區(qū)域農(nóng)業(yè)投入品溯源研究與實現(xiàn)

余育青 郝平

摘要：為解決農(nóng)資追溯過程中存在的環(huán)節(jié)信息缺失、信息不全和不對稱的局限等問題，提出了融入反饋機制的追溯理念，構(gòu)建了以二維碼為追溯信息載體的追溯模型，闡述了核心的農(nóng)資追溯信息編碼，分析了數(shù)據(jù)融合的信息跟蹤和回溯機制。結(jié)果表明，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，實現(xiàn)了對農(nóng)資基本信息、流通信息和監(jiān)管信息追溯查詢，追溯的信息具有完整性、權(quán)威性、開放性和公信力，反饋機制為農(nóng)資追溯的實現(xiàn)提供一種可行的解決方案，某區(qū)域的應(yīng)用結(jié)果證明系統(tǒng)達到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：QR二維碼；反饋機制；跟蹤和回溯

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）10-2503-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.054

我國每年都要投入大量的人力、物力和財力對農(nóng)業(yè)投入品進行抽檢監(jiān)測。2014年農(nóng)業(yè)部對農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)量進行了抽查，合格率為93.1%。目前，農(nóng)業(yè)投入品市場還存在不少問題，例如農(nóng)資批發(fā)企業(yè)進貨把關(guān)不嚴、農(nóng)資產(chǎn)品銷售臺賬記錄不全、查處的假冒偽劣農(nóng)資信息上下交流不暢、查處經(jīng)營假冒偽劣農(nóng)資的監(jiān)管手段落后、監(jiān)管效能不高，這些因素對農(nóng)業(yè)投入品溯源造成一定的影響，直接關(guān)系到溯源的效果。因此，探索和建立農(nóng)業(yè)投入品溯源機制對農(nóng)資市場的規(guī)范化、標準化建設(shè)具有重要意義。

國外農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系在21世紀初就開始建立并逐步完善。近年來，國內(nèi)外研究者開發(fā)出基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID射頻電子標識應(yīng)用系統(tǒng)[1]；孫傳恒等[2]設(shè)計了農(nóng)產(chǎn)品流通追溯系統(tǒng)是基于嵌入式Linux技術(shù)；文斌等[3]設(shè)計了基于QR二維碼和數(shù)據(jù)聚合技術(shù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品追溯服務(wù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)更多用于農(nóng)產(chǎn)品流通服務(wù)。相比而言，農(nóng)業(yè)投入品的質(zhì)量追溯問題研究相對較少，尚二瑩等[4]利用RFID技術(shù)建立了種子溯源系統(tǒng)，系統(tǒng)可以查詢種子品種、生產(chǎn)加工、銷售流通等信息。方薇等[5]采用混合編碼模式追溯，介紹了農(nóng)資溯源服務(wù)系統(tǒng)。然而，如何彌補溯源信息的缺失，如何進行有效快速的溯源，如何共享溯源平臺信息[6，7]，還有待去研究。

本研究在農(nóng)資監(jiān)管的背景下，利用反饋機制進行了有效追溯，通過提煉出追溯的核心信息編碼，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，有效地解決了進貨關(guān)、銷售臺賬電子化、假冒偽劣農(nóng)資信息平臺共享等現(xiàn)實問題，提高了監(jiān)管手段，強化了溯源能力。隨著農(nóng)業(yè)投入品質(zhì)量追溯系統(tǒng)逐步推開，應(yīng)用平臺資源的企業(yè)隊伍和消費群體不斷擴大，引入云計算技術(shù)使其具有更廣的適用性[8]和更高的追溯能力。

1 溯源機制與模型

1.1 溯源機制

追溯實質(zhì)上是對客觀事實的各種信息進行反饋。在農(nóng)資監(jiān)管的背景下，利用反饋機制作為農(nóng)業(yè)投入品質(zhì)量追溯體系運轉(zhuǎn)的基本方法。該方法的思想就是通過構(gòu)建一個平臺體系，跟蹤各環(huán)節(jié)多種的信息，結(jié)合反饋機制（職能部門的監(jiān)管），利用數(shù)據(jù)的相關(guān)性，融合成回溯信息源。

