夏奇峰，廖秀環(huán)，盧慧娟，朱哲

（廣州市增城區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督所，廣東廣州511300）

基于信息技術(shù)的蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的構(gòu)建研究

夏奇峰，廖秀環(huán)，盧慧娟，朱哲

（廣州市增城區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督所，廣東廣州511300）

為進(jìn)一步推動(dòng)蔬菜生產(chǎn)的安全化和信息化建設(shè)，建立完善的農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)及溯源管理系統(tǒng)，保障蔬菜質(zhì)量安全。以廣州市增城區(qū)蔬菜生產(chǎn)的實(shí)際情況，通過采用J2EE（Java2平臺(tái)企業(yè)版,Java2 Enterprise Edition）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、可擴(kuò)展的標(biāo)記語言（Extensible Markup Language）和網(wǎng)絡(luò)（Internet）等技術(shù)構(gòu)建蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，對(duì)蔬菜生產(chǎn)安全進(jìn)行全方位的跟蹤與監(jiān)控，建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)化管理的新模式，對(duì)保障植物性農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全具有重大意義。

蔬菜；追溯系統(tǒng)；質(zhì)量安全

蔬菜質(zhì)量安全關(guān)乎人民的日常生活與身體健康，一直以來都是全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來，發(fā)生的“毒大米”、“毒蔬菜”、“多寶魚”和“桂花魚”等事件表明，我國的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題并不樂觀，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制水平勢(shì)在必行。而除了頒布相關(guān)的法律法規(guī)外，著手完善蔬菜從生產(chǎn)到流通過程中的跟蹤與問責(zé)機(jī)制也很有必要，這樣才能切實(shí)、有效地保障蔬菜質(zhì)量安全。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)是我國近年來發(fā)展的一種產(chǎn)品信息化監(jiān)控系統(tǒng)，是當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)之一，它既可以有效地管理蔬菜產(chǎn)品生產(chǎn)，保障蔬菜質(zhì)量安全，又可以對(duì)蔬菜的流通進(jìn)行跟蹤，完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管體系。

可追溯系統(tǒng)是一種以保障食品質(zhì)量安全為目的，以信息處理技術(shù)為基礎(chǔ)的質(zhì)量安全保障系統(tǒng)[1]。追溯系統(tǒng)主要通過二維碼識(shí)別技術(shù)和條碼技術(shù)，將實(shí)物流與信息流結(jié)合起來，讓產(chǎn)品的所有生產(chǎn)信息記錄貫穿整個(gè)供應(yīng)鏈，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成信息在供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)之間的傳輸和信息發(fā)布，最終達(dá)到跟蹤和溯源食物的目的[2]。編碼條碼采用國際通用的編碼規(guī)則，讓企業(yè)的每一份產(chǎn)品都能有獨(dú)特的追溯碼可供查詢，由此關(guān)聯(lián)產(chǎn)品所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息。消費(fèi)者可訪問追溯系統(tǒng)服務(wù)器，查詢所購買產(chǎn)品的詳細(xì)信息。

目前增城區(qū)6.67 hm2以上的蔬菜基地有32個(gè)，其中廣州市10大蔬菜生產(chǎn)基地增城區(qū)有4個(gè)，包括超振裕（原大業(yè)）菜場(chǎng)生產(chǎn)基地、合利菜場(chǎng)生產(chǎn)基地、小樓冬瓜生產(chǎn)基地及從玉菜場(chǎng)生產(chǎn)基地。

以廣州市增城區(qū)一衣口田公司的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)為例，從農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)入手，利用現(xiàn)代信息技術(shù)將生產(chǎn)基地、倉庫、市場(chǎng)進(jìn)行連接，構(gòu)建出一個(gè)覆蓋面廣、功能齊全的農(nóng)產(chǎn)品溯源管理平臺(tái)，使農(nóng)產(chǎn)品的溯源工作更加信息化、簡(jiǎn)便化、大眾化。推廣該系統(tǒng)可促進(jìn)廣州市增城區(qū)各個(gè)鎮(zhèn)街、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)、溯源工作規(guī)范化，為相關(guān)部門提供準(zhǔn)確的農(nóng)產(chǎn)品安全信息，為消費(fèi)者的健康保駕護(hù)航。

