區(qū)塊鏈技術(shù)助推校園食品安全的立體化監(jiān)管

劉宗妹，譚健欣

1. 廣東司法警官職業(yè)學(xué)院信息管理系（廣州 510520）；2. 廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息與教育技術(shù)中心（廣州 510320）

東莞某幼兒園百名幼兒疑似食物中毒事件、浙江某大學(xué)疑似病毒感染事件、四川巴中某幼兒園食堂發(fā)現(xiàn)霉變食物事件等暴露校園食品安全事件的嚴(yán)峻性。2019年《國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)令（第45號(hào)）學(xué)校食品安全與營(yíng)養(yǎng)健康管理規(guī)定》指出校長(zhǎng)是校園食品安全管理的第一責(zé)任人，校園食品安全問題引起教育部門的極大重視。文章探索校園食品安全“傳統(tǒng)監(jiān)管”向“智慧監(jiān)管”迭代升級(jí)，從校園食品智慧監(jiān)管和風(fēng)控高效觸達(dá)的視角，厘清區(qū)塊鏈技術(shù)在校園食品安全中的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，全力構(gòu)建“企業(yè)自律、群眾參與、政府監(jiān)管”的共建共治新模式，實(shí)現(xiàn)源頭數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集和精確評(píng)判，確保事件發(fā)生的一鍵觸警和高效溯源，警惕新冠肺炎疫情和食品安全疊加效應(yīng)，切實(shí)做好常態(tài)化疫情防控形勢(shì)下校園食品安全工作[1]。

1 校園食品安全困境分析

校園及周邊食品安全關(guān)系到學(xué)生群體的安全感、幸福感，具有敏感性、零容忍性、易發(fā)性等特點(diǎn)。近幾年，校園食品安全事件頻頻發(fā)生，通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)校園食品安全存在如下不足之處。

1.1 體系化不完善

校園食品安全的空間跨度較廣，不可控因素較多，包括食堂、校園超市、周邊美食檔口，缺乏體系化的規(guī)章制度約束各個(gè)場(chǎng)所。目前，食堂采用對(duì)外承包和學(xué)校自營(yíng)兩種模式，存在主管部門界定不明確、臺(tái)賬記錄不符合要求、餐飲服務(wù)機(jī)構(gòu)人員文化水平不高等問題。校園超市監(jiān)管意識(shí)不強(qiáng)，存在供貨渠道不規(guī)范、銷售過期食品等風(fēng)險(xiǎn)。周邊美食檔口主體責(zé)任落實(shí)不到位，外賣的盛行進(jìn)一步給監(jiān)管帶來了難度[2]。

1.2 輿情難控制

后真相時(shí)代學(xué)生的事情牽扯到千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)家庭的心，發(fā)生食品安全事件，輕則損壞學(xué)校聲譽(yù)，重則影響社會(huì)穩(wěn)定。如2019年3月，成都某中學(xué)的食品安全問題引發(fā)較大波動(dòng)，相關(guān)圖片和視頻在網(wǎng)絡(luò)中持續(xù)發(fā)酵，各種謠言多點(diǎn)爆發(fā)，呈現(xiàn)傳播速度快、影響規(guī)模大的特點(diǎn)[3]。

1.3 多元化治理不足

治理是一個(gè)持續(xù)的過程，針對(duì)校園食品安全問題呈現(xiàn)的復(fù)雜化特點(diǎn)，未充分發(fā)揮政府、社會(huì)和家庭的監(jiān)管作用，形成專項(xiàng)治理、法制化治理和動(dòng)員式治理等多元化治理。目前，專項(xiàng)治理行動(dòng)具有周期較短、目標(biāo)較高的特點(diǎn)，這類行動(dòng)治標(biāo)不治本，行動(dòng)結(jié)束即刻恢復(fù)專項(xiàng)整治前的狀態(tài)，助長(zhǎng)經(jīng)營(yíng)者的投機(jī)心理。法制化治理利用制度化進(jìn)行事前警示和事后處理，但對(duì)于一些邊緣地帶，存在市場(chǎng)和政府“雙失靈”的風(fēng)險(xiǎn)，未充分發(fā)揮動(dòng)員式治理的輔助作用[4]。

1.4 智慧監(jiān)管有待改進(jìn)

為了聚焦薄弱環(huán)節(jié)，采取有力措施，遏制發(fā)生食品安全事故，市場(chǎng)監(jiān)管總局多措并舉守護(hù)校園食品安全，其中包括智慧監(jiān)管，通過強(qiáng)化隱患排查，嚴(yán)防食品安全風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)守護(hù)校園食品安全，如：上海利用智能技術(shù)，提高監(jiān)管效率，提升透明公開水平；浙江對(duì)學(xué)校食堂廚房違規(guī)操作“可抓拍、可示警、可核驗(yàn)”。以上均從校園食品安全的透明監(jiān)管做了部署，但也存在監(jiān)管覆蓋面不廣、食品數(shù)據(jù)信息不可靠、智能評(píng)判不足等問題[5]。

