徐青偉，許開立，周方，劉盼

1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與管理科學(xué)學(xué)院（鄭州 450046）；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院（沈陽 110819）

國以民為本，民以食為天，食以安為先。習(xí)近平總書記對食品安全工作作出重要指示，強調(diào)食品安全是民生工程、民心工程，是各級黨委、政府義不容辭之責(zé)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，食品安全問題也得到越來越廣泛的關(guān)注[1-2]。進行食品安全問題風(fēng)險分析工作，對于有效防止出現(xiàn)食品安全問題具有積極意義。

食品安全問題風(fēng)險分析常采用的方法是事故樹分析[3-4]，通過事故樹分析，可確定導(dǎo)致食品安全問題的各個基本事件。進一步地，陳洪根[5]、李柯等[6]將食品安全問題事故樹分析與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，結(jié)合基本事件后驗概率確定導(dǎo)致食品安全問題的關(guān)鍵基本事件。分析認為僅根據(jù)基本事件后驗概率確定導(dǎo)致食品安全問題的關(guān)鍵基本事件有失偏頗，提出根據(jù)基本事件先驗概率、后驗概率以及基本事件發(fā)生與否對頂事件發(fā)生概率的影響等因素綜合確定關(guān)鍵基本事件。

此外，事故樹分析與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)雖能確定導(dǎo)致食品安全問題的關(guān)鍵基本事件，但對于防止食品安全問題的發(fā)生作用有限。魚刺圖又稱因果分析，指進行事故分析時，將事故結(jié)果的各種原因進行歸納、分析，并用簡明的文字和線條形象、全面地表現(xiàn)出來，進而繪制成一幅魚刺的圖形[7]。研究對魚刺圖進行改進，將預(yù)防措施融入魚刺圖，對關(guān)鍵基本事件進行分析，可為防止出現(xiàn)食品安全問題提供借鑒。

1 方法

1.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)由代表變量的節(jié)點與連接變量節(jié)點的邊組成，是一個有向無環(huán)圖，根據(jù)貝葉斯推理建立各個變量之間的依賴關(guān)系。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)是貝葉斯公式[8]：

式中：P(A)是先驗概率；P(A|B)是后驗概率；P(B|A)是似然概率。

假設(shè)變量A存在a1，a2，…，an個狀態(tài)，則由全概率公式可得：

結(jié)合式（1）和式（2）可以求出后驗概率P（A|B）。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有強大的不確定性推理能力，不僅能進行前向推理，由原因?qū)С鼋Y(jié)果；而且能實現(xiàn)后向推理，由結(jié)果導(dǎo)出原因。

1.2 魚刺圖

此次分析對魚刺圖進行改進，將事故原因的預(yù)防措施也融入進魚刺圖，如圖1所示。

圖1 改進的魚刺圖

2 結(jié)果

2.1 食品安全問題事故樹

以食品安全問題為頂事件進行事故樹分析，如圖2所示[6]。

圖2中，T為頂事件，即食品安全問題；X1為要素施用量不當(dāng)（農(nóng)業(yè)投入品、添加劑）；X2為添加有害投入品（原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)）；X3為標(biāo)識、包裝不當(dāng)（原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)）；X4為廢棄物污染（原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)）；X5為生產(chǎn)人員健康不合格；X6為技術(shù)風(fēng)險（轉(zhuǎn)基因食品）；X7為自然環(huán)境影響（水、土質(zhì)）；X8為產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境不合格；X9為添加劑使用不當(dāng)；X10為使用不合格原料（加工環(huán)節(jié)）；X11為添加有害投入品（禁用藥物、化合物濫用）；X12為食品加工程序不當(dāng)；X13為廢棄物污染（加工環(huán)節(jié)）；X14為標(biāo)識、包裝不當(dāng)（加工環(huán)節(jié)）；X15為原料、成品存儲不當(dāng)（加工環(huán)節(jié)）；X16為銷售不合格半成品；X17加工人員健康不合格；X18為設(shè)備、設(shè)施不合格（未定期維護）；X19為技術(shù)風(fēng)險（殺菌工藝）；X20為加工環(huán)境不合格；X21為自然環(huán)境影響（水、空氣）；X22為添加有害投入品（防腐劑、保鮮劑、添加劑）；X23為成品存儲不當(dāng)（儲運/流通環(huán)節(jié)）；X24為運輸方式不當(dāng)（食品交叉放置、裝卸）；X25為廢棄物處置不當(dāng)（儲運/流通環(huán)節(jié)）；X26為物流人員健康不合格；X27為設(shè)備、設(shè)施不合格（物流設(shè)施落后）；X28為技術(shù)風(fēng)險（冷鏈）；X29為流通環(huán)境不合格；X30為自然環(huán)境影響（高溫、雨雪）；X31為要素施用量不當(dāng)（添加劑、天然原料）；X32為使用不合格原料（消費環(huán)節(jié)）；X33為添加有害投入品（消費環(huán)節(jié)）；X34為烹煮、食用方式不當(dāng)；X35為廢棄物污染（消費環(huán)節(jié)）；X36為原料、成品存儲不當(dāng)（消費環(huán)節(jié)）；X37為銷售不合格產(chǎn)品（造假、劣質(zhì)產(chǎn)品）；X38為標(biāo)識、包裝不當(dāng)（消費環(huán)節(jié)）；X39為服務(wù)人員健康不合格；X40為設(shè)備、設(shè)施不合格（餐具不達標(biāo)）；X41為自然環(huán)境影響（消費環(huán)節(jié)，如水、空氣）；X42為銷售、餐飲環(huán)境不合格；X43為生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)管不力；X44為食品安全監(jiān)測能力不足（原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)）；X45為加工環(huán)節(jié)監(jiān)管不力；X46為食品安全監(jiān)測能力不足（加工環(huán)節(jié)）；X47為流通環(huán)節(jié)監(jiān)管不力；X48為食品安全監(jiān)測能力不足（儲運/流通環(huán)節(jié)）；X49為消費環(huán)節(jié)監(jiān)管不力；X50食品安全監(jiān)測能力不足（消費環(huán)節(jié)）。

