進境動物疫病預警信息系統設計與實現

解丹丹，洪武斌，許金濤，尤其浩，史 舟

（浙江大學環境與資源學院，杭州310029）

0 引言

隨著農牧業發展和人民生活水平的提高，我國對國外優良種畜禽的需求也快速增長［1］。從2011年開始，我國每年動物活體及其各類產品的進口金額就突破了100億美元，至2016年進口金額已經達到216.14億美元。進境動物貿易金額的飛速增長加劇了疫情跨境傳播風險，嚴重威脅了我國畜牧業生產和公共衛生安全，給進口動物檢疫管理工作提出了更高的要求。信息化技術作為安全保障體系的重要支撐技術，在動物溯源與疫病預警方面已有廣泛應用。發達國家對可溯源系統的研究體系最早是1997年歐盟為應對“瘋牛病”問題而逐步建立并完善起來的［2］。2001年，Madelaine Norstrom將全球地理信息系統應用在挪威國家獸醫研究所動物疾流行病學的監控中［3］。Ptochos D. 2004年介紹了采用地理信息系統在流行性疾病的應用［4］。世界衛生組織等機構于2006年7月24日聯合發起“全球預警和反應系統（GLEWS）”，用于追蹤可傳染給人類的動物傳染病的出現及擴散［5］。我國利用信息化技術進行疫病研究起步相對較晚，自2002年以來在畜產品可追溯性研究方面也已取得諸多研究成果，例如，2006年陸昌華等利用RFID電子標識技術，建立工廠化豬肉安全生產全程信息跟蹤系統［6］；2010年張可利用條碼作為豬身份的信息載體，設計了豬肉生產加工信息追溯系統，實現了信息流與實物流的有效連接［7］。但我國在進境動物溯源與疫病預警系統研究方面，仍然面臨諸多問題：進境動物檢疫環節復雜，產生的數據相對孤立，未能形成貫通的檢疫流轉數據體系；無法對特定農場進行動態監測和疫情預警；對管理人員而言，數據整理核實工作量大，缺乏一套自動化管理系統。文章在綜合國內外已有的溯源系統基礎之上，以浙江省各口岸進境動物為例，通過分析進境動物整個流程，設計并實現進境動物疫病預警信息系統，旨在為預檢獸醫選擇出口農場提供依據，為進境口岸、代理商等提供及時的出口國或出口農場動物疫情預警信息，為進境動物安全方面提供一定的保障。

1 系統結構總體設計

1.1 設計思路

本系統的設計，是以進境動物及其產品的整個進境檢驗檢疫要求和流程為主線，詳細收集出口國產地、境外隔離檢疫、出口港口、裝載方式、進境港口、境內隔離檢疫等信息。經過數據清洗整理，建立文檔數據庫和產品信息數據庫，再結合ECharts、Vue.js、WebGIS、PHP等計算機可視化技術，開發構建了進境動物疫病預警信息系統。

1.2 數據庫建設

1.2.1 數據收集

數據收集包括全球遙感影像數據、出口國農場基本資料、出口國動物疫病歷年發生情況、歷年境外輸出國預檢疫信息、產品運輸工具信息及檢疫信息、境內各港口歷年進境動物及其產品境內檢疫資料、中國與各出口國簽署的進出口動物產品類雙邊檢疫議定書等資料。

1.2.2 數據庫構建

系統數據庫包括文檔數據庫和產品信息數據庫。文檔數據庫中存放各類文件、規范及證書，如：相關法律法規、海關進口報關單、雙邊檢疫議定書、質檢總局規范性文件、相關檢驗檢疫行業標準、資質備案等。產品信息數據庫以MySQL為平臺，分別設計與建立了人員管理、產品檔案、境外預檢疫、境內隔離檢疫等數據庫表，通過E-R圖可以清晰地看出它們之間的關系（圖1）。

1.3 系統架構設計

系統采用B/S模式的系統架構設計［8］，從上到下分為4層：用戶層、應用展示層、網絡傳輸層、數據層（圖2）。用戶層，包括系統面向的用戶群體和支持的運行環境。系統面向的群體主要有預檢獸醫、代理商、相關企業等，用戶可在多種瀏覽器、設備和運行環境進行操作。應用展示層，主要利用HTML5、CSS3、ECharts、ArcGIS API for JavaScript、AJAX、Vue.js、PHP等技術對系統各方面應用進行可視化。網絡傳輸層實現服務器端和客戶端之間數據的傳遞。數據層為應用展示層、網絡傳輸層提供數據，是整個系統架構的最底層。

圖1 進境動物及其產品信息數據庫E-R圖Fig.1 The E-R diagram of imported animals and their products information database

