面向智慧型城市的食品安全監管體系

張亮，陳少杰

（1.天津科技大學食品安全管理與戰略研究中心，天津300222；2.天津科技大學經濟與管理學院，天津300222；3.天津科技大學計算機科學與信息工程學院，天津300222）

面向智慧型城市的食品安全監管體系

張亮1，2，陳少杰1，3

（1.天津科技大學食品安全管理與戰略研究中心，天津300222；2.天津科技大學經濟與管理學院，天津300222；3.天津科技大學計算機科學與信息工程學院，天津300222）

智慧城市的感知網絡、云存儲和大規模數據分析能力等優勢為食品安全監管帶來了新的研究方向。針對現代城市食品安全監管任務，探討了智慧食品安全監管機制。提出一種監管主體多元化、監管手段多樣化、深度結合智慧城市理論與應用的新型食品安全監管體系。

食品安全管理；智慧城市；智慧監管體系

食品安全問題深刻影響著我國的經濟和社會生活，它關系著廣大人民群眾的人身健康和生命安全，作為重大的國計民生問題受到全社會的廣泛關注?，F代社會中，食品產業呈現高度發展的供應鏈特征，單個企業已無法承擔全部的食品安全保障功能，需要由不同層次的綜合監管體系來實現。所謂食品安全監管體系，一般是指食品安全監管過程中的系統組成，包括食品安全法規和標準、過程控制、風險管理等多個子系統[1-3]。國內外很多學者從信息不對稱[4]、食品供應鏈[5]、食品風險控制[6]等多個方面對食品安全管理展開廣泛研究。

隨著新經濟時代的到來和互聯網技術的廣泛應用，新興的智慧城市概念和實踐[7-8]成為近期學界和產業界的熱點問題，同時也為食品安全監管研究帶來了新的發展方向。作為智慧型城市的一項重要的民生應用，智慧的食品安全監管體系不但能夠方便地實現食品供應鏈數據的整合與追溯，更可利用智慧城市的綜合知識管理平臺，實現高效、實時、自動化的分析和決策能力。因此，面向智慧城市的食品安全監管理念一經提出，就展現出巨大的發展潛力，IBM、ORACLE等大型IT企業紛紛推出了相應的初步解決方案[9-10]。

然而，目前學界對面向智慧城市的食品安全監管體系的研究仍不多見。多集中于具體的包裝、物流、可追溯等技術實現，少有面向城市級食品安全監管體系整體的功能設計與系統分析。本文從剖析智慧城市概念與內涵出發，結合我國食品安全監管實際，提出了智慧食品安全風險管理任務。進而，在對食品安全監管過程進行具體分析的基礎上，提出了一種新型食品安全監管體系。這一體系建立在新興的智慧型城市的理論與實踐基礎上，具有全面監督、快速反應、自動決策等突出特點，為我國城市級智慧食品安全監管體系建設提供了切實的發展路徑。

1 智慧城市的內涵與優勢

IBM在《智慧的城市在中國》白皮書中，把“智慧城市”定義為：“能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求作出智能的響應”。智能城市是對當前世界所面臨的許多重大問題的一種積極的解決方案。它的技術內涵是對現有互聯網技術、傳感器技術、智能信息處理等信息技術的高度集成，通過實體基礎設施與信息基礎設施的有效結合，實現信息技術的大規模普適應用。

隨著我國城市建設不斷發展，智慧城市建設已在我國多個城市全面展開。智慧交通、智慧電網、智慧醫療等多種應用的初步運行已取得了良好的效果。以信息技術為核心的智慧城市基礎設施建設和應用服務的不斷拓展和深化，為城市管理層面的食品安全綜合體系構筑了新的平臺。具體來說，對于城市級食品安全監管任務，智慧城市理論和實踐具有以下幾方面的優勢。

