基于大數(shù)據(jù)治理的食品安全信息追溯平臺(tái)

殷夢(mèng)姿

（武漢理工大學(xué)安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院，湖北 武漢430070）

1 背景分析

食品安全關(guān)系人民群眾身體健康和生命安全，關(guān)系中華民族未來。黨的十九大報(bào)告明確提出實(shí)施食品安全戰(zhàn)略，讓人民吃得放心[1]。然而，近年來食源性疾病的危害不斷蔓延，食品質(zhì)量安全的發(fā)展態(tài)勢不容樂觀，已引起政府、企業(yè)以及消費(fèi)者的普遍關(guān)注和研究。

食品安全事故頻發(fā)的根本原因之一是信息不對(duì)稱。在食品安全領(lǐng)域，由于食品生產(chǎn)涉及多方，如食品生產(chǎn)商、加工商、運(yùn)輸商、銷售商、消費(fèi)者、政府部門之間信息壁壘的存在，產(chǎn)生了信息的不對(duì)稱。

大數(shù)據(jù)視角下建立有效的食品安全信息追溯平臺(tái)需要多方協(xié)同，其中，數(shù)據(jù)的有效共享和交流能夠避免出現(xiàn)管理盲區(qū)、管理不到位等問題。

大數(shù)據(jù)對(duì)于食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理具有很大的作用，但中國在食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用尚處于收集和初級(jí)利用階段，即針對(duì)單體性數(shù)據(jù)和簡單性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，針對(duì)食品安全數(shù)據(jù)采集、整理、分析以及深挖等精細(xì)度不夠。中國的物聯(lián)網(wǎng)與食品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)銜接依然處于初級(jí)階段。因此，目前可追溯的食品種類和數(shù)據(jù)質(zhì)量無法滿足大數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)而降低了大數(shù)據(jù)對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)際使用價(jià)值[2]。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 可擴(kuò)展性

匯集所有食品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、零售全過程數(shù)據(jù)量極其龐大，在構(gòu)建平臺(tái)時(shí)，應(yīng)考慮可伸縮和可重用的性能。使平臺(tái)的每個(gè)數(shù)據(jù)庫可以整合但相互獨(dú)立，并且可以在不干擾其他服務(wù)的情況下創(chuàng)建、升級(jí)和擴(kuò)展。

2.2 安全性

為避免食品安全信息被黑客竊取用于不正當(dāng)途徑，平臺(tái)應(yīng)有一個(gè)安全的網(wǎng)關(guān)終端，并且數(shù)據(jù)應(yīng)該具有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)加密功能。傳輸層和通信層之間應(yīng)確保適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)防火墻設(shè)計(jì)和通信安全。除此之外，需要定期進(jìn)行數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)以識(shí)別異常和威脅。

2.3 高效性

及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。食品生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，但并不是所有數(shù)據(jù)都需要處理。需要平臺(tái)深入了解數(shù)據(jù)，過濾不必要的數(shù)據(jù)。

2.4 先進(jìn)性原則

由于當(dāng)前大數(shù)據(jù)、條碼技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展迅速，食品安全信息追溯平臺(tái)的技術(shù)必須先進(jìn)，且能在若干年內(nèi)滿足食品供應(yīng)鏈上廠商及消費(fèi)者的信息處理要求而不致落后。需在設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)過程中充分考慮平臺(tái)將來的升級(jí)和功能擴(kuò)充需要。

3 架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 食品安全信息追溯平臺(tái)

構(gòu)建食品安全信息追溯平臺(tái)時(shí)需要將食品生產(chǎn)全過程、流動(dòng)信息、交易信息的數(shù)據(jù)整合?？衫脳l碼技術(shù)形成唯一編碼，貫穿食品的生命周期，并借助區(qū)塊鏈天然的塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從原料、加工、包裝、運(yùn)輸?shù)搅闶鄣氖称饭?yīng)鏈完整流程信息可追溯，最終形成條形碼數(shù)據(jù)庫。

3.1.1 食品生產(chǎn)全過程信息庫

由食品生產(chǎn)者（企業(yè)）提供食品全方位信息，利用條碼技術(shù)為食品賦予唯一編碼。選擇合適的條碼編寫方案，并規(guī)范食品的原料編碼方案。

