基于大數據治理的食品安全信息追溯平臺

殷夢姿

（武漢理工大學安全科學與應急管理學院，湖北 武漢430070）

1 背景分析

食品安全關系人民群眾身體健康和生命安全，關系中華民族未來。黨的十九大報告明確提出實施食品安全戰略，讓人民吃得放心[1]。然而，近年來食源性疾病的危害不斷蔓延，食品質量安全的發展態勢不容樂觀，已引起政府、企業以及消費者的普遍關注和研究。

食品安全事故頻發的根本原因之一是信息不對稱。在食品安全領域，由于食品生產涉及多方，如食品生產商、加工商、運輸商、銷售商、消費者、政府部門之間信息壁壘的存在，產生了信息的不對稱。

大數據視角下建立有效的食品安全信息追溯平臺需要多方協同，其中，數據的有效共享和交流能夠避免出現管理盲區、管理不到位等問題。

大數據對于食品安全風險管理具有很大的作用，但中國在食品安全風險管理領域的大數據應用尚處于收集和初級利用階段，即針對單體性數據和簡單性數據進行分析和整理，針對食品安全數據采集、整理、分析以及深挖等精細度不夠。中國的物聯網與食品生產各環節銜接依然處于初級階段。因此，目前可追溯的食品種類和數據質量無法滿足大數據的需求，進而降低了大數據對食品安全風險管理的實際使用價值[2]。

2 設計原則

2.1 可擴展性

匯集所有食品生產、加工、包裝、運輸、零售全過程數據量極其龐大，在構建平臺時，應考慮可伸縮和可重用的性能。使平臺的每個數據庫可以整合但相互獨立，并且可以在不干擾其他服務的情況下創建、升級和擴展。

2.2 安全性

為避免食品安全信息被黑客竊取用于不正當途徑，平臺應有一個安全的網關終端，并且數據應該具有動態和靜態加密功能。傳輸層和通信層之間應確保適當的網絡防火墻設計和通信安全。除此之外，需要定期進行數據和網絡安全審計以識別異常和威脅。

2.3 高效性

及時對數據進行管理。食品生產過程中會產生海量數據，但并不是所有數據都需要處理。需要平臺深入了解數據，過濾不必要的數據。

2.4 先進性原則

由于當前大數據、條碼技術、區塊鏈技術發展迅速，食品安全信息追溯平臺的技術必須先進，且能在若干年內滿足食品供應鏈上廠商及消費者的信息處理要求而不致落后。需在設計開發平臺過程中充分考慮平臺將來的升級和功能擴充需要。

3 架構設計

3.1 食品安全信息追溯平臺

構建食品安全信息追溯平臺時需要將食品生產全過程、流動信息、交易信息的數據整合。可利用條碼技術形成唯一編碼，貫穿食品的生命周期，并借助區塊鏈天然的塊鏈式結構，實現從原料、加工、包裝、運輸到零售的食品供應鏈完整流程信息可追溯，最終形成條形碼數據庫。

3.1.1 食品生產全過程信息庫

由食品生產者（企業）提供食品全方位信息，利用條碼技術為食品賦予唯一編碼。選擇合適的條碼編寫方案，并規范食品的原料編碼方案。

根據食品的成品分類，原料條形碼的編碼由18位數字或字母組成，采用“配方編號（字母和數字7位）+生產批次號和生產日期（數字11位）”的編碼格式。

3.1.2 食品流動信息庫

由加工、包裝、運輸廠商提供食品流動信息，收集這一數據需要每一個中間運輸者協助。同樣利用區塊鏈的共識機制，選取參與到運輸過程的中間節點參與共識過程，由他們共同決定生成的區塊。外部節點例如競爭對手、政府部門、消費者，可以查詢訪問，但無法參與記錄過程，而參與者可以交叉審核數據的真實性，任何一方均無法單獨篡改數據。

3.1.3 食品供應交易信息庫

由食品銷售商提供其食品交易信息，既包括其與上游食品供應商之間的交易詳情，也包括其與下游消費者之間的交易食品品種、數量、時間、價格。利用區塊鏈的不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護的特征，將收集的數據完整獨立地儲存于節點中。信息庫構建步驟如下：將食品供應交易信息的追溯哈希碼生成區塊并注冊到區塊鏈上，將共享的食品相關信息形成標準文檔，并把文檔的索引生成區塊并注冊到區塊鏈上[3]。

