食品安全計算機輔助管理系統的設計與研究

余建華

（重慶工商職業學院，重慶401520）

食品安全計算機輔助管理系統的設計與研究

余建華

（重慶工商職業學院，重慶401520）

根據食品安全管理體系的數據共享機制的原理和功能需求，提出構建信息管理系統所需B/S結構的功能劃分，包括表示層、功能層和數據層，以及該系統的具體設計內容和實現過程。同時根據食品安全管理體系的具體功能需求設計仿真試驗，結果為Web應用程序具有響應時間短、吞吐量高和伸縮性強的性能特點，運行過程的界面測試、數據項測試和Web應用程序測試均能達到目標需求。

食品安全；計算機輔助系統；數據元；B/S結構

食品是人類最基本的生存需求和物質生活保障，是現代社會安定和諧的基礎，因此食品安全關系著人民群眾的生存問題，關系著國家的未來發展［1］。我國政府采取了全程監管的方式保障食品安全，規定不同食品安全監管部門的職能，明確責任劃分［2］。目前常使用建立食品安全的質量保證體系和網絡信息系統來提高不同部門的工作效率、降低溝通成本、促進食品安全生產監督管理工作的開展［3］。危害分析與關鍵控制點（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）體系是在全世界范圍內得到認可的食品安全生產監督管理體系，它是一個監測食品危害的管理系統和工具，其作用是預防食品發生安全問題，對可能發生安全隱患的食品進行排查和消除，避免潛在的食品隱患［4］。

本研究主要是建立和健全HACCP體系信息系統，目的是為實施HACCP體系提供一個輔助管理工具，為HACCP體系中產生的大量數據資料、記錄文件等提供數據元管理工作系統，實現無誤差的食品安全監管相關信息系統間跨地域、跨行業、跨部門的信息共享平臺，為未來我國食品安全計算機輔助管理系統數據庫的建立提供基礎。

1　食品安全管理體系簡介

1.1食品安全管理系統共享機制

信息系統主要包括人機交互系統中信息的收集、傳遞、存儲、維護和使用等工作，而管理系統則包括信息系統與外界的相互作用，其功能包括數據收集和輸入、維護數據文件等，實質是信息處理過程［5］。

作為一個開放性網絡信息處理系統應該具備的基本元素包括硬件系統、軟件系統、通信系統和數據系統［6］。其中數據系統中的信息應該是可以交換并且能夠在不同應用環境內及其相互間進行共享，這種共享機制涵蓋了不同區域間的網絡，因此，數據的使用者與擁有者應有一套共用的數據使用標識，對數據表示含義的理解相同，即數據元的相關特性具有規范化說明。

通用數據元素框架（Universal Data Element Framework，DUEF）是指一種提供國際慣例命名標準概念符號的協定框架，它將每一個數據元運用一種獨立的、專屬的、明確的表達方式表示，并適用于各個應用軟件和數據標準，所以使用DUEF后管理系統不再需要單獨去對系統數據進行命名［7］。

1.2食品安全管理系統需求分析

食品安全生產監管數據元管理系統是一種以數據為核心，利用數據規范化的方式，對食品安全生產監管部門的業務數據進行規劃處理，目的是對核心業務形成總體數據架構，對所有數據分類和健全檔案，進行方便監管部門隨時、有效地對系統數據進行管理、使用和維護，保證數據資源的集成性、可擴展性、可靠性、安全性、通用性和有效性［8-9］。信息系統主要功能模塊劃分如圖1所示。

圖1　信息系統的模塊劃分結構Fig.1Information system module partition structure

由圖1可知，數據庫管理是信息系統中的一個環節，它與信息系統中的其他環節都有一定關聯，為整個系統提供數據庫資源。食品安全生產監管數據元管理系統建立的目的是一方面通過數據元系統，加強監管部門各方信息共享機制的建立，提高數據元管理效率，另一方面為其他用戶提供部分數據元的下載和瀏覽通道，為不同用戶間的互動提供有效平臺。

2　食品安全信息管理系統的構架及設計

2.1食品安全信息管理系統的構架思路

B/S結構（Browser/Server）是一種基于Web瀏覽器的網絡結構模式，這種結構模式的優勢在于統一了客戶端，將功能的實現依托于服務器本身，有利于系統開發、使用和日常維護工作的開展［10］。對于食品安全生產監管數據元管理系統來講，可以通過B/S結構模式技術，搭建互聯網平臺，將食品安全生產監管過程中相關數據，以開放的形式展示在互聯網平臺上，該系統應具有先進性、實用性、高可靠性、開放性、可維護性、可伸縮性和可移植性。

