供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型研究

包先雨,　陳枝楠,　李　軍,　仲建忠

(1.深圳市檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院,廣東 深圳　518045; 2.深圳市超寬帶通訊與射頻識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳　518010)

供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型研究

包先雨1,2,陳枝楠1,2,李軍1,2,仲建忠1,2

(1.深圳市檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院,廣東 深圳518045; 2.深圳市超寬帶通訊與射頻識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳518010)

摘要:文章從探索供港食品監(jiān)管模式入手,利用RFID、食品安全檢測(cè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù),提出一種供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型,并給出模型具體功能模塊實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中產(chǎn)生危害人體健康的有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)、溯源與監(jiān)控。該模型可為監(jiān)管機(jī)構(gòu)供港食品風(fēng)險(xiǎn)控制和決策提供技術(shù)支持,同時(shí)為內(nèi)地食品安全監(jiān)管體系的建設(shè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:供港食品;RFID溯源;實(shí)時(shí)監(jiān)控;預(yù)警;有害物質(zhì)

0引言

供港食品是指經(jīng)由內(nèi)地種養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、通關(guān)等程序并檢驗(yàn)合格的,通過(guò)合法途徑運(yùn)往香港地區(qū),以保證其民眾的基本生活需求的食品。其食品安全問(wèn)題直接關(guān)系到香港同胞的身體健康,關(guān)系到香港的經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)穩(wěn)定,中央重視、媒體關(guān)注、社會(huì)和民眾關(guān)心。雖然供港食品由于嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)密的監(jiān)管,連續(xù)20 a未出現(xiàn)嚴(yán)重的食品安全事件,但目前內(nèi)地供港食品安全形勢(shì)依然嚴(yán)峻,非法添加物、微生物、農(nóng)殘、藥殘、重金屬、有機(jī)污染物等有害物質(zhì)肆虐,嚴(yán)重影響了香港同胞生活、社會(huì)的安定。本文從分析現(xiàn)有的供港食品監(jiān)管模式入手,進(jìn)行詳細(xì)分析,并綜合利用RFID、食品安全檢測(cè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù),提出一種供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型,通過(guò)具體實(shí)現(xiàn)方法的探討和具體實(shí)例分析,期待為監(jiān)管機(jī)構(gòu)供港食品風(fēng)險(xiǎn)控制和決策提供技術(shù)支持,同時(shí)為內(nèi)地食品安全監(jiān)管體系的完善建設(shè)提供借鑒和參考。

1供港食品監(jiān)管模式

1.1供港食品監(jiān)管模式的主要經(jīng)驗(yàn)

(1) 政策支持。為確保供港食品的安全,2000年以來(lái)中國(guó)政府制定了100多個(gè)相關(guān)管理法規(guī)及政策文件,為保障香港同胞的物質(zhì)生活提供了有力的政策支持。且在供港食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)加大了人力、物力和財(cái)力全方面的投入,如深圳檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)在食品檢驗(yàn)檢疫方面的人員配備、儀器設(shè)備及檢測(cè)水平等都處于世界先進(jìn)水平。同時(shí),香港政府則持續(xù)加強(qiáng)自身食品監(jiān)管能力,積極與內(nèi)地進(jìn)行溝通交流,從而在供港食品生產(chǎn)過(guò)程中穩(wěn)定食品供應(yīng)[1]。

(2) 專門機(jī)構(gòu)全程監(jiān)管。供港食品監(jiān)管工作由檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)承擔(dān)從生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)酵P(guān)各環(huán)節(jié)的全程檢驗(yàn)檢疫業(yè)務(wù)。由于供港食品屬于國(guó)內(nèi)食品種類的特殊分支,由檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)全程監(jiān)管,一管到底,責(zé)任追究制度明確,因此各部門相互推諉責(zé)任的情況得以避免,提高了政府監(jiān)管的效率[2]。

