基于“互聯網+”的食品質量安全溯源系統探索與研究

姚碧玲

【摘要】針對目前環境下食品質量安全監督的需要，構建了基于“互聯網+”的食品質量安全溯源系統。將食品生產和銷售信息存儲在網絡上，并根據我國食品生產和銷售的實際情況，分析和研究符合我國國情的食品質量安全追溯系統，使其能夠對食品供應鏈中反映食品質量安全的信息進行有效的溯源、跟蹤和預警。

【關鍵詞】食品質量安全；溯源系統；互聯網+

一、食品安全的重要性

常言道：“民以食為天，食以安為先”。食品是人類賴以生存和發展的基礎。食品安全問題關系到每個人的身體健康，牽動著每個人的大腦神經。尤其是近年來問題牛奶、地溝油、注膠蝦、轉基因油等食品安全事件頻發，直接影響到人民的生命安全，也是影響一個國家經濟發展和社會穩定的重要因素。保障食品質量安全，即是重要的經濟問題、民生問題，更是重大的社會問題和政治問題。

互聯網時代，食品安全更是公眾最為關注的發生話題，任何一個食品安全問題，都有可能通過互聯網的快速傳播，發酵成為公共事件?！?015年中國食品安全狀況報告》中指出2015年，我國主要食用農產品與食品市場供應繼續保持“總體穩定”的基本態勢，但公眾食品安全滿意度持續低迷。采取各種措施，保障食品安全是一項長期而又艱巨的任務。

二、“互聯網+”內涵

2015年3月5日十二屆全國人大三次會議上，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯網+”行動計劃?！盎ヂ摼W+”代表一種新的經濟形態，即充分發揮互聯網在生產要素配置中的優化和集成作用，將互聯網的創新成果深度融合于經濟社會各領域之中，提升實體經濟的創新力和生產力，形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和實現工具的經濟發展新形態。“互聯網+”行動計劃與食品安全的溯源融合形成互聯網食品安全溯源體系，對我省食品安全安全保障將起積極推進作用，同時有助于利用互聯網技術保證食品安全。

三、溯源系統

溯源系統（Traceability system）是在食品供應整個過程中對食品的各種相關信息進行記錄存儲的質量保障系統，其目的是在食品質量出現問題時，能夠快速有效地查詢到產生問題的原料或加工環節，必要時進行產品召回，實施有針對性的懲罰措施，由此來提高食品質量水平。食品溯源系統是追蹤食品進入市場各個階段（從生產到流通的全過程）的系統，有助于質量控制和食品安全。

四、基于“互聯網+”的食品質量安全溯源系統設計

本文以蔬菜的種植與流通為例，借助云計算數據庫功能，建立一個基于“互聯網+”的食品質量安全溯源系統，從而實現且實有效的數據跟蹤與實時監管決策。系統可以采用多種信息技術，對眾多的異構信息進行轉換、融合和挖掘，并對信息進行基于云平臺的數據存儲，通過群集、數據遷移、數據同步實現統一管理。從而真正實現對食品從種殖到銷售的全生命周期的智能化生產管理。

（一）系統設計目標

通過研究基于“互聯網+”的食品質量安全溯源系統的關鍵技術，設計一個食品質量安全溯源系統，根據食品生產、加工、存儲、零售等各個環節實現從生產基地到消費者的整個供應鏈的信息追溯，消費者也可進入系統平臺中進行信息的查詢，可以真正解決食品的安全問題。

（二）軟件開發

在J2EE技術的基礎之上，采用B/S（瀏覽器/服務器）結構模式，以MyEclipse8.0作為開發平臺，Struts2作為web編程框架，Weblogic10.3作為web服務器，MySQL作為數據庫的環境下進行了開發。

（三）相關關鍵技術研究

應用網絡、云計算、語義網等技術手段，對食品信息知識組織與標準化、食品信息智能服務等關鍵技術問題進行系統的研究探討，提出解決問題的科學方案和系統設計框架：探索食品質量安全溯源系統的長效運營機制與可持續發展的保障措施。

1.食品信息知識組織與標準化

食品本體知識庫設計：食品知識庫是建立在食品本體的基礎上。本課題采用了資源描述框架（RDF）關系圖構建食品知識本體，并在此基礎上建立食品知識庫。

2.食品信息智能服務

著重圍繞食品信息智能服務個性化、本地化的重大需求，利用語義技術對眾多涉食品信息智能服務的多源、海量和異構涉農信息進行語義集成整合，構建基于語義數據庫的自動推理機制，從而提供本地化和個性化食品信息服務，實現基于語義技術的食品信息智能服務。