B/S模式按功能將信息系統分為表示層（Presentation）、功能層（Business Logical）和數據層（Data Service），分別部署在不同或相同的硬件平臺上，體系結構如圖2所示。

圖2中，表示層中包含客戶端瀏覽器和Internet兩大部分，它是用戶和系統信息交互的輸入輸出端，客戶端瀏覽器主要是對用戶身份識別，識別成功后，利用HTTP協議為用戶提供Internet內的信息。功能層是系統主體，包含多個Web服務器，負責處理系統內部事務邏輯，它的工作內容是根據用戶請求，通過SQL等方式連接對應應用程序和數據庫，將得到的數據結果信息返回給Web服務器，再通過界面將結果展示給用戶。數據層是系統的數據來源，屬于數據庫服務器，數據層的作用是存儲數據，實現實時數據庫的查詢、修改、更新等功能，并能將查詢結果通過數字信號形式傳輸回Web服務器。

2.2食品安全信息管理系統的設計及實現過程

食品安全信息管理系統的實現過程主要包括主界面設計、目錄管理界面的設計、數據元素管理界面設計和用戶管理界面設計，具體內容包含用戶表、用戶權限表、數據元素表、數據元素代碼表和數據元素目錄表。整體流程為用戶登錄→權限設置→目錄維護→數據錄入→數據查詢→數據管理→數據輸出→數據備份及恢復→日志記錄。

其中主界面設計是系統整體框架圖，應從多個層面考慮，包括主機、數據庫、網絡、系統軟件、應用軟件等。為保證未來可根據發展需要進行不同技術的拓展和信息安全，系統應具有一定的可擴展性和保護機制。同時系統面向的用戶不同，包括數據元注冊機構、提交機構、普通用戶等，因此針對不同用戶群，應有不同的主界面，能夠方便用戶根據自身需求進行系統的訪問。其中用戶權限表（tb-purview）作用為保存用戶權限信息，它的結構包括用戶名稱（username）、權限設置（purviewset）、提交機構（tijiaoset）、注冊機構（zhuceset）、目錄管理（muluset）和數據元代碼管理（codeset），其中用戶名稱為文本數據，長度為20字符，其他結構為判斷數據（是/否）。

目錄管理界面中，數據元素目錄表（tb-content）的作用是保存數據目錄結構，它的結構包括目錄代碼（ID）、目錄名稱（name）和目錄代碼（fuid），三者均為文本數據類型，長度視具體情況而定。數據元素代碼表（tb-datacode-xxxx）的作用是保存數據元素的值域代碼信息，xxxx為動態名稱，數據元素代碼表的結構包括代碼值（codezhi）、代碼名稱（codemingchen）和代碼說明（codeshuoming），三者均為文本數據類型，長度為50字符。目錄管理系統模塊功能包括：數據元分類的添加、查詢、修改和刪除。

數據元管理界面中，數據元素表（tb-dataele）的主要作用為保存數據元素信息，它的結構包括自動編號（ID）、中文名稱（zhongwen）、英文名稱（yingwen）、數據格式（geshi）、內部標識符（neibubiaoshi）、值域（zhiyu）、狀態（zhuangtai）、提交機構（tijiao）、注冊機構（zhuce）、審核狀態標識（chushen）和審核結果標識（fushen），其中自動編號無數據類型和長度，審核狀態為數字數據類型，長度為2字符，其他結構為文本數據類型，長度為50字符。數據元管理系統模塊主要功能包括數據元的添加、查詢、修改、刪除和輸出。

用戶管理界面中，用戶表（tb-user）的作用為保存管理員的名稱及密碼信息，它的結構包括用戶名稱（username）和用戶密碼（password），數據類型均為文本數據，長度為50字符。用戶管理系統模塊功能包括：添加、刪除用戶和查看、修改、添加、擅長用戶權限。

3　食品安全信息管理系統的仿真測試及結果分析

3.1食品安全信息管理系統的仿真測試

為了測定該系統是否能達到預期目標，將進行兩個方面的性能測試，分別是Web應用程序性能測試和數據元管理系統性能測試。

Web應用程序應能夠同時支持多個用戶同時使用時仍然能夠良好運行，因此在測試環境中模擬正常、高峰和負載條件下Web應用程序各性能的運行狀況。具體測試方法為：在不同狀態下，收集包括響應時間、吞吐量和伸縮性的性能指標，同時進行壓力測試，得出該應用程序最大服務級別。

