大數(shù)據(jù)和人工智能在高校食品安全智慧監(jiān)管中的應(yīng)用研究

Research on the Application of Big Data and Artificial Intelligence inIntelligentSupervisionofFood SafetyinUniversities

FENG Fan （Nanjing Forestry University，Nanjing 21oooo， China）

Abstract： In recent years，there have been frequent campus food safety problems. The colege canteen is the mainplacefor teachersand students toeatdaily，andfoodsafety is relatedtothe health of teachers and students and the harmony and stabilityof the campus.The college canteen fod safety management processinvolves procurement and storage，cooking and processing，food sampling，and other key links，the traditionalcanteen supervision often reliesonmanualinspection，wichisinefcientandpronetoloopholes.Curently，bigdataandarticialintellience hashadasignificant impactonthe developmentofthefood safety industry.Therefore，itis necessary to combine intelligent information technology to strengthen the supervision of food safety information in coleges.In summary， this article provides an in-depth discussion of the specific application scenarios and impacts of big data and artificial intelligence technologies inthemanagement modeofcollegecanteen，aswellasthechallengesof artificial intelligence and big data in the application of college canteen management.

Keywords： big data; artificial intelligence; college canteen; food safety; intelligent supervision

食品安全是衡量社會(huì)管理發(fā)展水平以及法制建設(shè)的重要標(biāo)準(zhǔn)。隨著當(dāng)前社會(huì)對食品安全問題關(guān)注度的持續(xù)攀升，高校餐飲安全管理已成為學(xué)校日常管理工作中的重點(diǎn)工作[1]。當(dāng)前，有限的監(jiān)管資源與繁重復(fù)雜的監(jiān)管任務(wù)之間的矛盾日益凸顯，傳統(tǒng)的監(jiān)管手段和方式難以滿足高校食堂的高質(zhì)量發(fā)展需求。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能時(shí)代的到來，食品安全智能化監(jiān)管有望被進(jìn)一步推進(jìn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的計(jì)算機(jī)科學(xué)和智能技術(shù)為食品安全監(jiān)管提供了新的技術(shù)切入點(diǎn)。當(dāng)食品安全與人工智能產(chǎn)生深度融合，必將不斷改善當(dāng)下的食品安全形勢，促進(jìn)高校食堂現(xiàn)代化和智能化管理的高質(zhì)量發(fā)展。

1大數(shù)據(jù)與人工智能概述

1.1大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與特點(diǎn)

世界衛(wèi)生組織對大數(shù)據(jù)的定義為快速收集和處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，其核心特征包括規(guī)模性、多樣性、高速性和價(jià)值性[2]。食品安全管理貫穿于生產(chǎn)、采購、供應(yīng)和銷售等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對各環(huán)節(jié)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，挖掘其中蘊(yùn)含的價(jià)值信息將成為引領(lǐng)食品安全發(fā)展和創(chuàng)新的關(guān)鍵。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等大數(shù)據(jù)技術(shù)常被應(yīng)用于食品安全管理[3-4]。

1.2 人工智能的原理與特點(diǎn)

人工智能是研究用計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為的一門學(xué)科，它能獲取自然語言，并對其進(jìn)行規(guī)劃、區(qū)分和理解。經(jīng)過多年的發(fā)展，人工智能技術(shù)經(jīng)歷了基于人類制訂的規(guī)則學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深入學(xué)習(xí)幾個(gè)階段，取得了顯著的進(jìn)步和突破，已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)和生活中。當(dāng)前，人工智能的核心技術(shù)涵蓋了計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、生物特征識別、機(jī)器學(xué)習(xí)算法以及自然語言處理技術(shù)等多個(gè)方面，能自動(dòng)化分析食品生產(chǎn)過程，進(jìn)而有效優(yōu)化庫存管理、降低生產(chǎn)成本，最終達(dá)到減少食品浪費(fèi)，改善供應(yīng)鏈，監(jiān)測食品欺詐和監(jiān)管食品安全的目的[5]。