(3) 監(jiān)管工作以溯源為重心。為實(shí)現(xiàn)溯源監(jiān)管,廣東2008年就將RFID技術(shù)應(yīng)用于食用動(dòng)物安全衛(wèi)生質(zhì)量控制,全面啟動(dòng)了供港活豬電子耳標(biāo)標(biāo)識(shí),實(shí)施電子耳標(biāo)標(biāo)識(shí)全過(guò)程管理。同樣地,RFID技術(shù)也應(yīng)用在供港蔬菜衛(wèi)生安全監(jiān)管中,將種植場(chǎng)、加工廠、口岸和銷售市場(chǎng)的各種供港蔬菜流程中不同環(huán)節(jié)的相關(guān)信息記錄在RFID標(biāo)簽中, 根據(jù)物流順序銜接成完整的可溯源的信息鏈條[3]。

(4) 高標(biāo)準(zhǔn)的供港食品檢測(cè)。供港食品的檢測(cè)從農(nóng)殘到肥料用量的標(biāo)準(zhǔn)都非常嚴(yán)格,并采用香港食品安全中心的各項(xiàng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。其標(biāo)準(zhǔn)參考自國(guó)際食品法典委員會(huì),對(duì)多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不時(shí)進(jìn)行修訂與發(fā)布。

此外,監(jiān)管過(guò)程中還加強(qiáng)對(duì)各種有害物質(zhì)的監(jiān)控,嚴(yán)格處理不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,這種品質(zhì)上優(yōu)勝劣汰的市場(chǎng)環(huán)境對(duì)供港食品市場(chǎng)的健康發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

(5) 規(guī)范化的檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管體系。檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)通過(guò)制定一系列規(guī)范化的規(guī)章條例,如供港食品檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管規(guī)范、生產(chǎn)加工企業(yè)綜合管理規(guī)范、農(nóng)藥殘留監(jiān)控和安全衛(wèi)生檢測(cè)規(guī)范等,形成一整套較為完善的食品生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量管理體系,包括統(tǒng)一集中的組織機(jī)構(gòu)產(chǎn)品溯源制度、有毒有害物質(zhì)監(jiān)控制度和農(nóng)藥殘留的監(jiān)控檢測(cè)制度[2]。并對(duì)供港基地/企業(yè)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和統(tǒng)一管理,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程全程都進(jìn)行生產(chǎn)記錄的詳細(xì)歸檔,以便實(shí)現(xiàn)食品安全衛(wèi)生問(wèn)題的可追溯性和職責(zé)的明確性,保證了食品生產(chǎn)過(guò)程的可控性,確保食品的安全與質(zhì)量[1]。

(6) 高效應(yīng)對(duì)食品突發(fā)事件。在面對(duì)供港食品突發(fā)事件時(shí),監(jiān)管機(jī)構(gòu)的及時(shí)高效處理保障了香港物資的供應(yīng),控制了有害物質(zhì)在供應(yīng)鏈上的擴(kuò)散,將所造成的危害降到最低。通過(guò)建立與完善重大動(dòng)植物疫情防控機(jī)制、進(jìn)出口食品風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警快速反應(yīng)機(jī)制,強(qiáng)化對(duì)農(nóng)獸藥殘留的監(jiān)控檢測(cè),設(shè)立應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的高效應(yīng)對(duì)。

1.2供港食品監(jiān)管模式存在的問(wèn)題

近年來(lái),我國(guó)不斷加大對(duì)供港食品安全監(jiān)管體系建設(shè)的力度,初步建立了以活禽、冷凍食品、果蔬等供港食品為主的深港一體化食品安全監(jiān)管公共信息平臺(tái)。但是,我國(guó)整個(gè)供港食品安全系統(tǒng)工程中,缺乏連接政府決策部門、各級(jí)檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)與原材料采購(gòu)、生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、通關(guān)等環(huán)節(jié)之間的信息平臺(tái),使整個(gè)供港食品的有害物質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)等基本情況不能得到全面了解。有關(guān)食品有害物質(zhì)的信息無(wú)法快速傳遞、無(wú)法共享,一旦發(fā)現(xiàn)食品質(zhì)量問(wèn)題,無(wú)法及時(shí)預(yù)警和阻斷。

