基于机器学习的食品安全风险评估技术研究

来源 :北方工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Maggie0932
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近年来我国国际地位不断提升,相继在各地举办各种重大活动。重大活动中的食品安全事件时有发生,尤其是有毒有害危险物难防范、难预警的问题较为突出。因此急需建立重大活动食品安全风险评估与预测预警指标体系,并且通过机器学习、深度学习等算法,基于海量的国家市场监督管理总局食品日常监督管理抽检数据,在重大活动中迅速识别、明确反应食品安全风险,有效解决重大活动安防中食品安全问题。首先,设计了一套适用于重大活动的食品安全风险评估指标体系。重大活动食品安全风险评价指标体系包含食品大类、食品亚类、检测危险毒害物所属类别、检测危险毒害物项目、检测结果统计以及其理化生物性质等五级指标。以肉及肉制品为例,详述了基于AHP(Analytic Hierarchy Process,层次分析法)的指标权重计算方法、风险量化方法、指标融合计算过程,最终得到其风险值为2.55。其次,选取指标体系中的肉及肉制品作为研究对象,通过集成学习Stacking分析其日常监督管理抽检中某一被检测样品的诸多相关属性,从而判断其是否合格。从风险定义的角度来说,若合格,则安全,判断为低风险,若不合格,则不安全,判断为高风险,最终得到该方法准确度为94.20%,精确度为93.78%,召回率为97.57%,分数为95.63%,模型参数较优,性能良好。然后,选取指标体系中的鲜(冻)肉制品中的铅污染物含量构建研究场景,以北京作为重大活动举办地,对其进行风险评估与预测预警,基于LSTM(Long Short-Term Memory Neural Network,长短期记忆)神经网络结合专家经验,通过过去某段时间内的铅含量风险,预测未来时间内的铅含量风险。结果表明,模型评估参数RMSE为0.192,R~2_score为0.916,模型误差较小、准确度较高。最后,基于Flask-RESTful-API框架,对集成学习Stacking肉及肉制品安全风险分析预测模型和LSTM鲜(冻)肉制品铅含量风险预测模型进行封装、接口编程、本地服务部署与启用,随后通过Postman平台对其进行测试,结果表示接口运行稳定,为以后的重大活动食品安全警务情报研判系统开发打下了基础。
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