物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全溯源的應(yīng)用與實現(xiàn)

卿勇軍 李耀東

摘 要：食品安全溯源系統(tǒng)是采集食品生產(chǎn)、流通、倉儲、消費等環(huán)節(jié)信息，實現(xiàn)來源可查、去向可追、責(zé)任可究、風(fēng)險可控及強化食品全過程質(zhì)量管理與風(fēng)險控制的有效措施。通過該系統(tǒng)的建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與食品安全監(jiān)管有機結(jié)合，利用信息化技術(shù)手段替代傳統(tǒng)的人工監(jiān)管，實現(xiàn)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(tǒng)一窗口，為政府監(jiān)管提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有力支撐，為企業(yè)產(chǎn)品提供品牌與社會公信力的有效保障，進(jìn)一步健全食品安全追溯體系，全面提高食品行業(yè)質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);食品安全溯源系統(tǒng);二維碼;射頻識別

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

0 引 言

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的意見》（國辦發(fā)〔2015〕95號）、《關(guān)于推動食品藥品生產(chǎn)經(jīng)營者完善追溯體系的意見》（食藥監(jiān)科〔2016〕122號）等文件明確指出要不斷推進(jìn)食品追溯體系的建設(shè)。通過完善食品安全溯源系統(tǒng)的建設(shè)，健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進(jìn)各類溯源信息互通共享，加強溯源大數(shù)據(jù)分析與成果應(yīng)用。利用信息化技術(shù)手段，促進(jìn)食品生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)溯源意識的顯著增強，促進(jìn)加入追溯體系的企業(yè)比例大幅提高，促進(jìn)社會公眾對追溯產(chǎn)品的認(rèn)知度與接受度逐步提升，促進(jìn)食品質(zhì)量安全與公共安全水平不斷完善。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全溯源系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

食品溯源信息的充分有效性是促使消費者進(jìn)行溯源信息查詢和保障食品安全有效管理的關(guān)鍵，是實現(xiàn)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(quán)，真正獲取食品安全信息，如生產(chǎn)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(chǎn)的分散經(jīng)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(fù)雜，在發(fā)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(yīng)急措施。

食品安全溯源系統(tǒng)提供從食品生產(chǎn)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(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，通過各類視頻監(jiān)控、傳感、射頻識別、二維碼識別等方式，按通用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議把相關(guān)感知端與數(shù)據(jù)中心相連接，進(jìn)行信息交換與通信，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，為食品安全溯源應(yīng)用提供前端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全溯源系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全溯源系統(tǒng)可實現(xiàn)食品從生產(chǎn)、流通、倉儲、消費等環(huán)節(jié)的溯源信息實時采集、狀態(tài)監(jiān)測、安全預(yù)警、風(fēng)險管控等遠(yuǎn)程操作，將采集的食品生命周期各環(huán)節(jié)的狀態(tài)信息進(jìn)行實時統(tǒng)計分析與優(yōu)化處理，實現(xiàn)科學(xué)性的動態(tài)管理，進(jìn)而提升食品安全管理水平與公眾服務(wù)水平。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

食品安全溯源系統(tǒng)采用“六橫二縱”的技術(shù)架構(gòu)，從下至上形成感知服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)、展現(xiàn)服務(wù)六大服務(wù)能力，從左及右構(gòu)建云管理（運維管理體系、安全管理體系）、保障體系（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、行政管理體系、檢測檢驗體系、綜合監(jiān)管體系）。食品安全溯源系統(tǒng)總體邏輯架構(gòu)如圖1所示。

感知服務(wù)：利用物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，通過各類視頻監(jiān)控、傳感、射頻識別、條形碼設(shè)別、二維碼識別等方式，實時采集食品生產(chǎn)、流通、倉儲、消費等環(huán)節(jié)各類溯源數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)：包括機房動力與環(huán)境、計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池，為上層服務(wù)提供云計算基礎(chǔ)支撐服務(wù)。

平臺服務(wù)：平臺服務(wù)層需要解決如何基于基礎(chǔ)設(shè)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(wù)層位于基礎(chǔ)設(shè)施層與數(shù)據(jù)服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層之間，可利用基礎(chǔ)設(shè)施層面向上層應(yīng)用及數(shù)據(jù)提供通用的服務(wù)。即在云計算環(huán)境中建立運行、測試、開發(fā)等環(huán)境，為數(shù)據(jù)服務(wù)層以及應(yīng)用服務(wù)層的開發(fā)、測試、運行提供平臺支撐。

數(shù)據(jù)服務(wù)：利用信息共享交換獲取食品安全所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及工商、質(zhì)監(jiān)等其他委辦局相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并形成食品安全專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，在數(shù)據(jù)歸集整合的基礎(chǔ)上，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)，為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)用服務(wù)：將城市管理系統(tǒng)、追溯應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、食品安全信用信息綜合監(jiān)管系統(tǒng)、社會共治系統(tǒng)等進(jìn)行發(fā)布，并根據(jù)新的業(yè)務(wù)需求，基于平臺服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)開發(fā)新的應(yīng)用。