圖2 系統架構Fig.2 System framework diagram

1.4 關鍵技術選型

軟件設計主要基于HTML技術、Vue.js技術、ECharts技術、ArcGIS API for Javascript、PHP技術、數據庫技術等。其中，HTML技術是網頁開發的基礎；Vue.js技術是當前較為流行的web界面的漸進式輕量級框架，采用MVVM架構，去描述數據與界面的關系［9］；ECharts是一種針對基礎圖表類型的數據可視化分析組件，支持數據挖掘和類型轉換交互。通過引用該組件到信息系統中，用戶能夠更加直觀、高效、明了地獲取數據傳達的信息［10］。

利用以上技術，依據各類統計數據和農場疫病流行信息，構建能及時反應出口國疫情流行分布、境外預檢分析結果和國內隔離檢疫數據的進境動物疫病預警信息系統，為進境口岸監管部門、企業和實驗室技術人員提供直觀的出口國動物疫情分布及監測情況。

1.5 功能模塊設計

進境動物疫病預警系統主要分為6個主要功能模塊：資料管理、檢疫管理、產品溯源、風險預警、統計分析、系統管理（圖3）。

圖3 系統功能框架Fig.3 System function frame diagram

2 系統實現

2.1 資料管理

該功能模塊可以查詢展示進境動物相關法律、法規，海關進口報關單，雙邊檢驗檢疫議定書，質檢總局規范性文件，相關檢驗檢疫行業標準，資質備案等相關資料。系統管理員有所有文件的增加、修改、刪除等權限，普通用戶僅有查詢權限，如圖4所示。

圖4 資料管理界面Fig.4 The interface of Data management

2.2 檢疫管理

進境動物主要檢驗檢疫過程包括：出口產地預檢疫、原農場屠宰場檢疫、運輸工具檢疫、國外隔離檢疫、進境現場檢疫、境內隔離檢疫等，該模塊可以對各個檢疫環節進行管理。管理對檢驗檢疫數據進行存儲、查詢、統計。時間段內分產地、批次、類型等進行查詢統計分析，并提供地圖可視化展示功能。

2.3 產品溯源

產品溯源模塊可以查詢在某時間段內從某國家進口動物及其產品的詳細信息。用戶在系統中輸入批次編號、動物種類等，可查詢到滿足條件的列表，并能查看從農場到進口國整個進口過程中的信息，借助WebGIS可視化技術在地圖上展示。利用此功能模塊，可以更加直觀地了解進口動物及其產品的整個進境過程。以澳大利亞進口奶牛為例（圖5），展示了進口奶牛從出口農場到進境口岸整個進境過程的詳細數據信息，在高分辨率的Google地圖影像上可以清楚地看到農場上奶牛生活的痕跡。

2.4 風險預警

針對檢疫中出現的不符合雙邊檢疫協定、有疫情出現的農場，相關人員可以申請將其添加至黑名單，管理員審核通過后，該農場將被拉入黑名單。在一定時期內，黑名單內的農場不再作為備選農場，直到符合要求為止。用戶在風險預警功能模塊可以直觀地了解到各農場的疫病情況、實時狀態、信息來源，同時可以在地圖上定位顯示，實現圖屬查詢功能，如圖6所示。

第30卷第4期

圖5 產品溯源功能界面Fig.5 The interface of product traceability function

圖6 風險預警可視化（a）農場疫病流行情況（b）農場圖屬查詢界面Fig.6 Visualization of risk warning（a） Epidemic situation of farm epidemics （b） interface of map-property query

2.5 統計分析

統計分析功能模塊包括產地疫病類型和發生頻率的統計、出口國農場或屠宰場疫病檢出率統計、進境口岸歷年進口動物種類和數量統計、進境動物被拒情況統計、檢驗經驗結果統計。通過統計圖表來展示統計結果。以澳大利亞進口動物赤羽病預檢驗檢疫結果數據為例，對進境動物疫病分類型、年份進行統計，如圖7所示。

圖7 統計分析功能界面Fig.7 The interface of statistical and analysis function

2.6 系統管理

系統管理功能對用戶信息、權限等基礎信息進行管理。用戶可以根據不同的篩選條件如：身份類別、所屬部門、姓名等條件快速檢索用戶資料。管理員有刪除、添加、編輯的權限。普通用戶可以申請系統權限，但需要管理員審批通過才可生效，如圖8所示。

圖8 系統管理功能界面Fig.8 The interface of system management function

3 結論

本系統的開發部署工作已經基本完成，進境動物疫病預警信息系統的構建，實現了進境動物及其產品檢疫工作的標準化、可視化和信息化管理，促進了國內動物疫病技術方法和檢疫規范的完善，加強了不同類型疫病的檢疫技術儲備，有利于提高浙江省外來動物疫病檢測防范和應對突發疫情的能力，加強對境外流行的動物疫病監測和預警控制，保障國內農牧業生產和進口企業的權益，促進浙江省國家邊境動物防疫安全屏障建設，進一步與國際接軌，具有良好的社會效益和經濟效益。