基于云計算的農資流通市場監管模型的研究

郝 平，顏林芝，黃開勇

(1.浙江工業大學 計算機學院，浙江 杭州 310013;2.浙江省寧波市農業執法支隊，浙江 寧波 315000)

我國是農業大國，農資是直接服務農業的物資，是農業生產維持和發展的基礎。目前農資流通市場還存在不少問題:一是農資批發企業數量多、規模不大，對假冒偽劣農資的識別能力弱，檢測手段不強，進貨把關不嚴;二是農資經營商店數量多檔次低、經營人員文化素質差、管理落后;三是農資產品銷售臺賬記錄不全，去向模糊不清;四是農資產品市場準入制度沒有全面實施;五是查處的假冒偽劣農資信息上下交流不暢，出現一邊查處一邊仍在銷售的情況;六是監管執法人員少，查處經營假冒偽劣農資的監管手段落后，監管效能不高;七是農資流通管理涉及農業、商務、工商、質檢、專利、環保以及公安等多個政府部門，各監管部門之間缺乏協調［1］。

為了加強農資市場管理，規范農資市場經營行為，保護經營者和消費者，特別是維護農民的合法權益，保障糧食生產，促進農村改革發展，2009年9月25日，根據《產品質量法》《種子法》《農業機械化促進法》 《農藥管理條例》等有關法律、法規，制定了《農業生產資料市場監督管理辦法》(國家工商行政管理總局第45 令)。2013年3月8日發布的《2013年全國農資打假和監管工作要點》中第4 點要求對農資開展質量監督抽查，要求各地要根據農業生產實際，有計劃地開展農資產品質量監督抽查工作，要對群眾反映強烈、問題突出的區域、市場、產品和企業進行重點監測，提高監督抽查的針對性;要健全監督抽查結果的通報、反饋和共享機制，及時發布農資消費警示信息，提高農資質量預警能力等。

農資流通作為農資生產企業與人民群眾之間的橋梁，涉及物流、資金流和信息流等一系列復雜的過程，對農資流通全過程實施有效監管既是農資監督管理工作的重要組成部分，又是確保農資質量、遏制假冒偽劣農資生產和銷售、規范農資流通渠道、維護農資市場秩序的關鍵舉措，對保障農業持續穩定發展、減輕農民負擔、維護國家糧食安全和農村社會穩定都有重要意義。

1 農資流通市場監管模型的發展

1.1 傳統監管模型

建國初期，我國農資流通體制實行指令性計劃管理，由供銷社農資部門獨家供應，生產隊集體購買，農業部門負責技術推廣，這種農資壟斷經營模式，保障了農資質量，加上有專業技術人員負責管理農民所購買的農資的品質、用途和使用方法，既節省費用又能放心使用。

1.2 信息化監管模型

隨著我國經濟改革的不斷深入，農資工業蓬勃發展，流通主渠道已經逐漸由“一主兩輔”的壟斷模式轉變成由供銷社農資公司、農資生產企業、農業“三站”、種子公司、個體工商戶等多種市場主體、多種流通渠道共同參與農資經營的格局。2003年3月發布的《關于農產品和農資連鎖經營的意見》推動了農資連鎖經營模式的確立及發展，農資市場逐漸繁榮［1］。

農資市場經營主體多元化，經營網點零售化，經營品種多樣化的格局造成了監管難度加大，工商部門對農資市場的日常巡查執法很難達到“橫到邊、縱到底”的要求。農資流通市場管理出現很多問題，如農資企業管理不規范，研發能力薄弱，知識產權保護意識差，市場秩序混亂，農資流通環節信息化程度低等，造成農資假冒偽劣現象嚴重［2］。信息的收集、整理、分析以及信息的反饋在連鎖經營管理中具有重要的地位和作用，農資連鎖企業開始利用現代化信息技術，開展有效的數據分析，為企業的經營管理提供科學依據。為加強農資流通企業的核心競爭力以及農資市場監管效率，農資流通企業以及監管部門開始進行農資流通市場信息化建設。很多地方的政府部門，如山東省工商局［3］、廣東省工商局［4］相繼開始創建自己的農資流通信息監管系統。王世勤等［5］介紹江蘇東臺工商局開發和應用農資市場監管信息平臺的經驗。農資信息化解決了流通方式落后、信息傳遞不順暢、流通主體混亂、經營管理不規范等問題，農資產品個體條碼信息標識在一定程度上增強了農資企業對產品流通過程和終端銷售的信息掌握力度，實現了對農資產品信息和中間商經營責任的雙追溯。