展現(xiàn)服務(wù)：建立食品安全追溯一站式門戶，利用移動互聯(lián)等信息技術(shù)，根據(jù)政務(wù)應(yīng)用特點，結(jié)合服務(wù)對象的需求和服務(wù)場景特性，以多樣化終端設(shè)備統(tǒng)一門戶展現(xiàn)。

運維管理體系：由組織保障、數(shù)據(jù)采集、云平臺管理、資產(chǎn)配置和集成管理等內(nèi)容構(gòu)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(wǎng)資源的統(tǒng)一運維、自動監(jiān)控、故障預(yù)警處置等信息化管理服務(wù)。

安全管理體系：由物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、數(shù)據(jù)安全、虛擬化安全、容災(zāi)備份安全、日志安全審計和安全管理制度等內(nèi)容構(gòu)成，保障云平臺的安全穩(wěn)定運行。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系：由食品安全追溯總則、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、平臺服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、管理運維標(biāo)準(zhǔn)和安全服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容構(gòu)成。

行政管理體系：成立食品安全追溯管理中心，對業(yè)務(wù)流程、考核評價等進(jìn)行建設(shè)，建成覆蓋市、縣市區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）的三級行政管理體系。

檢測檢驗體系：優(yōu)化資源配置，整合行業(yè)資源，統(tǒng)一食品安全檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)，大力發(fā)展公共檢驗檢測機構(gòu)，逐步形成以市、縣市區(qū)監(jiān)測為支撐，以城區(qū)、基層快速檢測為基礎(chǔ)，以企業(yè)自檢、社會監(jiān)測為補充的“三位一體”食品安全檢驗檢測體系。

綜合監(jiān)管體系：調(diào)動社會各方力量共同關(guān)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(lián)動、社會共治”的食品安全綜合監(jiān)管體系。

2.2 城市管理系統(tǒng)

食品安全溯源城市管理系統(tǒng)是指以城市為對象，以食品溯源信息為基礎(chǔ)，通過GIS展示子系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析展示子系統(tǒng)宏觀展示各類食品生產(chǎn)、流通、消費環(huán)節(jié)的總體情況，運用決策、計劃、組織、指揮等一系列機制，采用經(jīng)濟、行政、技術(shù)等手段，通過政府、市場與社會的互動，圍繞城市食品安全進(jìn)行的決策引導(dǎo)、規(guī)范協(xié)調(diào)、服務(wù)和經(jīng)營行為。通過對食品企業(yè)追溯數(shù)據(jù)的分析與處理，實現(xiàn)信息公示、公眾查詢、診斷預(yù)警、質(zhì)量投訴等功能。

2.3 追溯應(yīng)用系統(tǒng)

食品生產(chǎn)經(jīng)營者應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)法律法規(guī)要求分別對其原輔料購進(jìn)、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品檢驗和銷售去向等如實記錄，保證數(shù)據(jù)的真實、準(zhǔn)確、完整和可追溯。企業(yè)要建立食品追溯體系，首先需要通過信息化手段覆蓋生產(chǎn)、加工、包裝、物流、銷售等運營過程，完善記錄各環(huán)節(jié)的經(jīng)營數(shù)據(jù)，以便后續(xù)可追溯。追溯應(yīng)用系統(tǒng)對食品生產(chǎn)、倉儲、分銷、物流運輸、市場巡檢、消費者等信息，以及產(chǎn)品名稱、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、配料、生產(chǎn)工藝、標(biāo)簽標(biāo)識等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、跟蹤、分析。

2.4 應(yīng)急指揮系統(tǒng)

應(yīng)急指揮系統(tǒng)是指政府及其他公共機構(gòu)在突發(fā)事件的事前預(yù)防、事發(fā)應(yīng)對、事中處置和善后管理過程中，通過建立必要的應(yīng)對機制，采取一系列必要措施來保障公眾生命財產(chǎn)安全。

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

（2）實現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮功能，在執(zhí)行突發(fā)任務(wù)時，可依托網(wǎng)絡(luò)，運用語言、文字、圖片信息迅速實現(xiàn)對各個指揮分中心和事件現(xiàn)場實時遠(yuǎn)程指揮;

（3）實現(xiàn)應(yīng)急指揮輔助決策功能，通過地理信息系統(tǒng)、電子地圖以及其他相關(guān)軟件，迅速查詢，顯示人力物力部署狀況，進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)計算，為擬制的處置預(yù)案提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

2.5 食品安全信用信息綜合監(jiān)管系統(tǒng)

為了實現(xiàn)食品安全信用信息精細(xì)化管理，全面加強企業(yè)信用信息監(jiān)管力度，建設(shè)了食品安全信用信息綜合監(jiān)管系統(tǒng)，具有如下功能：

