风险矩阵和流程分析法挖掘小麦粉加工中质量安全追溯信息

小麦粉加工中原辅料来源多样、追溯信息复杂,已有追溯信息的确定或依靠经验判别或根据信息获取难易程度确定。该研究基于原国家食品药品监督管理总局公布的2014年1月1日-2018年3月31日的共15518批次小麦粉抽检数据,分析其不合格率状况,得到影响小麦粉质量安全的主要因素为脱氧雪腐镰刀菌烯醇、过氧化苯甲酰、铝、铅、镉、苯并芘、脱氢乙酸等7种物质;采用LD50值、致癌性等不同的危害程度指标,对7种风险进行了风险赋值;构建了以风险发生可能性和风险危害程度为核心的风险二维矩阵图,通过识别得到,脱氧雪腐镰刀菌烯醇风险最高,为四级;苯并芘风险为三级;过氧化苯甲酰、铝、铅、镉风险均为二级;脱氢乙酸风险最低,为一级。通过对小麦加工流程分析,对危害物质进行了定位,得到小麦粉追溯的关键节点是原料入库、原粮储藏、物质添加、检化验等4个动态环节以及设备状态、包装材料特性等2个静态特征;以此为基础,从批次编码关联和追溯关键点信息采集角度构建了小麦粉追溯系统;与已有系统相比,该研究在扩展追溯链、优化追溯信息采集内容方面具有优势;为追溯系统研究中质量安全信息的挖掘与分析提供了有益方法。     

基于过程的海产食品质量信息可追溯系统

为实现对海产食品质量信息的全程追溯及控制,该文分析了影响海产食品质量安全的因素和存在的问题,提出了运用信息技术和质量追溯方法构建海产食品全程质量安全跟踪与追溯管理信息系统,以加强海产食品质量安全的控制。分析了基于过程的海产食品质量追溯过程并建立了基于关键节点的过程跟踪与产品质量追溯模型,构建了层次结构的可追溯系统体系框架,研究了该系统基于批次清单的海产食品质量追溯模式,实现海产食品质量的正向追溯和逆向追溯,有力保障了海产食品的质量安全水平。应用实例表明:根据批次清单将生产信息和过程标识信息进行了无缝集成,分层架构的系统实现了企业生产经营管理和海产食品质量追溯管理的集成,实现了海产食品质量安全与企业管理的融合,研究结果为解决其他食品相应的问题提供了一种新的思路。     

融合HACCP体系的农产品区块链追溯系统精准上链机制改进

利用区块链技术实现可信追溯已成为追溯技术发展的重要趋势，区块链技术核心是解决上链以后信息不能篡改，而如何确定哪些信息上链并进行上链前信息验证是目前区块链应用亟待解决的问题。该研究以果品为例，融合危害分析与关键控制点体系（Hazard Analysis And Critical Control Point，HACCP）和区块链技术，改进农产品区块链追溯系统的上链机制并设计实现系统。通过对果品供应链进行危害分析挖掘其关键信息作为上链信息，并提取五个关键控制点（CCP1生产、CCP2加工、CCP3仓储、CCP4物流、CCP5销售）；在确定关键信息的基础上，对上链信息进行限值判定，在阈值范围内进行上链；构建数据异常和质量安全预警模型，对关键控制点处上链后的信息实时监控，智能反馈；从而构建"上链前关键信息挖掘-上链中信息事实判定-上链后信息智能反馈"的上链机制改进方法；围绕改进后的上链机制，编写阈值判定、数据上链以及数据智能反馈3种合约实现改进后的上链机制，并基于Fabric环境完成系统的设计和开发。将改进后的系统应用于北京市某果品企业，结果发现改进后的追溯系统平均吞吐量350交易量/s（Transactions per Second，TPS），每秒内可完成40条关键交易数据并发上链，相较于原有追溯系统提高14.85%，满足追溯系统的需求。此外，在3个月的现场监测中，共预警通知13次风险，企业根据预警级别作出相应的应急措施，可有效减少企业损失和和保障产品的质量安全。研究结果对于优化区块链追溯系统、提升关键环节追溯可信度具有重要意义。     

支持分布环境的农产品协同追溯平台构建

农产品追溯系统的深入研究与应用,迫切需要提升统一追溯和协同分析能力。该研究以现有不同品类农产品的追溯系统为基础,包含数据整合、模型分析、应用提供3个层面,设计了农产品协同追溯平台框架;构建了包括企业资质、质量检测、产品追溯、消费者反馈4个因素及14个因子的企业信誉评价指标体系,建立了评价模型,可实现基于追溯数据的信誉评价;研究了多源异构数据集成技术和分层动态追溯技术。以天津市为例,以Microsoft Visual Studio 2010软件作为系统设计和开发工具,开发了放心农产品一体化追溯平台,为消费者提供追溯服务,为职能部门提供分析决策。从并发访问能力和追溯效果两方面进行分析,当并发用户数达到40时,单个事务的平均响应时间达到19 s,接近较好用户体验的临界点;与目前已有的追溯系统相比,平台具有多品类追溯、追溯信息多样性、追溯互动性强等特点。研究结果可为提高追溯信息集成度、增强追溯结果分析能力提供参考。     

