周濱

(貴州大學管理學院，貴州 貴陽 550025）

面向水果產(chǎn)業(yè)的食品安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與研究

周濱

(貴州大學管理學院，貴州 貴陽 550025）

保障食品安全是全社會面臨的共同挑戰(zhàn)和責任。為了解決食品安全問題，減少食源性疾病，需要在食品安全體系方面進行不斷探索與研究。建立面向水果產(chǎn)業(yè)的食品安全監(jiān)測系統(tǒng)，就是為了實現(xiàn)對食品安全風險進行監(jiān)測和控制。該系統(tǒng)通過持續(xù)地收集食源性疾病、食品污染、食品中有害因素的監(jiān)測數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，并對其進行綜合分析，最后通過信息門戶及時通報相關(guān)問題。

水果；食品；安全；監(jiān)測；信息；系統(tǒng)

1 引言

近些年來，食品安全問題層出不窮，已成為社會公眾關(guān)注的焦點之一,它是一個世界性的問題。食品安全問題不僅危害人們的健康，損害消費者的利益，也直接關(guān)系到經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。從消費者角度看，食品是否安全主要取決于是否發(fā)生食源性疾病，由致病性微生物引起的食源性疾病是食品容易發(fā)生的主要安全問題。這是因為食品的生產(chǎn)、采收、加工、銷售過程中，如果處理不當，容易受到微生物的污染，從而引發(fā)食源性疾病。因此如何通過信息系統(tǒng)完成對食品的生產(chǎn)、采收、加工、銷售過程的監(jiān)控以保障食品安全成為我們研究的主要方向。

貴陽市近年來以楊梅、櫻桃、梨子、草莓為主的城郊水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，不僅滿足本地需求還銷往省外，而水果是否是優(yōu)質(zhì)、健康、無公害，也引起了消費者的關(guān)注。本文將以貴陽市水果產(chǎn)業(yè)為切入點對水果引種、繁育、種植、采收、運輸、銷售的全流程監(jiān)測信息系統(tǒng)設(shè)計方法進行研究和討論。

2 系統(tǒng)研發(fā)內(nèi)容

面向水果產(chǎn)業(yè)的食品安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)涉及到水果產(chǎn)業(yè)工作體系、開發(fā)技術(shù)環(huán)境及軟件系統(tǒng)、應(yīng)用推廣等多方面工作，主要研究開發(fā)以下幾部分內(nèi)容：

2.1 客戶端系統(tǒng)

客戶端系統(tǒng)是整個系統(tǒng)面向用戶的信息門戶，它包括種植管理子系統(tǒng)、檢測管理子系統(tǒng)、運輸管理子系統(tǒng)、零售管理子系統(tǒng)。客戶端系統(tǒng)通過對水果種植情況、包裝、物流、分銷的各個環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一管理，來保證水果產(chǎn)品質(zhì)量安全。

2.2 二維碼溯源系統(tǒng)

二維碼溯源系統(tǒng)包括二維碼溯源子系統(tǒng)、統(tǒng)計子系統(tǒng)、展示子系統(tǒng)、溯源系統(tǒng)管理子平臺。二維碼溯源子系統(tǒng)為水果種植戶、零售商小包裝提供二維碼，同時可以對二維碼進行統(tǒng)一驗證；統(tǒng)計子系統(tǒng)主要提供水果產(chǎn)量統(tǒng)計、代收點銷售量統(tǒng)計、每個大棚產(chǎn)量統(tǒng)計、單品種水果產(chǎn)量統(tǒng)計、二維碼貼碼量統(tǒng)計、掃碼量統(tǒng)計、高端農(nóng)業(yè)比例統(tǒng)計、縱向?qū)Ρ冉y(tǒng)計、農(nóng)藥和化肥與產(chǎn)量的對比統(tǒng)計。

2.3 安全檢測系統(tǒng)

安全檢測系統(tǒng)提供快速檢測子系統(tǒng)、常規(guī)檢測子系統(tǒng)、檢測報告與產(chǎn)品關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)、檢測結(jié)果展示子系統(tǒng)。安全檢測系統(tǒng)主要對上市的水果產(chǎn)品進行質(zhì)量巡檢。