第一，基于感知網絡的信息自動采集能力。所謂感知，即城市各基礎設施運行過程中，對其產生的大量信息的實時獲取能力。在智慧城市背景下，一般是通過物聯網的感知層實現的。具體來說，感知層通過大量傳感設備自動獲取被監測對象信息，這些傳感設備包括環境監測傳感器、果蔬種植過程溫濕度傳感器、食品運輸過程車載GPS及食品包裝上面的RFID電子標簽等。然后，物聯網網關使用專門設備將這些信息進行統一規格化處理，并通過公共數據網傳送之云端服務器進行存儲。智慧城市的感知功能為食品安全監管過程的信息自動化采集提供了基礎服務。

第二，基于云存儲的海量信息處理能力。感知功能實現了信息收集，城市級的日常食品安全監管信息涉及大部分食品供應鏈的全程，信息數據量巨大，一般存儲設備很難滿足要求。智慧城市信息系統采用云存儲技術解決這一難題。虛擬化是云存儲的核心，通過將底層的處理器、內存設備、網絡等硬件資源進行抽象，去除硬件資源間差異。智慧城市的高層應用不必關心數據存儲的物理位置及存儲方式，對食品安全監管系統來說，整個數據訪問過程是透明的。

第三，基于大規模數據挖掘的信息分析能力。海量數據的處理和分析需要面向大數據的智能分析技術，通過選擇適當的關聯規則和挖掘算法，可以從大量、有噪聲的數據中，提取如危害因素的種類、區域分布、危害程度等隱含信息。這些隱含信息對食品危害因素檢測、食品生產、運輸等環節檢測、危害預測等食品安全監管過程中發揮至關重要作用。傳統食品安全評價方法、風險分析方法、線性回歸等分析方法不能完整、準確地顯示這些因素之間的關聯關系[11]，需要發展實時計算能力強、可擴展性好的基于大規模分布計算系統、云計算服務的數據統計分析的理論和工具。

2 現代城市食品安全監管的主要任務

現代城市的食品安全監管實踐是一項高度復雜的系統工程，它包括政府部門、生產商、消費者、非營利和第三方機構等多個主體；還有從農產品種植、倉儲、加工、物流、零售到餐桌的完整食品供應鏈中的全部環節；以及可追溯系統、風險分析系統、預警系統、綜合信息系統、應急管理系統等信息平臺。明確監管任務、確定監管職責和范圍，是設計和實現城市級食品安全監管體系的首要工作。現代城市食品安全監管的主要任務包括：

第一，信息采集和傳輸。信息采集和傳輸是食品安全監管的基礎環節。智慧城市基礎設施提供了自動化的消息采集和傳輸解決方案及功能[12]，是為解決食品風險分析過程中信息收集不足和便于信息發布而提出的。在風險評估過程中，足夠的樣本數量和準確的數據信息可使得風險評估結果更為準確。

第二，信息初步統計和發布。信息統計和發布是現代食品安全監管的必要環節。借助智慧城市基礎設施自動采集得到的信息中包含大量噪聲數據。要在這些粗糙的數據集合中提取如危害因素的種類、區域分布、危害程度等隱含信息，就需要借助數據處理方法，如果信息統計、數據挖掘等技術手段，才能獲取準確信息。進一步借助智慧城市完整的信息化平臺，實現對所獲得的食品安全相關信息進行發布，以達到食品安全預警的目的。

第三，風險評估管理。風險評估管理是現代食品安全監管的必要組成成分。它為食品標準制定、質量控制、安全政策制定等一系列過程提供科學依據[13]。借助智慧城市中完善的數據分析和決策支持等信息處理技術，風險評估更加科學和準確。智慧城市系統中存在廣泛的知識庫。它為風險評估提供成熟的評估模型和歷史經驗數據，使得風險評估更加合理。

第四，安全預警和應急管理。安全預警和應急管理是現代食品安全體系重要步驟。借助智慧城市風險評估系統，對一些潛在的食品安全風險因素，形成相應的風險指標體系；對于可能潛在的食品安全隱患，必要時啟動食品安全應急處理程序。安全預警和應急管理對于食品安全隱患“早發現、早分析、早計劃、早預防”。

第五，公眾監督和輿論監管。智慧城市中高速信息通道，簡化了公眾參與食品安全監管過程。隨著網絡用戶的不斷增加，借助互聯網廣泛參與食品安全監管已成為現實。公眾監督和輿論監管相結合，可以有效彌補行政監管的不足[14]。相對于傳統食品安全監管體系，它是現代食品安全監管體系重要特點。