因此，建立供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型是降低供港食品安全事件頻頻發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)內(nèi)地食品安全聲譽(yù)的關(guān)鍵所在。

2供港食品有害物質(zhì)全程溯源監(jiān)控模型

2.1模型組成部分

供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型主要由5個(gè)部分組成:支撐要素、技術(shù)支持、研究對(duì)象、全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控階段、全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控內(nèi)容。模型組成部分如圖1所示。

技術(shù)支持部分主要由RFID、食品安全檢測(cè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)組成,為模型實(shí)現(xiàn)提供基本應(yīng)用技術(shù)支持。

RFID技術(shù)由于其特有的非接觸性以及可對(duì)多目標(biāo)同時(shí)快速識(shí)別的特性,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域[4]。

食品檢測(cè)技術(shù)包括儀器檢測(cè)、化學(xué)分析檢測(cè)、免疫分析檢測(cè)等生物技術(shù)方法。通過(guò)食品安全檢測(cè)技術(shù), 將食品中危害人體健康的成分檢測(cè)出來(lái), 包括農(nóng)獸藥殘留、非法添加物、重金屬、寄生蟲、微生物、包裝有害物等,并根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定性和定量分析[5]。

監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘與分析,從大量、多類別的數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的信息并實(shí)施監(jiān)測(cè),對(duì)于可能存在的問(wèn)題及時(shí)發(fā)布預(yù)警,阻斷有害物質(zhì)在供應(yīng)鏈中的繼續(xù)傳播。

圖1　模型組成部分

該模型研究對(duì)象為各類供港食品,如蔬菜、水果、活畜、活禽、食用水生動(dòng)物、冰鮮凍肉、乳制品等,對(duì)象種類范圍廣。

工作內(nèi)容可大致分為基地備案、數(shù)據(jù)采集、全程溯源、實(shí)時(shí)監(jiān)控、應(yīng)急預(yù)案和信息流通與共享6個(gè)部分。

其中，基地備案指所有供港種養(yǎng)殖基地或企業(yè)需前往屬地檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)信息備案。

數(shù)據(jù)采集是以RFID標(biāo)簽為載體,將供應(yīng)鏈過(guò)程中的相關(guān)信息與檢測(cè)結(jié)果記錄到模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中,為有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的發(fā)布提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

全程溯源是指運(yùn)用RFID標(biāo)簽實(shí)行電子標(biāo)識(shí)管理來(lái)全程監(jiān)測(cè)供港食品的基本狀況,使每一環(huán)節(jié)都能夠追溯到產(chǎn)品來(lái)源,形成一個(gè)完整供應(yīng)鏈的食品安全控制體系。

實(shí)時(shí)監(jiān)控是指將實(shí)時(shí)上傳的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)交互與比對(duì)。

應(yīng)急預(yù)案利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)找出可能受到相關(guān)影響的食品供應(yīng)鏈環(huán)節(jié),實(shí)時(shí)發(fā)布警告信息,阻斷有害物質(zhì)在食品供應(yīng)鏈中的繼續(xù)傳播。

信息流通與共享使有關(guān)食品有害物質(zhì)的信息得以快速傳遞、在各部門機(jī)構(gòu)與消費(fèi)者間進(jìn)行共享,一旦發(fā)現(xiàn)食品質(zhì)量問(wèn)題,可以及時(shí)預(yù)警和阻斷。

模型監(jiān)控環(huán)節(jié)分為種養(yǎng)殖階段、生產(chǎn)加工階段、存儲(chǔ)階段、運(yùn)輸階段、通關(guān)階段和銷售階段。各個(gè)階段有機(jī)結(jié)合不同的工作內(nèi)容對(duì)每一類供港食品進(jìn)行全程追溯與監(jiān)控,提高對(duì)供港食品有害物質(zhì)檢測(cè)、監(jiān)管有效性,提高服務(wù)水平。另外,全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)構(gòu)、人員與設(shè)施這三大支撐要素可確保整個(gè)模型系統(tǒng)完好運(yùn)作。