2.4 農(nóng)業(yè)安全管理平臺系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)安全管理平臺系統(tǒng)包括安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控、代收點視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和發(fā)布。數(shù)據(jù)統(tǒng)計和發(fā)布：對水果產(chǎn)量進行統(tǒng)計；水果零售地銷售情況統(tǒng)計；二維碼發(fā)碼量后臺統(tǒng)計匯總；消費者通過手機驗碼數(shù)量統(tǒng)計。

2.5 水果種植基地系統(tǒng)

水果種植基地系統(tǒng)包含大棚氣象環(huán)境檢測子系統(tǒng)、巡檢子系統(tǒng)、大棚視頻監(jiān)控。蔬菜種植基地系統(tǒng)通過接收溫濕度傳感器發(fā)過來信息，對基地溫度和濕度進行調(diào)控，保證水果良好生長環(huán)境。

2.6 代收點管理系統(tǒng)

代收點管理系統(tǒng)包含代收點視頻監(jiān)控、代收點掃碼槍管理、蔬菜庫管系統(tǒng)。運輸公司可以通過二維碼從代收點管理系統(tǒng)打印查看提貨單，通過提貨單進行貨物提取，同時對整個過程進行視頻監(jiān)控。

2.7 水果安全溯源門戶

水果安全溯源門戶包括頻道展示、鏈接展示、角色管理系統(tǒng)、內(nèi)容管理系統(tǒng)、咨詢管理系統(tǒng)。水果安全溯源門戶的管理和使用人員包括管理人員、內(nèi)容管理人員、信息維護人員、監(jiān)管人員等，不同的人員關(guān)注的信息有所不同。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計

整個系統(tǒng)首先要提出其概念模型，依據(jù)概念模型分析系統(tǒng)用戶的需求，根據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)果制定系統(tǒng)的總體流程，設(shè)計業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)概念模型主要包括：蔬菜基地信息、基地負責人信息、種植戶信息、種子庫信息、大棚信息、GIS定位信息、作物種植信息、施肥及用藥信息、肥料庫、農(nóng)藥庫、病蟲害信息、病蟲害跟蹤信息、診斷結(jié)果指導信息、農(nóng)作物檢測結(jié)果、水果條碼信息、本地銷售跟蹤信息、代收點信息、外運銷售跟蹤信息、巡檢信息。

3.1 概念模型

該系統(tǒng)的設(shè)計是建立在食品安全管理的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與移動互聯(lián)網(wǎng)之上，兩個網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)接口來轉(zhuǎn)換。

3.2 需求分析

整個系統(tǒng)是根據(jù)用戶的需求進行設(shè)計,首先要分析農(nóng)業(yè)部門、水果批發(fā)商、水果零售商、種植戶的需求，根據(jù)分析結(jié)果得到系統(tǒng)的設(shè)計要求。

圖2 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)與核心部分聯(lián)系

系統(tǒng)核心部分是水果產(chǎn)品監(jiān)管/追溯體系，該體系是按照農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管/追溯的要求建立的，該體系對水果產(chǎn)品種植、包裝、物流、分銷的所有環(huán)節(jié)都有嚴格的規(guī)定，并要求系統(tǒng)嚴格按標準采集信息，最后通過云計算實現(xiàn)信息處理與共享。

3.3 總體流程設(shè)計

經(jīng)過對各個子系統(tǒng)的分析，大致可抽象出如下的總體業(yè)務(wù)架構(gòu)流程圖：

圖3 總體業(yè)務(wù)架構(gòu)流程

由于各個系統(tǒng)相互獨立，所以以上抽取的業(yè)務(wù)流程不一定能夠覆蓋全部流程。該流程圖只是對各個系統(tǒng)在調(diào)研以后，將各個系統(tǒng)中的流程相同的地方抽取出來并進行合并，屬于一個共性的流程。

3.4 業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為客戶端系統(tǒng)、二維碼溯源系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)部門安全管理平臺系統(tǒng)、水果種植基地系統(tǒng)以及代收點管理系統(tǒng)六部分。

圖4 業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)

