乳制品安全風險預警模型改進及實現(xiàn)

馮春雨,崔洪雷,趙環(huán)宇

(1.石家莊開發(fā)區(qū)冀科雙實科技有限公司，河北 石家莊 050081; 2.浙江大學寧波理工學院，寧波 315100; 3.河北省科學院應用數(shù)學研究所，河北 石家莊 050081)

乳制品安全風險預警模型改進及實現(xiàn)

馮春雨1,崔洪雷2,趙環(huán)宇3

(1.石家莊開發(fā)區(qū)冀科雙實科技有限公司，河北 石家莊 050081; 2.浙江大學寧波理工學院，寧波 315100; 3.河北省科學院應用數(shù)學研究所，河北 石家莊 050081)

為增強食品安全監(jiān)管工作的針對性和有效性，防控和消除安全隱患，對現(xiàn)有乳制品安全風險監(jiān)測預警模型進行改進，并通過在乳制品安全監(jiān)測平臺中加入改進后的預警模塊完成乳制品安全風險預警平臺的搭建。該平臺可以實時分析乳制品企業(yè)上報數(shù)據(jù)并及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的風險，從而大大提高了乳制品安全監(jiān)管水平。

乳制品; 安全風險監(jiān)測; 預警模型

隨著人們生活水平的提高，乳制品已逐漸成為人們?nèi)粘ＯM不可缺少的食品。然而，近年來涉及乳制品安全的事件頻頻發(fā)生：2004年阜陽“大頭娃娃”事件爆發(fā)，2005年雀巢奶粉被檢出碘超標，2008年三鹿嬰幼兒奶粉違法添加三聚氰胺導致腎結石，2011年蒙牛純牛奶檢出強致癌物等。嚴重影響了乳制品行業(yè)正常發(fā)展，引起各級政府和相關部門高度重視[1]。針對奶品行業(yè)出現(xiàn)的食品安全問題，各省的監(jiān)管部門投入大量人力、物力、財力，提高抽檢頻率，加大風險的排查力度。

2013年，河北省食品質量監(jiān)督檢驗研究院委托河北省科學院應用數(shù)學研究所開發(fā)完成了河北省乳制品安全監(jiān)測平臺。該平臺通過諸多信息化手段提高乳制品風險監(jiān)測能力，大大提高了乳制品監(jiān)管效率。該平臺更多的側重于奶廠和成品檢驗指標的收集，并在此基礎上分析乳制品生產(chǎn)的總體規(guī)律和各企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律，從而發(fā)現(xiàn)乳制品安全生產(chǎn)隱患并給予預警。然而，該模型存在參考指標少、分析方式單一以及核心規(guī)律總結不齊全等缺點，模型需要進一步完善[2,3]。本文將對乳制品安全風險預警模型的改進和實現(xiàn)進行討論。

1 技術背景

1.1 改進的乳制品安全風險監(jiān)測預警模型

預警模型基于統(tǒng)計學和數(shù)學分析，創(chuàng)新監(jiān)測分析方式和內(nèi)容，多手段、深層次解析生產(chǎn)過程、市場供求、生產(chǎn)行為、企業(yè)自檢、監(jiān)督抽檢等信息，科學總結蛋白質、脂肪含量等關鍵研判指標與產(chǎn)品風險程度的關系，彌補了傳統(tǒng)的單純依靠檢驗進行評價分析的不足。但原有模型存在參考指標少、分析方式單一以及核心規(guī)律總結不齊全等缺點，預警模型需要進一步完善。

為進一步完善該預警模型，相關部門多次組織人員深入省內(nèi)乳制品廠家及相關科研單位調(diào)研，廣泛聽取乳制品生產(chǎn)一線人員和領域專家意見，并借鑒國內(nèi)外先進的食品安全風險預警模型，對現(xiàn)有模型進行了多項改進。改進后的模型對上傳數(shù)據(jù)進行更深層次統(tǒng)計、分析，從而實現(xiàn)潛在風險發(fā)掘、預警。預警模型的監(jiān)測內(nèi)容囊括蛋白質含量、脂肪含量、原料乳供求價格、原料乳采購和產(chǎn)品數(shù)量、原料與成品換算關系、河北省生產(chǎn)區(qū)域分布等多項指標。同時，數(shù)據(jù)分析方面應用趨勢分析、比較分析、供求分析、歷史分析、地域分析、工藝分析等6種分析方式，總結出6類共計18條核心規(guī)律。如原料乳蛋白質含量9-12月當月平均水平小于9-12月上月平均水平則預警、原料乳脂肪含量當月平均水平高于或低于上月平均水平10%以上則預警等。