2 “區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)+校園食品安全監(jiān)管”內(nèi)涵建設(shè)

市場(chǎng)監(jiān)管局、教育局、衛(wèi)健委等形成監(jiān)管合力，以硬件改造、軟件提升為抓手，搭建“法制+技術(shù)+人制”的協(xié)同監(jiān)管平臺(tái)。

2.1 智慧監(jiān)管研究概述

相關(guān)學(xué)者從不同角度進(jìn)行了一系列研究，較多關(guān)于校園食品安全的監(jiān)管論述，個(gè)別探索了校園食品安全與思政教育的融合發(fā)展，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)校園食品安全進(jìn)行監(jiān)管的研究較少[6]，其中：文獻(xiàn)[7]進(jìn)行了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園食品安全管理系統(tǒng)研究；文獻(xiàn)[8]進(jìn)行了基于云平臺(tái)打造食品安全防火墻；文獻(xiàn)[9]進(jìn)行了基于大數(shù)據(jù)校園食堂食品安全數(shù)據(jù)云服務(wù)試用平臺(tái)的建設(shè)研究。當(dāng)前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已延伸到教育、醫(yī)療、食品等多個(gè)領(lǐng)域，基于校園食品安全監(jiān)管存在的不足之處，文章開拓性探索基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全性構(gòu)筑校園食品信任空間，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能全景監(jiān)控，從源頭保證食品安全，助力校園食品安全監(jiān)管工作。

2.2 智慧監(jiān)管整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 完善制度體系，落實(shí)“食安”保障

重塑制度規(guī)則，轉(zhuǎn)變?yōu)樽韵露系挠行е卫?，配合校園食品安全法制化治理行動(dòng)，制定完善《校園食品原材料購(gòu)買規(guī)范》《餐飲服務(wù)食品安全操作規(guī)范》《周邊餐館和外賣食品管理規(guī)范》《校園小賣部管理承諾書》等相關(guān)制度，嚴(yán)控校園食品安全風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)防校園食品安全輿情，使各項(xiàng)校園食品安全監(jiān)管工作在制度的約束下有序推進(jìn)[10]。

2.2.2 核查安全教育，落實(shí)“食安”教育

加強(qiáng)校園食品安全教育與思想政治教育的融合發(fā)展研究，幫助學(xué)生樹立正確的政治觀念，將食品安全意識(shí)植入每個(gè)人心中；加強(qiáng)對(duì)教育系統(tǒng)管理人員、校園食品管理人員和從業(yè)人員的培訓(xùn)力度，深化自我對(duì)于食品安全的認(rèn)識(shí)；加強(qiáng)對(duì)學(xué)校提供營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)，倡導(dǎo)健康飲食理念，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生文明用餐習(xí)慣和健康生活方式[11]。

2.2.3 壓實(shí)主體責(zé)任，落實(shí)“食安”責(zé)任

在推進(jìn)校園食品安全的各項(xiàng)工作中明確主體責(zé)任，加大督查力度，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行嚴(yán)肅查處，重點(diǎn)督促各地進(jìn)一步落實(shí)校長(zhǎng)、園長(zhǎng)陪餐制；建立健全食品安全事件應(yīng)急管理處理機(jī)制，制定學(xué)校食品安全風(fēng)險(xiǎn)清單，組織開展應(yīng)急演練，確保遇到緊急突發(fā)事件發(fā)生，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，正確、果斷進(jìn)行處置。

2.2.4 借助多元檢查，落實(shí)“食安”合力

督促“自查自糾”，后勤餐飲服務(wù)部門嚴(yán)格對(duì)照“六大問題”開展梳理自查，圍繞“六個(gè)到位”中的“檢查到位”，做到底數(shù)要清、職責(zé)要明、協(xié)調(diào)要順；狠抓“監(jiān)督檢查”，固化專項(xiàng)治理、法制化治理、動(dòng)員式治理成果，建立長(zhǎng)效機(jī)制，定期以學(xué)校食堂、學(xué)校超市、學(xué)生集體用餐配送單位、集中給學(xué)校配送食品及原料的食品銷售單位以及校園周邊200米范圍的食品經(jīng)營(yíng)單位為重點(diǎn)，開展全覆蓋檢查。

