鄭開濤， 劉世洪， 胡海燕

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息服務(wù)技術(shù)重點實驗室，北京 100081)

隨著物質(zhì)生活得到滿足，人們的觀念從關(guān)注量的多少轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注質(zhì)的高低。然而事實證明，我國農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體制建設(shè)還遠遠趕不上城市化進程的腳步[1]。接二連三的食品安全事故被曝光，“三聚氰胺”“皮革奶”“地溝油”“瘦肉精”“塑化劑”等字眼時不時沖擊著消費者的眼球。這類事件直接反映了我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全保障制度和措施存在嚴重缺陷，遠不能滿足人們對安全食品的追求。因此制定更加完善的食品安全保障體系，杜絕大規(guī)模食品安全事故的發(fā)生，是社會各界的殷切期盼。

基于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的多邊平臺正是在此背景下提出的，多邊平臺(mult-sded platform，MSP)已經(jīng)成為由信息化主導(dǎo)的第三次工業(yè)革命所引發(fā)的商業(yè)模式創(chuàng)新的一個重要形式[2]。多邊平臺通過將多方聚集在一個電子平臺上，促進多方之間的直接互動而形成新的以降低搜索成本、交易成本等來實現(xiàn)增值的全新商業(yè)模式，成為信息化引領(lǐng)的商業(yè)模式創(chuàng)新的重要代表。建設(shè)基于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的多邊平臺是關(guān)系到民生科技創(chuàng)新的重要措施，通過采用信息化技術(shù)全程監(jiān)控來提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管效率，通過質(zhì)量溯源實現(xiàn)全民“吃得放心、吃得滿意”。多邊平臺模式是全面實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的關(guān)鍵技術(shù)模式和戰(zhàn)略選擇。

1 我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源現(xiàn)狀

近年來，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題是社會各界最關(guān)注的問題之一，食品安全溯源是國內(nèi)外科技工作者研究的熱點。特別是《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》頒布實施以來，我國在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯的制度支持、理論研究、體系構(gòu)建以及落地實施方面取得了長足的進步。盡管如此，當前農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源面臨的問題依然嚴峻，主要有以下3個方面：

1.1 追溯標簽偽機制不完善，假貨、竄貨現(xiàn)象頻發(fā)

由于農(nóng)產(chǎn)品的固有特性，追溯標簽必須滿足制作成本低、信息容量大、編碼范圍廣、抗破壞能力強、可靠性高等特點，二維碼則具有這些優(yōu)點[3]。因此，幾乎所有現(xiàn)行農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)使用的追溯標簽都是快速響應(yīng)。QR碼(quick response code，QR碼)是一種矩陣式二維條碼，除了具備以上特點外，還具有超高速全方位識讀、編碼字符廣泛、有效表示漢字等特點[4]。但是，由于二維碼是用黑白相間的特定的幾何圖形在二維平面上按一定規(guī)律分布的，所以其具有很強的可復(fù)制性。這就導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品在追溯系統(tǒng)中的唯一性難以保證，造成無序競爭的形成，假貨、竄貨現(xiàn)象頻發(fā)。

1.2 分段監(jiān)管，缺乏全國統(tǒng)一平臺

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全涉及到農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、儲藏、運輸、銷售等多個環(huán)節(jié)的安全，按照我國現(xiàn)行法律規(guī)范要求，不同環(huán)節(jié)的安全問題由不同的監(jiān)管部門負責，如農(nóng)業(yè)部門負責初級農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管；衛(wèi)生部門和質(zhì)檢部門負責食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的衛(wèi)生監(jiān)管；工商部門和食品藥品監(jiān)督局負責食品流通環(huán)節(jié)的監(jiān)管等[5]。分段管理固然能明確各部門職能，在一定程度上能提高食品安全事件發(fā)生后各級政府的辦事效率。但是，分段監(jiān)管不能提前感知、聯(lián)動協(xié)作和立即溯源追查，只有悲劇性的“人體檢驗”之后，才能實現(xiàn)大規(guī)模的溯源式查處[6]。以預(yù)防為目的，才應(yīng)該是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的根本。

同時，不同地區(qū)、不同部門、不同企業(yè)依據(jù)自身需求，設(shè)計開發(fā)了不同的追溯系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間互不兼容，不能進行有效通信，信息無法共享，形成一個個信息孤島。這不僅不利于消費者追溯查詢，更不利于政府聯(lián)動監(jiān)管、快速響應(yīng)，還造成了極大的資源浪費。