1.2 平臺搭建技術

ASP.NET MVC 是微軟官方提供的以MVC模式為基礎的ASP.NET Web應用程序(Web Application)框架,它由Castle的MonoRail而來。MVC (Model、View、Controller)將一個Web應用分解為：Model、View和Controller，使得復雜項目更加容易維護，減少項目之間的耦合。ASP.NET MVC框架提供了一個可以代替ASP.NETWebForm的基于MVC設計模式的應用，是現(xiàn)有ASP.NET平臺的最實用的部分。它具有任務分離 (輸入邏輯，業(yè)務邏輯和顯示邏輯)、可擴展、易測試、強大的UrlRouting機制、默認支持測試驅動開發(fā)(TDD)以及對HTML代碼和HTTP的嚴密控制等優(yōu)勢，是開發(fā)WEB項目的有力工具[4]。

2 需求分析

本系統(tǒng)的用戶主要有兩類，一類是乳制品企業(yè)用戶。乳制品企業(yè)主要工作是按要求將所需數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)平臺。企業(yè)用戶可隨時查閱本企業(yè)數(shù)據(jù)，上傳數(shù)據(jù)可以在監(jiān)管用戶審核前修改，審核后修改數(shù)據(jù)需向監(jiān)管用戶申請。另外，企業(yè)用戶可自行維護本企業(yè)的各項信息、閱讀通知及公告等。系統(tǒng)平臺需充分考慮企業(yè)用戶的計算機操作水平及網(wǎng)絡帶寬等情況，在保證數(shù)據(jù)充分、有效的前提下，盡可能簡化企業(yè)用戶的操作手續(xù)；另一類用戶是乳制品安全監(jiān)管用戶。監(jiān)管用戶負責審核企業(yè)上傳檢驗數(shù)據(jù)，可實時對上傳的數(shù)據(jù)進行瀏覽、統(tǒng)計、分析。如預警模塊發(fā)現(xiàn)安全風險則進行安全預警、處理風險問題數(shù)據(jù)。同時還可以通過該平臺發(fā)布通知、公告等。通過本平臺，監(jiān)管單位可以實時高效的統(tǒng)計、分析企業(yè)上報數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)乳制品安全生產(chǎn)隱患并給予預警。圖1為系統(tǒng)的需求分析用例圖：

圖1 需求分析用例圖

3 平臺設計

3.1 開發(fā)環(huán)境

建模工具使用Sparx Systems公司的Enterprise Architect，平臺開發(fā)基于Microsoft的.Net Framework 4.0，編程語言采用C# 4.0，數(shù)據(jù)庫版本Sqlserver2008，開發(fā)IDE選擇VS2012。本系統(tǒng)發(fā)布后可在任何具有.Net Framework 4.0且IIS為6.0以上版本的Windows系列操作系統(tǒng)上運行。

3.2 平臺總體設計

平臺采用Browser/Server(瀏覽器/服務器模式)結構，體系架構基于ASP.NET MVC，根據(jù)業(yè)務需求將系統(tǒng)分為瀏覽器層、Web服務器層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層。瀏覽器層提供頁面服務，視圖使用Razor實現(xiàn)。該層為用戶(企業(yè)、監(jiān)管方、系統(tǒng)管理員)提供登錄界面。用戶登錄信息輸入后轉入Web服務器層。Web服務器層包含控制器和部分視圖模型。該層接收到來自Web瀏覽器的請求后，驗證輸入信息完成身份認證，并根據(jù)控制邏輯轉入對應的Web界面，從而完成與用戶的交互。業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層對應MVC中的Model。其中，業(yè)務層組合了面向具體業(yè)務模塊的業(yè)務邏輯層和與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)鏈路層。Web服務器發(fā)出請求后，業(yè)務層根據(jù)不同請求進行業(yè)務邏輯處理并與數(shù)據(jù)層進行數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)層負責數(shù)據(jù)存儲與管理，由數(shù)據(jù)庫服務器組成[5,6]。