1.3大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)融合在食品安全監(jiān)管中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)主要用于海量數(shù)據(jù)的采集、存儲、查詢和基礎(chǔ)處理，收集到的數(shù)據(jù)存在諸多冗余?，F(xiàn)代人工智能是以數(shù)據(jù)、算法和算力作支撐。數(shù)據(jù)收集是人工智能發(fā)展中最重要的部分，數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量決定了預(yù)測的效率和準(zhǔn)確性。人工智能最明顯的優(yōu)勢在于其能自動(dòng)從大量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)知識并從冗余的數(shù)據(jù)中采集有用的信息，使大數(shù)據(jù)的挖掘變得更加高效和精準(zhǔn)。人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)互為依存、相輔相成，大數(shù)據(jù)技術(shù)的提升為人工智能模型提供了充足的計(jì)算資源，以及更多、更高維度的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以提升模型性能，而人工智能模型的反饋也能進(jìn)一步改進(jìn)底層的數(shù)據(jù)分析流程，實(shí)現(xiàn)不斷提升的良性循環(huán)。隨著兩者的持續(xù)融合，不僅推動(dòng)了智能化技術(shù)的快速發(fā)展，更開啟了一場智能化的產(chǎn)業(yè)革命。

在食品安全管理領(lǐng)域，自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、智能決策等人工智能技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。通過采集、分析和應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)，顯著增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的智能化處理水平，并提升數(shù)據(jù)處理的效率。高校食堂原材料采購環(huán)節(jié)是保障食品安全的基礎(chǔ)，利用智能傳感器和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)和食品加工過程的實(shí)時(shí)感知和自動(dòng)識別；強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法的引入，進(jìn)一步完善對風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵點(diǎn)的管控和決策機(jī)制，推動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)的自主智能運(yùn)行。人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度融合，有助于構(gòu)建全鏈條食品安全治理體系，為處理復(fù)雜的食品安全管理問題提供更高效、智能的解決方案。

2大數(shù)據(jù)與人工智能在高校食品安全監(jiān)管中的應(yīng)用實(shí)踐

2.1供應(yīng)鏈智能化管理

大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能的集成應(yīng)用使供應(yīng)鏈逐漸演變?yōu)榫邆淠軌蜃晕腋兄?、自我治理、自我決策進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自我優(yōu)化的自主化供應(yīng)鏈體系。高校食堂的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控主要包括庫存管理、食品貯藏和安全溯源等方面。對于庫存管理，學(xué)?？赏ㄟ^人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)時(shí)掌握原料的庫存動(dòng)態(tài)，深入分析數(shù)據(jù)趨勢，精準(zhǔn)預(yù)判師生用餐消費(fèi)需求，以便實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的庫存規(guī)劃，規(guī)避庫存積壓或缺貨問題。在食品貯存環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制貯藏間的溫度和濕度，對食品安全至關(guān)重要。通過使用基于深度學(xué)習(xí)的人工智能工具，如溫濕度傳感器，可以對高校后廚貯藏間、備餐間實(shí)現(xiàn)溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控并在貯藏條件異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，最大限度減少誘發(fā)食品污染或變質(zhì)的安全隱患。利用人工智能算法分析日常食品保存環(huán)境中的溫度、濕度、氧氣水平等各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品的保質(zhì)期，有助于減少食物浪費(fèi)并優(yōu)化資源利用[。使用人工智能驅(qū)動(dòng)的圖像識別系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)還可通過監(jiān)測食品在貯藏期間的品質(zhì)變化來保證食品安全。此外，在食品安全問題追溯方面，機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、區(qū)塊鏈技術(shù)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，可以增強(qiáng)對供應(yīng)鏈整體的可追溯性。一旦高校發(fā)生食品安全事件，人工智能算法檢測系統(tǒng)可迅速鎖定問題批次，追溯食材來源、運(yùn)輸軌跡以及存儲情況。這不僅能夠助力高校迅速啟動(dòng)食品召回流程，有效縮小問題影響范圍，還能進(jìn)一步強(qiáng)化對問題環(huán)節(jié)的管控力度，提升供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)管理能力[]。

2.2 智能監(jiān)測食品加工過程

為優(yōu)化食品加工過程的安全管理，確保師生能夠享用到安全、優(yōu)質(zhì)的食品，智能化監(jiān)測技術(shù)顯得至關(guān)重要。在加工環(huán)境監(jiān)測方面，人工智能技術(shù)可用于監(jiān)控和優(yōu)化食品加工環(huán)境的清潔和衛(wèi)生。機(jī)器學(xué)習(xí)與各種傳感器技術(shù)（電、光學(xué)、聲學(xué)和超聲波等）相結(jié)合可以監(jiān)測和判斷食品加工設(shè)備的污染情況；視頻監(jiān)控結(jié)合智能傳感器通過圖像識別、行為識別等功能可對后廚出現(xiàn)的老鼠、蟑螂、蒼蠅和蚊子進(jìn)行快速識別并抓拍取證，同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號督促管理人員及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)還能分析各種來源的數(shù)據(jù)，如社交媒體和官方新聞，以識別當(dāng)前可能存在的較高風(fēng)險(xiǎn)隱患的食品安全問題，預(yù)測環(huán)境中食源性病原體污染風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)地和時(shí)間點(diǎn)，使管理人員能夠快速識別潛在危害并降低食源性疾病的風(fēng)險(xiǎn)，防止交叉污染。