根據(jù)食品的成品分類，原料條形碼的編碼由18位數(shù)字或字母組成，采用“配方編號(hào)（字母和數(shù)字7位）+生產(chǎn)批次號(hào)和生產(chǎn)日期（數(shù)字11位）”的編碼格式。

3.1.2 食品流動(dòng)信息庫

由加工、包裝、運(yùn)輸廠商提供食品流動(dòng)信息，收集這一數(shù)據(jù)需要每一個(gè)中間運(yùn)輸者協(xié)助。同樣利用區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制，選取參與到運(yùn)輸過程的中間節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)過程，由他們共同決定生成的區(qū)塊。外部節(jié)點(diǎn)例如競爭對(duì)手、政府部門、消費(fèi)者，可以查詢?cè)L問，但無法參與記錄過程，而參與者可以交叉審核數(shù)據(jù)的真實(shí)性，任何一方均無法單獨(dú)篡改數(shù)據(jù)。

3.1.3 食品供應(yīng)交易信息庫

由食品銷售商提供其食品交易信息，既包括其與上游食品供應(yīng)商之間的交易詳情，也包括其與下游消費(fèi)者之間的交易食品品種、數(shù)量、時(shí)間、價(jià)格。利用區(qū)塊鏈的不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護(hù)的特征，將收集的數(shù)據(jù)完整獨(dú)立地儲(chǔ)存于節(jié)點(diǎn)中。信息庫構(gòu)建步驟如下：將食品供應(yīng)交易信息的追溯哈希碼生成區(qū)塊并注冊(cè)到區(qū)塊鏈上，將共享的食品相關(guān)信息形成標(biāo)準(zhǔn)文檔，并把文檔的索引生成區(qū)塊并注冊(cè)到區(qū)塊鏈上[3]。

3.2 綜合信息操作平臺(tái)

3.2.1 政府部門

政府部門在其中起雙重作用。作為消費(fèi)者與上游廠商之間的信息傳遞者、監(jiān)督執(zhí)行人，接收消費(fèi)者直接的或綜合信息操作平臺(tái)上的反饋，及時(shí)處理食品安全問題。作為食品安全監(jiān)管者、企業(yè)經(jīng)營協(xié)助者，為食品生產(chǎn)企業(yè)提供食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，從而協(xié)助其調(diào)整生產(chǎn)和經(jīng)營內(nèi)容，對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)做好前期準(zhǔn)備工作。

3.2.2 消費(fèi)者

消費(fèi)者一方面可以通過該平臺(tái)獲取食品的完整信息，以此為依據(jù)作出購買選擇。另一方面，協(xié)助監(jiān)督廠商生產(chǎn)行為以及平臺(tái)信息正確性，及時(shí)反饋給平臺(tái)或政府監(jiān)督部門。

4 核心目標(biāo)

基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建一個(gè)能夠覆蓋原料、加工、包裝、運(yùn)輸?shù)搅闶廴^程的食品安全信息追溯平臺(tái)，并聯(lián)合綜合信息操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及政府食品監(jiān)管部門之間及時(shí)進(jìn)行有效交流及反饋，解決這三方主體之間的“信息孤島”問題。不僅為生產(chǎn)者調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營方式起到協(xié)助作用，也為消費(fèi)者提供全方位食品安全信息、真實(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)參考，預(yù)防食品安全風(fēng)險(xiǎn)，為食品安全提供保障。

5 數(shù)據(jù)管理流程簡介

5.1 數(shù)據(jù)收集

食品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、零售廠商掃描條碼將信息電子化，端口對(duì)接上傳至平臺(tái)。因?yàn)椴煌脚_(tái)可以有不同的上傳方式，如手動(dòng)輸入、Excel表格上傳、電子卡信息上傳、信息掃描上傳、數(shù)據(jù)庫對(duì)接上傳等，避免生產(chǎn)經(jīng)營者手動(dòng)記錄并輸人，而給生產(chǎn)經(jīng)營者帶來較高的時(shí)間成本和經(jīng)營成本。以生產(chǎn)環(huán)節(jié)為例，生產(chǎn)工人將信息錄入平臺(tái)形成條碼貼于食品包裝上，由下一環(huán)節(jié)人員掃描并上傳新的信息至平臺(tái)，更新條碼內(nèi)容。