圖2 食品安全問題事故樹

2.2 食品安全問題貝葉斯推理

以豬肉食品安全問題為例進行闡述，其基本事件的發(fā)生概率（先驗概率）如表1所示。

由圖2和表1可知，盡管事故樹中有些基本事件名稱相同，但這些基本事件分屬于不同的環(huán)節(jié)，因此其先驗概率也不同。

借助于GeNIe軟件，將食品安全問題映射成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，事故樹邏輯或門、與門和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系詳見文獻[8]。利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的前向推理能力，可得豬肉食品安全問題頂事件的發(fā)生概率，為P(T)=0.024 1。

食品安全風(fēng)險概率等級劃分如表2所示[6]。我國發(fā)生豬肉食品安全問題的概率為2.41%，由表2可知我國發(fā)生豬肉食品安全問題屬于低風(fēng)險等級，但仍應(yīng)防范出現(xiàn)豬肉食品安全問題。

表2 食品安全風(fēng)險概率等級

利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的后向推理能力，假設(shè)已經(jīng)發(fā)生豬肉食品安全問題，即添加證據(jù)P(T)=1，可得各基本事件的后驗概率，見表1；另外，逐個考察各基本事件發(fā)生與否對頂事件豬肉食品安全問題發(fā)生概率的影響，即分別計算P(T|xi=1)與P(T|xi=0)的大小，見表1。

綜合分析表1可知，有些基本事件具有以下特征：①基本事件先驗概率較大，即基本事件發(fā)生的概率較大；②基本事件后驗概率較大，即頂事件的發(fā)生可能是由該基本事件引起的；③基本事件發(fā)生時，能顯著提高頂事件的發(fā)生概率，即P(T|xi=1)值較大；④基本事件不發(fā)生時，能顯著降低頂事件的發(fā)生概率，即P(T|xi=0)值較小。因此，基本事件可大致分為兩類，第一類關(guān)鍵基本事件同時滿足以上4個特征，包括X10，X46和X50；第二類基本事件不滿足或不同時滿足以上4個特征，包括剩余基本事件。

表1 基本事件與頂事件概率

2.3 關(guān)鍵基本事件魚刺圖分析

由以上分析可知，基本事件X10使用不合格原料屬于第一類關(guān)鍵基本事件，采取有效措施防止該關(guān)鍵基本事件的發(fā)生，能有效降低頂事件豬肉食品安全問題發(fā)生的風(fēng)險。對基本事件X10使用不合格原料進行魚刺圖分析，如圖3所示。

圖3 使用不合格原料魚刺圖

通過魚刺圖分析可知，使用不合格原料的產(chǎn)生原因包括使用回收食品、使用超過保質(zhì)期食品、使用非食品原料產(chǎn)品、食品中添加食品添加劑以外的有害物質(zhì)等；為了防止使用不合格原料，可采取的措施包括焚燒銷毀、當(dāng)作垃圾發(fā)電、加工成飼料、制成肥料、加強食品監(jiān)管等。通過魚刺圖分析，可以直觀形象地將使用不合格原料的原因、對策呈現(xiàn)出來。

3 結(jié)論

1) 根據(jù)基本事件發(fā)生概率（先驗概率）、后驗概率以及基本事件發(fā)生與否對頂事件發(fā)生概率的影響等因素，確定導(dǎo)致豬肉食品安全問題的第一類關(guān)鍵基本事件包括X10，X46和X50。

2) 對第一類關(guān)鍵基本事件X10使用不合格原料進行魚刺圖分析，能直觀形象地將其原因、對策呈現(xiàn)出來。