2.2功能模塊劃分

供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型功能分為以下6個(gè)模塊,如圖2所示。

圖2　功能模塊劃分

(1) 基于海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)模塊。由于質(zhì)量溯源信息的數(shù)據(jù)量非常龐大,傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)的軟件平臺(tái)已無(wú)法滿足需求,因此需引入CIQ云架構(gòu)[6],建設(shè)為一個(gè)覆蓋局部區(qū)域乃至全國(guó)范圍的云平臺(tái),使得企業(yè)、監(jiān)管部門、檢測(cè)部門等多家單位數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)上傳并共享。

(2) 多信息數(shù)據(jù)交換模塊。實(shí)現(xiàn)模型系統(tǒng)與已有業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換,如中國(guó)檢驗(yàn)檢疫綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)(CIQ2000)、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)以及企業(yè)ERP系統(tǒng)等,采取“兼容模式”,從各種異構(gòu)系統(tǒng)中交換并獲取數(shù)據(jù)。該模塊負(fù)責(zé)定義各種軟件通訊接口,使得模型系統(tǒng)可以兼容各種主流數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)定義硬件通訊接口,實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備之間的自動(dòng)通訊,實(shí)時(shí)獲取各種檢測(cè)數(shù)據(jù)。

(3) 企業(yè)質(zhì)量控制模塊。該模塊按產(chǎn)品類別進(jìn)行分類,為不同類別的食品企業(yè)建立自身的質(zhì)量安全管理機(jī)制,對(duì)于已有ERP管理系統(tǒng)的企業(yè),該模塊將通過(guò)數(shù)據(jù)交換的方式,自動(dòng)從企業(yè)ERP系統(tǒng)中獲取信息,自動(dòng)比對(duì)并進(jìn)行監(jiān)管。

(4) 檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管模塊。該模塊用于檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)對(duì)供港食品進(jìn)行有效監(jiān)管,通過(guò)和相關(guān)信息系統(tǒng)的實(shí)時(shí)對(duì)接和數(shù)據(jù)交換,對(duì)企業(yè)非法添加或流通環(huán)節(jié)引入的食品有害物質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,從而對(duì)食品供應(yīng)鏈過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

(5) 消費(fèi)者模塊。該模塊用于消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量信息的查詢、評(píng)價(jià)、投訴等功能。

(6) 安全模塊。主要通過(guò)訪問(wèn)權(quán)限控制,使得不同角色具有不同的信息讀取和操作權(quán)限,提供了保障消費(fèi)者利益、保護(hù)企業(yè)隱私、政府依法監(jiān)管三者的信息安全管理。

3實(shí)現(xiàn)方法

3.1數(shù)據(jù)采集方式

經(jīng)分析,適合供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控各階段的關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集方式如下:

(1) 種養(yǎng)殖階段。通過(guò)與供港基地或企業(yè)ERP系統(tǒng)之間的信息交互,采集并獲取其種養(yǎng)殖及原料采購(gòu)等基本信息。

(2) 生產(chǎn)加工階段。在生產(chǎn)加工過(guò)程中給食品包裝加貼RFID標(biāo)簽,通過(guò)架設(shè)在流水線上的讀寫器向標(biāo)簽寫入相關(guān)的質(zhì)量信息。同時(shí)利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。

(3) 存儲(chǔ)階段。通過(guò)龍門架、讀寫器、視頻監(jiān)控等技術(shù)手段監(jiān)控產(chǎn)品入庫(kù)和出庫(kù)2個(gè)環(huán)節(jié)。

(4) 運(yùn)輸階段。通過(guò)無(wú)線通訊、GPS等技術(shù)實(shí)時(shí)定位集裝箱或車輛,對(duì)于冷凍、保溫和保鮮食品,還將采用溫度、濕度傳感技術(shù)記錄其運(yùn)輸途中的溫濕度信息。