2.2.5 探索技術(shù)改造，落實(shí)“食安”創(chuàng)新

將“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)+明廚亮灶”納入校園食品安全質(zhì)量提升重要內(nèi)容，列入學(xué)校食堂軟硬件建設(shè)的必要指標(biāo)，構(gòu)筑“食安校園”智慧系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)食品安全、環(huán)境安全、生產(chǎn)安全“三安共治”[12]。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)原材料提供基地、食品庫(kù)房、烹飪間、備餐間、專間、留樣間、餐具飲具清洗消毒間等重要場(chǎng)所視頻監(jiān)控全覆蓋[13]；利用區(qū)塊鏈技術(shù)保證上鏈數(shù)據(jù)無法刪除，避免因數(shù)據(jù)不足而發(fā)生校園食品安全輿情[14]；利用“數(shù)字監(jiān)控”，教師、家長(zhǎng)及學(xué)生可通過手機(jī)App實(shí)時(shí)了解從食材的生產(chǎn)、清洗、切配、加工到廚具的清潔、消毒及后廚情況全過程，提高家長(zhǎng)、教師和學(xué)生的參與度，煥發(fā)他們共同維護(hù)校園食品安全的主人翁意識(shí)[15]；創(chuàng)新約談機(jī)制，對(duì)監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的問題由過去的面對(duì)面約談，升級(jí)為大數(shù)據(jù)一鍵觸警，提升監(jiān)管效率[10]。如圖1所示。

圖1 整體架構(gòu)

3 “區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)+校園食品安全監(jiān)管”系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

依照“常態(tài)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)化、信用化”的“五化”工作思路，依托智慧大平臺(tái)，積極探索“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)+校園食品安全”監(jiān)管新機(jī)制，搭建“智慧共治、校園共享”平臺(tái)，推動(dòng)校園食品安全的戰(zhàn)略高度[16]。以高校、家庭乃至政府機(jī)構(gòu)對(duì)于區(qū)塊鏈校園食品安全應(yīng)用建設(shè)為契機(jī)，將區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用到校園食品管理體系的數(shù)據(jù)安全、智能分析、一鍵觸警，推進(jìn)“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)+明廚亮灶”智慧管理模式，構(gòu)筑具有確定性、即時(shí)性、易追責(zé)的立體化監(jiān)管，保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，提高數(shù)據(jù)共享度，力求智能分析并一鍵觸警，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)在校園食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新探索[17]。

3.1 可行性機(jī)理闡釋

文章進(jìn)一步驗(yàn)證了文獻(xiàn)[18]利用協(xié)同平臺(tái)促進(jìn)協(xié)同治理的論斷，進(jìn)一步厘清了區(qū)塊鏈技術(shù)助力校園食品安全的賦能機(jī)理，打破部門邊界，實(shí)現(xiàn)跨組織的協(xié)同治理，解決多主體協(xié)同困境問題，提升代碼式治理要素，利用區(qū)塊鏈技術(shù)“映射”數(shù)字空間，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈治理，為解決校園食品安全問題提供技術(shù)視角[19]。

3.1.1 “去中心化”的協(xié)同平臺(tái)

區(qū)塊鏈技術(shù)是由多個(gè)區(qū)塊通過加密算法組成、多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。在校園食品安全監(jiān)管中，原材料、存儲(chǔ)、烹飪、消毒等各環(huán)節(jié)食品信息通過算法上鏈。區(qū)塊鏈技術(shù)接入校園食品安全監(jiān)管體系，重新編織新型組織形態(tài)，形成去中心化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)扁平化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[20]。區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)助力校園食品安全監(jiān)管，通過技術(shù)加持的認(rèn)證背書，同步采集原材料種植（飼養(yǎng)）過程、廚房烹飪過程、食堂清洗消毒等數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控視頻將生成的哈希特征值上鏈，視頻資料存儲(chǔ)在普通數(shù)據(jù)庫(kù)。去中心化存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)食品數(shù)據(jù)無法被更改，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化治理、重組、加工、處理，進(jìn)而形成知識(shí)，對(duì)外實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口，助力構(gòu)建良好的校園食品安全信用生態(tài)。如圖2所示。

圖2 校園食品安全監(jiān)管的“去中心化”組織形態(tài)

3.1.2 “透明化”的共享機(jī)制

利用分布式賬本記錄食品信息，方便家長(zhǎng)、教師和學(xué)生追蹤食品的供應(yīng)鏈記錄，鏈上數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，涵蓋從種植（飼養(yǎng)）到食堂餐桌的全過程，利用區(qū)塊鏈的電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)身份的象征和不可篡改性，過去存于孤島的角落數(shù)據(jù)，在鏈上充分共享，打破各個(gè)主體之間的空間邊界。以往的校園食品安全輿情因?yàn)樘摷傩畔⒌膫鞑コ尸F(xiàn)不可控的態(tài)勢(shì)，區(qū)塊鏈技術(shù)可以構(gòu)筑信任空間，避免因?yàn)榕で聦?shí)而發(fā)生突發(fā)事件。

