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基于信息技术的蔬菜质量安全追溯系统的构建
摘 要：为进一步推动蔬菜生产的安全化和信息化建设,建立完善的农产品标识及溯源管理系统,保障蔬菜质量安全.以广州市增城区蔬菜生产的实际情况,通过采用J2EE（Ja2平台企业版, Ja2 Enterprise Edition）、地理信息系统（GIS）、可扩展的标记语言（Extensible Markup Language）和网络（Internet）等技术构建蔬菜质量安全追溯系统,对蔬菜生产安全进行全方位的跟踪与监控,建立农产品质量追溯系统化管理的新模式,对保障植物性农产品的质量安全具有重大意义.
关键词：蔬菜；追溯系统；质量安全
蔬菜质量安全关乎人民的日常生活与身体健康,一直以来都是全社会关注的焦点.近年来,发生的“毒大米”、“毒蔬菜”、“多宝鱼”和“桂花鱼”等事件表明,我国的农产品质量安全问题并不乐观,提高农产品质量安全控制水平势在必行.而除了颁布相关的法律法规外,着手完善蔬菜从生产到流通过程中的跟踪与问责机制也很有必要,这样才能切实、有效地保障蔬菜质量安全.农产品质量安全可追溯系统是我国近年来发展的一种产品信息化监控系统,是当前蔬菜生产的发展趋势之一,它既可以有效地管理蔬菜产品生产,保障蔬菜质量安全,又可以对蔬菜的流通进行跟踪,完善农产品质量安全监管体系.
可追溯系统是一种以保障食品质量安全为目的,以信息处理技术为基础的质量安全保障系统[1].追溯系统主要通过二维码识别技术和条码技术,将实物流与信息流结合起来,让产品的所有生产信息记录贯穿整个供应链,利用网络技术完成信息在供应链各个环节之间的传输和信息发布,最终达到跟踪和溯源食物的目的[2].编码条码采用国际通用的编码规则,让企业的每一份产品都能有独特的追溯码可供查询,由此关联产品所有生产环节的信息.消费者可访问追溯系统服务器,查询所购买产品的详细信息.
目前增城区6.67 hm2以上的蔬菜基地有32个,其中广州市10大蔬菜生产基地增城区有4个,包括超振裕（原大业）菜场生产基地、合利菜场生产基地、小楼冬瓜生产基地及从玉菜场生产基地.
以广州市增城区一衣口田公司的农产品溯源系统为例,从农产品的生产、加工、销售等环节入手,利用现代信息技术将生产基地、仓库、市场进行连接,构建出一个覆盖面广、功能齐全的农产品溯源管理平台,使农产品的溯源工作更加信息化、简便化、大众化.推广该系统可促进广州市增城区各个镇街、农产品生产企业的农产品检测、溯源工作规范化,为相关部门提供准确的农产品安全信息,为消费者的健康保驾护航.
1 追溯系统国内外研究现状
20世纪80年代,法国是最早着手建立农产品质量追溯体系的国家,该体系主要用于监管牛肉质量安全,这为农产品质量安全监管开辟了新方向[3].欧盟在疯牛病爆发流行后,颁布了178/2002法令,通过法律的形式加大对农产品安全的监管,以求对农产品各个环节信息都可追溯[4].英国政府实施的家畜辨识与注册综合系统,可记录家畜的耳标、养殖管理、等信息,用于对家畜进行追踪定位[5].美国建立的食品追溯系统强制性要求生产者、运输者、销售商都如实记录食品信息,实现从农场到餐桌的全程管理[6].日本除了建立农产品认证制度外,还颁布了相关追溯系统法规,并强制销售终端安装溯源设备[7].