最頂層是直接面向用戶的統(tǒng)一的、界面友好的門戶系統(tǒng)，往下一層是覆蓋數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能的應(yīng)用系統(tǒng)，再往下一層是標準統(tǒng)一、涵蓋項目管理信息資源的信息資源中心，最底層是信息基礎(chǔ)平臺，包括軟件支撐平臺、硬件支撐平臺和網(wǎng)絡(luò)支撐平臺，共同對上層應(yīng)用起到支撐作用。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)實例

由于整個系統(tǒng)包括了很多子系統(tǒng)，從計劃制定到需求分析，到總體設(shè)計，到詳細設(shè)計與編程，再到系統(tǒng)測試，最后到數(shù)據(jù)維護的整個流程是一個龐大的軟件工程，其研究內(nèi)容繁多，本文僅以系統(tǒng)中的種子管理子系統(tǒng)設(shè)計、信息傳輸方式、采用的關(guān)鍵技術(shù)作為實例來論述系統(tǒng)的設(shè)計研究過程。

4.1 種子管理子系統(tǒng)功能矩陣

圖5 種子管理系統(tǒng)框圖

4.2 播種信息傳輸

播種信息傳輸主要是信息員通過終端手持設(shè)備將播種日期、種子名稱、種子提供商等信息通過手機下拉菜單或手動輸入錄入到系統(tǒng)中，并傳送溯源平臺。主要包括查看播種信息、刪除播種信息等操作。

數(shù)據(jù)字典包括以下內(nèi)容：

表1 播種信息數(shù)字字典

信息員根據(jù)為自己分配的登錄名和密碼登錄終端手持設(shè)備，在頁面上選擇播種信息傳輸，進入添加播種信息的頁面，填寫完畢后將信息提交到后臺。

溯源平臺系統(tǒng)會提供與外部終端手持設(shè)備的接口，信息員就可以將信息傳輸?shù)胶笈_，相應(yīng)的查看播種信息的窗口會出現(xiàn)傳送過來的信息，相應(yīng)的人員可以對這些信息進行維護和管理。

表2 播種信息傳輸界面圖表

4.3 數(shù)據(jù)交換技術(shù)

數(shù)據(jù)交換組件包括：交換橋接系統(tǒng)、前置交換系統(tǒng)、交換傳輸系統(tǒng)、交換管理系統(tǒng)等四部分內(nèi)容。下面將就每一部分的組件的設(shè)計進行分別描述。

交換橋接系統(tǒng)是由各業(yè)務(wù)信息庫到前置交換信息庫之間的信息交換橋接接口，以完成兩個信息庫之間的在線實時交換。主要模塊包括：橋接配置、任務(wù)配置及管理、日志查詢及管理等三部分，具體結(jié)構(gòu)如下：

圖6 交換橋接系統(tǒng)與兩個信息庫實時交換

前置交換系統(tǒng)主要包括：交換前置機、交換信息庫、交換適配器三部分。結(jié)構(gòu)圖如下：

圖7 前置交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

交換傳輸系統(tǒng)能實現(xiàn)不同前置交換系統(tǒng)之間安全、可靠、穩(wěn)定、高效的信息交換傳遞系統(tǒng)。主要功能模塊包括：信息交換引擎、路由規(guī)則庫、交換運行代理、各種傳輸處理模塊。結(jié)構(gòu)如下：