本系統(tǒng)平臺共有系統(tǒng)管理員(平臺管理)、食品安全監(jiān)管以及乳制品企業(yè)3類用戶。不同的用戶擁有不同的權限，登錄平臺后經(jīng)驗證獲取相應權限。系統(tǒng)管理員權限最高，可進行用戶管理、模型構建/優(yōu)化、系統(tǒng)參數(shù)維護等操作。企業(yè)用戶負責上報本企業(yè)相關數(shù)據(jù)，上報周期固定(一般為半個月)。企業(yè)用戶可自行維護企業(yè)信息及查看通知和公告。企業(yè)用戶可由系統(tǒng)管理員或監(jiān)管用戶來添加。監(jiān)管用戶負責統(tǒng)計/分析企業(yè)上傳數(shù)據(jù)、安全預警、處理存在問題的數(shù)據(jù)以及發(fā)布通知、公告。該用戶只能由系統(tǒng)管理員來添加。系統(tǒng)架構圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構圖

3.3 主要模塊設計

根據(jù)業(yè)務需求及方案設計，本系統(tǒng)平臺包括數(shù)據(jù)管理，預警模型管理和系統(tǒng)維護3個功能模塊。數(shù)據(jù)管理模塊主要功能有數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)審核與處理、字典維護等功能。預警模型模塊是平臺核心模塊，主要負責對采集信息進行深層次統(tǒng)計、分析，發(fā)現(xiàn)潛在風險并預警。依權限可劃分為兩個部分，一是監(jiān)管用戶使用模型分析預警，二是系統(tǒng)管理員對模型進行優(yōu)化更新。系統(tǒng)維護模塊主要包含用戶及權限管理和通知/公告管理。

4 平臺實現(xiàn)

乳制品安全風險預警平臺采用基于ASP.NET MVC4框架的四層結構，從而減少模塊間的耦合，便于日后擴展、維護。圖3為乳制品企業(yè)用戶登錄序列圖。圖4為2017年1月至3月預警效果截圖。

圖3 乳制品企業(yè)用戶登錄序列圖

5 結束語

本文通過在現(xiàn)有乳制品安全監(jiān)測平臺中加入預警模塊完成乳制品安全風險預警平臺的搭建。平臺為B/S模式，整體架構使用ASP.NET MVC4，采用瀏覽器層、Web服務器層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)層的四層結構。通過該平臺可以實時分析乳制品企業(yè)上報數(shù)據(jù)并及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的風險，從而大大提高了乳制品安全監(jiān)管水平。

圖4 預警效果截圖

[1] 新京報.近年來國內(nèi)外乳品安全質量事件一覽.http://www.bjnews.com.cn/news/2011/12/26/174083.2011-12-26.

[2] 李聰,黃逸民.食品安全監(jiān)測與預警系統(tǒng)[M].北京化學工業(yè)出版社,2006.

[3] 王程,李揮,趙環(huán)宇，等.基于Asp.net MVC3乳制品安全風險預警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電子設計工程,2013,14:67-70.

[4] 徐雷,徐揚.ASP.NET MVC4 Web編程[M].華中科技大學出版社,2013.

[5] 周輝,任海軍,馬亮,王丹宇.MVC設計模式及其在信息系統(tǒng)開發(fā)中的應用[J].軟件導刊,2012,10:120-122.

[6] 徐憲武,劉永泰.基于MVC模式的Web應用經(jīng)典框架-Struts[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2004,14(7):103-105.

Improvement and implementation of security risk early warning model of dairy products

FENG Chun-yu1,CUI Hong-lei2,ZHAO Huan-yu3

(1.SJZJKSSTechnologyCo.,Ltd,ShijiazhuangHebei050081,China; 2.NingboInstituteofTechnology,ZhejiangUniversity,NingboZhejiang315100,China; 3.InstituteofAppliedMathematics,HebeiAcademyofSciences,ShijiazhuangHebei050081,China)

To strengthen the pertinence and effectiveness of food security supervision and prevent and eliminate the security risks,the dairy security risk monitoring and early warning platform is rebuilt by joining the improved early warning module in the existing security risk monitoring platform of dairy products.The platform can be used to analyze the data submitted by dairy enterprises in real time,find and deal with the potential risks in time.Thus,the supervision of dairy products can be improved greatly.

Dairy products; Security risk monitoring; Early warning model

2017-02-10

河北省科技計劃項目(15275505D)；寧波市軟科學項目(2016A10066)

馮春雨(1982-),男，河北省石家莊市人，碩士，助理研究員.研究方向：計算機應用.

1001-9383(2017)01-0014-06

TP311.1

A