(5) 通關(guān)階段。通過(guò)安裝在車輛或集裝箱上的無(wú)線通訊設(shè)備——電子車載卡,實(shí)現(xiàn)和口岸電子通道之間的實(shí)時(shí)通訊,監(jiān)控食品的通關(guān)流程。

(6) 銷售階段。通過(guò)安裝在超市的RFID閱讀終端或條碼掃描終端,使消費(fèi)者能查詢所購(gòu)買產(chǎn)品的相關(guān)質(zhì)量信息。

3.2全程溯源及信息存儲(chǔ)

在模型系統(tǒng)中,對(duì)生產(chǎn)加工企業(yè)分揀包裝后的所有食品都配備一個(gè)RFID標(biāo)簽, 并在流通環(huán)節(jié)中,將來(lái)源、加工、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、通關(guān)以及銷售的每一階段信息都寫入標(biāo)簽內(nèi), 包括供港食品衛(wèi)生證書中的供應(yīng)商、收貨人、裝貨港、卸貨港、離境時(shí)間、出口許可證號(hào)、運(yùn)輸標(biāo)識(shí)、貨品描述、包裝信息、總凈容量等，以及食品的品牌、生產(chǎn)時(shí)間、品種、產(chǎn)區(qū)、主要成份含量、凈含量等,并隨時(shí)對(duì)食品中影響健康的有害物質(zhì)進(jìn)行定量檢測(cè)和定性分析。

全程溯源過(guò)程中將產(chǎn)生海量的質(zhì)量溯源數(shù)據(jù),其中包括文本、圖片、視頻、多媒體文件等多種類別,需選用適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)方式來(lái)保存?zhèn)浒?。該模型采用CIQ云存儲(chǔ)模式[7],將質(zhì)量溯源數(shù)據(jù)通過(guò)集群網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式存儲(chǔ)系統(tǒng),將大量不同類型存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)一定方式進(jìn)行集成,共同提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。

本質(zhì)上,云存儲(chǔ)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的服務(wù),具有海量存儲(chǔ)、易擴(kuò)容、統(tǒng)一管理、成本低廉、隨意讀取、資源共享等優(yōu)點(diǎn),因此將云存儲(chǔ)模式應(yīng)用在該模型系統(tǒng)上可以最優(yōu)地實(shí)現(xiàn)溯源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)服務(wù)。

3.3數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳與監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)上傳與監(jiān)測(cè)是將供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù),并與國(guó)內(nèi)外法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等比對(duì),同時(shí)將比對(duì)結(jié)果實(shí)時(shí)傳到政府決策部門、各級(jí)檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)等相關(guān)管理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

其中的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于如何將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。將本機(jī)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)寫入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù),一般是在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行一個(gè)多線程的服務(wù)器程序,而在本機(jī)運(yùn)行一個(gè)客戶端程序。服務(wù)器負(fù)責(zé)偵聽(tīng)多個(gè)客戶的連接,一旦有客戶請(qǐng)求,服務(wù)器就與客戶建立連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,將客戶傳送的數(shù)據(jù)寫入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中,完成數(shù)據(jù)的寫入操作?？蛻舳说闹饕δ苁沁B接遠(yuǎn)程的服務(wù)器,進(jìn)而循環(huán)讀取本機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到服務(wù)器。