1 追溯系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代，法國是最早著手建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系的國家，該體系主要用于監(jiān)管牛肉質(zhì)量安全，這為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管開辟了新方向[3]。歐盟在瘋牛病爆發(fā)流行后，頒布了178/2002法令，通過法律的形式加大對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全的監(jiān)管，以求對(duì)農(nóng)產(chǎn)品各個(gè)環(huán)節(jié)信息都可追溯[4]。英國政府實(shí)施的家畜辨識(shí)與注冊(cè)綜合系統(tǒng)，可記錄家畜的耳標(biāo)、養(yǎng)殖管理、身份證等信息，用于對(duì)家畜進(jìn)行追蹤定位[5]。美國建立的食品追溯系統(tǒng)強(qiáng)制性要求生產(chǎn)者、運(yùn)輸者、銷售商都如實(shí)記錄食品信息，實(shí)現(xiàn)從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的全程管理[6]。日本除了建立農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證制度外，還頒布了相關(guān)追溯系統(tǒng)法規(guī)，并強(qiáng)制銷售終端安裝溯源設(shè)備[7]。

中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局于2003年啟動(dòng)“中國條碼推進(jìn)工程”，開始著手對(duì)蔬菜和肉品進(jìn)行編碼、記錄、追蹤管理。2006年國家頒布了《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》，2009年《中華人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》實(shí)施，通過推行一系列的法律法規(guī)，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全逐步得到重視，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)安全、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、包裝標(biāo)識(shí)等管理制度也愈加規(guī)范[8]。北京、杭州、南京、壽光等多個(gè)城市都開展了相關(guān)的農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管和溯源體系的建設(shè)，為溯源系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用提供了依據(jù)[9，10]。2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年廣州亞運(yùn)會(huì)，則大規(guī)模運(yùn)用食品安全追溯系統(tǒng)，配合溯源標(biāo)簽的使用，有效保障了運(yùn)動(dòng)員的飲食安全，實(shí)現(xiàn)從農(nóng)田到餐桌的全程監(jiān)控，為國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的運(yùn)用提供了范例[11]。

學(xué)術(shù)界也有很多學(xué)者針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)進(jìn)行了研究。劉越暢等基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立了蔬菜流通的數(shù)據(jù)采集與溯源系統(tǒng)，可對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，從而保障蔬菜質(zhì)量安全[12]。邢美等基于WEB建立了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)與溯源系統(tǒng)，可統(tǒng)計(jì)檢測(cè)信息和蔬菜流通信息，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)監(jiān)測(cè)到市場(chǎng)流通的全程監(jiān)管[13]。鄭業(yè)魯?shù)确治鲆?guī)模化蔬菜供應(yīng)企業(yè)的市場(chǎng)供應(yīng)鏈模式，構(gòu)建了蔬菜供應(yīng)鏈全程追溯體系，實(shí)現(xiàn)了蔬菜供應(yīng)鏈全程的信息化管理和質(zhì)量安全追溯[14]。李友水等結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)的追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)田環(huán)境和種植管理的實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤[15]。建立完善的蔬菜產(chǎn)地質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管具有重要意義，更是解決當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展過程中的“產(chǎn)銷對(duì)接”、“誠信問題”等問題的有效方法。

2 蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 追溯系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 溯源系統(tǒng)分析

蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)是以蔬菜為核心，產(chǎn)業(yè)鏈為紐帶，質(zhì)量安全與預(yù)警為目的的信息監(jiān)管系統(tǒng)，而要滿足生產(chǎn)者、銷售商和消費(fèi)者不同的利益需求，關(guān)鍵就是確定溯源流程及信息節(jié)點(diǎn)。其中關(guān)鍵信息點(diǎn)包括：蔬菜生產(chǎn)地、生產(chǎn)企業(yè)、耕種、種植管理、收獲、存儲(chǔ)、加工、物流和銷售等。信息記錄要詳細(xì)、具體，有明確責(zé)任主體，以方便消費(fèi)者和市場(chǎng)監(jiān)管者依托現(xiàn)代信息技術(shù)倒逼監(jiān)管蔬菜質(zhì)量安全。

