面向糧食清倉查庫的儲備糧穿透式監管設計

一、引言

在國家糧食安全戰略中，糧食清倉查庫扮演著至關重要的角色。它不僅關系到國家糧食儲備的準確性，也是評估和預防糧食安全風險的關鍵環節，對于保障國家糧食安全、維護糧食市場秩序具有重要意義。然而傳統的糧食清倉查庫方式在實施過程中面臨著多重挑戰。由于各個地域糧庫儲備工作的差異性，人力派遣成本的高昂，以及糧庫整體清查工作鏈路的繁瑣，導致了數據透明程度不足、監管覆蓋面有限、鏈路之間的信息孤島效應等問題。這些問題的存在，使得清倉查庫工作陷入了“難整理、難追溯、難清查”的困境。

針對糧食清倉查庫領域存在的問題與痛點，本文構建了基于物聯網+AI清查策略和區塊鏈技術手段的穿透式監管設計，即通過糧庫設備的集成網絡和深度神經網絡預訓練AI模型的智能識別完成儲備糧數據清查，并將監管信息通過區塊鏈平臺進行加密以確保數據安全、完整地儲存與傳輸，從而提高數據透明度、加強監管力度、打破信息孤島，有效提升糧食庫存清查盤點的質量和效率，確保國家糧食安全。

二、穿透式監管的技術核心

穿透式監管的概念起源于金融領域，是指運用信息技術手段，將所有受監管實體納入一個全面而深入的監管體系中。這種監管模式打破了傳統監管的界限，要求受監管實體進行徹底的信息公開。借助于信息的透明化，監管機構得以深入剖析實體的內部結構及其數據流向，揭示并解析復雜業務背后錯綜復雜的邏輯關系。

穿透式監管的實施依賴于先進的信息技術，用以對監管對象進行持續監控與分析，這需要堅實的大數據收集與分析能力作為支撐。監管機構通過搭建信息平臺，實現對各監管對象信息的收集、整合與深入分析，包括各種數據流、業務流等。利用人工智能和大數據分析等技術，監管主體能夠對這些信息進行實時監控與分析，從而有效識別潛在風險和違規行為。

三、儲備糧清查穿透式監管設計

國家糧食和儲備局印發的《政府儲備糧食倉儲管理辦法》總則中提到了確保政府儲備在倉儲環節數量真實、質量良好、儲存安全、管理規范的儲備要求。面向糧食清倉查庫的穿透式監管的設計思以此為基礎，將重點劃分為“糧食”“設備”兩個方面，將原有的數量、質量、安全三大監管領域的數據進行詳細劃分，將“人、糧、庫”重新關聯，實現單維數據新鏈接，構建多維數據新體系，對各個監管領域進行全生命周期立體多維監管。

（一）糧食清查設計

糧食清查遵循“監管過程，把控兩端”的原則，利用物聯網技術實現倉內糧食數量和質量的實時監測。即傳感器監測糧食重量、溫度、濕度等參數，確保糧食儲存過程中數量質量不發生異變，同時，利用地磅、攝像頭等設備采集糧食入庫、出庫數據，并與清查監管系統進行數據對接，實現糧食數量信息的實時更新和管理。也就意味著在宏觀上不僅簡化了糧食清查的鏈路，而且達成了糧食的有效清點盤查，從而實現清查難度、成本降低，清查效率提升的目標。而要落地這一糧食清查理念，儲備糧的糧食數量和質量層面的監管需要達成以下兩個要求：

1.倉內糧食所儲備糧食的規模真實可查、無可置疑

首先，對儲備糧儲存狀況、儲存體積等數據進行實時不間斷監測。采用高精度紅外糧面掃描儀，每分鐘掃描一次，獲取糧堆體積數據，并結合高分辨率攝像頭進行圖像采集。利用深度學習算法對圖像進行分析，識別糧面異動或凹陷等異常情況，并生成報警信息。通過對比紅外掃描儀獲取的體積數據和攝像頭圖像分析結果，實現對糧食數量變化的實時監測。

其次，排除可能導致糧食儲備規模異常變化的因素。例如監測儲備過程中是否有倉門、倉窗的開啟關閉，是否有人員攜帶糧食進出等情況。假如使用電動門窗，則可通過閥門控制系統將門窗實時狀態和運行情況記錄等直接上傳到管理系統中。而一般門窗則可以通過監控視頻流AI模型訓練，來直接識別門窗開關狀態以及監控人員異常姿態等方式，將異常因素發生點的前后情況全部錄制，形成異常追溯。

最后，將糧食出入庫時進行的稱重檢斤等數量結算數據進行差值數據計算，附帶算法包含的損耗誤差率，即可判斷儲備糧食規模是否發生變動。

如此一來，統籌了“出入庫信息”“庫存管理”“倉儲信息”“安全監管”等內容，數據基本來源于智能化設備，糧食數量的清查工作即可完全實現自動化和智能化。人工只需進行日常維護和異常排查工作，而無法對數據進行人為修改。最終實現多維度數量監管，確保了糧食數量真實反映、準確無誤。

2.倉內糧食所儲備糧食的質量符合規定，食安合格率有保障

在糧食儲存過程中，依靠完善的傳感器設備進行多參數糧情檢測，是確保糧食質量安全的關鍵。這一措施不僅能夠實時監測糧食儲存環境，還能夠通過設置警報閾值，確保糧食儲存環境始終保持在一個合適的指標范圍內，從而極大程度地消除質量問題的產生。