3.食品質量安全溯源系統運行機制與發展模式探索

發展模式：

（1）政府主導與社會參與的前期建設及發展模式；

（2）企業主導和市場運營的后期建設及發展模式。

長效運行機制：

資金投入機制：前期采取政府公益性投入運作機制，中期建立政府補貼與企業投入相結合的運營機制，后期逐步建立商業信息有償消費機制。

利益分配機制：建立農業農村信息收集、加工、傳播、發布、反饋等環節信息服務參與者的利益共享機制，形成有效的利益分配形式和合理的利益分配比例，建立利益分配過程中。的協調及保障機制。

動態管理機制：在各級部門以及企業之間建立分級管理考核制度，并完善對平臺資源提供者和后期平臺使用者的內容、行為進行監管機制。

服務保障機制：建立網絡共享環境下農業農村信息的質量保證、信息服務過程的時效控制以及專家現場服務的質量控制等服務保障機制，提高服務效能。

（四）食品質量安全溯源系統設計

以蔬菜的種植與流通為例，構建食品質量安全溯源系統的主要功能如圖1所示。

食品質量安全溯源系統主要的功能模塊包括：追溯信息采集、追溯信息傳輸、用戶注冊、用戶登錄、追溯信息查詢、追溯信息管理和系統管理。具體的實現流程是：追溯信息的采集是通過傳感設備將及RFID將蔬菜種植、生產及流通的信息寫入，再通過閱讀器讀取蔬菜中標簽上的信息，并傳輸到中心數據庫中：然后追溯源信息的查詢模塊將RFID的信息輸入到查詢系統中進行查詢出相關的詳細信息。所有的用戶都需要通過系統管理模塊的用戶注冊，所有的信息管理都通過系統管理模塊的管理員管理。溯源環節主要包括種植基地、加工、配送中心、協調中心和零售點，其中種植、加工和中配送心又稱為生產環節，零售點稱為銷售環節。其中，種植、加工廠、配送中心、協調中心這四個環節是可以循環使用的，協調中心被視為中央連接的控制中心，而零售點則是一個相對獨立的環節。

（五）平臺搭建

軟件環境：CentOS6.5+JDK6.0+hadoop0.20.203。

硬件環境：4臺普通聯想商用機，酷睿i5 7代系列CPU/3.4GHz主頻，4GB內存，500GB硬盤。

1.在4臺主機上分別安裝部署Hadoop系統，完成所有安裝后，將其中安裝了Windows XP系統的主機作為HIS應用程序的Client，將另外3臺安裝了Linux系統的主機作為HDFS架構的3個節點進行配置。

2.HDFS集群的搭建：將3臺安裝了Linux系統的主機組合成一個Hadoop集群平臺，需要設置其中一臺主機作為HDFS的Job，Tracker和NameNode節點，剩余的2臺主機作為TaskTracker和Datanode節點，其IP地址以及具體功能如表1所示。

（六）系統功能模塊介紹

該平臺劃分為幾個模塊，分別是系統管理、檢測任務、業務科室信息管理、數據查詢統計分析、專家庫等。下面對系統的主要功能實現部分按模塊進行詳細分析說明。

1.追溯信息管理。追溯信息管理包括政府食品生產、運輸、配送等模塊。食品生產管理模塊：食品生產信息；配送相關信息：零售相關信息。

2.追溯信息查詢。包括食品生產、運輸、配送等相關信息的查詢。

3.追溯信息采集。此模塊主要負責錄入食品信息，包括食品編號、名稱、委托單位信息、生產單位信息、食品單位信息、食品基本信息，并將食品信息遞交給某科室進入業務，還包括對食品復核信息、報表、補樣信息的管理等。

4.數據查詢統計分析。此模塊方便用戶查看采集的歷史數據。由于隨著時間的推移，歷史數據會越來越，這里可以計入一個界面實現選擇你要查詢的時間段，避免數據過大查找比較麻煩的問，為不同層級的用戶提供靈活條件的查詢、統計分析。

5.系統管理。包括管理員管理和用戶管理。管理員信息的增加、修改、查詢和刪除等。用戶管理包括用戶注冊和權限分配等。

五、總結

針對當前食品質量安全監督的需要，根據我國食品生產和銷售的實際情況，分析和研究符合我國國情的食品安全追溯系統，使其能夠對食品供應鏈中反映食品質量安全的信息進行有效的溯源、跟蹤和預警，并進行了實驗部署，對系統進行了測試，達到了預期的目標。

食品質量安全溯源系統關鍵構件的系統設計圍繞食品質量安全溯源系統建設的總體目標和建設內容，以基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS）的架構模式，設計了食品質量安全溯源系統的體系結構；按照食品產前、產中、產后和農村民生四大類對食品信息進行分類的方法，提出了食品信息分類標準體系：應用語義技術和本體論，設計了食品信息本體庫和知識庫，分析了食品信息本體庫和知識庫的關系及其構建方法和策略：采用基于RDF的語義表示、語義推理、用戶網絡行為定向等技術，對食品質量安全溯源系統進行了系統設計，詳細設計了語義推理機、語義知識集成、信息主動推送等模塊。