5.2 數(shù)據(jù)分類與整理

由于食品信息的大量性、多樣性，信息錄入的不準(zhǔn)確性、不規(guī)范性存在，需要對(duì)錄入平臺(tái)的信息進(jìn)行清洗。首先，需要根據(jù)食品種類對(duì)信息進(jìn)行分類，如分為蔬制品、肉禽制品、水產(chǎn)制品、乳制品、糧食制品等；其次，智能過濾或糾正錄入信息中不準(zhǔn)確、不規(guī)范的部分；最后，根據(jù)過程種類進(jìn)行分類，如交易信息、流動(dòng)信息、生產(chǎn)信息等。

5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

該平臺(tái)主要由三方庫組成：食品供應(yīng)交易信息庫、食品流動(dòng)信息庫、食品生產(chǎn)全過程信息庫。這三方庫既具有獨(dú)立性，也具有易整合性。為了使責(zé)任到人，也便于錄入信息，三方庫需要可分離操作；為方便平臺(tái)用戶一鍵式獲取信息，三方庫需要匯總存儲(chǔ)在平臺(tái)。

5.4 數(shù)據(jù)檢索

食品在生產(chǎn)、運(yùn)輸以及零售過程中，有獨(dú)特的模式，在分銷、零售過程中需要對(duì)每個(gè)模塊的關(guān)鍵點(diǎn)信息加以查詢及追溯，包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的獨(dú)特信息及運(yùn)輸過程中的獨(dú)特信息，原產(chǎn)地以及凈重、毛重等信息均需要滿足可追溯性查詢。通過掃描條碼，生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、零售廠商以及消費(fèi)者可以通過智能終端、IOS系統(tǒng)的智能終端識(shí)別每個(gè)食品獨(dú)一無二的二維碼后了解產(chǎn)品。

5.5 數(shù)據(jù)共享

食品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、零售廠商均可以在食品安全信息追溯平臺(tái)共享食品信息。此外，該平臺(tái)還與一個(gè)綜合信息操作平臺(tái)聯(lián)通，這意味著食品安全信息追溯平臺(tái)上的信息可共享給政府部門、消費(fèi)者，并且通過綜合信息操作平臺(tái)，政府部門可以對(duì)食品生產(chǎn)流程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，消費(fèi)者可以獲取食品安全信息并監(jiān)督舉報(bào)。

6 數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)介紹

6.1 食品生產(chǎn)商

原材料生產(chǎn)過程規(guī)范性、科學(xué)性等會(huì)對(duì)食品生產(chǎn)質(zhì)量帶來很大影響，因此食品安全信息的數(shù)據(jù)的采集最終目的其實(shí)是提高食品的生產(chǎn)質(zhì)量，為食品安全提供保障從而促進(jìn)國家食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，對(duì)比傳統(tǒng)手工記錄的方式，條形碼的應(yīng)用避免了投入大量人力進(jìn)行規(guī)范物品放置、定期整理盤點(diǎn)以及出入庫登記等工作，減少時(shí)間浪費(fèi)，極大提高效率。

6.2 食品銷售商

食品安全信息追溯平臺(tái)提供食品生命周期的全部數(shù)據(jù)，提升食品銷售商的品牌形象，使得消費(fèi)者更加信賴銷售商。同時(shí)，數(shù)據(jù)的完整性、可追溯性、可定位性避免食品安全事故發(fā)生時(shí)推卸責(zé)任情況，可迅速找出問題源頭。

6.3 消費(fèi)者

對(duì)于消費(fèi)者而言，掃碼即可獲取食品原料、加工、包裝、運(yùn)輸?shù)搅闶廴^程的數(shù)據(jù)，為消費(fèi)者提供了安全保障，且為其消費(fèi)行為提供便利有效的數(shù)據(jù)。同時(shí)，消費(fèi)者通過可視化的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)監(jiān)督食品生產(chǎn)、流動(dòng)過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，優(yōu)化食品監(jiān)管體制。