楊 文，鐘 攀,邱 鵬,楊 遠(yuǎn)

(1.四川省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，四川 成都 610041；2.成都粒晶云智慧科技有限公司，四川 成都 610071)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測是各級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村行政主管部門掌握轄區(qū)內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況，進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估的重要手段，也是政府研判農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全形勢，開展科學(xué)決策的重要依據(jù)。其中，采樣的科學(xué)性和規(guī)范性又直接影響監(jiān)測結(jié)果的真實(shí)性、公正性和代表性，是監(jiān)管部門必須認(rèn)真對(duì)待和首要解決的問題?？茖W(xué)采樣是監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，正確采樣是結(jié)果正確的前提，規(guī)范采樣是準(zhǔn)確判定的保證。如何把采樣環(huán)節(jié)管理好、執(zhí)行好、利用好，成為當(dāng)前各地農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管部門面臨的新挑戰(zhàn)。而目前云服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的運(yùn)用，可為新常態(tài)下的監(jiān)測采樣提供全新思維視角和解決方案。

1 四川省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測采樣的現(xiàn)狀和問題

四川是全國較早開展農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管監(jiān)測的省份之一，隨著工作的深化，全省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測在抽檢的地域范圍、數(shù)量、產(chǎn)品種類、監(jiān)測參數(shù)上都有了突破性的發(fā)展。目前，全省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測工作覆蓋21個(gè)市州、183個(gè)縣(市、區(qū))及所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)。監(jiān)測類別涵蓋農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)投入品和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地。監(jiān)測的農(nóng)產(chǎn)品包括蔬菜(含食用菌)、水果、茶葉、糧食作物、畜禽蜂產(chǎn)品、水產(chǎn)品6大類133個(gè)品種，檢測農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、違禁物質(zhì)、重金屬、生物毒素、防腐保鮮添加劑和環(huán)境污染物等參數(shù)150余項(xiàng)，每年定量監(jiān)測樣品量達(dá)到3萬批次以上。數(shù)據(jù)增長的背后是抽檢要求的不斷提升，隨著采樣類別、品種、數(shù)量的大幅增加，工作量加大，逐漸暴露出采樣環(huán)節(jié)很多突出的問題。一是采樣的規(guī)范性。采樣人員對(duì)需要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、采樣地點(diǎn)、聯(lián)系方式、技術(shù)說明等不熟悉或理解存在偏差，不利于采樣工作準(zhǔn)確高效的執(zhí)行；樣品名稱填寫不規(guī)范、不統(tǒng)一，有的填寫學(xué)名，有的填寫別名，隨意性較強(qiáng)，造成后期樣品檢測信息流轉(zhuǎn)不規(guī)范，也讓數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總困難。二是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于每個(gè)人的書寫習(xí)慣不同，常出現(xiàn)采樣表單填寫的字跡不清，難以辨認(rèn)等問題，降低了采樣信息的準(zhǔn)確性，影響到后期對(duì)樣品結(jié)果的追溯和執(zhí)法工作的開展；抽樣多聯(lián)單在實(shí)際使用中后兩頁不清晰，實(shí)用性低，無法提供留存檔案，且不環(huán)保。三是信息的重復(fù)性。按現(xiàn)在抽樣規(guī)范的要求，采樣單填寫的內(nèi)容越來越細(xì)，工作量越來越大，相似性表單重復(fù)填寫，工作效率低；采樣中重要的樣品標(biāo)簽也需手工填寫，且填寫信息與抽樣單完全重復(fù)，容易出現(xiàn)樣品標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)抽樣單不一致，造成樣品信息混亂無法分辨。四是工作的追溯性。缺少工作過程的佐證資料，無法證明采樣現(xiàn)場；GPS信息需獨(dú)立設(shè)備采集，記錄困難，且數(shù)據(jù)與工作環(huán)境無直接關(guān)聯(lián)。五是任務(wù)的可控性。任務(wù)下達(dá)后，無法及時(shí)獲取執(zhí)行情況、完成進(jìn)度，任務(wù)完成后，即使發(fā)現(xiàn)問題也很難彌補(bǔ)。六是數(shù)據(jù)的應(yīng)用性。采樣的資料后續(xù)管理弱，歸檔管理難，數(shù)據(jù)未電子化，無法深度分析利用，影響采樣數(shù)據(jù)在各級(jí)工作科學(xué)決策中的應(yīng)用。

當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全倍受關(guān)注，安全問題極易傳播，新常態(tài)下的質(zhì)量安全監(jiān)測工作關(guān)鍵在于“準(zhǔn)”，不僅要能快速得出監(jiān)測結(jié)果，更要能協(xié)助決策部門快速發(fā)現(xiàn)規(guī)律性、趨勢性和苗頭性問題，以便主管部門快速反應(yīng)，提前部署[1]。為了充分利用好海量數(shù)據(jù)，并讓全省200多家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測機(jī)構(gòu)能在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)下組織開展本地區(qū)監(jiān)測工作，四川探索將互聯(lián)網(wǎng)思維、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)采樣智能分析與質(zhì)量監(jiān)管的深度融合，探索建立大數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)了由過去全流程人工處理向全流程商業(yè)智能的跨越式轉(zhuǎn)變。

