袁敏夫，李引

（廣州軟件應(yīng)用技術(shù)研究院 數(shù)據(jù)智能實驗室，廣東 廣州 511458）

0 引 言

2019年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，其中明確提到：要加強食品安全合作，完善港澳與內(nèi)地間的食品原產(chǎn)地可追溯制度，提高大灣區(qū)食品安全監(jiān)管信息化水平。加強粵港澳食品安全合作，提升區(qū)域食品安全保障水平，建立健全食品安全信息通報案件查處和食品安全事故應(yīng)急聯(lián)動機制，建立食品安全風(fēng)險交流與信息發(fā)布制度等。

目前，內(nèi)地供港澳生鮮蔬果有80%來自廣東。供港澳食品種類需求多樣化、來源結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等因素可引起較多潛在風(fēng)險。目前，進入港澳的生鮮食品為了保障快速通關(guān)，海關(guān)檢驗檢疫部門通過電子監(jiān)管系統(tǒng)按一定比例抽查，不過還是會存在漏檢的風(fēng)險，從而導(dǎo)致問題食品流入港澳市場。與此同時，隨著大陸人民生活水平的提升，通過港澳進口至內(nèi)地的食品數(shù)量也在日益上升，進口食品的安全風(fēng)險同樣也不能忽視。

但是，由于當(dāng)前粵港澳三地食品追溯標(biāo)準不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不互通，也沒有信息化的預(yù)警協(xié)同機制，導(dǎo)致一旦食品安全風(fēng)險發(fā)生時，問題批次的流向追溯非常困難，這不僅對社會民生產(chǎn)生了不良影響，更是造成了巨大的行政資源浪費。在大灣區(qū)建設(shè)背景下，對粵港澳食品溯源對接機制的探索和研究顯得尤為必要。

區(qū)塊鏈作為新一代信息化基礎(chǔ)設(shè)施，由于其去中心化、不可篡改、易追溯的特性，被認為是解決食品溯源問題的最佳方案之一。特別是在跨境貿(mào)易場景下，全鏈條參與方眾多，且每一環(huán)節(jié)的流程和制度各不相同，如果可以利用區(qū)塊鏈的特性，建立高效、可信、可追溯的協(xié)同機制，使交易、報關(guān)、物流等各環(huán)節(jié)信息上鏈，并與供應(yīng)鏈上下游進行共享，即可大幅降低各參與方之間溝通成本和信任成本，并串聯(lián)起從產(chǎn)地到終端消費的跨境追溯鏈條，全面覆蓋食品風(fēng)險事前、事中、事后各階段的管控需求，保障三地食品供應(yīng)穩(wěn)定安全。

1 總體設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

基于區(qū)塊鏈的粵港澳大灣區(qū)跨境食品溯源平臺設(shè)計原則包括：

（1）應(yīng)符合中國大陸、香港、澳門相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準的要求；

（2）應(yīng)設(shè)計兼容、可拓展的標(biāo)準規(guī)范，實現(xiàn)追溯數(shù)據(jù)在大灣區(qū)內(nèi)的互聯(lián)互通，信息共享；

（3）應(yīng)確保追溯信息的全面性、真實性和合規(guī)性，并具備符合需求的追溯精確度；

（4）應(yīng)覆蓋食品生產(chǎn)種養(yǎng)殖、食品流通、食品檢驗檢測、食品通關(guān)、食品消費等相關(guān)環(huán)節(jié)的追溯信息。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

平臺總體架構(gòu)如圖1所示，包括以下部分：

圖1 追溯體系架構(gòu)

（1）廣東省及港澳的食品溯源平臺：溯源平臺可由政府、企業(yè)或第三方追溯服務(wù)提供者承建，面向生產(chǎn)種養(yǎng)殖、食品流通、檢驗檢測、消費者等各類用戶提供食品溯源相關(guān)服務(wù)，考慮到業(yè)務(wù)模式、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素，廣東省內(nèi)和港澳的溯源平臺宜單獨部署，并通過下述的數(shù)據(jù)跨境交換通道進行共享和協(xié)同；