3.2 綜合信息操作平臺

3.2.1 政府部門

政府部門在其中起雙重作用。作為消費者與上游廠商之間的信息傳遞者、監督執行人，接收消費者直接的或綜合信息操作平臺上的反饋，及時處理食品安全問題。作為食品安全監管者、企業經營協助者，為食品生產企業提供食品安全風險預警，從而協助其調整生產和經營內容，對食品安全風險做好前期準備工作。

3.2.2 消費者

消費者一方面可以通過該平臺獲取食品的完整信息，以此為依據作出購買選擇。另一方面，協助監督廠商生產行為以及平臺信息正確性，及時反饋給平臺或政府監督部門。

4 核心目標

基于大數據構建一個能夠覆蓋原料、加工、包裝、運輸到零售全過程的食品安全信息追溯平臺，并聯合綜合信息操作平臺，實現食品生產者、消費者以及政府食品監管部門之間及時進行有效交流及反饋，解決這三方主體之間的“信息孤島”問題。不僅為生產者調整生產經營方式起到協助作用，也為消費者提供全方位食品安全信息、真實產品數據參考，預防食品安全風險，為食品安全提供保障。

5 數據管理流程簡介

5.1 數據收集

食品生產、加工、包裝、運輸、零售廠商掃描條碼將信息電子化，端口對接上傳至平臺。因為不同平臺可以有不同的上傳方式，如手動輸入、Excel表格上傳、電子卡信息上傳、信息掃描上傳、數據庫對接上傳等，避免生產經營者手動記錄并輸人，而給生產經營者帶來較高的時間成本和經營成本。以生產環節為例，生產工人將信息錄入平臺形成條碼貼于食品包裝上，由下一環節人員掃描并上傳新的信息至平臺，更新條碼內容。

5.2 數據分類與整理

由于食品信息的大量性、多樣性，信息錄入的不準確性、不規范性存在，需要對錄入平臺的信息進行清洗。首先，需要根據食品種類對信息進行分類，如分為蔬制品、肉禽制品、水產制品、乳制品、糧食制品等；其次，智能過濾或糾正錄入信息中不準確、不規范的部分；最后，根據過程種類進行分類，如交易信息、流動信息、生產信息等。

5.3 數據存儲

該平臺主要由三方庫組成：食品供應交易信息庫、食品流動信息庫、食品生產全過程信息庫。這三方庫既具有獨立性，也具有易整合性。為了使責任到人，也便于錄入信息，三方庫需要可分離操作；為方便平臺用戶一鍵式獲取信息，三方庫需要匯總存儲在平臺。

5.4 數據檢索

食品在生產、運輸以及零售過程中，有獨特的模式，在分銷、零售過程中需要對每個模塊的關鍵點信息加以查詢及追溯，包括生產環節中的獨特信息及運輸過程中的獨特信息，原產地以及凈重、毛重等信息均需要滿足可追溯性查詢。通過掃描條碼，生產、加工、包裝、運輸、零售廠商以及消費者可以通過智能終端、IOS系統的智能終端識別每個食品獨一無二的二維碼后了解產品。

5.5 數據共享

食品生產、加工、包裝、運輸、零售廠商均可以在食品安全信息追溯平臺共享食品信息。此外，該平臺還與一個綜合信息操作平臺聯通，這意味著食品安全信息追溯平臺上的信息可共享給政府部門、消費者，并且通過綜合信息操作平臺，政府部門可以對食品生產流程進行安全風險預警，消費者可以獲取食品安全信息并監督舉報。

6 數據應用服務介紹

6.1 食品生產商

原材料生產過程規范性、科學性等會對食品生產質量帶來很大影響，因此食品安全信息的數據的采集最終目的其實是提高食品的生產質量，為食品安全提供保障從而促進國家食品產業的發展。同時，對比傳統手工記錄的方式，條形碼的應用避免了投入大量人力進行規范物品放置、定期整理盤點以及出入庫登記等工作，減少時間浪費，極大提高效率。

6.2 食品銷售商

食品安全信息追溯平臺提供食品生命周期的全部數據，提升食品銷售商的品牌形象，使得消費者更加信賴銷售商。同時，數據的完整性、可追溯性、可定位性避免食品安全事故發生時推卸責任情況，可迅速找出問題源頭。

6.3 消費者

對于消費者而言，掃碼即可獲取食品原料、加工、包裝、運輸到零售全過程的數據，為消費者提供了安全保障，且為其消費行為提供便利有效的數據。同時，消費者通過可視化的數據能夠及時監督食品生產、流動過程，及時發現可能存在的問題，優化食品監管體制。