基于上述設(shè)計(jì)思想,該模型系統(tǒng)在服務(wù)器端做一個(gè)Web服務(wù),該服務(wù)的功能是接受調(diào)用者的傳遞參數(shù),完成相應(yīng)的功能,而Web服務(wù)的調(diào)用者是Web服務(wù)管理器,并將這些參數(shù)寫入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中;客戶端的功能是讀取本機(jī)中的數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式用XML打包,然后向遠(yuǎn)程的Web服務(wù)管理器發(fā)送調(diào)用請(qǐng)求,Web服務(wù)管理器根據(jù)請(qǐng)求調(diào)用相應(yīng)Web服務(wù)函數(shù)。由于調(diào)用請(qǐng)求是通過(guò)Web服務(wù)管理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,數(shù)據(jù)的通信是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)的端口進(jìn)行,而不必考慮防火墻的限制,從而保障了通信的健壯性；同時(shí)服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)非常簡(jiǎn)單,只要寫一個(gè)能夠被Web服務(wù)管理器調(diào)用的服務(wù)即可,多用戶多線程功能是由Web服務(wù)管理器來(lái)實(shí)現(xiàn);此外,調(diào)用參數(shù)和結(jié)果回傳都是通過(guò)XML打包,跨平臺(tái)、易實(shí)現(xiàn)。

3.4應(yīng)急預(yù)警

應(yīng)急預(yù)警工作主要涉及有害物質(zhì)信息收集與預(yù)測(cè)技術(shù)。

首先需要采集與食品安全相關(guān)的Web信息,提取供港乳制品、冷凍食品和果蔬等重要敏感食品安全事件的網(wǎng)絡(luò)信息,快速鎖定網(wǎng)絡(luò)消息涉及的肇事企業(yè)、相關(guān)產(chǎn)品,以便及時(shí)斬?cái)辔：ξ飩鞑?控制和消除食品事件的不良影響。預(yù)警信息收集分析主要包括網(wǎng)絡(luò)爬蟲和智能信息處理等,如圖3所示。

圖3　應(yīng)急預(yù)警信息分析

(1) 信息源。即互聯(lián)網(wǎng),從互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)網(wǎng)站中采集信息。

(2) 抓取器。即網(wǎng)絡(luò)爬蟲,負(fù)責(zé)自動(dòng)從各互聯(lián)網(wǎng)上抓取網(wǎng)頁(yè)。

(3) 智能信息處理。一方面,是對(duì)網(wǎng)站網(wǎng)頁(yè)的智能信息清洗,通過(guò)對(duì)網(wǎng)站的分析,自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)的抽取、聚類,生成網(wǎng)站的網(wǎng)頁(yè)Wrapper(網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容抽取模板),從而使用Wrapper進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的清洗過(guò)濾;另一方面,是對(duì)網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的理解和處理,包括元數(shù)據(jù)提取、關(guān)鍵詞提取、關(guān)鍵句子提取、敏感特征提取、情感極性分析(包括詞匯、句子、文本等);并進(jìn)一步進(jìn)行敏感分類模型的定義和訓(xùn)練。

語(yǔ)義相似度計(jì)算引擎和動(dòng)態(tài)推理引擎是系統(tǒng)的核心,是自然語(yǔ)言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)的基本算法組件庫(kù)。

(4) 應(yīng)用層。包括如下2個(gè)部分：① 網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容分析,形成各類網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容分類的結(jié)果報(bào)告;② 有害物質(zhì)監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)有害物質(zhì)輿論情報(bào)并告警,發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件等。

預(yù)警監(jiān)控處理工作流程如圖4所示。首先,選擇從互聯(lián)網(wǎng)上采集信息的目標(biāo)網(wǎng)站(URI),設(shè)定網(wǎng)頁(yè)抓取器Fetcher 的搜索策略,Fetcher主要根據(jù)robot協(xié)議、DNS以及下載范圍控制信息判斷當(dāng)前URI是否應(yīng)當(dāng)處理。確定后,從遠(yuǎn)程服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。

圖4　預(yù)警監(jiān)控工作流程

獲取到網(wǎng)頁(yè)后,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容抽取器(Extractor)對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取,將HTML轉(zhuǎn)化為DOM樹(shù),利用樹(shù)匹配和部分樹(shù)對(duì)齊算法,抽取出網(wǎng)頁(yè)中的各個(gè)信息單元,并輸出相應(yīng)的基于樹(shù)的正則表達(dá)式的布局模式,利用該模式自動(dòng)完成對(duì)網(wǎng)頁(yè)主要內(nèi)容的抽取。