人工智能技術(shù)還可以幫助食堂員工樹立食品安全行為意識，通過檢測員工在生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)中的行為差異判斷其是否規(guī)范操作。對于陌生人員隨意進(jìn)入后廚、員工未佩戴口罩、帽子及未按規(guī)定正確清潔等問題，均能智能識別并預(yù)警干預(yù)。當(dāng)前，人工智能技術(shù)賦能的聊天機(jī)器人還能有效輔助培訓(xùn)員工對食品安全工作重要性的認(rèn)知，逐步深化員工對食品安全的重視程度。

2.3 發(fā)展綠色節(jié)約型食堂

在當(dāng)今提倡環(huán)保和節(jié)能的背景下，建設(shè)節(jié)約型食堂顯得尤為重要。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的節(jié)約型食堂逐步向智能化節(jié)約方向轉(zhuǎn)型，其不僅致力于減少食物浪費(fèi)，更是通過集成先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化管理流程，實(shí)現(xiàn)食堂的綠色可持續(xù)發(fā)展。通過安裝能耗監(jiān)測設(shè)備，利用人工智能算法基于天氣模式分析能源需求動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)電和配電，可以減少能源消耗，降低運(yùn)營成本。在供餐環(huán)節(jié)，節(jié)約型食堂使用智能選餐稱重模式，就餐者依據(jù)個(gè)人口味喜好和食量，按需選餐，無須人工打餐收銀，設(shè)備自動(dòng)稱重、按克計(jì)價(jià)，從“被動(dòng)浪費(fèi)”轉(zhuǎn)為“主動(dòng)光盤”，使反浪費(fèi)行為深入踐行。研究表明，一項(xiàng)基于決策樹算法開發(fā)的人工智能系統(tǒng)可根據(jù)處理餐廚垃圾產(chǎn)生的氣體預(yù)測食物浪費(fèi)的質(zhì)量和類型。通過機(jī)器學(xué)習(xí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，預(yù)測可能被浪費(fèi)食物的準(zhǔn)確率可達(dá)到 92.65% ，為就餐者食物浪費(fèi)特點(diǎn)提供有價(jià)值的見解[8。因此，在餐后環(huán)節(jié)，使用智能餐余監(jiān)控一體機(jī)識別就餐用戶的餐余，形成數(shù)據(jù)看板及綜合分析，可最大限度地減少食物浪費(fèi)和廚余垃圾的產(chǎn)生。

2.4參與社會(huì)輿論治理

在社交媒體信息日益多元化的背景下，人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)輿論治理領(lǐng)域展現(xiàn)出前所未有的潛力，特別是在提高輿情監(jiān)控的精確度、深化輿情分析的智能化水平以及優(yōu)化輿論引導(dǎo)策略方面，為網(wǎng)絡(luò)輿論治理開辟了新的路徑。在食品安全監(jiān)管中，運(yùn)用智能化手段監(jiān)控輿情，不僅可以了解公眾對于食品安全的多元訴求，維護(hù)有關(guān)群體的合法權(quán)益，還能為食品安全的危機(jī)管理提供幫助，防止食品安全群體性事件的無預(yù)期性暴發(fā)。高校食堂可引入智能搜索、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等智能化采集技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)中與學(xué)校食堂食品安全相關(guān)的輿情進(jìn)行自動(dòng)收集、篩選和大數(shù)據(jù)監(jiān)測，通過自然語言處理、情感分析等技術(shù)手段，對師生的言論和行為進(jìn)行全面的監(jiān)測和分析，從而實(shí)時(shí)追蹤到輿論熱點(diǎn)和輿論危機(jī)，了解和掌握輿情動(dòng)態(tài)，以提前制訂全面應(yīng)對輿情事件的應(yīng)對方案。通過精細(xì)化采集并分析數(shù)據(jù)與信息，為學(xué)校深入理解師生的興趣偏好、價(jià)值觀念及情感趨向提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)而為實(shí)施精準(zhǔn)有效的輿論引導(dǎo)策略提供科學(xué)方案。

3當(dāng)前大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于高校食品安全管理中面臨的挑戰(zhàn)