在農資市場監管實踐中，信息化監管模型有許多不足。地方的農資流通信息監管系統的建設，在一定程度上提高了監管效率，但農資監管涉及農業、商務、工商、質檢、專利、環保以及公安等多個政府部門，目前的農資流通監管信息系統都是面向局部單位或地區的，各地區各單位監管系統的重復建設不斷造成資源的浪費，導致投資回報率過低，還限制了信息的共享和交流的范圍，即系統版本繁多，各自為政，互不連通，形成了一個個數據孤島。比如從農藥企業投資審批、農藥登記、生產許可證發放到農藥經銷審批和注冊登記，以及環境保護和打假等等，從農藥生產到銷售沒有統一管理，各個監管部門都從各自的職能出發，部門之間缺乏協調［6］，各部門職責劃分看似明確，實際上資源分散，缺少溝通、協調、配合。監管力量大幅削弱。同時，法律法規沒有賦予有關部門對違法生產、經營者進行強制管理的完整事權，各監管部門均不能全面、有效地對農資生產、流通領域的違規問題進行監管。造成我國農資監管主體實際上的缺位，尤其在基層，多頭執法、重復執法的現象普遍存在，既加重了經營者的負擔，又容易出現監管漏洞，加上許多基層農資監管部門存在監測裝備不足、檢測手段落后等問題［7］。另外，隨著農資的信息化發展，農資流通監管信息數據急劇增長，對計算能力的要求越來越高，各政府部門需要不斷增加系統硬件投入來實現系統的可擴展性，這無疑又增加了政府部門的監管開銷，我國農資市場監管效率十分有限。

2 云計算技術的發展

2.1 云計算概念

云計算是一種基于因特網的超級計算模式，維基百科這樣定義:云計算是一種分布式計算，其最基本的概念就是通過網絡把處理龐大數據的計算處理程序劃分成大量并行執行的小程序，然后由大量服務器組成系統經過搜尋、分析后把結果返回給用戶。通過云計算，網絡服務使用者可以處理海量的信息，享受和超級計算機同樣強大功能的網絡服務［8］。中國云計算網將云定義為:分布式計算、并行計算和網格計算的發展，或者說是這些科學概念的商業實現［9］。陳國良等［10］把云計算作為并行計算的新發展方向，并給出了如下定義:云計算是指基于當前已相對成熟與穩定的互聯網的新型計算模式，即把原本存儲于個人電腦移動設備等個人設備上的大量信息集中在一起，在強大的服務器端協同工作，它是一種新興的共享計算資源的方法，能夠將巨大的系統連接在一起以提供各種計算服務。

云計算的核心思想是:將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶按需提供無限擴展的服務［11］。它包含2個方面的含義:一方面是底層構建的云計算平臺基礎設施，是用來構造上層應用程序的基礎;另外一方面是構建在這個基礎平臺之上的云計算應用程序。

云計算的使用有3個方面的特征［12］:設施架構在大規模的廉價服務器集群之上;程序與底層服務協作開發，最大限度地利用資源;多個廉價服務器之間的冗余，使軟件獲得高可用性。

2.2 云計算研究現狀

國外云計算的思想可以追溯到20 世紀60年代John McCarthy 曾經提到計算遲早有一天會變成一種公用基礎設施，這就意味著計算能力可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便、價格低廉。2006年Google 總裁Eric Schmidt 在一次搜索引擎會議上首次提出云計算一詞用來描述Google Docs 實現模式。從此，云計算開始進入人們的視野。2007年10月IBM 和Google 宣布在云計算領域的合作后，云計算吸引了眾多人的關注，并迅速成為產業界和學術界研究的熱點。

云計算在國內的研究起步較晚，目前正進入成長期，引起了很多人的關注，無論是在政府部門還是在產業界，都掀起了一股“云”熱潮。無錫市政府正致力于打造中國的“云谷”，北京市政府也啟動了祥云工程。我國在“十二五”信息規劃的技術背景中特別對云計算技術做了闡述，明確提出云計算技術是我國下一個5年信息化產業發展的重點領域之一。

目前，在產業界和學術界共同推動之下，云計算及其應用呈現迅速增長的趨勢，各大云計算廠商如Google、Amazon、IBM、Microsoft、Sun 等公司都推出自己研發的云計算服務平臺。而學術界也源于云計算的現實背景紛紛對模型、應用、成本、仿真、性能優化、測試等諸多問題進行了深入研究，提出了各自的理論方法和技術成果，極大地推動了云計算繼續向前發展。

2.3 云計算體系結構

云計算通過網絡組織和聚合計算與通信資源，以虛擬化的方式為用戶提供可以動態縮減或擴展規模的計算資源，使用戶可以更靈活地掌控對計算系統的規劃、購置、占有以及使用，通過管理、調度與整合分布在網絡上的各種資源，以統一的界面為大量用戶提供服務［13］。

通用的云計算體系結構包括云用戶端、服務目錄、管理系統、部署工具、監控系統和服務器集群6 大模塊(圖1)［14］。云用戶端，提供用戶請求服務的交互界面;服務目錄，云用戶在獲得相應權限后可選擇定制的服務列表信息;管理系統和部署工具，用來管理可用資源和服務，接受用戶發送的請求并根據需求發送到相應的應用服務，智能化調度、部署資源和應用，動態配置和回收資源;監控系統，負責監控和計量云計算平臺上資源的使用情況、出現的故障和可能出現問題的預警、追查和定位問題的根源;服務器集群，物理或者虛擬化的服務器。