農(nóng)業(yè)投入品質(zhì)量追溯體系中，采集生產(chǎn)、流通、銷售等環(huán)節(jié)中實體單位（農(nóng)資生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)資批發(fā)企業(yè)、農(nóng)資零售店、農(nóng)資購買使用者）、產(chǎn)品（農(nóng)資）的有效信息流，并融入職能部門的監(jiān)管（反饋機制）信息，是整個追溯體系需解決的問題，而可追溯有效信息的載體可由多種方式實現(xiàn)。信息可以通過不同的載體有多種表現(xiàn)形式，信息反饋是實現(xiàn)可追溯的前提和條件。該方法的實現(xiàn)需要采集大量數(shù)據(jù)，并綜合運用各種技術(shù)和方法。

1.2 溯源模型

模型由兩個信息環(huán)和內(nèi)核信息組成。外環(huán)是實體單元信息，包括作為監(jiān)管的職能部門信息，內(nèi)環(huán)是產(chǎn)品信息；內(nèi)核包括與產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的必要信息。追溯模型如圖1所示。

農(nóng)資生產(chǎn)企業(yè)在當?shù)叵嚓P(guān)主管部門的監(jiān)管下主動報告生產(chǎn)過程信息并備案，合格的產(chǎn)品獲取準出證明。農(nóng)資經(jīng)銷商（或農(nóng)資批發(fā)企業(yè)）在流通市場獲得當?shù)乇O(jiān)管部門的產(chǎn)品準入證，并對產(chǎn)品進行備案。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)（或農(nóng)民）以實名銷售的形式獲得農(nóng)資批發(fā)企業(yè)（或農(nóng)資零售店）銷售的產(chǎn)品，并獲得帶有二維碼的銷售小票。

產(chǎn)品生產(chǎn)過程信息通過主動報告（生產(chǎn)過程備案）由質(zhì)量管理系統(tǒng)采集到追溯平臺數(shù)據(jù)庫，屬地管理系統(tǒng)及時反饋給出了產(chǎn)品準出證明信息。流通市場信息通過市場準入（產(chǎn)品備案）進入流通市場實時監(jiān)管平臺（與追溯平臺數(shù)據(jù)共享）。終端通過實名銷售系統(tǒng)，產(chǎn)品的銷售信息上報農(nóng)資產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心。各環(huán)節(jié)使得農(nóng)資實體間進行活動時，追溯平臺可跟蹤到農(nóng)資實體信息、產(chǎn)品信息、監(jiān)管信息。回溯時，通過系統(tǒng)的信息融合，相關(guān)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的信息可清晰組成信息鏈。終端消費者獲得帶有二維碼的銷售小票，二維碼不僅包含有該產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、監(jiān)管、銷售過程的綜合信息，還有農(nóng)資實體的相關(guān)信息，具有較強的追溯功能。該模型配有銷售終端查詢機，提高了公眾的參與度。通過掃描打印銷售小票的二維碼，消費者可即時追溯查詢產(chǎn)品各相關(guān)環(huán)節(jié)的信息。

2 溯源編碼

針對追溯信息的相關(guān)性和有效性，對不同管理系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，必須采用統(tǒng)一標準的信息編碼體系。實現(xiàn)農(nóng)資產(chǎn)品質(zhì)量二維碼追溯，必須要考慮追溯碼所包含的必要信息，二維碼所載有效信息越豐富，就越具有較強的追溯功能。追溯碼信息的構(gòu)成有農(nóng)資生產(chǎn)企業(yè)的基本信息（本省、外省）、農(nóng)資產(chǎn)品的基本信息、監(jiān)管部門基本信息（屬地和流通管理部門）、農(nóng)資批發(fā)企業(yè)的基本信息、農(nóng)資零售店的基本信息。為了便于對追溯信息進行管理，對賦予二維碼上的農(nóng)資實體和產(chǎn)品信息進行統(tǒng)一編碼。核心的農(nóng)業(yè)投入品信息編碼元數(shù)據(jù)如表1所示。

3 信息溯源實現(xiàn)

3.1 信息融合

由于表1中單條元數(shù)據(jù)信息編碼的信息量相對較少，對于全流程追溯，如果能融合各環(huán)節(jié)的編碼信息，呈現(xiàn)出來的溯源線條是明晰的。帶有二維碼的銷售小票作為農(nóng)業(yè)投入品追溯信息的載體，融合其中的信息需要下列步驟來實現(xiàn)：

1）農(nóng)資產(chǎn)品信息和編碼網(wǎng)上下載入庫：農(nóng)資零售店與省數(shù)據(jù)庫中心聯(lián)網(wǎng)，并下載供貨批發(fā)公司的農(nóng)資產(chǎn)品信息，作為本地店銷售的農(nóng)資產(chǎn)品。