1.3 追溯信息不能滿足多方需求，社會參與度低

目前的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)主要以政府主導(dǎo)為主，通過統(tǒng)一的平臺，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)以及消費者提供服務(wù)。但是這類系統(tǒng)往往采取“一刀切”的模式，相關(guān)利益主體缺乏參與意愿，系統(tǒng)更新維護困難，推廣應(yīng)用舉步維艱。究其原因，主要是記錄的信息不能滿足相關(guān)利益群體的需求。首先，記錄的信息缺乏動態(tài)反饋機制，真實性和有效性不能保證，不能作為監(jiān)管部門的執(zhí)法依據(jù)；其次，消費者懷疑企業(yè)把“可追溯”當作虛假宣傳的噱頭[7]，對記錄的信息缺乏信任，沒有參與意愿；此外許多合作企業(yè)是在政府的高額補貼誘導(dǎo)下被動參與，同時承擔追責風(fēng)險，由于平臺上消費者參與度不高，在交叉網(wǎng)絡(luò)外部性的影響下，企業(yè)會因為消費者數(shù)量的減少，而逐漸退出該平臺。

2 時空編碼技術(shù)研究概述

2.1 農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼內(nèi)容

現(xiàn)行農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼基本參照UCC/EAN-128碼，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理實際要求，將產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)地、生產(chǎn)許可證號、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等要素作為基本數(shù)據(jù)元進行編碼。所有元數(shù)據(jù)信息可以通過掃描二維碼獲得具體內(nèi)容。表1以金龍魚純正花生油為例，列舉了追溯信息編碼基本元數(shù)據(jù)，圖1是以此生成的QR碼。此二維碼過于復(fù)雜，且易被復(fù)制，不能標志產(chǎn)品的唯一性。

表1 金龍魚純正花生油原追溯信息編碼基本元數(shù)據(jù)

盡管QR碼最多可表示7 089個數(shù)字，或1 817個漢字，但是編碼信息越少，生成的QR碼越簡單，手機移動終端就越容易識別，解碼率也就越高[8]?；诖?，本研究提出基于時空信息，為每一件農(nóng)產(chǎn)品設(shè)定唯一標志，即產(chǎn)品編號，圖2是依據(jù)金龍魚純正花生油的產(chǎn)品編號生成的追溯碼。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼設(shè)計

編碼設(shè)計結(jié)合生產(chǎn)時間和產(chǎn)地坐標，生成唯一標志碼，共30位(圖3)。

L0～L16表示時間碼，共占17位，表示該產(chǎn)品的生產(chǎn)完成時間，精確到ms，例如1桶5 L裝金龍魚純正花生油的時間碼可表示為20161201102835001。空間碼占13位，L17表示經(jīng)緯度方向，L18～L23表示經(jīng)度，L24～L29表示緯度，經(jīng)緯度各精確到小數(shù)點后4位，基本可以精確定位到生產(chǎn)方的具體地理位置。由于經(jīng)度最多能到180°，所以L17用來區(qū)分經(jīng)緯度方向。當經(jīng)度>90°時，用實際度數(shù)減90°，例如天津嘉里糧油工業(yè)有限公司坐標是(117.7718°E，39.0156°N)，查表2可得，該公司13位空間碼為4277718390156。通過以上方式獲得的追溯碼，可以標志農(nóng)產(chǎn)品的唯一性。

表2 經(jīng)緯度方向標志L17[9]

3 追溯碼防偽機制研究概述

3.1 建立大數(shù)據(jù)認證中心

建立一個大數(shù)據(jù)認證中心(數(shù)據(jù)庫)，以生產(chǎn)企業(yè)為基本模式，設(shè)計企業(yè)安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，自動記錄企業(yè)名稱、產(chǎn)地地理位置、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品類別、產(chǎn)品完成生產(chǎn)時間等形成產(chǎn)品檔案并形成追溯碼，將其上傳到認證中心。追溯碼具有唯一性，可作為產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫查詢主鍵。集合原材料生產(chǎn)、流通、銷售、政府質(zhì)檢以及監(jiān)督部門等多方數(shù)據(jù)，結(jié)合通信技術(shù)實現(xiàn)多方之間的相互通信。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方、流通方、銷售方授權(quán)認證機制