3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全問題

食品安全系統(tǒng)包含硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施，是一個(gè)復(fù)雜的體系。食品生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的偏差性和不準(zhǔn)確會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理，進(jìn)而影響機(jī)器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練，導(dǎo)致偏離預(yù)期效果。盡管數(shù)據(jù)被成功采集，但后續(xù)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)也面臨計(jì)算資源和時(shí)間的雙重壓力，特別是涉及處理海量大規(guī)模數(shù)據(jù)集時(shí)，需要依賴于高效算法和強(qiáng)大計(jì)算能力的雙重支撐。隨著高校持續(xù)采用這些新技術(shù)，數(shù)據(jù)不斷累積，如何確保這些數(shù)據(jù)的安全存儲和傳輸成為重點(diǎn)關(guān)注的問題，一旦數(shù)據(jù)泄露或被非法利用，不僅會(huì)對學(xué)校師生的隱私造成侵犯，還可能給整個(gè)高校管理系統(tǒng)帶來信任危機(jī)[。

3.2 技術(shù)人才短缺

在高校食堂安全管理領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)分析工作要求技術(shù)人才具備統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及食品科學(xué)等多學(xué)科的知識與技能。目前，高校食堂管理者中既熟悉食品安全業(yè)務(wù)又掌握大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的復(fù)合型人才相對匱乏，導(dǎo)致智能管理技術(shù)無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢、數(shù)據(jù)分析結(jié)果的應(yīng)用和解讀存在一定誤差，進(jìn)而對人工智能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.3政策支持與投入不足

盡管國家已經(jīng)出臺推行了一系列支持人工智能發(fā)展的政策措施，但在具體規(guī)劃和實(shí)施過程中，仍存在一定的滯后性，導(dǎo)致高校在引入人工智能技術(shù)時(shí)缺乏明確的政策指導(dǎo)和資金支持。

4大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于高校食品安全管理的優(yōu)化策略

4.1提高數(shù)據(jù)質(zhì)量與準(zhǔn)確性，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)

高校食堂應(yīng)優(yōu)化數(shù)據(jù)采集流程，制訂統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保數(shù)據(jù)來源的可靠性和一致性。同時(shí)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控體系，定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評估和問題排查。此外，還需制訂內(nèi)部數(shù)據(jù)安全管理體系，以強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全管理的具體執(zhí)行規(guī)范。

4.2 加強(qiáng)技術(shù)人才培養(yǎng)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作

積極組織食堂技術(shù)人員參加大數(shù)據(jù)、人工智能等方面的專業(yè)培訓(xùn)課程、研討會(huì)和學(xué)術(shù)會(huì)議，提升其專業(yè)認(rèn)知。另外，針對食品安全監(jiān)管崗、設(shè)備設(shè)施管理崗等關(guān)鍵技術(shù)崗位，需招募專業(yè)人才。政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)專家、消費(fèi)者和食品供應(yīng)鏈上的其他相關(guān)從業(yè)者之間的創(chuàng)新和戰(zhàn)略合作對于推動(dòng)食品安全智能管理領(lǐng)域的進(jìn)步至關(guān)重要。通過政府撥款、社會(huì)捐贈(zèng)及校企合作等途徑，助力高校食堂在人工智能技術(shù)的研發(fā)、軟硬件設(shè)施購置、業(yè)務(wù)培訓(xùn)等領(lǐng)域的投人。通過與科技企業(yè)建立合作關(guān)系，開展聯(lián)合培養(yǎng)、項(xiàng)目合作等方式引進(jìn)外部人才和技術(shù)資源，支持人工智能在高校食堂的應(yīng)用、發(fā)展和維護(hù)。

5結(jié)語

大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在高校食品安全和質(zhì)量管理中的應(yīng)用，標(biāo)志著其在食品領(lǐng)域和高校食品安全管理方面取得了重大發(fā)展。高校利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等智能化技術(shù)手段，能不斷提高食品供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管控程度，優(yōu)化食品生產(chǎn)流程，改善食堂餐食質(zhì)量，同時(shí)減少食品浪費(fèi)。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)通過自動(dòng)化運(yùn)行復(fù)雜任務(wù)，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)和決策，將徹底改變傳統(tǒng)食品安全和質(zhì)量管理實(shí)踐。然而，由于數(shù)據(jù)互通性和校企研發(fā)力度不足，與高校食品安全領(lǐng)域配套的人工智能技術(shù)開發(fā)仍相對滯后。因此，未來推動(dòng)高校食品安全智能化管理應(yīng)著重應(yīng)用數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方法，提升數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化水平，構(gòu)建合作生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而推動(dòng)人工智能在食品安全領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，為師生的健康飲食保駕護(hù)航。

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