（2）數(shù)據(jù)跨境交換通道：采用區(qū)塊鏈、智能合約等技術(shù)，在確保隱私性、安全性、一致性的前提下，為粵港澳三地食品溯源平臺提供數(shù)據(jù)跨境交換和共享服務(wù)；

（3）大灣區(qū)食品安全協(xié)同管理平臺：匯總大灣區(qū)內(nèi)所有食品生產(chǎn)流通信息，通過對體系內(nèi)各種過程數(shù)據(jù)分析，確定食品安全監(jiān)管體系的運行狀態(tài)，提供食品安全事件快速應(yīng)急處理；提供食安風(fēng)險相關(guān)線索可視化展示和智能預(yù)警，輔助監(jiān)管人員進行靶向抽檢，并通過對食品追溯信息的綜合分析，為監(jiān)管部門提供相關(guān)的各類統(tǒng)計報表，幫助監(jiān)管部門掌握市場整體趨勢。

2 核心流程

2.1 追溯數(shù)據(jù)采集上鏈流程

追溯數(shù)據(jù)采集上鏈流程如圖2所示，其中涉及的主體包括生產(chǎn)企業(yè)、流通企業(yè)和公眾，主要步驟如下：

圖2 追溯數(shù)據(jù)采集上鏈流程

（1）生產(chǎn)企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用統(tǒng)一生碼服務(wù)，獲取產(chǎn)品唯一追溯碼，并打印相應(yīng)的二維碼標(biāo)簽，附到商品上；

（2）生產(chǎn)企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)記錄的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，將其與唯一追溯碼之間形成綁定關(guān)系，并上傳至區(qū)塊鏈中間件，中間件通過連接區(qū)塊鏈節(jié)點，在得到全網(wǎng)共識后實現(xiàn)數(shù)據(jù)上鏈存儲；

（3）如果商品流通環(huán)節(jié)的企業(yè)也加入了區(qū)塊鏈溯源聯(lián)盟，則可以通過掃描追溯碼，將下游的流通信息也與追溯碼進行綁定，并通過區(qū)塊鏈中間件實現(xiàn)流通信息上鏈；

（4）消費者在購買商品時，可掃描追溯碼，此時通過溯源證書解析服務(wù)，以追溯碼為憑證從區(qū)塊鏈上獲取產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通的全環(huán)節(jié)溯源數(shù)據(jù)，并生成區(qū)塊鏈溯源證書進行展示。

2.2 數(shù)據(jù)跨境交換流程

基于區(qū)塊鏈的跨境、跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)可信數(shù)據(jù)交換共享流程如圖3所示，其中包含了境內(nèi)外的兩個業(yè)務(wù)系統(tǒng)、協(xié)助業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入?yún)^(qū)塊鏈平臺的中間件，以及部署在區(qū)塊鏈上的路由智能合約。需要說明的是，交換的明文數(shù)據(jù)并不存儲在區(qū)塊鏈上，數(shù)據(jù)共享過程實際是中間件之間的通訊，路由合約的作用是提供訪問路徑、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、訪問通證簽發(fā)和校驗，并對共享過程進行存證記錄。該方案可實現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間的業(yè)務(wù)協(xié)同和互聯(lián)互通，其主要步驟如下：

圖3 數(shù)據(jù)跨境交換流程

（1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)A 用戶通過區(qū)塊中間件向鏈上的路由智能合約發(fā)送希望共享的交易哈希；

（2）智能合約校驗業(yè)務(wù)系統(tǒng)A 用戶的身份，通過后向A用戶發(fā)送對應(yīng)交易所在的中間件訪問地址，并發(fā)放限時通證；

（3）區(qū)塊鏈中間件A 根據(jù)地址向區(qū)塊鏈中間件B 發(fā)送共享請求；

（4）區(qū)塊鏈中間件B 先通過智能合約校驗限時通證的合法性，同時獲取業(yè)務(wù)系統(tǒng)A 所在區(qū)域的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則（貨幣、計量單位、商品編碼等）；