2.2.2 總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)。服務(wù)平臺(tái)自下至上分為3層，第一層是表示層，一般情況下就是展現(xiàn)給用戶的圖形界面與數(shù)據(jù)，中間層由應(yīng)用邏輯組成，即業(yè)務(wù)邏輯層，第三層包含應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)組件層。3層系統(tǒng)有利于系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和擴(kuò)展。

2.3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程

2.3.1 蔬菜追溯編碼

在分析蔬菜的個(gè)體屬性、包裝形式、生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上，對(duì)于蔬菜采用批次追溯編碼方法，定義同一天收獲的來自于同一生產(chǎn)單元（地塊或溫室）、同一品種、同一等級(jí)的農(nóng)產(chǎn)品為同一批次。追溯編碼采用15位數(shù)字碼，其中4位企業(yè)代碼+4位品種序號(hào)+6日期編號(hào)+1批次號(hào)。編碼示例見圖1。

圖1 編碼示例

采用的編碼類型可通過企業(yè)編號(hào)直接將企業(yè)鎖定在一定范圍內(nèi)，便于發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件時(shí)快速定位；采用的6位產(chǎn)品編碼，預(yù)留了一定的產(chǎn)品數(shù)量，便于根據(jù)追溯系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用擴(kuò)大產(chǎn)品；將認(rèn)證類型直接寫入編碼中，便于直接監(jiān)管；采用的校驗(yàn)碼具有一定的防偽功能。

2.3.2 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

為了充分滿足系統(tǒng)在安全性、跨平臺(tái)性、可移植性、易擴(kuò)展性、易維護(hù)性等方面的要求，系統(tǒng)主要采用基于Java平臺(tái)的J2EE技術(shù)體系，構(gòu)建于B/S三層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)之上，并采用XML等編程技術(shù)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯、流程控制邏輯和數(shù)據(jù)存取邏輯通過在不同的技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用服務(wù)器之上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的快速部署和靈活調(diào)整，充分保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全可靠訪問。

系統(tǒng)支持ORACLE、SQL SERVER、SYBASE、DB2等各種大型的主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；同時(shí)支持Windows、國產(chǎn)Linux及Unix等各種操作系統(tǒng)；利用XML作為系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行信息資源整合。具體采用技術(shù)如下：

（1）J2EE架構(gòu)

J2EE平臺(tái)企業(yè)版（Java 2 Enterprise Edition），是一套全然不同于傳統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)架構(gòu)，包含許多組件，主要可簡(jiǎn)化和規(guī)范應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與部署，進(jìn)而提高可移植性、安全與再用價(jià)值。

（2）3層體系結(jié)構(gòu)

本子系統(tǒng)采用流行的J2EE 3層應(yīng)用體系架構(gòu)，這種標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)以及其所支持的跨平臺(tái)的Java語言可以方便用戶的應(yīng)用開發(fā)以及應(yīng)用集成。同時(shí)由于該應(yīng)用支撐平臺(tái)支持多種流行的開放工具，用戶可以選擇其熟悉的開發(fā)工具開發(fā)應(yīng)用，縮短了開發(fā)部署以及應(yīng)用移植的時(shí)間。

（3）XML技術(shù)

XML代表Extensible Markup Language（可擴(kuò)展的標(biāo)記語言）。XML是一套定義語義標(biāo)記的規(guī)則，這些標(biāo)記將文檔分成許多部件并對(duì)這些部件加以標(biāo)識(shí)。它也是元標(biāo)記語言，即定義了用于定義其他與特定領(lǐng)域有關(guān)的、語義的、結(jié)構(gòu)化的標(biāo)記語言的句法語言。在本子系統(tǒng)中，XML技術(shù)主要用作不同應(yīng)用系統(tǒng)之間信息交換的標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)共享的方式。