圖1 云計算通用體系的結構

3 基于云計算的農資流通市場監管模型

3.1 模型特點

根據農資流通市場信息管理系統的特點，在不改變原始數據的存儲和管理方式下提出一種基于云計算的農資流通市場監管(CCATMS)模型。研究分布式環境下異構的多數據源的信息集成的相關理論和關鍵技術。將基于云計算的虛擬化、分布式數據存儲和并行計算技術應用到農資流通市場信息集成中，用以實現離散的農資流通市場信息系統中各類異構農資流通市場數據信息的集成、共享、有效整合及應用，同時，建立農資供應商的信用評價指標體系與評價方法，實現對農資企業進行信用評級，并以評價結果為基礎，按不同評價等級劃分不同的監管類別，達到為不同監管部門提供按需服務，對農資生產、批發、零售的各個環節實施一體化監管的目的。

基于云計算的農資流通市場監管模型，利用虛擬化和分布式存儲等技術，圍繞生產、配送、銷售、使用的農資流通主線，對農資流通各環節的進銷存實施實時信息采集，以農資產品條碼為媒介貫穿農資流通過程，實現對農資產品信息、中間商經營責任的雙追溯，構架一種農資流通市場云監管體系結構和方法。

云計算技術能使農資流通監管系統具有非常好的可擴展性。傳統的農資系統的弱點就是不同部門以及不同區域間形成的“信息孤島”。云計算很容易打通不同系統，不同應用也可以放到云平臺上，因此，云計算的擴展性、伸縮性、靈活性很高。同時云計算技術使得用戶可以根據自身需求訪問計算機和存儲系統，從而在很大程度上節約了資源。同時針對應用版本的變更，能降低其變更成本，提高版本變更效率。因此CCATMS 模型不僅能很好地解決資源的浪費問題，同時能降低政府開支，提高農資流通監管效率。

3.2 模型架構

模型構架(圖2)采用的數據主要來源于各區域的農資流通市場電子監管信息系統和某些還未建立農資電子監管地區的傳統農資流通市場數據——紙質文件等。通過系統的網絡接口，數據服務層通過SSIS 實現對各地各部門的農資流通市場數據信息的集成，使各復雜的服務和不同的應用程序可以對共享的數據進行統一透明訪問。

云計算服務層利用現有的虛擬化和海量存儲等云計算技術來構建分布式存儲和計算平臺，采用Hadoop 平臺作為分布式管理系統，MapReduce 作為并行計算的框架，通過對數據層集成的農資流通市場資源做出適當的調整和優化來滿足農資監管的應用需求。計算資源將以應用服務的方式有針對性地提供給相關監管部門、農資批發商以及零售企業。

應用層根據不同類別的用戶即監管部門、農資批發商以及零售企業開發具體的應用，并為用戶提供一個相對統一的人機界面接口。應用層通過數據挖掘以及相關搜索算法支持各類用戶通過已經注冊并發布的服務，查詢需要的農資流通信息，以實現為不同監管部門提供按需服務，對農資生產、批發、零售的各個環節實施一體化監管。

圖2 基于云計算農資流通市場監管模型的架構

3.3 農資企業信用評價及分類監管

信用綜合評價的指標體系是監管部門對農資企業進行綜合評價的依據和標準。農資企業信用評價指標體系(圖3)由基礎信用資產、信用資產積累、信用資產流失3 部分組成。依據農資信用評價指標體系，對每一項指標制定合理的標準進行規范化處理，并根據每一項指標對農資企業信用的影響力賦予相應權重，基于統計方法和神經網絡的混合信用評價方法，實現各指標定性與定量的結合，制定一套能產生科學公正的評價結果的信用評價模型，對農資企業進行信用評級，并以評價結果為基礎，將農資企業信用等級分為A、B、C、D 四級，A 級表示信用風險很小;B 級表示信用風險較小;C 級表示信用風險較大;D 級表示信用風險很大。按不同評價等級劃分不同的監管類別，以激勵、限制、教育、懲戒等手段，對農資企業實施監督管理。

圖3 信用評價模塊體系的架構

4 小結

近幾年，云計算技術的提出及其快速發展，為研究開發新一代的分布式農資流通市場監管提供了全新的思路。目前面向局部單位或地區的農資流通監管信息系統，存在重復建設，系統版本繁多、各自為政、互不連通，形成了一個個數據孤島等問題。而云計算是業務模式的創新，架構農資流通市場云計算模式監管平臺，各類農資信息將得到充分的整合和利用，各類農資流通數據根據需求，被動態地、智能地、自動化地分配到農資流通監管信息系統的各個應用中，保證各個應用的順暢運行，使得在任何時間都可以提供給用戶一個切實可查的農資溯源信息，各監管部門可對農資市場的各種資源全面監控，對農資生產、批發、零售的各個環節實施一體化監管。而且，基于云計算的分布式數據存儲和虛擬化技術應用到農資流通信息集成中，實現離散的農資信息系統中各類農資流通信息的集成、共享、有效整合與利用，為不同監管部門提供按需服務，同時，基于云計算的農資信息集成，農資信用體系架構以及數據分析技術的運用有利于農資行業各監管部門充分發揮行政監管職能，實施科學有效的監管方式，提高監管效能。

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