2 國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測采樣數(shù)據(jù)處理模式

國外農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測工作開展得比我國早，政府在監(jiān)測體系建設(shè)的重點(diǎn)主要側(cè)重于上層的風(fēng)險(xiǎn)性監(jiān)測和監(jiān)管基層的巡查性監(jiān)管?；趯?duì)農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)的依重，發(fā)達(dá)國家普遍高度重視農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，特別是針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測、質(zhì)量追溯和巡查監(jiān)管等方面的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用較為深入，如歐盟(食品和飼料快速預(yù)警系統(tǒng)RASFF是一個(gè)連接歐盟成員國和歐盟委員會(huì)以及歐盟食品安全局(EFSA)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))、美國、加拿大、澳大利亞、日本、韓國等國都建了監(jiān)測平臺(tái)，并將全國風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)及各類風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，提升了平臺(tái)國在監(jiān)測中的數(shù)據(jù)分析效率和監(jiān)管的應(yīng)變能力[1]。隨著國外監(jiān)管思路和理念的調(diào)整，政府加大了監(jiān)管人員對(duì)事前、事中監(jiān)管的要求，監(jiān)管記錄必須保留完整的并且實(shí)時(shí)上報(bào)。該政策促進(jìn)了各國在樣品采集環(huán)節(jié)信息化的發(fā)展。比如德國基層監(jiān)管員對(duì)奶牛養(yǎng)殖場開展巡查監(jiān)測時(shí)，采用移動(dòng)應(yīng)用終端采樣上報(bào)樣品數(shù)據(jù)。加拿大食品檢驗(yàn)署(CFIA)也在隨后啟動(dòng)并部署了讓全國一線駐場檢查員互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)上報(bào)企業(yè)坐標(biāo)和監(jiān)管記錄的移動(dòng)應(yīng)用。截至2014年底，加拿大的駐場檢查員占所有檢查員的75%左右，還在使用書面文件記錄的傳統(tǒng)方式記錄監(jiān)管信息[2]。

我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測與國外相比起步較晚，農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管的相關(guān)法律還在不斷完善，對(duì)樣品采集的規(guī)范要求、信息控制和信息的準(zhǔn)確性還未制定完善的管控標(biāo)準(zhǔn)。目前，現(xiàn)場農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測采樣單仍以手工填寫及便攜式計(jì)算機(jī)信息處理模式為主，2種方法效率都較低，而且容易出現(xiàn)信息填寫錯(cuò)誤，極大的影響現(xiàn)場采樣信息的質(zhì)效。同時(shí)，填報(bào)的信息內(nèi)容需進(jìn)行二次處理，數(shù)據(jù)的信息化應(yīng)用程度不高，一些標(biāo)簽信息還需通過手工填寫的形式進(jìn)行輸入，計(jì)算機(jī)填報(bào)不能提升現(xiàn)場采樣的效率，與現(xiàn)在國家提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化要求還有很大的差距，亟需探究更高效的監(jiān)測采樣信息處理模式。

3 智能采樣大數(shù)據(jù)模型建立的關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)計(jì)

隨著國家對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)測力度不斷加大，采樣數(shù)量和頻率也與日俱增。面對(duì)不斷增加繁重的抽樣任務(wù)，提升農(nóng)產(chǎn)品采樣環(huán)節(jié)的信息傳遞速度及質(zhì)量，提高監(jiān)管機(jī)構(gòu)的抽檢效率，關(guān)鍵需要實(shí)現(xiàn)以下“四化”。

3.1 采集流程標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)

智能采樣系統(tǒng)只有從業(yè)務(wù)流程開始啟動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)采樣過程的“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)，才能真正提高采樣準(zhǔn)確率，整體提升運(yùn)行效率。日常的采樣過程包括制定規(guī)范、發(fā)布任務(wù)、接受任務(wù)、執(zhí)行采樣、收樣入庫5個(gè)重要環(huán)節(jié)。從成都市和其他市州的實(shí)際運(yùn)行情況來，可通過移動(dòng)終端、計(jì)算機(jī)或手機(jī)在采樣系統(tǒng)中快速規(guī)范的制定并發(fā)布多個(gè)采樣任務(wù)。包含任務(wù)名稱、批量生成唯一性樣品編號(hào)、采集數(shù)量；選擇含印章的抽樣單、確定采樣執(zhí)行人、任務(wù)地址、聯(lián)系人、采樣標(biāo)準(zhǔn)等信息，以及是否執(zhí)行額外要求，如上傳采樣圖片、GPS坐標(biāo)、費(fèi)用清單等。采樣人在帶打印功能的移動(dòng)終端中接受任務(wù)，按任務(wù)要求記錄采樣信息，打印二維碼不干膠標(biāo)簽標(biāo)記樣品。收樣人使用移動(dòng)終端快速掃描樣品二維碼收樣生成交接人簽名的收樣記錄表。制樣人用移動(dòng)終端快速掃描二維碼，打印制樣標(biāo)簽。全過程樣品編號(hào)、樣品名稱都不需要再填寫，杜絕了樣品信息流轉(zhuǎn)中的錯(cuò)誤。并且，各個(gè)工作任務(wù)的完成進(jìn)度，監(jiān)管者全程可查可控。