中国国家质量监督检疫总局于2003年启动“中国条码推进工程”,开始着手对蔬菜和肉品进行编码、记录、追踪管理.2006年国家颁布了《农产品质量安全法》,2009年《中华人民共和国农产品质量安全法》实施,通过推行一系列的法律法规,农产品质量安全逐步得到重视,农产品的生产安全、风险评估、包装标识等管理制度也愈加规范[8].北京、杭州、南京、寿光等多个城市都开展了相关的农产品监管和溯源体系的建设,为溯源系统的开发与应用提供了依据[9,10].2008年北京奥运会和2010年广州亚运会,则大规模运用食品安全追溯系统,配合溯源标签的使用,有效保障了运动员的饮食安全,实现从农田到餐桌的全程监控,为国内农产品质量安全追溯系统的运用提供了范例[11].
学术界也有很多学者针对农产品质量安全追溯系统进行了研究.刘越畅等基于贝叶斯网络建立了蔬菜流通的数据采集与溯源系统,可对收集到的数据进行风险分析,从而保障蔬菜质量安全[12].邢美等基于WEB建立了农产品质量检测与溯源系统,可统计检测信息和蔬菜流通信息,以实现农产品从生产监测到市场流通的全程监管[13].郑业鲁等分析规模化蔬菜供应企业的市场供应链模式,构建了蔬菜供应链全程追溯体系,实现了蔬菜供应链全程的信息化管理和质量安全追溯[14].李友水等结合农业物联网技术开发设计的追溯系统,实现了对农田环境和种植管理的实时监控与跟踪[15].建立完善的蔬菜产地质量安全追溯系统,不仅对实现蔬菜质量安全监管具有重要意义,更是解决当前农产品发展过程中的“产销对接”、“诚信问题”等问题的有效方法.
2 蔬菜质量安全追溯系统构建
2.1 追溯系统总体架构设计
2.1.1 溯源系统分析
蔬菜质量安全追溯系统是以蔬菜为核心,产业链为纽带,质量安全与预警为目的的信息监管系统,而要满足生产者、销售商和消费者不同的利益需求,关键就是确定溯源流程及信息节点.其中关键信息点包括：蔬菜生产地、生产企业、耕种、种植管理、收获、存储、加工、物流和销售等.信息记录要详细、具体,有明确责任主体,以方便消费者和市场监管者依托现代信息技术倒逼监管蔬菜质量安全.
2.2.2 总体设计
系统服务平台采用浏览器/服务器（B/S）架构.服务平台自下至上分为3层,第一层是表示层,一般情况下就是展现给用户的图形界面与数据,中间层由应用逻辑组成,即业务逻辑层,第三层包含应用所需的数据,即数据组件层.3层系统有利于系统的开发、维护和扩展.
2.3 系统的实现过程
2.3.1 蔬菜追溯编码
在分析蔬菜的个体属性、包装形式、生产方式基础上,对于蔬菜采用批次追溯编码方法,定义同一天收获的来自于同一生产单元（地块或温室）、同一品种、同一等级的农产品为同一批次.追溯编码采用15位数字码,其中4位企业代码+4位品种序号+6日期编号+1批次号.编码示例见图1.
采用的编码类型可通过企业编号直接将企业锁定在一定范围内,便于发生农产品质量安全事件时快速定位；采用的6位产品编码,预留了一定的产品数量,便于根据追溯系统的进一步推广应用扩大产品；将认证类型直接写入编码中,便于直接监管；采用的校验码具有一定的防伪功能.
2.3.2 应用系统开发
为了充分满足系统在安全性、跨平台性、可移植性、易扩展性、易维护性等方面的要求,系统主要采用基于Ja平台的J2EE技术体系,构建于B/S三层应用体系结构之上,并采用XML等编程技术和面向对象程序设计方法,将复杂的业务逻辑、流程控制逻辑和数据存取逻辑通过在不同的技术层面上实现,在应用服务器之上,实现业务逻辑的快速部署和灵活调整,充分保证数据库系统的安全可靠访问.
系统支持ORACLE、SQL SERVER、SYBASE、DB2等各种大型的主流关系型数据库；同时支持Windows、国产Linux及Unix等各种操作系统；利用XML作为系统接口的数据交换标准,进行信息资源整合.具体采用技术如下：
（1）J2EE架构
J2EE 平台企业版（Ja 2 Enterprise Edition）,是一套全然不同于传统应用开发的技术架构,包含许多组件,主要可简化和规范应用系统的开发与部署,进而提高可移植性、安全与再用价值.