3 智慧食品安全監管機制

智慧食品安全監管主要涉及監管主體、監管客體和監管活動三部分的交互活動。其具體機制如圖1所示。以下分別對圖中的監管主體、監管客體和監管過程作說明。

圖1 智慧食品安全監管機制Fig.1 Intelligent food safety supervisionmechanism

第一，食品安全監管過程中的主體。我國目前監管主體主要由2013年3月成立的國家食品和藥品監督和管理總局領導，在職能轉型期間，仍涉及衛生部、農業部、質檢局、食品藥品監督管理局、工商行政管理局等多個職能行政部門[15]。這種“一家牽頭，多頭監管”體制，一方面能夠充分發揮人力資源，實現“齊抓共管”優勢。另一方面，由于監督、協調機制不完善，這些部門間還存在“政出多門、責任不清”等現象，難以形成監管合力。我國監管主體多元化格局尚未形成，網格化監管體系還沒有建立起來[16]。廣大消費者、食品生產經營者和媒體還沒有真正成為監管主體而發揮積極效應。

第二，食品安全監管過程的客體。食品安全監管過程中的客體，不但包括食品，還包食品生產原料、生產輔料、配料、生產者及生產環境[17]。這些客體廣泛分布于食品生產、加工、流通和銷售等環節，主要包括：①食品原材料。初級農產品是食品生產主要原材料。初級農產品的安全因素主要包括違規使用農藥、獸藥，非法使用添加劑，以及由于土壤、水資源的污染而導致農作物中有害物含量超標等。②加工環節。在食品加工環節中，由于設備陳舊、技術落后或管理上不完善是導致食品安全問題主要因素。食品生產企業中，尤其是少數中小企業、個體商販，因為盲目追求經濟利益而發生非法使用食品添加劑、以次充好、摻雜使假等。③流通環節。食物不同于一般其它商品，在運輸、倉儲過程中，對溫度、濕度、通風和時間等條件有嚴格要求。忽視這些因素就可能使得食物發霉變質、微生物超標等安全事故發生。④消費環節。經濟發展促進了人們消費，非時令消費、聚餐消費等消費方式已為大眾所接受。然而，消費者在消費過程中，由于烹飪方法、餐飲單位在管理上的缺陷而導致食物中毒事件時有發生，監管部門對這一環節監管將顯得尤其重要。

第三，智慧城市背景下食品安全監管機制。在對食品安全監管過程中，政府在逐步完善監管制度和相關法律體系同時，建立一個有效的信息化系統平臺成為關鍵[18]。平臺建設不僅可以提高政府職能部門監管效率，還可以提高廣大食品消費者、食品生產者參與監管過程的積極性，促進監管主體多元化。并最終形成網格化監管體系。對于監管客體而言，平臺建設有助于提高食品供應鏈中信息透明度，減少消費者與食品生產者間的信息不平衡[19-20]。智慧城市下的食品安全監管過程有以下兩個方面特點：①多元化監管主體與多重監管手段并存。智慧城市促進了食品安全監管主體多元化。作為食品消費者的公眾，對食品安全事件高度關注，互聯網應用提供了方便的監督手段，借助微博、微信等自媒體，社會公眾主動參與、積極監督，逐漸成為一股強大的監管力量。監管主體必須在法律框架內開展食品安全監管活動，并加以必要的行政手段和技術手段。三種手段相輔相成、互為補充。②對整個食品加工、生產、流通等環節進行食品信息追溯[21]。將這些環節納入信息可追溯范圍，徹底改變了傳統只針對少數食品、少數環節進行局部追溯。借助智慧城市信息平臺，不但能夠實現監管主體多元化。對整個食品生產、流通等多個環節建立食品信息追溯體系，能夠大大減少、甚至消除消費者和生產者之間信息不平衡[22]，增加食品的安全性。

此外，智慧城市的知識協同和協作特征能夠促進監管機制創新[23]，如面向食品監管部門的長效監督機制和協調機制，面向社會公眾的反饋機制，面向食品生產者的信用體系，以及消費者和專家之間的創新型知識分享機制等。