3.2 工作填報(bào)智能化(Intellectualization)

在采樣工作實(shí)際中，需要填報(bào)繁多具體樣品信息，智能“大數(shù)據(jù)”采樣系統(tǒng)要承擔(dān)糾正數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，防止漏填信息，自動(dòng)填寫信息、智能及時(shí)傳輸、生成采樣地圖。系統(tǒng)要能滿足索引填寫樣品標(biāo)準(zhǔn)名，智能提醒并修正樣品別名、錯(cuò)字等填寫錯(cuò)誤；可智能檢查監(jiān)管者設(shè)定的必填信息，防止漏填；設(shè)定指定信息的校正檢查；自動(dòng)填寫已知信息內(nèi)容；自動(dòng)生成當(dāng)前采樣地址信息；接入監(jiān)管平臺(tái)后工作任務(wù)直接下達(dá)到各級(jí)監(jiān)管部門，實(shí)現(xiàn)工作結(jié)果自動(dòng)標(biāo)注區(qū)域位置，GIS地圖工作痕跡清晰直觀，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)提醒、大數(shù)據(jù)平臺(tái)的智能分析，支持工作內(nèi)容科學(xué)決策。

3.3 樣品數(shù)據(jù)電子化(Electronization)

“大數(shù)據(jù)”是一個(gè)體量和數(shù)據(jù)類型龐大的數(shù)據(jù)集，并且這樣的數(shù)據(jù)庫需要隨時(shí)快速進(jìn)行抓取、調(diào)用、管理和處理，因此樣品數(shù)據(jù)的電子化是必不可少的前提條件。在采樣全流程中遵循“工作即記錄”的思路，即移動(dòng)終端中所有記錄的信息包括文字、圖片、簽名都將以電子化數(shù)據(jù)保存到云服務(wù)器中，并可自定義編寫格式生成Excel表，方便數(shù)據(jù)的深度利用，并可直接導(dǎo)入LIMS等實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。需要采用多模式快捷錄入信息，一鍵郵箱自動(dòng)發(fā)送對(duì)應(yīng)抽樣表及證明圖片資料到指定收件人，能很好的解決環(huán)保、抽樣單保存及采樣數(shù)據(jù)確認(rèn)等問題；結(jié)合工作實(shí)際，需要解決野外采樣過程中，智能系統(tǒng)支持無網(wǎng)、無外電環(huán)境下快速打印已簽名、蓋章表單。

3.4 數(shù)據(jù)管理科學(xué)化(scientize)

采樣大數(shù)據(jù)需要做結(jié)構(gòu)化處理，統(tǒng)計(jì)分析做到模塊化、智能和多維度。要在海量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律性、趨勢性、苗頭性和突發(fā)性的問題，就需要結(jié)合LIMS系統(tǒng)在GIS地圖中自動(dòng)生成采樣點(diǎn)位、對(duì)比圖和趨勢圖等直觀、可預(yù)測的后臺(tái)圖表技術(shù)，以多維度直觀圖形呈現(xiàn)[2]。同時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)的安全性做金融級(jí)防護(hù)，采用非對(duì)稱加密，數(shù)字化雙模保存簽名表單，配有數(shù)據(jù)災(zāi)備方案，防資料遺失；訪問者通過角色權(quán)限的授權(quán)管理，限定了數(shù)據(jù)的獲取范圍。還要做好實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理中的全程追溯性，包括采樣中，自動(dòng)記錄當(dāng)前GPS位置信息；實(shí)時(shí)對(duì)當(dāng)前環(huán)境多圖拍照記錄，并上傳留檔；自動(dòng)生成可防偽的追溯資料。保證了采樣者工作過程的真實(shí)性。