（4）Web GIS技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的迅速崛起和在全球范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，使萬維網(wǎng)（World Wide Web，簡(jiǎn)稱WWW或Web）成為高效的全球性信息發(fā)布渠道。隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）的需求，利用Internet在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析功能，已經(jīng)成為GIS發(fā)展的必然趨勢(shì)，本項(xiàng)目均采用Web GIS技術(shù)構(gòu)建展示信息平臺(tái)，基于服務(wù)器的GIS解決方案，以創(chuàng)建和分發(fā)J2EE應(yīng)用和服務(wù)。用戶在任何連通網(wǎng)絡(luò)的客戶端上都可以通過IE使用GIS系統(tǒng)，不需要另外安裝GIS操作軟件。

2.3.3 監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)

集成生產(chǎn)、流通等數(shù)據(jù)構(gòu)建中心數(shù)據(jù)庫，同時(shí)，完成蔬菜基地或?qū)I(yè)合作村的數(shù)據(jù)收集、整編與入庫工作；在此基礎(chǔ)上構(gòu)建產(chǎn)地環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)、執(zhí)法巡查應(yīng)用系統(tǒng)，并建立門戶網(wǎng)站，為質(zhì)量安全不同管理部門提供入口。

系統(tǒng)綜合無公害食品、綠色食品、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品三者的產(chǎn)地環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)簡(jiǎn)明、可比、可綜合的原則，建立了基于單項(xiàng)指數(shù)法、綜合指數(shù)法和Nemerow指數(shù)法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模型。以.NET為集成開發(fā)平臺(tái)，以C+為開發(fā)語言，通過調(diào)用地理信息系統(tǒng)組件實(shí)現(xiàn)了文件管理、圖層操作、查詢功能、空間分析、地圖編輯、統(tǒng)計(jì)、測(cè)距、產(chǎn)地環(huán)境評(píng)價(jià)、報(bào)告生成等功能。核心功能模塊主要有地圖操作、屬性查詢、空間分析、產(chǎn)地評(píng)價(jià)等等。

2.3.4 運(yùn)行環(huán)境建設(shè)

運(yùn)行環(huán)境即本項(xiàng)目所需的軟、硬件等的支撐環(huán)境，具體包括服務(wù)器、工作電腦、掌上農(nóng)事通設(shè)備、執(zhí)法條碼識(shí)別器、溯源條碼打印機(jī)、打印紙、碳帶耗材、溯源電子稱、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、短信查詢平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫中間件、GIS中件間等。

4 討論

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，已成為世界各國優(yōu)先考慮并著重解決的問題。它不僅關(guān)系到廣大人民的身體健康，也關(guān)系著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。本文在借鑒國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣州市增城區(qū)蔬菜生產(chǎn)的實(shí)際情況，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建了蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)蔬菜生產(chǎn)、流通中的各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤記錄，配合蔬菜編碼和二維碼的使用，為消費(fèi)者查詢蔬菜質(zhì)量信息提供了方便。現(xiàn)代信息技術(shù)可真正實(shí)現(xiàn)蔬菜產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售全過程的監(jiān)控與跟蹤，為產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)帶來良好經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)形成消費(fèi)綠色、安全農(nóng)產(chǎn)品的氛圍。

廣州市增城區(qū)將在2年時(shí)間內(nèi)，完成10個(gè)蔬菜基地或?qū)I(yè)合作社的植物性農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，基本實(shí)現(xiàn)植物性農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)源頭的精細(xì)化管理，使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量具備較強(qiáng)的可追溯性，最終實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)有記錄、流向可追蹤、信息可查詢、質(zhì)量可追溯”，保障增城區(qū)蔬菜質(zhì)量安全，為政府的宏觀決策提供信息支持，為打造示范核心區(qū)與示范龍頭企業(yè)營造良好氛圍。

通過構(gòu)建廣州市增城區(qū)蔬菜產(chǎn)地質(zhì)量安全追溯體系，開發(fā)蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，可初步實(shí)現(xiàn)對(duì)種植類農(nóng)產(chǎn)品安全問題早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早控制。該系統(tǒng)平臺(tái)操作方便，易于管理，追溯結(jié)果可靠，具有較高的實(shí)用性、科學(xué)性和可信性，方便監(jiān)控，為促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和貿(mào)易的擴(kuò)大化起到了積極的作用。

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1005-2690（2017）07-0021-03

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