（2）3层体系结构
本子系统采用流行的J2EE 3层应用体系架构,这种标准的体系结构以及其所支持的跨平台的Ja 语言可以方便用户的应用开发以及应用集成.同时由于该应用支撑平台支持多种流行的开放工具,用户可以选择其熟悉的开发工具开发应用,缩短了开发部署以及应用移植的时间.
（3）XML技术
XML代表Extensible Markup Language（可扩展的标记语言）.XML是一套定义语义标记的规则,这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识.它也是元标记语言,即定义了用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言.在本子系统中,XML技术主要用作不同应用系统之间信息交换的标准以及数据共享的方式.
（4）Web GIS技术
互联网（Internet）的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展,使万维网（World Wide Web,简称WWW或Web）成为高效的全球性信息发布渠道.随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统（GIS）的需求,利用Internet在Web上发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析功能,已经成为GIS发展的必然趋势,本项目均采用Web GIS技术构建展示信息平台,基于服务器的GIS解决方案,以创建和分发J2EE应用和服务.用户在任何连通网络的客户端上都可以通过IE使用GIS系统,不需要另外安装GIS操作软件.
2.3.3 监管平台建设
集成生产、流通等数据构建中心数据库,同时,完成蔬菜基地或专业合作村的数据收集、整编与入库工作；在此基础上构建产地环境评价系统、执法巡查应用系统,并建立门户网站,为质量安全不同管理部门提供入口.
系统综合无公害食品、绿色食品、有机农产品三者的产地环境评价标准,依据简明、可比、可综合的原则,建立了基于单项指数法、综合指数法和Nemerow指数法的计算机实现模型.以.NET为集成开发平台,以C+为开发语言,通过调用地理信息系统组件实现了文件管理、图层操作、查询功能、空间分析、地图编辑、统计、测距、产地环境评价、报告生成等功能.核心功能模块主要有地图操作、属性查询、空间分析、产地评价等等.
2.3.4 运行环境建设
运行环境即本项目所需的软、硬件等的支撑环境,具体包括服务器、工作电脑、掌上农事通设备、执法条码识别器、溯源条码打印机、打印纸、碳带耗材、溯源电子称、网络设备、短信查询平台、数据库中间件、GIS中件间等.
4 讨论
农产品质量安全问题,已成为世界各国优先考虑并着重解决的问题.它不仅关系到广大人民的身体健康,也关系着国家经济发展和社会稳定.本文在借鉴国内外农产品质量安全追溯技术的基础上,根据广州市增城区蔬菜生产的实际情况,应用网络数据库、互联网等技术,构建了蔬菜产品质量安全追溯系统.该系统可对蔬菜生产、流通中的各个信息节点进行跟踪记录,配合蔬菜编码和二维码的使用,为消费者查询蔬菜质量信息提供了方便.现代信息技术可真正实现蔬菜产品从生产到销售全过程的监控与跟踪,为产业链各企业带来良好经济效益,促进社会形成消费绿色、安全农产品的氛围.
广州市增城区将在2年时间内,完成10个蔬菜基地或专业合作社的植物性农产品追溯系统的推广应用,基本实现植物性农产品在生产源头的精细化管理,使农产品质量具备较强的可追溯性,最终实现“生产有记录、流向可追踪、信息可查询、质量可追溯”,保障增城区蔬菜质量安全,为政府的宏观决策提供信息支持,为打造示范核心区与示范龙头企业营造良好氛围.
通过构建广州市增城区蔬菜产地质量安全追溯体系,开发蔬菜质量安全追溯系统,可初步实现对种植类农产品安全问题早发现、早预警、早控制.该系统平台操作方便,易于管理,追溯结果可靠,具有较高的实用性、科学性和可信性,方便监控,为促进农产品生产的发展和贸易的扩大化起到了积极的作用.
（收稿日期：2017-06-19）
追溯系统论文范文结:
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