4 智慧食品安全監管體系

以智慧城市為背景，通過對食品安全監管體系中風險分析和監管主、客體這兩個重要組成部分分析，本文提出一種面向智慧城市的食品安全監管體系，如圖2所示。該體系由以下幾部分構成：

圖2 智慧食品安全監管體系Fig.2 Intelligent food safety supervision system

第一，監管主體管理子系統。監管主體管理子系統主要對監管主體進行管理。功能上除去包括添加、刪除等基本功能以外，還為主體間信息交流提供服務。政府、食品生產者和消費者三者間建立暢通信息渠道，不僅有助于去除隔閡，增加信任，減少食品安全危害因素的發生。這種暢通信息渠道也是建立起多元化、網格化監管體系所必備條件[24]。

第二，監管對象管理子系統。新型食品安全監管體系監管對象分布于食品生產、加工、流通等多個環節。借助智慧城市感知功能和海量存儲，能夠獲取與監管客體相關信息，進而支持食品信息追溯的實現[25]。

第三，公共知識庫管理子系統。公共知識庫是智慧城市的一個重要組成部分[26]。一方面它包括標準體系、法律體系、誠信體系和教育體系等。另一方面還包括風險分析機制、風險預警機制、部門協調機制和信息追溯機制。這些體系和機制相互協同、互為補充。為食品安全提供一個多樣化監管手段和豐富的知識體系。

新型食品安全監管體系中，建立在智慧城市基礎之上的信息化平臺，消除了監管主體之間信息隔閡，政府職能部門、消費者及食品生產者等監管主體之間形成信息共享、功能協作的態勢。同時，監管主體多元化，并沒有改變政府作為監管主體的地位。新型監管體系中，政府監管行為體現為圖3所示的流程：①信息采集，面向食品供應鏈的泛在感知網絡實現數據自動收集和初步分析。②風險評估和分析，依據評估結果，結合智慧城市的綜合知識庫實現風險預警和決策支持[27]。③信息發布，準確、及時的信息發布讓食品消費者獲悉事情真相，避免謠言和恐慌。④食品信息追溯，實現對食品安全事件的快速定位和查詢。⑤應急管理，一旦進入此環節，立即啟動響應措施和應急預案，阻斷食品危害的傳播路徑。

圖3 智慧食品安全政府監管流程Fig.3 Intelligent food safety supervision processof governMent

5 結論

智慧城市建設為食品安全監管體系帶來新的機遇。它不僅為監管體系提供信息化基礎設施，而且借助大規模數據分析和處理能力，它還為食品安全監管帶來了智慧要素和創新動力。本研究將智慧城市的內在特點和優勢與現代城市的食品安全監管體系建設相結合，明確了城市食品安全監管任務，探討了相應的監管機制，提出了一種面向新型食品安全監管體系。

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Food Safety Supervision SysteMfor Intelligent Cities

ZHANG Liang1，2，CHENShao-Jie1，3
（1.Food SafetyManagementand Strategy Research Center，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300222，China；2.Schoolof Economics&Management，Tianjin UniversityofScience&Technology，Tianjin 300222，China；3.SchoolofComputer Science&InformationalEngineering，Tianjin University ofScience& Technology，Tianjin 30022，China）

The rapid developmentof intelligent cities bringsnew research directions to food safety supervision（FSS），which concerns perception network，cloud storage and capability of large-scale data analysis.Based on exploring intelligentmechanisMof FSS，this paper proposes a new systeMof FSSwhich is composed of various supervision subjects，diverse means of supervision and deep combination of the theory and application of intelligentcities.

food safetymanagement；intelligentcities；intelligentmanagementsystem

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.051

2014-09-17

天津市教育科學“十二五”規劃課題“智慧型城市科教創新體系研究”（CEYP6005）；天津市科技發展戰略研究計劃項目“面向智慧型城市的食品安全監管體系研究”（13ZLZLZF05200）

張亮（1979—），男（回），副教授，博士，研究方向：信息管理。