2）農(nóng)資送貨單采購入庫：根據(jù)批發(fā)公司的送貨單，從網(wǎng)上引用公司編碼（EBC）和產(chǎn)品經(jīng)營編碼（OBC），在店內(nèi)完成采購辦理操作，并編制農(nóng)資零售店內(nèi)編碼（SBC），最后保存入庫。

3）農(nóng)資零售店銷售：建立農(nóng)資零售店內(nèi)碼與公司經(jīng)營碼之間的關(guān)系，并經(jīng)過數(shù)據(jù)聚合處理，按照零售店內(nèi)碼和公司產(chǎn)品批號進行銷售。

4）數(shù)據(jù)報送：農(nóng)資零售店管理軟件通過接口將采購和銷售信息（包括EBC、UBC、OBC和SBC編碼）送到追溯平臺的數(shù)據(jù)中心。

5）銷售小票打印：農(nóng)資零售店管理軟件根據(jù)本地銷售系統(tǒng)的產(chǎn)品融合信息生成二維碼（包括EBC、UBC、OBC和SBC編碼），通過小票打印機，將二維碼和銷售信息打印出來。

消費者手中的銷售小票信息量豐富，通過掃描二維碼，方便地實現(xiàn)溯源查詢。

3.2 溯源實現(xiàn)

對農(nóng)資零售店來講，信息追溯的實現(xiàn)如圖2所示。追溯采用分層設(shè)計，信息逐級細化完整，系統(tǒng)包括農(nóng)業(yè)投入品的生產(chǎn)、物流、批發(fā)、零售等環(huán)節(jié)的4級溯源信息層。依據(jù)下層信息節(jié)點所帶編碼，依次類推父節(jié)點屬性信息，完成回溯功能。圖2實線為追蹤某一農(nóng)業(yè)投入品某一環(huán)節(jié)的信息路線，虛線為回溯某次購買品各環(huán)節(jié)的信息路線。

4 溯源平臺

從表1設(shè)計的核心編碼中，利用QRcode.jar提供的編解碼庫函數(shù)對其進行編解碼，實現(xiàn)二維條碼圖形生成和圖形掃描解析的功能。由于追溯平臺與各農(nóng)資相關(guān)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，二維條碼生成的圖形文件即可由本地生成，也可通過部署在服務(wù)器端的具有編解碼功能的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中即時生成。

4.1 平臺架構(gòu)

根據(jù)用戶需求實際，在分層設(shè)計的基礎(chǔ)上，設(shè)計“1+3+1+3”的農(nóng)資追溯與服務(wù)平臺，平臺總體架構(gòu)如圖3所示。第一個“1”指數(shù)據(jù)庫中心，農(nóng)業(yè)投入品流通市場中生產(chǎn)過程信息、經(jīng)營信息以及農(nóng)業(yè)執(zhí)法、信用評級等信息匯集形成的數(shù)據(jù)庫中心。第一個“3”指3個平臺，農(nóng)業(yè)投入品質(zhì)量追溯平臺、農(nóng)資流通市場監(jiān)管平臺和農(nóng)資信息服務(wù)平臺。第二個“1”指數(shù)據(jù)交換和采集中心，農(nóng)資批發(fā)經(jīng)營企業(yè)、農(nóng)資零售店的經(jīng)營數(shù)據(jù)與平臺的數(shù)據(jù)庫中心進行數(shù)據(jù)交換和采集中心。第二個“3”指3個管理系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)、農(nóng)資門店零售管理系統(tǒng)、農(nóng)資批發(fā)企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)。

