物聯網技術在食品安全溯源的應用與實現

卿勇軍 李耀東

摘 要：食品安全溯源系統是采集食品生產、流通、倉儲、消費等環節信息，實現來源可查、去向可追、責任可究、風險可控及強化食品全過程質量管理與風險控制的有效措施。通過該系統的建設，將物聯網技術與食品安全監管有機結合，利用信息化技術手段替代傳統的人工監管，實現食品安全全過程的智能化管控。為公眾查詢提供溯源信息的統一窗口，為政府監管提供基礎數據的有力支撐，為企業產品提供品牌與社會公信力的有效保障，進一步健全食品安全追溯體系，全面提高食品行業質量水平。

關鍵詞：物聯網;食品安全溯源系統;二維碼;射頻識別

中圖分類號：TP39;TN929.5文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）01-00-04

0 引 言

《國務院辦公廳關于加快推進重要產品追溯體系建設的意見》（國辦發〔2015〕95號）、《關于推動食品藥品生產經營者完善追溯體系的意見》（食藥監科〔2016〕122號）等文件明確指出要不斷推進食品追溯體系的建設。通過完善食品安全溯源系統的建設，健全相關標準規范，促進各類溯源信息互通共享，加強溯源大數據分析與成果應用。利用信息化技術手段，促進食品生產經營企業溯源意識的顯著增強，促進加入追溯體系的企業比例大幅提高，促進社會公眾對追溯產品的認知度與接受度逐步提升，促進食品質量安全與公共安全水平不斷完善。

1 基于物聯網的食品安全溯源系統技術優勢

食品溯源信息的充分有效性是促使消費者進行溯源信息查詢和保障食品安全有效管理的關鍵，是實現可追溯的重要保障。消費者對于溯源信息的需求，是為了保障知情權，真正獲取食品安全信息，如生產加工過程中的原材料信息等，在確保食品安全的前提下提升消費水平。目前，食品生產的分散經營以及流通渠道的多樣性使得食品溯源信息零碎、分散和復雜，在發生食品安全問題時，難以及時通過人工手段追溯，也難以采取應急措施。

食品安全溯源系統提供從食品生產到最終消費全過程溯源信息采集管理方案，保障溯源信息的可追溯性與可靠性。利用物聯網等信息技術，通過各類視頻監控、傳感、射頻識別、二維碼識別等方式，按通用的標準協議把相關感知端與數據中心相連接，進行信息交換與通信，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，為食品安全溯源應用提供前端基礎數據支撐。

2 基于物聯網的食品安全溯源系統

基于物聯網的食品安全溯源系統可實現食品從生產、流通、倉儲、消費等環節的溯源信息實時采集、狀態監測、安全預警、風險管控等遠程操作，將采集的食品生命周期各環節的狀態信息進行實時統計分析與優化處理，實現科學性的動態管理，進而提升食品安全管理水平與公眾服務水平。

2.1 系統結構

食品安全溯源系統采用“六橫二縱”的技術架構，從下至上形成感知服務、基礎設施服務、平臺服務、數據服務、應用服務、展現服務六大服務能力，從左及右構建云管理（運維管理體系、安全管理體系）、保障體系（標準規范體系、行政管理體系、檢測檢驗體系、綜合監管體系）。食品安全溯源系統總體邏輯架構如圖1所示。

感知服務：利用物聯網等信息技術，通過各類視頻監控、傳感、射頻識別、條形碼設別、二維碼識別等方式，實時采集食品生產、流通、倉儲、消費等環節各類溯源數據。

基礎設施服務：包括機房動力與環境、計算資源池、存儲資源池、網絡資源池，為上層服務提供云計算基礎支撐服務。

平臺服務：平臺服務層需要解決如何基于基礎設施層的資源管理能力提供一個高可用、可伸縮且易于管理的平臺支撐，平臺服務層位于基礎設施層與數據服務層、應用服務層之間，可利用基礎設施層面向上層應用及數據提供通用的服務。即在云計算環境中建立運行、測試、開發等環境，為數據服務層以及應用服務層的開發、測試、運行提供平臺支撐。

