大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)研究

謝曉偉 姜趙

摘 要：近年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件頻發(fā)，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管體系的建立成為了熱門話題。依托2019年江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，對(duì)大數(shù)據(jù)背景下的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了研究，提出了一套具有通用性的體系架構(gòu)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全監(jiān)管具有一定的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);質(zhì)量安全;監(jiān)管;Hadoop

文章編號(hào)：1004-7026（2020）07-0091-02? ? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào)：F322;TP311.13? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

十八大以來(lái)，黨和國(guó)家把食品安全工作放在“五位一體”總體布局和“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局中統(tǒng)籌謀劃部署，政府在食品安全工作的體制機(jī)制、法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、監(jiān)督管理等方面出臺(tái)了一系列政策，發(fā)布了關(guān)于深化改革，加強(qiáng)食品安全工作的意見。研究了大數(shù)據(jù)背景下如何建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)。

1? 食品質(zhì)量安全監(jiān)管現(xiàn)狀

1.1? 國(guó)外食品質(zhì)量安全監(jiān)管現(xiàn)狀

在美國(guó)，食品藥物監(jiān)管局（U.S. Food and Drug Administration）負(fù)責(zé)對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口的食品、藥品、疫苗、生物醫(yī)藥制劑等進(jìn)行監(jiān)督管理，主要采用“經(jīng)認(rèn)可的第三方認(rèn)證”“對(duì)生產(chǎn)規(guī)范以及可能出現(xiàn)危害的分析，并采取風(fēng)險(xiǎn)管理預(yù)防”“國(guó)外供應(yīng)商驗(yàn)證程序”“保護(hù)食品免受故意摻假”等措施確保食品質(zhì)量安全。在歐盟，食品安全采用涵蓋了“從農(nóng)田到餐桌”的整個(gè)食物鏈的管理方法，每個(gè)環(huán)節(jié)都有立法，法律體系健全[1]。

1.2? 國(guó)內(nèi)食品質(zhì)量安全監(jiān)管現(xiàn)狀

近幾年來(lái)，政府高度重視食品質(zhì)量安全，先后推出了無(wú)公害食品行動(dòng)計(jì)劃、建立健全CAC標(biāo)準(zhǔn)、蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)、食品安全溯源等措施，建立了由政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、各相關(guān)部門分工負(fù)責(zé)的食品質(zhì)量安全管理體制。

但是，由于我國(guó)食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相對(duì)分散，不同地域的基礎(chǔ)條件差異大，監(jiān)管工作起步較晚，因此監(jiān)管體系有待進(jìn)一步完善[2]。

2? 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)研究的意義

2.1? 提升監(jiān)管效率，降低監(jiān)管成本

監(jiān)管部門可以足不出戶地監(jiān)管轄區(qū)內(nèi)所有企業(yè)和商品的生產(chǎn)、銷售、經(jīng)營(yíng)，同時(shí)追溯其源頭，一方面提高了監(jiān)管的效率，另一方面也降低了監(jiān)管的成本。

2.2? 統(tǒng)一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)

建立了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)后，所有在系統(tǒng)中運(yùn)行的企業(yè)及商品都會(huì)遵循同一個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，有利于推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，從而穩(wěn)定和提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)企業(yè)走質(zhì)量效益型發(fā)展道路，提高企業(yè)的實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3? 強(qiáng)化品牌效應(yīng)

推行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)為高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品提供了展示平臺(tái)，特別是一些名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品，系統(tǒng)可以根據(jù)采集的各類信息，分析出具有較高可靠性的農(nóng)產(chǎn)品品牌，供消費(fèi)者查詢。在市場(chǎng)主導(dǎo)的情況下，只有得到消費(fèi)者認(rèn)可，才能不斷增加產(chǎn)品銷量，提高農(nóng)產(chǎn)品品牌的知名度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，充分展現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的品牌效益。

3? 大數(shù)據(jù)背景下建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的方法

3.1? 構(gòu)建體系架構(gòu)

結(jié)合項(xiàng)目成果，采用云計(jì)算的體系架構(gòu)構(gòu)建了大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)體系架構(gòu)，主要有3層。

IaaS層（Infrastructure-as-a-Service）。該層包括了虛擬資源和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，虛擬資源包括計(jì)算機(jī)資源池、存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源以及感知資源池。

PaaS層（Platform-as-a-Service）。該層包括了一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，是針對(duì)整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品上下游產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)其所產(chǎn)生的各類動(dòng)態(tài)、多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一處理、整合并轉(zhuǎn)換形成各業(yè)務(wù)模塊可用的數(shù)據(jù)，經(jīng)過ETL處理之后，根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用類型的不同，分別處理并放入不同的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。平臺(tái)提供了各種業(yè)務(wù)服務(wù)，對(duì)上一層的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行分析，將對(duì)應(yīng)的服務(wù)和資源進(jìn)行匹配處理，為不同的請(qǐng)求提供與之對(duì)應(yīng)的服務(wù)，具體包括節(jié)點(diǎn)控制、銷售預(yù)測(cè)、冷鏈監(jiān)測(cè)、線上追溯、精準(zhǔn)召回等。

SaaS層（Software-as-a-Service）。該層為不同的受眾提供訪問系統(tǒng)的接口，向監(jiān)管部門提供農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、物流等供應(yīng)鏈追溯信息以及相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析類決策支持?jǐn)?shù)據(jù)，向消費(fèi)者提供農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯信息的查詢功能，向農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的企業(yè)（生產(chǎn)、銷售、物流企業(yè)等）提供信息查詢和分析的交互界面。

3.2? 關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1? Zigbee技術(shù)

Zigbee技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離和低速率下的無(wú)線通信技術(shù)，主要用于傳輸距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備數(shù)據(jù)以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)，非常適合本系統(tǒng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。

3.2.2? Hadoop

Hadoop是一個(gè)由Apache基金會(huì)開發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，它能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)以一種可靠、高效、可伸縮的方式進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)處理。Hadoop框架最核心的設(shè)計(jì)就是HDFS和MapReduce。HDFS是Hadoop實(shí)現(xiàn)的一個(gè)分布式文件系統(tǒng)（Hadoop Distributed File System），存儲(chǔ)了海量的數(shù)據(jù)，而MapReduce則為海量的數(shù)據(jù)提供了計(jì)算支持。

3.2.3? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任意物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。

物聯(lián)網(wǎng)典型體系架構(gòu)分為3層，自下而上分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其體系主要由運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、無(wú)線通信網(wǎng)系統(tǒng)等組成。

3.3? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

項(xiàng)目研究基于上述農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的總體架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵部分進(jìn)行了原型實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證了該體系架構(gòu)的可行性和可靠性，具體思路如下。

（1）利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)采集農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（2）搭建分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)和管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并計(jì)算復(fù)雜的模型。

（3）基于Hadoop搭建分布式系統(tǒng)，用以提供HDFS和MapReduce計(jì)算服務(wù)。

4? 結(jié)束語(yǔ)

提出了大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的體系架構(gòu)，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)技術(shù)和手段進(jìn)行了探討。大數(shù)據(jù)技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，要想實(shí)現(xiàn)“助農(nóng)惠農(nóng)”，仍然需要深入研究。文章提出的技術(shù)方案具有一定的通用性和可行性，可以為相關(guān)部門開展農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管提供一定思路，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊林.面向可追溯的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與建模方法研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[2]陳聯(lián)誠(chéng)，胡月明，張飛揚(yáng)，等.農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)性能提升設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（24）：268-273.