4.2 公共數(shù)據(jù)接口

為了實現(xiàn)全省范圍內(nèi)農(nóng)資流通市場的統(tǒng)一監(jiān)管的目標，設(shè)計了基于互聯(lián)網(wǎng)為總線的網(wǎng)絡(luò)訪問控制的規(guī)范協(xié)議，實現(xiàn)對農(nóng)資流通市場的經(jīng)營、監(jiān)管和使用的三大主體的互聯(lián)互通。由圖4可以看出，IDC是基于公共標準的集成數(shù)據(jù)接口（Integrated data connector），具有雙向數(shù)據(jù)交換能力，IDC根據(jù)需要可以設(shè)計IDC-1、IDC-2和IDC-3分別為零售店、批發(fā)公司和生產(chǎn)企業(yè)連接監(jiān)管平臺的公共標準接口；IDC-4公共的數(shù)據(jù)輸出標準接口，以及一個服務(wù)器端的IDC交換系統(tǒng)。IDC-1標準接口已經(jīng)封裝到農(nóng)資店實名銷售系統(tǒng)中，其他IDC標準接口需要根據(jù)實際情況分別與原系統(tǒng)對接。①IDC-1標準接口是農(nóng)資零售店互聯(lián)網(wǎng)連接監(jiān)管平臺的標準集成數(shù)據(jù)接口；②IDC-2標準接口是農(nóng)資批發(fā)公司互聯(lián)網(wǎng)連接監(jiān)管平臺的標準集成數(shù)據(jù)接口；③IDC-3標準接口是農(nóng)資生產(chǎn)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接監(jiān)管平臺的標準集成數(shù)據(jù)接口；④IDC-4標準接口是農(nóng)資監(jiān)管平臺互聯(lián)網(wǎng)連接上級部門和同級其他部門的標準集成數(shù)據(jù)接口；⑤IDC交換系統(tǒng)是服務(wù)器端的農(nóng)資監(jiān)管平臺的通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。

4.3 實例應(yīng)用

依托農(nóng)業(yè)投入品追溯平臺的后臺大數(shù)據(jù)，開發(fā)手機客戶端APP，方便用戶進行追溯。隨著微信的應(yīng)用，越來越多的溝通通過手機微信來實現(xiàn)，為查詢追溯提供一種便捷的方式。平臺是為微信用戶提供服務(wù)，而追溯平臺開發(fā)接口則是提供服務(wù)的基礎(chǔ)。表1中元數(shù)據(jù)URI作為打印小票上二維碼文件的標識，通過追溯服務(wù)平臺的資源鏈接，可方便地展現(xiàn)在用戶面前。圖5是掃描二維碼后通過農(nóng)業(yè)投入品追溯公共賬號查到的追溯信息。

回溯信息由3部分組成，分別是產(chǎn)品信息（產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品登記證號、生產(chǎn)許可證號、產(chǎn)品標準號等信息）、流通信息（零售商、批發(fā)商、銷售商、生產(chǎn)企業(yè)等法定代表人實體信息）、流通地的監(jiān)管信息（是否備案、是否準入、是否準出、抽檢情況）。通過信息回溯再現(xiàn)，消費者了解到產(chǎn)品信息以及流通的實體企業(yè)信息。這些信息是否進入相關(guān)部門的監(jiān)管也清晰可見，更重要的是產(chǎn)品的抽檢信息通過監(jiān)管平臺關(guān)聯(lián)到追溯信息欄，讓消費者有了信任感，提高了政府的公信力。

5 小結(jié)與討論

針對農(nóng)業(yè)投入品具體領(lǐng)域，設(shè)計并開發(fā)一種質(zhì)量追溯體系。通過研究在生產(chǎn)、流通、監(jiān)管、批發(fā)、零售全質(zhì)量周期中，農(nóng)業(yè)投入品內(nèi)在的信息流程規(guī)律，設(shè)計一種“多碼并舉”的編制方式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)投入品的二維碼追溯應(yīng)用。搭建的質(zhì)量追溯系統(tǒng)，有效解決農(nóng)業(yè)投入供應(yīng)鏈中存在的信息孤島問題，同時，為農(nóng)資實體及產(chǎn)品的信息互聯(lián)互通提出了一種新的實戰(zhàn)可行模式。

參考文獻：

[1] 徐煥良，陸榮和，彭增起，等.基于產(chǎn)品生命周期管理的肉品車間生產(chǎn)跟蹤及追溯體系研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007，23（12）：161-163.

[2] 孫傳恒，劉學(xué)馨，丁永軍，等.基于嵌入式Linux技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品流通追溯系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（4）：208-213.

[3] 文 斌，梁 鵬，羅自強.基于QR二維碼和數(shù)據(jù)聚合的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品追溯服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2014，35（2）：261-265.

[4] 尚二瑩，孟未來.基于物聯(lián)網(wǎng)的種子質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2011，26（9）：14-16.

[5] 方 薇，崔超遠，宋良圖.混合編碼模式的農(nóng)資溯源服務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28（14）：164-169.

[6] 鎖 放.論中國食品安全監(jiān)管制度的完善—以比較法為視角[D].合肥：安徽大學(xué)，2011.

[7] 馬曉麗.我國農(nóng)產(chǎn)品信息不對稱問題研究[D].山東泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[8] 陳聯(lián)誠，胡月明，張飛揚，等.農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)的云計算技術(shù)性能提升設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29（24）：268-274.