數據服務：利用信息共享交換獲取食品安全所需的基礎數據及工商、質監等其他委辦局相關業務數據，并形成食品安全專題業務數據;引入大數據技術，在數據歸集整合的基礎上，提供基礎數據、數據共享、數據交換、數據分析、數據挖掘服務，為上層應用提供數據支撐。

應用服務：將城市管理系統、追溯應用系統、應急指揮系統、食品安全信用信息綜合監管系統、社會共治系統等進行發布，并根據新的業務需求，基于平臺服務和數據服務開發新的應用。

展現服務：建立食品安全追溯一站式門戶，利用移動互聯等信息技術，根據政務應用特點，結合服務對象的需求和服務場景特性，以多樣化終端設備統一門戶展現。

運維管理體系：由組織保障、數據采集、云平臺管理、資產配置和集成管理等內容構成，確保資源交付的敏捷性和靈活性，提升資源的使用效率，提供全網資源的統一運維、自動監控、故障預警處置等信息化管理服務。

安全管理體系：由物理安全、網絡安全、主機安全、數據安全、虛擬化安全、容災備份安全、日志安全審計和安全管理制度等內容構成，保障云平臺的安全穩定運行。

標準規范體系：由食品安全追溯總則、基礎設施服務標準、平臺服務標準、數據服務標準、應用服務標準、管理運維標準和安全服務標準等內容構成。

行政管理體系：成立食品安全追溯管理中心，對業務流程、考核評價等進行建設，建成覆蓋市、縣市區、鄉鎮（街道）的三級行政管理體系。

檢測檢驗體系：優化資源配置，整合行業資源，統一食品安全檢驗檢測標準，大力發展公共檢驗檢測機構，逐步形成以市、縣市區監測為支撐，以城區、基層快速檢測為基礎，以企業自檢、社會監測為補充的“三位一體”食品安全檢驗檢測體系。

綜合監管體系：調動社會各方力量共同關心、支持、參與食品安全保障工作，不斷推動和完善社會管理手段，形成“公眾參與、部門聯動、社會共治”的食品安全綜合監管體系。

2.2 城市管理系統

食品安全溯源城市管理系統是指以城市為對象，以食品溯源信息為基礎，通過GIS展示子系統、大數據分析展示子系統宏觀展示各類食品生產、流通、消費環節的總體情況，運用決策、計劃、組織、指揮等一系列機制，采用經濟、行政、技術等手段，通過政府、市場與社會的互動，圍繞城市食品安全進行的決策引導、規范協調、服務和經營行為。通過對食品企業追溯數據的分析與處理，實現信息公示、公眾查詢、診斷預警、質量投訴等功能。

2.3 追溯應用系統

食品生產經營者應當按照有關法律法規要求分別對其原輔料購進、生產過程、產品檢驗和銷售去向等如實記錄，保證數據的真實、準確、完整和可追溯。企業要建立食品追溯體系，首先需要通過信息化手段覆蓋生產、加工、包裝、物流、銷售等運營過程，完善記錄各環節的經營數據，以便后續可追溯。追溯應用系統對食品生產、倉儲、分銷、物流運輸、市場巡檢、消費者等信息，以及產品名稱、執行標準、配料、生產工藝、標簽標識等數據進行采集、跟蹤、分析。

2.4 應急指揮系統

應急指揮系統是指政府及其他公共機構在突發事件的事前預防、事發應對、事中處置和善后管理過程中，通過建立必要的應對機制，采取一系列必要措施來保障公眾生命財產安全。

（1）可實現緊急情況的收集、顯示、上報功能，在指揮中心內通過網絡傳輸和其他通信方式實時接收、顯示、上報緊急情況的現場文字、圖片、語言信息，并能通過終端服務器和顯示屏隨時調閱與緊急事件相關的文字、圖片等信息;

（2）實現遠程指揮功能，在執行突發任務時，可依托網絡，運用語言、文字、圖片信息迅速實現對各個指揮分中心和事件現場實時遠程指揮;