具體來說，多參數糧情檢測包括三溫（糧堆溫度、倉房溫度、空氣溫度）、兩濕（倉房濕度、空氣濕度）、蟲口密度、糧儲氣體（二氧化碳、氮氣、磷化氫）的參數檢測與監管。這些參數的實時監測和分析，能夠為糧食儲存環境提供全面的評估，從而為糧食質量安全提供有力保障。系統通過部署溫濕度傳感器、CO2傳感器、害蟲探測器等設備，實時采集倉內溫度、濕度、CO2濃度、害蟲密度等參數數據，并通過無線網絡將數據傳輸至云端平臺。平臺利用大數據分析技術對數據進行實時監測和分析，當參數數據超出預設閾值時，系統會自動發出預警信息，并通過手機APP或短信等方式通知相關人員及時處理，防止糧食霉變、蟲蛀等質量問題。

同時對倉儲作業過程進行詳細記錄，包括通風作業、控溫作業、氣調作業等的作業時間、人員及數據記錄，以確保倉儲作業過程符合規范，沒有質量問題的產生。

通過出入庫以及春秋普化質檢報告的數據統計質量變化情況，做到良好的儲備質量輸出。

（二）設備清查設計

為確保智能化設備的良好運行，提高數據采集的可靠性以及數據本身的可信度，本設計采用以下措施：

將全糧庫的硬件設備通過網線連接到物聯網平臺，完成包括網關、攝像頭、溫濕度傳感器、門窗、地磅、糧情遠程終端單元（RTU）等終端設備與清查監管系統的設備注冊、接入鑒權、設置初始化、數據校準、數據測試等軟硬件系統集成工作。針對出入庫系統、糧情監測和視頻集成接入，提供對應的實施標準步驟、數據初始化和測試方案方案。最后統一設備ID的命名規范。

采用如MQTT、HTTP、CoAP等通信協議，將設備運行數據實時傳輸至云端或邊緣端計算節點，通過統計設備設施的運行時間戳，即可反映糧庫設備一定時間內的在線率和運行時長，記錄設備的不間斷運行時間。通過算法反向計算糧食清查過程中設備數據的利用率、運行效率、可靠性等定量的判斷指標，即可直觀、快速體現清倉查庫的有效性。

（三）區塊鏈數據儲存設計

在清倉查庫物聯網數據管理系統的構建中，應基于區塊鏈技術來確保數據采集、存儲、傳輸和追蹤溯源的完整性與不可篡改性，來滿足清倉查庫的要求和規范。

鑒于糧庫內終端設備產生的數據量龐大且敏感，在區塊準入機制方面，系統通過嚴格的共識過程確保僅有合法且經過驗證的數據被納入區塊鏈。首先，數據采集自各個終端設備后，經過結構化處理并附加數字簽名，以保障數據完整性和來源的可追溯性。隨后，這些數據被打包成交易，并通過點對點（P2P）網絡廣播至區塊鏈網絡中的各個節點。在此過程中，數據傳輸采用加密通信，確保信息在傳輸過程中的安全性。區塊準入的核心在于共識機制，采納工作量證明（PoW）共識算法，以競爭性方式決定新區塊的創建權，并將交易打包進區塊。新區塊在生成后，需經過網絡中其他節點的驗證，驗證內容包括交易的有效性、區塊結構的合規性以及工作量證明的準確性。一旦區塊通過驗證，將被添加至區塊鏈的末端，與前一個區塊形成鏈式結構，從而實現數據的持久化存儲。

同時區塊鏈數據附帶溯源機制，區塊鏈技術的固有特性為糧庫數據的追蹤提供了堅實基礎。每筆交易一旦上鏈，便攜帶了不可篡改的時間戳和設備ID，使得數據的來源和流轉路徑得以透明記錄。通過區塊鏈瀏覽器，授權用戶可追溯至數據的原始采集點，確保了糧庫管理過程中的可審計性和責任歸屬。

四、穿透式監管設計的意義與展望

面向糧食清倉查庫的穿透式監管設計，將物聯網、人工智能和區塊鏈等技術深度融合，構建了“人、糧、庫”三位一體的立體監管體系，實現了糧食數量、質量、安全的全生命周期管理。通過智能設備實時監測、AI模型精準識別和區塊鏈技術保障數據安全，有效提升了清倉查庫工作的效率和透明度，降低了人工成本和人為錯誤風險，為保障國家糧食安全提供了強有力的技術支撐。

通過一個絕對可信的遠程清查平臺，對任意糧庫的儲備數量、質量、安全情況進行完備的檢查，甚至是對短則數月長則數年的歷史數據也可進行追溯，從而大部分替代甚至完全替代人工到庫清查工作，其可以節省的時間、經濟成本絕對是巨大的。

展望未來，隨著人工智能、數字孿生、5G等新技術的不斷發展和落地應用，穿透式監管將變得更加智能化、精準化。例如，利用人工智能技術可以實現糧情自動檢測功能，利用數字孿生技術可以實現糧食庫存數據的可視化監管和操作，利用5G技術可以實現糧食庫存數據的實時傳輸和高效處理。未來，穿透式監管的應用場景將不斷拓展，不僅應用于糧食清倉查庫，還可以應用于食品安全監管、農業生產管理、物流運輸等領域，為保障糧食安全、促進農業發展提供強有力的技術支撐。

作者單位：華信咨詢設計研究院有限公司