基于区块链的农产品追溯系统信息存储模型与查询方法

针对区块链追溯系统信息数据存储负载过大、查询效率低等问题,该文以果蔬菜类农产品为例,基于Hyperledger Fabric设计了一种区块链农产品追溯信息存储模型和查询方法。提出"数据库+区块链"的链上链下追溯信息双存储设计,本地数据库存储追溯明文数据,区块链上存储追溯数据加密后的哈希值,并在此基础上建立了外联数据库索引的查询方法。通过该方法与基于key键遍历查询和批次号字段查询的2种传统区块链数据查询方法进行对比测试,结果表明当区块链追溯记录总量达到11×10~4条,批次追溯记录条数为400时,该方法查询效率分别提高了70.56%和88.66%,有效解决了区块链链式结构中数据查询效率低的问题,保证了数据隐私安全,提高了追溯信息的可靠性与时效性。     

基于改进动态扩展和位置服务的农产品追溯系统优化

农产品追溯系统是解决食品安全问题的重要手段,目前常见的追溯系统往往具有适用品种单一、精度不高、可应用性弱等特点,无法满足大规模推广应用的需要。该文以建立适用面广、性能高效的农产品追溯系统为目标,分析了常见追溯系统的软件框架与追溯信息数据结构,重点研究可支撑多品种追溯的动态扩展数据模型优化技术,同时以提升追溯精度、降低追溯成本为目标研究了基于位置服务(location based service,LBS)的追溯精度提升技术。针对追溯系统适用范围窄的问题,分析了追溯信息指标模型的数据结构特征,对比了常见的4种动态扩展数据模型,采用EAV与XML数据模型相结合的方法,通过可视化操作界面实现了不同品种追溯信息的动态扩展,通过性能分析发现该模型较其他两种模型时间缩短65%,查询效率提升了175%;针对追溯信息中的产地环境信息,分析了各类环境数据的可用来源和数据特征,制订了数据匹配的最小空间单元和实现方法,运用LBS技术实现了产地环境信息的自动获取,通过追溯系统之间的精度对比发现,该技术显著提高了追溯系统的宽度、深度、精确度,从而整体提升了系统追溯精度并降低了数据采集成本。该系统已在青海省应用,结果表明该系统较其他系统在适用范围、系统性能、追溯精度与追溯成本上具有明显优势。     

蔬菜全产业链质量安全追溯机制研究

通过建立统一的追溯平台,实现蔬菜全产业链质量安全追溯信息的自动上传和销售终端的自动查询.生产环节质量控制方式主要是“产品控制”和“过程控制”,以车牌号、产地证明、产地检验合格证明为依据划分批次;批发环节交易信息实行“索证索票”和“电子结算”相结合的上传方式,通过入场登记建立追溯批次;零售环节打印追溯小票,实现追溯信息的全产业链传递.鉴于目前我国蔬菜流通现状,追溯机制的实施会碰到生产档案信息的搜集整理、交易信息的真实性和终端可查询信息的选择等3个信息问题,为此,必须由“产品控制”和“统一结算”逐步过渡到“过程控制”和“电子结算”,同时采取政府设计与企业改造相结合的模式.     

基于分级处理生产线的脐橙全程追溯系统

商品化分级处理是水果采后一系列加工和增值流程的组合,是水果供应链的关键环节。基于机器视觉和近红外检测技术的自动化水果加工分级流水线不仅极大提高了处理效率,而且使单个果品的精确品质检测成为可能。该文以中国代表性的水果—脐橙为例,探讨了以水果加工配送中心为核心的水果供应链中物流批次整合与分解问题、加工分级处理前后物流单元转换问题及供应链各实体间物流信息流脱节问题,有针对性地提出一套脐橙全程追溯方案,包括结合中国目前水果生产实际并与GS1编码体系兼容的编码和标识方案、基于供应链角色的信息管理系统和相关配套硬件装置,并在浙江某果品公司供应链进行了试用,结果表明系统可以成功区分脐橙的生产、加工、流通的不同批次并获取全程追溯信息,但存在信息输入量大及不规范的问题。研究对复杂供应链流程下小个体水果全程批次可追溯作了尝试和探索,为包含加工分级流程的水果全程追溯研究提供参考。     

批次清单结合Petri网追溯模型提高小麦粉加工过程追溯精度

为解决小麦粉加工过程追溯质量安全信息交叉、单位个体追溯困难等问题,该研究在分析小麦粉加工流程和追溯关键信息的基础上,研究基于批次清单的信息追溯方法,以加工时间为依据结合高津托图(Gozintograph)数据结构构建批次清单(bill of lots,BOL),实现小麦粉产品信息和关键节点活动信息的精确追溯;在BOL的基础上,利用鱼骨图和Petri网分别描述小麦粉质量追溯点的位置和危害指标;结合山东某面粉厂实际生产参数对追溯模型进行验证,实现小麦粉产品与原料的批次关联和其质量危害传播路径的预测。分析结果表明,通过使用BOL和Petri网追溯模型与传统方法相比实现召回批次数量由7个减少到4个、危害因素查找数量由6个减少到5个。该研究提高了小麦粉追溯精度和缺陷召回效率,为粮食等小颗粒产品加工过程的追溯提供了理论支持。     