（3）實現應急指揮輔助決策功能，通過地理信息系統、電子地圖以及其他相關軟件，迅速查詢，顯示人力物力部署狀況，進行戰術計算，為擬制的處置預案提供可靠的參考數據。

2.5 食品安全信用信息綜合監管系統

為了實現食品安全信用信息精細化管理，全面加強企業信用信息監管力度，建設了食品安全信用信息綜合監管系統，具有如下功能：

（1）通過該系統實現企業信用檔案的建設、監督與管理;

（2）為公眾提供更加便捷的投訴舉報渠道;

（3）與明廚亮灶工程的信息對接;

（4）建立風險預警系統，提高對風險事件的把控能力，為政府科學決策提供支持;

（5）進一步提高食品安全現場執法水平效率。

2.6 社會共治系統

食品安全的社會共治，即整合社會資源，動員可以動員的力量，形成市場力量和監管力量的合力。不僅彰顯法制力量，依法治理，而且通過整體的社會行為改善，提升道德約束力，形成社會文化力量，促使食品安全長治久安。借助云計算、大數據分析等先進技術手段，將信息化技術融入到社會共治工作中，建立食品安全社會共治系統，為社會公眾和企業提供防偽溯源及社會化推廣服務。通過系統為企業帶來相關共治服務，讓企業在追溯體系中得到實在的好處，讓企業由被動執行變為主動自發，也通過系統為社會公眾提供更加優質的溯源服務，將由單一的政府推動變為“全民參與，社會共治”，從而促進食品安全社會共治系統的全面推廣。

3 應用案例

某市食品藥品監督管理局為建設全市食品安全追溯體系，以二維碼、IC卡、追溯碼等標識為載體，采集記錄各環節的溯源信息，實現食品在生產、流通、倉儲、消費環節的完整信息追溯。以食用油為例，其溯源業務流程如圖2所示，通過追溯碼、二維碼、IC卡等各類追溯手段，實現食用油在生產、流通、消費各環節的完整信息追溯，并通過票據打印等手段，解決沒有追溯介質的外地食用油貨源在某追溯渠道的建立問題。不斷提高企業追溯體系建設的積極性，鼓勵更多食品企業參與，進而提高該市食品行業食品安全追溯整體水平，并逐步推廣至其他食品領域。

該市食品安全追溯體系建設針對食品生產環節、食品流通環節、食品消費環節、食品冷倉儲、食品安全公共服務五個方面進行前端物聯網采集設備部署，以保障食品安全追溯全過程的基礎數據采集以及便民服務能力的提升。計劃先選擇一批試點企業/場所進行追溯系統前端設備部署，讓公眾與企業盡快感受到食品安全質量追溯帶來的好處與便利，通過試點的推廣，進一步形成完善的食品安全追溯體系，并制定相應的行業標準，最后根據行業標準規范所有食品相關企業自行部署前端設備，共同納入食品安全追溯總體系。

對食品生產企業進行網絡優化，部署網絡交換機搭建食品生產企業局域網，并對食品生產企業部署服務器、PC機、票據打印機、熱轉碼打印機、IC卡讀寫設備等設備，并進行上行數據鏈路建設，為食品安全生產環節質量追溯提供保障。食品生產環節部署如圖3所示。

對食品冷倉儲/配送環節進行監控設備部署，包括冷鏈車監控設備與冷庫監控設備兩部分，實時監控冷鏈車的環境溫度及位置、冷庫的環境溫度等信息，并通過無線網絡實時上傳追溯應用系統。食品倉儲冷鏈環節部署如圖4所示。

4 結 語

基于物聯網的食品安全溯源系統以物聯網強大的前端信息采集能力為基礎，以云計算、大數據、移動互聯網等信息技術為支撐，以提升監管效能為核心，以落實生產經營者食品安全主體責任為落腳點，由政府主導、企業負責，建立健全科學、完善、高效的食品安全溯源體系，全力保障廣大人民群眾的食品安全。

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