shí)間段的感官評(píng)價(jià)結(jié)果、理化分析結(jié)果及微 生物數(shù)量，確定所述冷卻肉的最低腐敗量； 冷卻肉貨架期建模單元，用于根據(jù)所述最低腐敗量及所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量， 構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型； 冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)單元，用于通過(guò)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉貨架期。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻肉貨架期建模單元包括： 一級(jí)模型生成子單元，用于根據(jù)所述不同時(shí)間段的微生物數(shù)量，建立描述微生物生長(zhǎng) 的一級(jí)模型； 生長(zhǎng)參數(shù)獲取子單元，用于根據(jù)所述一級(jí)模型，擬合得到微生物的生長(zhǎng)參數(shù)，所述生長(zhǎng) 參數(shù)包括初始微生物數(shù)量％，微生物生長(zhǎng)穩(wěn)定期的最大微生物數(shù)量Nmax、微生物生長(zhǎng)的最大 比生長(zhǎng)速率U max、微生物生長(zhǎng)的延滯期Lag ; 二級(jí)模型生成子單元，用于根據(jù)所及所述溫度環(huán)境的溫度，建立描述所述微 生物的生長(zhǎng)參數(shù)與溫度關(guān)系的二級(jí)模型； 冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型生成子單元，用于根據(jù)所述一級(jí)模型、所述二級(jí)模型及所述最 低腐敗量，構(gòu)建冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征還在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：一級(jí)模型評(píng)價(jià)單 元，具體用于： 在至少兩個(gè)不同溫度環(huán)境下定時(shí)對(duì)冷卻肉進(jìn)行微生物數(shù)量檢測(cè)并通過(guò)所述一級(jí)模型 預(yù)測(cè)微生物數(shù)量，得到微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值與微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值; 根據(jù)所述微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值與微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值N ，采用偏差度及準(zhǔn)確度評(píng)價(jià) 一級(jí)模型的可靠性，其中：
其中，N_為微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值，為微生物數(shù)量實(shí)測(cè)值Ν_，η為微生物數(shù)量測(cè)試 次數(shù)； 若所述偏差度在預(yù)設(shè)偏差度范圍內(nèi)且準(zhǔn)確度在預(yù)設(shè)準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，則所述一級(jí)模型可 靠；否則，所述一級(jí)模型不可靠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征還在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：冷卻肉貨架期預(yù)測(cè) 模型評(píng)價(jià)單元，具體用于： 利用所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)冷卻肉的貨架期，得到冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值SLh 測(cè)； 根據(jù)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值31^_與冷卻肉貨架期實(shí)測(cè)值，采用平均相對(duì)誤差 評(píng)價(jià)所述冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型的可靠性； 其中，所述平均相對(duì)誤差按下式計(jì)算：
其中，m為冷卻肉貨架期測(cè)試次數(shù)，SLH3M為冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)值，冷卻肉貨架期 實(shí)測(cè)值； 若所述平均相對(duì)誤差在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則冷卻肉貨架期預(yù)測(cè)模型可靠，否則，冷卻肉 貨架期預(yù)測(cè)模型不可靠。
【文檔編號(hào)】G06Q50/28GK104298868SQ201410521774
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】劉壽春, 趙春江, 楊信廷, 錢建平, 劉學(xué)馨 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心