網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容抽取出之后,利用網(wǎng)頁(yè)分類器(Classifier)進(jìn)行特征提取,然后根據(jù)已訓(xùn)練好的分類模型對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分類。存儲(chǔ)處理器(Writer)負(fù)責(zé)將網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容及網(wǎng)頁(yè)的元數(shù)據(jù)標(biāo)簽存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)或文件系統(tǒng)中。后處理器(Post-Processor)負(fù)責(zé)將新的URI提交抓取器,更新抓取器的狀態(tài)。對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理,形成書面報(bào)告,生成紙質(zhì)文件和電子文檔,供相關(guān)部門正確分析并提供決策依據(jù)。

基于模型系統(tǒng)中積累的大量檢測(cè)數(shù)據(jù)(包括已檢測(cè)出的有害物質(zhì)歷史數(shù)據(jù))、檢驗(yàn)檢疫信息數(shù)據(jù)庫(kù)、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及國(guó)外食品風(fēng)險(xiǎn)通報(bào)、預(yù)警等外部信息數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)用基于集成學(xué)習(xí)的有害物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)技術(shù),建立食品安全有害物質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警方法,為檢驗(yàn)檢疫部門提供風(fēng)險(xiǎn)管理決策支持,包括對(duì)食品類型和規(guī)格批次風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)地風(fēng)險(xiǎn)、食品生產(chǎn)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、食品流通環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)等風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的預(yù)測(cè)。

4應(yīng)用舉例

深圳口岸是供港蔬菜的主要通道, 每年約有 60×104t、200余種蔬菜經(jīng)過(guò)深圳口岸供應(yīng)到香港市場(chǎng)。過(guò)量施藥、違規(guī)使用農(nóng)藥等是造成蔬菜安全衛(wèi)生問(wèn)題的主要原因,因此農(nóng)藥殘留是供港蔬菜病蟲害的監(jiān)控重點(diǎn)。

以供港蔬菜為例,將模型應(yīng)用到供港蔬菜有害物質(zhì)的溯源與監(jiān)控上,圖5所示為模型實(shí)現(xiàn)后的流程圖。

圖5　供港蔬菜有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控流程

在圖5中,供港蔬菜有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型系統(tǒng)采用生物傳感、生物免疫學(xué)、物理檢測(cè)技術(shù)等對(duì)供港蔬菜供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中的主要有害物質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)與確證。利用RFID數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)供港蔬菜種植、加工、儲(chǔ)存運(yùn)輸、檢測(cè)、通關(guān)、銷售等環(huán)節(jié)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并運(yùn)用RFID標(biāo)簽記錄供港蔬菜的基本狀況,比如種植時(shí)間、產(chǎn)區(qū)、供應(yīng)商等,使全程中每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠追溯到來(lái)源。通過(guò)使用Web數(shù)據(jù)上傳方法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)上傳以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。所有來(lái)自在線數(shù)據(jù)源、外部參考數(shù)據(jù)源和脫機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)形成食品有害物質(zhì)溯源與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù),使用CIQ云計(jì)算對(duì)溯源與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)做相應(yīng)處理后,通過(guò)云存儲(chǔ)模式保存數(shù)據(jù)形成海量數(shù)據(jù)庫(kù),并與CIQ標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)形成當(dāng)前情況報(bào)告,相關(guān)人員可對(duì)歷史信息進(jìn)行追溯。再針對(duì)模型中的數(shù)據(jù)特點(diǎn),采用多維度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成學(xué)習(xí)等技術(shù),對(duì)已檢出有害物質(zhì)的來(lái)源、種類、分布與擴(kuò)散等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘,尋找關(guān)聯(lián)、探明規(guī)律、分析趨勢(shì),建立相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,從而對(duì)同類食品或原材料、產(chǎn)地等潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)、動(dòng)態(tài)的提示和預(yù)警,及時(shí)阻斷有害物質(zhì)在食品供應(yīng)鏈中的繼續(xù)傳播,實(shí)現(xiàn)供港蔬菜有害物質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警。