3.1.3 “智慧化”的系統(tǒng)自治

鏈上主體按照智能合約規(guī)則形成高度自治，將校園食品安全監(jiān)管規(guī)則形成協(xié)議代碼，制定相應(yīng)規(guī)則嵌入?yún)^(qū)塊鏈中，通過自動(dòng)排查利用大數(shù)據(jù)一鍵觸警，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警并風(fēng)險(xiǎn)防控。利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)上鏈數(shù)據(jù)不可刪除，提升了溯源的準(zhǔn)確性。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)校園食品安全監(jiān)管過程的“前-中-后”來設(shè)計(jì)，由數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)、智慧監(jiān)管模塊、預(yù)警觸達(dá)模塊組成，建立全過程校園食品安全監(jiān)管機(jī)制。

3.2.1 數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)

數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)全景監(jiān)控部署，協(xié)作地感知種植環(huán)境、飼養(yǎng)環(huán)境、生產(chǎn)過程、烹飪過程、清潔消毒過程，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，將采集到的信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器傳送到智慧監(jiān)管模型[21]。

3.2.2 智慧監(jiān)管模塊

充分利用校園食品安全數(shù)據(jù)，構(gòu)造集區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的模型，經(jīng)程序編碼處理區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)，進(jìn)行不同維度信息關(guān)聯(lián)分析，建立校園食品安全綜合畫像，利用模型化拓展整合數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建校園食品的多維度檔案[22]。

3.2.3 預(yù)警觸達(dá)模塊

模塊評(píng)估結(jié)果顯示不合格時(shí)通過移動(dòng)大數(shù)據(jù)靶向語(yǔ)音播報(bào)一鍵觸警，使食堂和監(jiān)管部門收到人工外呼警告。如圖3所示。

圖3 預(yù)警觸達(dá)模塊

3.3 開發(fā)環(huán)境

基于Hyperledger Fabric平臺(tái)框架設(shè)計(jì)，構(gòu)建“點(diǎn)—線—面”網(wǎng)絡(luò)式監(jiān)管結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)采用Ubuntu，模擬Linux的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境[23]，使用Kafka算法保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，使用Bootstrap框架編寫前端頁(yè)面，它適用于所有主流的瀏覽器，而CSS設(shè)計(jì)又適用于手機(jī)[22]，包括生產(chǎn)方、倉(cāng)儲(chǔ)方、流通方的信息錄入界面，信息查詢操作用戶即可在電腦端基于交易ID使用瀏覽器查詢風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，也可在移動(dòng)端通過掃描RFID標(biāo)簽來獲取評(píng)估結(jié)果[2]，最關(guān)鍵的是基于移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)一鍵預(yù)警功能，利用食品安全評(píng)估報(bào)告快速鎖定不安全食品，在銷售商出售有問題食品時(shí)即刻語(yǔ)言預(yù)警，響應(yīng)時(shí)間非?？欤軌蚩刂圃诿霐?shù)級(jí)。開發(fā)的過程主要包括智能合約的編寫，通過SDK調(diào)用智能合約及訂閱各類事件。

3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在Window 7操作系統(tǒng)下，服務(wù)器為vmware，移動(dòng)設(shè)備為華為、小米等，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)監(jiān)管平臺(tái)的視頻和信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程圖見圖4。

圖4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程圖

3.5 性能對(duì)比分析

研究進(jìn)行的區(qū)塊鏈技術(shù)助力校園食品安全立體化監(jiān)管，解決了傳統(tǒng)校園食品安全監(jiān)管數(shù)據(jù)信息不能有效共享，驗(yàn)證困難，預(yù)警速度慢，溯源速度慢，數(shù)據(jù)不安全，不能保證全過程準(zhǔn)確留痕等問題，進(jìn)一步優(yōu)化了校園食品安全的技術(shù)監(jiān)管力度。

4 結(jié)語(yǔ)

“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)”為校園食品安全監(jiān)管指明了前進(jìn)的方向。研究通過將區(qū)塊鏈與校園食品安全管理的創(chuàng)新融合，實(shí)現(xiàn)了采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、烹飪、清洗全過程上鏈、智能評(píng)判和一鍵觸警，解決了傳統(tǒng)校園食品安全監(jiān)管多元治理不足、信息協(xié)同失靈等問題，優(yōu)化了校園食品安全內(nèi)涵建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了從“田間到舌尖”的全程品質(zhì)監(jiān)管，保障了“學(xué)生舌尖上的安全”，守好了校園食品安全底線，推動(dòng)了校園食品安全的進(jìn)一步變革，構(gòu)筑了良好的校園食品安全生態(tài)。