生產(chǎn)方需要提供相關(guān)合法資質(zhì)在認證中心注冊并取得授權(quán)，獲得具有打印唯一標志追溯二維碼的終端設(shè)備，認證中心采集工廠的地理位置信息，并授權(quán)廠商在工廠所在一定范圍內(nèi)，可以對商品做出廠認證。

流通方和銷售方也需在認證中心取得授權(quán)，并獲得特制二維碼識別終端，認證中心采集分揀中心和銷售商所在的地理位置信息。分揀中心和銷售商利用特制終端掃描包裝二維碼，將獲取的追溯碼數(shù)據(jù)發(fā)送到認證服務(wù)器，對商品真?zhèn)芜M行初步驗證。

3.3 消費者追溯流程分析

消費者在購買農(nóng)產(chǎn)品時，通過掃描追溯碼查詢農(nóng)產(chǎn)品“從農(nóng)田到餐桌”全過程信息，以確保所購買農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。消費者在智能手機、平板電腦等智能終端上安裝專用二維碼識讀APP，使用該應(yīng)用軟件掃描貼在商品上的二維碼追溯標簽，聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器，根據(jù)追溯標簽查詢農(nóng)產(chǎn)品追溯結(jié)果。具體流程如圖4所示：

(1)消費者利用移動設(shè)備掃描解碼農(nóng)產(chǎn)品標簽上的二維碼。

(2)聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器，根據(jù)得到的追溯碼進行驗證，如果驗證不通過則提示消費者該產(chǎn)品是假冒、仿造產(chǎn)品，提示消費者謹慎購買。同時，自動將結(jié)果返回到認證中心備案，并反向追溯具體是哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，依據(jù)情節(jié)的嚴重程度作出相應(yīng)處理。

(3)每件商品出售后大數(shù)據(jù)中心就會將商品的銷售狀態(tài)由未售改為已售。消費者掃描該商品二維碼時，商品的銷售狀態(tài)也會同時反饋給消費者。如果消費者并未購買此商品并且反饋信息顯示商品已售，則可能存在二維碼被復(fù)制，發(fā)生竄貨，消費者可向認證中心舉報。如果認證中心調(diào)查情況屬實，結(jié)果也會及時反饋給第1次購買貼有該追溯碼的消費者，并提示其停止食用。

4 總結(jié)

本研究重點對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源多邊平臺(MSP)的溯源編碼機制進行了研究。通過時空編碼對所有農(nóng)產(chǎn)品確定唯一標志，該標志即是農(nóng)產(chǎn)品的“身份證”，利用特定軟件平臺掃描該標志可以快速訪問大數(shù)據(jù)認證中心，獲得農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、銷售等全過程詳細數(shù)據(jù)信息。該機制下，消費者不僅可以監(jiān)督食品生產(chǎn)全過程，有效維護自身合法權(quán)益，還可以“買得舒心，吃得放心”；產(chǎn)品的生產(chǎn)方和流通方不僅可以及時了解市場需求信息，還可以杜絕無序競爭，維護自身信譽，提高核心競爭力；政府各部門不僅可以實時監(jiān)督農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，對食品安全事故快速響應(yīng)，保證市場秩序，還可以促進我國農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)以及保障人民健康生活。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源多邊平臺最終能實現(xiàn)多方共贏。

5 展望

基于目前的研究成果，開發(fā)基于移動終端集成現(xiàn)代信息技術(shù)的采集設(shè)備。通過現(xiàn)代信息技術(shù)集成創(chuàng)新，多元化布局，實現(xiàn)產(chǎn)品信息采集的及時、準確、有效；開發(fā)一個基于農(nóng)產(chǎn)品安全溯源的多方平臺，包括標準的建立，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全信息查詢、政府部門檢測管理、農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)銷商管理等功能，變被動溯源為主動追溯，在發(fā)生食品安全事件之前提前預(yù)警，全面提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯水平。

在大數(shù)據(jù)時代，農(nóng)產(chǎn)品追溯過程中會產(chǎn)生海量有價值數(shù)據(jù)，及時、跨系統(tǒng)地實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞、選擇過濾以及數(shù)據(jù)挖掘，可以有效輔助本平臺進行疾病預(yù)防、減少浪費和促進企業(yè)利潤的提高。

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