4 智能采樣大數(shù)據(jù)系統(tǒng)模型應(yīng)用實(shí)證

成都市于2019年4月建立全市智能采樣大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將全市19個(gè)縣市區(qū)納入平臺(tái)，組織開展本市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測采樣工作。目前，采用智能采樣模式錄入監(jiān)測任務(wù)293個(gè)，樣品4946個(gè)(批次)，數(shù)據(jù)15000條。從2019年9月開始，逐步將種植業(yè)產(chǎn)品、畜禽蜂產(chǎn)品、水產(chǎn)品、農(nóng)藥、獸藥、飼料及飼料添加劑、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的監(jiān)測采樣工作納入此平臺(tái)管理，各縣市區(qū)的監(jiān)測任務(wù)也都在此平臺(tái)下組織實(shí)施。預(yù)計(jì)未來5年每年產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)將超過百萬條。為了驗(yàn)證基于“互聯(lián)網(wǎng)+”云計(jì)算的大數(shù)據(jù)分析模型的科學(xué)性，做好日常監(jiān)測采樣工作，本文選擇基于GIS點(diǎn)位抽樣工作效率、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性柱狀圖和折線圖，驗(yàn)證智能采樣大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。以農(nóng)產(chǎn)品為研究對(duì)象，在36個(gè)分析維度中選擇樣品規(guī)范名稱、信息全面性、樣品流轉(zhuǎn)、報(bào)表生成、趨勢分析作為樣本，按照抽樣工作效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性動(dòng)態(tài)技術(shù)，體現(xiàn)采樣過程的規(guī)律性、趨勢性和苗頭性問題的發(fā)現(xiàn)能力。

4.1 工作效率提升實(shí)證

本文選擇樣品數(shù)量大，類型多的農(nóng)產(chǎn)品作為研究對(duì)象，從提高采樣工作效率角度，用直觀的圖標(biāo)形式，體現(xiàn)智能大數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際效率，同時(shí)驗(yàn)證采樣工作的趨勢性、苗頭性問題的發(fā)現(xiàn)能力和效果。

表1 成都市農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測采樣工作效率提升率

從表1可見，在近5000個(gè)農(nóng)產(chǎn)品采樣過程中，智能采樣系統(tǒng)錄入對(duì)比傳統(tǒng)手工填寫，提升采樣工作效率33%左右。同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成Excel樣品數(shù)據(jù)表可與LIMS實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)無縫對(duì)接，以70個(gè)樣品數(shù)據(jù)為例，常規(guī)手工錄入LIMS需要60min左右，電子化數(shù)據(jù)導(dǎo)入只需1min，數(shù)據(jù)錄入工作效率提高60倍，減輕了工作人員的采樣壓力。

4.2 信息填報(bào)準(zhǔn)確性實(shí)證

采樣過程采用云智能服務(wù)器+采樣管理平臺(tái)+采樣終端模式，從農(nóng)產(chǎn)品采樣任務(wù)下達(dá)、執(zhí)行、追溯數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成，樣品收存的使用二維碼快速交接；樣品制備的一鍵標(biāo)簽；保證了采樣過程的真實(shí)、準(zhǔn)確。從圖1看，成都市在農(nóng)產(chǎn)品采樣過程中，通過大數(shù)據(jù)字典庫，樣品名稱規(guī)范性達(dá)到99.99%以上，為統(tǒng)計(jì)分析、圖標(biāo)自動(dòng)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)趨勢性分析提供了基礎(chǔ)支撐。

信息化處理系統(tǒng)，將抽樣任務(wù)、抽樣計(jì)劃及實(shí)施方案的制定、具體抽樣工作動(dòng)態(tài)管理等納入到采樣信息管理平臺(tái)，完成采樣及樣品溯源的實(shí)時(shí)監(jiān)管。同時(shí)，系統(tǒng)可接入基于區(qū)域管理的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管平臺(tái)，監(jiān)管者能直觀的在地圖上查看區(qū)域范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全分布狀況，實(shí)現(xiàn)“大數(shù)據(jù)的可視化展示”，為科學(xué)監(jiān)管、重點(diǎn)監(jiān)控、專項(xiàng)監(jiān)測提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)論與展望

“互聯(lián)網(wǎng)+”是我國提出來的國家級(jí)戰(zhàn)略，互聯(lián)網(wǎng)與各領(lǐng)域的融合發(fā)展具有廣闊前景和無限潛力，已成為時(shí)代潮流，隨著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、服務(wù)化、協(xié)同化的“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的完善，“互聯(lián)網(wǎng)+”必將成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力量。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能采樣模式通過云服務(wù)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)通訊、大數(shù)據(jù)計(jì)算，提供了從抽檢方案決策、采樣任務(wù)可視化管理、樣品快速流轉(zhuǎn)、監(jiān)測數(shù)據(jù)共享的整體信息化解決方案，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中實(shí)現(xiàn)了采樣環(huán)節(jié)的流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)電子化、工作智能化、決策科學(xué)化，提高了監(jiān)測樣品采集的工作效率與準(zhǔn)確性，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測部門在信息時(shí)代下傳統(tǒng)監(jiān)管結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”模式探索了新的路徑。