（5）區(qū)塊鏈中間件B 根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則對數(shù)據(jù)進行處理后，向區(qū)塊鏈中間件A 發(fā)送完整的明文數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈中間件A根據(jù)鏈上哈希、簽名和業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶B 的公鑰驗證數(shù)據(jù)的有效性；

（6）區(qū)塊鏈中間件B 同步通過智能合約對數(shù)據(jù)共享的過程進行存證上鏈。

3 平臺功能實現(xiàn)

粵港澳大灣區(qū)跨境食品追溯平臺可分為生產(chǎn)端、流通端、公眾端和監(jiān)管端4 大模塊?？煞謩e向大灣區(qū)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)、監(jiān)管部門、公眾提供溯源信息錄入、管理和追溯服務(wù)。

3.1 生產(chǎn)端

生產(chǎn)端面向預(yù)包裝食品生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)殖企業(yè)/農(nóng)戶設(shè)計，實現(xiàn)對生產(chǎn)種養(yǎng)殖過程數(shù)據(jù)的采集錄入并將批次信息與追溯碼進行綁定。生產(chǎn)端的功能設(shè)計如下：

（1）原料采購管理。采購人員可對采購訂單進行新增和維護，采購信息應(yīng)包括采購原料名稱、供應(yīng)商、數(shù)量、批次、生產(chǎn)日期、有效期等；

（2）生產(chǎn)批次管理。生產(chǎn)人員可新增和維護各類產(chǎn)品的生產(chǎn)批次信息，可將生產(chǎn)批次和原料批次進行關(guān)聯(lián)，并上傳生產(chǎn)過程中的相關(guān)檢驗報告和生產(chǎn)記錄文件等數(shù)據(jù)；

（3）銷售發(fā)貨管理。銷售人員可對銷售單進行新增和維護，銷售信息應(yīng)包括銷售產(chǎn)品名稱、客戶、數(shù)量、批次、生產(chǎn)日期、有效期等，正式發(fā)貨時，還需要將待發(fā)貨商品的追溯碼與銷售單進行關(guān)聯(lián)；

（4）去向查詢。支持通過追溯碼、生產(chǎn)批次或原料批次查詢相應(yīng)商品當(dāng)前的去向情況，以及各去向分別對應(yīng)的數(shù)量和關(guān)聯(lián)單據(jù)，從而實現(xiàn)精準地產(chǎn)品召回；

（5）追溯碼模板管理。企業(yè)可通過配置屬于自身的追溯碼模板，支持單品碼、箱碼、批次碼等多個級別的自定義配置，并可對模板中的變量進行加密；

（6）生碼管理。企業(yè)可通過模板批量生成二維碼并下載，并可對已生成的二維碼進行停用或啟用；

（7）設(shè)備對接。集成噴碼機、激光機，溯源平臺生成的追溯碼直接通過接口傳輸?shù)郊す鈬姶a機，進而噴涂至生產(chǎn)線的商品上。

3.2 流通端

流通端面向批發(fā)、零售企業(yè)/商戶以及倉儲運輸企業(yè)設(shè)計，為企業(yè)提供靈活的進銷存管理、物流管理和收支臺賬管理等模塊。具體內(nèi)容包括：

（1）進貨管理。流通企業(yè)可通過掃描上游發(fā)貨商品的追溯碼自動生成進貨單，補全產(chǎn)品名、供應(yīng)商、批次、生產(chǎn)日期、有效期等信息，也可通過系統(tǒng)自行錄入；

（2）銷售管理。流通企業(yè)進行銷售時，需要通過系統(tǒng)錄入銷售單信息，包括銷售產(chǎn)品名稱、客戶、數(shù)量、批次、生產(chǎn)日期、有效期等，并掃描產(chǎn)品的追溯碼進行關(guān)聯(lián)；