數據元管理系統應能夠協同管理多個工作模塊，完整的完成整個生命周期管理過程。具體測試方法為：運行整個生命周期，期間觀察是否出現界面不規范、功能點未達到要求、產品操作不穩定、bug數量超過規定范圍、命名規則不準確、圖形模式的數據項不正常工作、在Web應用程序出現問題時不能夠不斷發送請求的問題，最后以報告形式輸出測試結果。

3.2食品安全信息管理系統的測試結果及分析

本Web應用程序具有響應時間短、吞吐量高和伸縮性強的性能特點，其中在負載條件下響應時間會有所增加，尤其是重負載時，由于系統缺少服務資源，響應時間會短時間內增加4.8 s，但仍在可控范圍內。測試吞吐量值為2 800并發量，但這僅僅是測試值，并不是最大值。當請求數量增加時，該應用程序能夠自行進行簡單升級，利用更多處理器擴展內存。

數據元管理系統在運行過程中，第一從界面測試而言，界面文字及色彩、輸入、命名及快捷方式符合要求，名稱統一；第二從數據項測試而言，數據項顯示正常、圖形模式正常工作、能夠識別非法數據；第三在Web應用測序處于負載狀態時，能夠不斷發送請求，直至Web應用程序應答。由以上結果可知，該食品安全計算機輔助管理系統的基本性能能夠達到要求，可以進行進一步運行試驗。

4　結論

加強食品安全監管體制，健全HACCP體系信息系統是解決食品安全問題的方法之一。本文對食品安全管理體系的數據共享機制和功能需求進行說明，提出數據庫管理對于信息系統的重要性。并提出構建信息管理系統所需B/S結構的功能劃分以及該系統的具體設計內容和實現過。最后根據食品安全管理體系的具體功能需求，設計仿真試驗，結果證明該食品安全監管數據元系統的功能和性能需求基本達到目標需求，能夠進行進一步試驗運行。

［1］周應恒，霍麗玥，彭曉佳.食品安全：消費者態度、購買意愿及信息的影響——對南京市超市消費者的調查分析［J］.中國農村經濟，2004，23（11）：53-59

［2］周潔紅，錢峰燕，馬成武.食品安全管理問題研究與進展［J］.農業經濟問題，2004，27（4）：26-29

［3］樊永祥.對我國食品企業建立的HACCP系統常見問題的探討［J］.中國食品衛生雜志，2004，16（1）：37-40

［4］王忠偉，李國棟，徐英杰.食品安全性毒理學評價計算機輔助系統的設計與應用［J］.毒理學雜志，2006，20（4）：265-267

［5］樊永祥，王茂起.HACCP體系在餐飲業食品安全管理中的應用［J］.中國食品衛生雜志，2006，18（1）：1-4

［6］張恒達.HACCP--面粉廠常用食品安全管理系統介紹［J］.現代面粉工業，2001，55（2）：42-44

［7］陳傳波，李濤，張道杰.基于.NET的通用數據訪問框架研究［J］.計算機工程與科學，2004，26（10）：79-82

［8］孫力群.Android遠程數據交互的通用框架設計［J］.電腦知識與技術：學術交流，2011，7（11）：8221-8223

［9］劉丹紅，王霞，徐勇勇，等.衛生信息標準化：從整理數據元到構建語義模型［J］.中國衛生信息管理雜志，2012，9（4）：7-12

［10］趙志升，李桂權.一種基于B/S結構與C/S結構結合的新體系結構［J］.電子技術應用，2004，30（8）：7-9

Study and Design of the Computer Aided Management System for Food Safety Application

YU Jian-hua
（Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 401520，China）

According to the data sharing mechanism of food safety management system principle and functional requirements of information management system，the functional division of B/S structure was proposed including the presentation layer，function layer，data layer and the specific design content and implementation process of the system.Meanwhile，design simulation experiment was conducted according to the specific functional requirements of food safety management system.The results showed a short response time for Web applications. The high throughput and scalability，the performance characteristics of the operation interface testing，testing and Web application testing data items can reach the target requirements.

food safety；computer aided system；data element；B/S structure

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.046

2016-06-06

余建華（1981—），男（漢），講師，本科，研究方向：計算機科學與技術。