更具體地,本文以供港蔬菜中的白菜為例對(duì)模型有效性進(jìn)行分析,其有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果見(jiàn)表1所列,具有如下特點(diǎn):

(1) 白菜的整體安全性逐年提高,不合格數(shù)量和不合格率均有大幅下降,2014年相對(duì)2011年有數(shù)量級(jí)的變化,主要原因在于香港2012年開(kāi)始過(guò)渡實(shí)施《食物內(nèi)除害劑殘余規(guī)例》,該規(guī)例以中國(guó)、美國(guó)、泰國(guó)和國(guó)際食品法典委員會(huì)4家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),合并成新的標(biāo)準(zhǔn),其殘留限量是我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的3倍,因此保障了供港蔬菜的質(zhì)量。

(2) 高毒農(nóng)藥仍屢禁不止,甲胺磷、克百威等禁用10 a的藥物還可以檢出,且多次檢出。

(3) 每年的第2季度、第3季度白菜農(nóng)殘超標(biāo)相對(duì)較多,主要是因?yàn)闇囟茸兓?一些植物害蟲容易滋生。

表1　供港白菜有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警分析

5結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析供港食品監(jiān)管模式的主要經(jīng)驗(yàn),指出了現(xiàn)有監(jiān)管模式存在的問(wèn)題,并在此基礎(chǔ)上提出了一種綜合利用RFID、食品安全監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的供港食品有害物質(zhì)全程溯源與實(shí)時(shí)監(jiān)控模型,給出了相應(yīng)的模型實(shí)現(xiàn)方法,最后介紹了如何將此模型應(yīng)用到供港蔬菜有害物質(zhì)全程溯源與監(jiān)控系統(tǒng)中。

本文所提出的模型與實(shí)現(xiàn)方法,具有一定的普適性,可為檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)供港食品風(fēng)險(xiǎn)控制和決策提供技術(shù)支持,同時(shí)為內(nèi)地食品安全監(jiān)管體系的完善建設(shè)提供借鑒和參考。

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(責(zé)任編輯張镅)

Study of whole traceability and real-time monitoring model of food hazardous substances supplied to Hong Kong

BAO Xian-yu1,2,CHEN Zhi-nan1,2,LI Jun1,2,ZHONG Jian-zhong1,2

(1.Shenzhen Academy of Inspection and Quarantine, Shenzhen 518045, China; 2.Shenzhen Key Laboratory of UWB and RFID Technology, Shenzhen 518010, China)

Abstract:Through exploring the supervision mode of food supplied to Hong Kong, a whole traceability and real-time monitoring model of food hazardous substances to Hong Kong was proposed by utilizing radio frequency identification(RFID), food safety detection, and monitoring and early warning technologies. The function module implementation methods were also given. The model was used to detect, trace and monitor the hazardous substances generated from supply chains. The model would provide technical support to supervision institute for decision making and risk control of food supplied to Hong Kong, and offer a reference for the mainland’s construction of food safety monitoring system.

Key words:food supplied to Hong Kong; radio frequency identification(RFID) traceability; real-time monitoring; early warning; hazardous substance

收稿日期：2015-05-28；修回日期：2015-07-10

基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012BAK17B08) ；深圳市重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)資助項(xiàng)目(ZD201010220094A);國(guó)家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014IK195)和深圳市科技應(yīng)用示范資助項(xiàng)目(JSYY20120831160213591； KJYY20140530142700108)

作者簡(jiǎn)介：包先雨(1981-),男,安徽桐城人,博士,深圳市檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院高級(jí)工程師; 陳枝楠(1961-),男,湖北漢川人,博士,深圳市檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院研究員.

doi:10.3969/j.issn.1003-5060.2016.05.011

中圖分類號(hào):TS201.6;TP315

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5060(2016)05-0625-07