（1）通過該系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)信用檔案的建設(shè)、監(jiān)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(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)，提高對風(fēng)險事件的把控能力，為政府科學(xué)決策提供支持;

（5）進(jìn)一步提高食品安全現(xiàn)場執(zhí)法水平效率。

2.6 社會共治系統(tǒng)

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(jiān)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(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)手段，將信息化技術(shù)融入到社會共治工作中，建立食品安全社會共治系統(tǒng)，為社會公眾和企業(yè)提供防偽溯源及社會化推廣服務(wù)。通過系統(tǒng)為企業(yè)帶來相關(guān)共治服務(wù)，讓企業(yè)在追溯體系中得到實在的好處，讓企業(yè)由被動執(zhí)行變?yōu)橹鲃幼园l(fā)，也通過系統(tǒng)為社會公眾提供更加優(yōu)質(zhì)的溯源服務(wù)，將由單一的政府推動變?yōu)椤叭駞⑴c，社會共治”，從而促進(jìn)食品安全社會共治系統(tǒng)的全面推廣。

3 應(yīng)用案例

某市食品藥品監(jiān)督管理局為建設(shè)全市食品安全追溯體系，以二維碼、IC卡、追溯碼等標(biāo)識為載體，采集記錄各環(huán)節(jié)的溯源信息，實現(xiàn)食品在生產(chǎn)、流通、倉儲、消費環(huán)節(jié)的完整信息追溯。以食用油為例，其溯源業(yè)務(wù)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(xiàn)食用油在生產(chǎn)、流通、消費各環(huán)節(jié)的完整信息追溯，并通過票據(jù)打印等手段，解決沒有追溯介質(zhì)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(yè)追溯體系建設(shè)的積極性，鼓勵更多食品企業(yè)參與，進(jìn)而提高該市食品行業(yè)食品安全追溯整體水平，并逐步推廣至其他食品領(lǐng)域。

該市食品安全追溯體系建設(shè)針對食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)、食品流通環(huán)節(jié)、食品消費環(huán)節(jié)、食品冷倉儲、食品安全公共服務(wù)五個方面進(jìn)行前端物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備部署，以保障食品安全追溯全過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集以及便民服務(wù)能力的提升。計劃先選擇一批試點企業(yè)/場所進(jìn)行追溯系統(tǒng)前端設(shè)備部署，讓公眾與企業(yè)盡快感受到食品安全質(zhì)量追溯帶來的好處與便利，通過試點的推廣，進(jìn)一步形成完善的食品安全追溯體系，并制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最后根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所有食品相關(guān)企業(yè)自行部署前端設(shè)備，共同納入食品安全追溯總體系。

對食品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，部署網(wǎng)絡(luò)交換機搭建食品生產(chǎn)企業(yè)局域網(wǎng)，并對食品生產(chǎn)企業(yè)部署服務(wù)器、PC機、票據(jù)打印機、熱轉(zhuǎn)碼打印機、IC卡讀寫設(shè)備等設(shè)備，并進(jìn)行上行數(shù)據(jù)鏈路建設(shè)，為食品安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量追溯提供保障。食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)部署如圖3所示。

對食品冷倉儲/配送環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備部署，包括冷鏈車監(jiān)控設(shè)備與冷庫監(jiān)控設(shè)備兩部分，實時監(jiān)控冷鏈車的環(huán)境溫度及位置、冷庫的環(huán)境溫度等信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)實時上傳追溯應(yīng)用系統(tǒng)。食品倉儲冷鏈環(huán)節(jié)部署如圖4所示。

4 結(jié) 語

基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全溯源系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)強大的前端信息采集能力為基礎(chǔ)，以云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)為支撐，以提升監(jiān)管效能為核心，以落實生產(chǎn)經(jīng)營者食品安全主體責(zé)任為落腳點，由政府主導(dǎo)、企業(yè)負(fù)責(zé)，建立健全科學(xué)、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。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]白忠賀.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的肉品追溯系統(tǒng)研究[D].南京：南京郵電大學(xué)，2013.

[2]王春才，白金山，李英韜.基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜流通追溯系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2012，2（8）：63-65.

[3]黃楨.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的乳業(yè)食品安全追溯平臺分析與設(shè)計[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

[4]劉建功.基于物聯(lián)網(wǎng)的清真食品安全和清真認(rèn)證可追溯系統(tǒng)研究[J].北方民族大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2013（6）：56-59.

[5]詹錦川，朱軼峰，閔新力，等.對食品安全追溯體系的思考[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（28）：13907-13909.

[6]陳驥.建立健全食品安全溯源體系的思考[J].中國工商管理研究，2011（6）：49-52.

[7]劉懷北.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全溯源系統(tǒng)[J]. 軟件導(dǎo)刊， 2012，11（9）：99-100.

[8]傅乘風(fēng).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品可追溯系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D].廈門：廈門大學(xué)，2014.