（3）庫存管理。倉庫管理人員可通過庫存管理功能實時查詢各批次產(chǎn)品的當(dāng)前庫存、出入庫記錄等，并定期進行庫存盤點；

（4）發(fā)貨管理。倉庫管理人員可通過企業(yè)端對配送主體下發(fā)訂單，訂單信息應(yīng)包含發(fā)貨主體、收貨主體、發(fā)貨地址、收貨地址、貨物明細等，運輸人員接貨時，可通過手持終端掃描貨品追溯碼進行查驗和確認；

（5）簽收管理。貨物送達收貨主體后，收貨主體可通過掃描貨品追溯碼完成簽收，并自動補全入庫單信息；

（6）運輸過程信息監(jiān)測。通過車輛上的溫濕度傳感器、GPS 等設(shè)備對運輸環(huán)境、路徑等信息進行采集，在出現(xiàn)異常時可以發(fā)出預(yù)警；

（7）收支管理。收支管理模塊作為進銷存模塊的補充，可記錄每一筆收支的明細，實現(xiàn)精細化的企業(yè)財務(wù)管理，滿足商家查賬對賬的需要。

3.3 公眾端

公眾溯源系統(tǒng)為社會公眾提供可信、完整的全鏈條追溯查詢服務(wù)，并通過與電子支付平臺的集成，可以將追溯鏈條延伸至消費者，建立食品安全問題召回渠道。具體內(nèi)容包括：

（1）掃碼溯源。公眾可利用微信掃一掃即可獲取所購商品的溯源信息，內(nèi)容包括：商品的原料來源、生產(chǎn)過程、流通過程、通關(guān)信息、檢驗檢測報告等。消費者或公眾可通過小程序應(yīng)用的溯源記錄查詢歷史溯源記錄；

（2）食安召回預(yù)警。消費者利用電子支付購買商品后，如果該商品批次出現(xiàn)問題，可以在手機收到監(jiān)管部門群發(fā)的召回預(yù)警提醒；

（3）食安維權(quán)投訴。消費者可通過電子支付憑證進行維權(quán)投訴功能，支持文字、圖片編輯，支持投訴反饋記錄查詢，還可對已結(jié)案的案件進行點評。

3.4 監(jiān)管端

監(jiān)管端面向食品相關(guān)的監(jiān)管人員，通過歸集主體基礎(chǔ)信息、往來主體信息、出入庫記錄、庫存情況等數(shù)據(jù)，面向監(jiān)管人員提供統(tǒng)一的查詢服務(wù)，并基于數(shù)據(jù)實現(xiàn)進一步的問題預(yù)警、統(tǒng)計報表等功能。具體內(nèi)容包括：

（1）主體備案信息管理。監(jiān)管用戶對轄區(qū)內(nèi)的食品生產(chǎn)經(jīng)營主體信息進行維護，包括企業(yè)名稱、場所類型、統(tǒng)一信用代碼/身份證、企業(yè)住所、法人代表、聯(lián)系人、聯(lián)系方式；

（2）監(jiān)管檢查。監(jiān)管人員可查看當(dāng)前轄區(qū)內(nèi)所有食品生產(chǎn)經(jīng)營主體清單，定期進行監(jiān)管檢查，并在系統(tǒng)填寫監(jiān)管結(jié)果，上傳監(jiān)管表格；

（3）轄區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。統(tǒng)計當(dāng)前轄區(qū)內(nèi)主體總數(shù)、生產(chǎn)總量、流通總量等概覽數(shù)據(jù)，以及每個企業(yè)的進、銷、存數(shù)據(jù)，還可對企業(yè)的上報情況進行統(tǒng)計；

（4）追溯鏈條合成。通過跨鏈數(shù)據(jù)通道對接食品供應(yīng)鏈跨境溯源平臺，匯總各流通節(jié)點上報的海量食品流通及使用過程信息，自動根據(jù)批次號、追溯碼等信息合成追溯鏈條。監(jiān)管人員可從食品供應(yīng)鏈任意節(jié)點發(fā)起跨境追溯，支持按批次號、追溯碼、相關(guān)企業(yè)進行合成，系統(tǒng)將自動檢索其上游的進貨渠道以及下游的所有的銷售流向，最終形成完整的跨境追溯鏈條，并通過可交互的圖形進行展示，如圖4所示。