圖8 交換傳輸系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

交換管理系統(tǒng)負責整個信息交換過程的流程部署、運行監(jiān)控、維護、安全等管理。

5 系統(tǒng)研發(fā)目標

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用先進、穩(wěn)定的技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，遵循有關(guān)國際、國家主流技術(shù)標準。確保整個技術(shù)路線符合信息技術(shù)的發(fā)展方向。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源涉及很多重要的業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)，相關(guān)系統(tǒng)必須具有較高的可靠性，具有良好的容錯性能。系統(tǒng)應(yīng)能在一定的硬件設(shè)備支持下實現(xiàn)系統(tǒng)的不間斷運行。系統(tǒng)必須易于維護和管理。系統(tǒng)自身具有一定的自動管理、自動錯誤處理功能，并提供靈活的管理方法。隨著數(shù)據(jù)量的增加和運行節(jié)點的擴展，應(yīng)用系統(tǒng)能夠隨著硬件和系統(tǒng)軟件升級或增加，具有良好的可擴展性。與此同時，應(yīng)用軟件將具有良好的開放性，遵循業(yè)界相關(guān)標準，支持開放的標準接口，使整個系統(tǒng)成為一個統(tǒng)一的整體，而不致產(chǎn)生運行上的“孤島”。整個系統(tǒng)由許多業(yè)務(wù)子系統(tǒng)組成，必須能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源的集成，使信息的獲取、存儲、管理、檢索、統(tǒng)計、發(fā)布等各個環(huán)節(jié)和有關(guān)技術(shù)組成在一個統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)之中，數(shù)據(jù)的流動形成一個閉環(huán)，不存在數(shù)據(jù)流斷路的現(xiàn)象。還要求系統(tǒng)必須能提供直觀易用、友好的用戶操作界面，方便不同層次的用戶使用。

系統(tǒng)安全性是系統(tǒng)設(shè)計必須考慮的核心問題，在充分利用已有安全條件的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用系統(tǒng)本身在設(shè)計和實現(xiàn)中確保系統(tǒng)安全性，保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。同時整個系統(tǒng)應(yīng)具有良好的安全管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)據(jù)庫存儲、檢索、提取、入庫、發(fā)布、管理等各個層面和角度都要具有相應(yīng)的安全機制。

6 結(jié)束語

面向水果產(chǎn)業(yè)食品安全監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)與實施是一個龐大的系統(tǒng)工程,其研究領(lǐng)域是信息技術(shù)與食品安全相結(jié)合，需要技術(shù)與管理緊密結(jié)合，需要社會各界全員參與,只有政府、科研單位、企業(yè)、公眾都參與進來,才能實現(xiàn)信息資源共享,以貴陽地區(qū)的水果產(chǎn)業(yè)作為食品安全監(jiān)測系統(tǒng)研究的示范試點，并逐步推廣到全國并覆蓋整個食品行業(yè)，最終研究出通過信息網(wǎng)絡(luò)解決食品安全問題的方法。

[1]紀潔，汪育，肖筱華，等．食品安全檢驗檢測信息共享系統(tǒng)建設(shè)探討[J]．信息技術(shù)與標準化，2 0 14(12)：44-47．

[2]樊新春，楊治彪，李萬財，等．蔬果農(nóng)藥殘留監(jiān)測模式探索[J]．農(nóng)藥科學與管理，2 0 13，3 4(9)：3 8-40．

[3]趙小霞．蔬菜水果農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)及質(zhì)量安全管理[J]．農(nóng)技服務(wù)，2 0 15，3 2(9)：8 5．

[4]許美艷，遲玉聚，薛付忠，等．山東省食品安全預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建[J]．中國公共衛(wèi)生，2 0 10，2 6(11)：146 9-1471．

[5]屈曉暉，莊大方，邱冬生，等．蔬果農(nóng)產(chǎn)品可追溯物流信息系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用[J]．地球信息科學，2 0 0 8，10(5)：6 15-6 2 2．

[6]謝英輝，彭維捷．基于食品管理信息系統(tǒng)的湖南食品質(zhì)量安全與監(jiān)督體系研究[J]．中外食品工業(yè)（下半月），2 0 13(9)：58-59．

Design and Research on Food Safety Monitoring System for Fruit Industry

Zhou Bin
(Guizhou University,Guiyang 550025,Guizhou)

Food security is a common challenge and responsibility faced by the whole society.In order to solve the problem of food safety and reduce foodborne diseases,it needs to constantly explore and research on food safety system.The establishment of food safety monitoring system for fruit industry is to realize the monitoring and control of the food safety risk.The system collects and analyzes the data of foodborne diseases,food contamination,and harmful factors in food,and its comprehensive analysis,finally notifies the relevant issues through the information portal promptly.

fruit;food;safety;monitoring;information;system

TP315

A

1008-6609(2016)11-0057-04

周濱（19 74—），女，貴州貴陽人，副教授，研究方向為信息網(wǎng)絡(luò)、信息安全。