圖4 鏈條合成界面

4 問題發(fā)現(xiàn)

建立基于大數(shù)據(jù)的問題發(fā)現(xiàn)模型，定期對系統(tǒng)中各類上報記錄等進行深入挖掘，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的進銷平衡異常、交易量異常、使用異常等問題，幫助監(jiān)管部門快速定位線索，實現(xiàn)靶向監(jiān)管、分級預(yù)警、透明治理，全面提升對食品安全風(fēng)險的感知、篩查、分級、預(yù)警和防控能力。

5 應(yīng)急事件處理

5.1 責(zé)任追溯

通過追溯碼對問題批次進行正向追蹤和逆向追溯，查詢分析出問題產(chǎn)品的來源以及流向，確定相關(guān)聯(lián)的主體。通過應(yīng)急事件分析能夠得出問題產(chǎn)品的來源產(chǎn)地，流通過程中個關(guān)聯(lián)的主體信息。

5.2 發(fā)布警示信息

在發(fā)生應(yīng)急事件后，及時通知相關(guān)的企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)和政府管理者，通過兩種方式發(fā)布警示信息：

系統(tǒng)應(yīng)急事件公示：應(yīng)急事件負責(zé)人員在系統(tǒng)中發(fā)布應(yīng)急事件的相關(guān)公示信息，其他相關(guān)的人員登錄系統(tǒng)，可看見此公示。

短信群發(fā)：通過短信平臺，對相關(guān)批次的企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)和政府管理者，發(fā)送短消息進行通知。

6 統(tǒng)計分析和大數(shù)據(jù)可視化

6.1 綜合統(tǒng)計分析

以食品流通使用過程信息和流通主體備案信息為基礎(chǔ)，對大灣區(qū)整體的食品經(jīng)營環(huán)境進行綜合分析和利用。通過建立豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計指標(biāo)（包括備案食品數(shù)、企業(yè)機構(gòu)數(shù)、總交易量、總成交額、上報質(zhì)量等），從企業(yè)、時間、品類、區(qū)域等幾個維度進行統(tǒng)計，最終得到同比、環(huán)比、趨勢、區(qū)域分布、排名等分析結(jié)果，幫助市場監(jiān)管部門快速掌握當(dāng)前的經(jīng)營環(huán)境以及趨勢，并制定出更符合市場實際需求的政策。

6.2 大數(shù)據(jù)可視化

將食品統(tǒng)計報表、食品安全風(fēng)險預(yù)警、應(yīng)急事件處理等統(tǒng)計分析報表整合到統(tǒng)一的界面上，建立食品安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)指揮中心，借助數(shù)據(jù)可視化手段，幫助監(jiān)管人員從大量的監(jiān)管數(shù)據(jù)中快速定位其中的關(guān)鍵信息，如圖5所示。

圖5 大數(shù)據(jù)可視化界面

7 結(jié) 論

本文針對粵港澳大灣區(qū)內(nèi)食品跨境追溯過程中存在的數(shù)據(jù)孤島問題，從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)上鏈、數(shù)據(jù)跨境交換的核心流程幾個角度進行了探討，通過引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)了可信任、可追溯的數(shù)據(jù)上鏈存儲和跨境交換共享，從而促進三地數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。此外，還分別面向企業(yè)、公眾和監(jiān)管部門設(shè)計了食品追溯應(yīng)用程序，滿足各類用戶對于食品生產(chǎn)、經(jīng)營、消費等方面的業(yè)務(wù)需求，并提供食安風(fēng)險相關(guān)線索可視化展示和智能預(yù)警，輔助監(jiān)管人員快速還原食品跨境流通鏈條，綜合提升粵港澳大灣區(qū)的食品安全預(yù)警監(jiān)測與風(fēng)險應(yīng)急水平。