农用无人机多传感器遥感辅助小麦育种信息获取

为实现小麦育种过程中大规模育种材料表型信息快速高通量获取,该文分别从无人机平台优选、农情信息采集传感器集成及数据处理与解析等方面开展研究,研发了一套农业多载荷无人机遥感辅助小麦育种信息获取系统。该系统基于多旋翼无人机平台,并集成高清数码相机、多光谱仪、热像仪等多载荷传感器,提出了无地面控制点条件下的无人机遥感数据几何精校正模型,实现多载荷遥感数据几何校正。该系统操控简便,适合农田复杂环境条件作业,能够高通量获取作物倒伏面积、叶面积指数、产量及冠层温度等育种关键表型参量,为研究小麦育种基因型与表型关联规律提供辅助支持。     

农产品质量溯源RFID标签批量识别

在农产品质量溯源中采用批量标签识别可极大提高系统效率。然而,基于成本和使用寿命的考虑,目前在溯源系统中使用射频标签通常选择无源标签,标签之间缺乏协作通道,不可避免会发生标签碰撞。该研究设计了基于射频识别技术的农产品追溯系统,针对所设计的追溯系统应用环境,提出一种可自适应动态调整帧长度的动态帧时隙Aloha标签防碰撞方法。只需在第一帧识别后,利用统计得到的首帧成功时隙、空闲时隙和碰撞时隙数对初始标签规模进行估计,并据此优化调整后续帧长度,实现最优识别。仿真结果表明,提出的防碰撞算法应用于所设计的农产品追溯系统,识别效率得到了显著提高,与目前广泛使用的国际标准相比,全局吞吐量性能提高了30%以上。     

基于流程编码的水产养殖产品质量追溯系统的构建与实现

以水产品为研究对象,基于养殖产品流程个体编码技术、XML Web服务的数据传递技术和角色控制的权限动态分配技术,建立了多层次多用户多权限的水产养殖产品质量追溯系统,为生产者、检验者、监督者和消费者提供食品生产、流通和消费各环节信息交互平台,并以电话、网络、短信向公众提供追溯查询服务、认证监管服务和防伪服务,具有较好的推广应用前景.     

基于农产品供应链的质量安全可追溯系统

为加强农产品质量安全管理,保证消费者身体健康,从农产品供应链的角度出发,提出基于农产品供应链的质量安全可追溯系统的设计方案。在危害分析和关键控制点(hazard analysis and critical control point,HACCP)管理体系的指导下,利用二维码技术、数据库技术、网络信息技术进行系统的构建和开发,实现了农产品在整个供应链上从种植、采收、加工到销售的全程跟踪和溯源,有效地加强了对农产品质量安全的监管,保证消费者最终知情权。目前,该系统在江苏江阴地区实际测试效果良好,验证了方案的可行性和有效性。     

基于监管的分布式水产品追溯系统设计与实现

在比较国内外农产品追溯系统建设模式的基础上,系统地提出了一种基于行政监管的适合中国国情的水产品追溯系统架构方式,设计了一种基于行政区域代码的水产品追溯编码方式,突破了基于AES(advanced encryption standard)的水产品追溯监管码十进制分组压缩加密算法,建立了基于USB Key的水产品监管码密钥动态分配技术,生成了融合一维码、二维码的水产品混合条码标签。经在多省测试应用,水产品追溯监管系统安装部署简便,可护展性强,追溯码输入方便、安全性高。     

河北省蔬菜产品安全可追溯信息系统研究

以二维码技术为基础,以蔬菜质量安全监管追溯系统为核心,以蔬菜产品环境、涉农企业和农民专业组织为主体,构建了河北省蔬菜产品安全可追溯信息系统。通过建立和实施蔬菜产品的安全控制与管理体系,实现蔬菜产品从产地到市场全过程产品安全可追溯管理,促进河北省蔬菜产业健康稳步发展。     

基于XML的蔬菜溯源信息描述语言构建及在数据交换中的应用

可追溯体系作为控制农产品质量安全的有效方法日益受到世界各国重视,供应链各环节与溯源中心间的异构数据交换是建立以政府监管为中心的农产品溯源系统急需解决的问题。XML（eXtensible Markup Language,可扩展标记语言）是先进的网络语言标准和网络信息共享的重要工具,采用可扩展标记可描述各种数据结构。该文在分析供应链数据流基础上,总结蔬菜溯源数据模型;以实现数据无缝交换为目标,基于XML构建了VTML（Markup Language for VegetableTraceability,蔬菜溯源信息描述语言）,并设计了VTML Schema;应用VTML于蔬菜溯源系统数据交换。结果表明,采用ADO.NET开发数据交换接口,以VTML语言为基础的数据交换模式,通过VTML文档和关系型数据库数据间的映射,屏蔽了数据源间的差异。应用VTML是实现蔬菜溯源数据交换的有效手段。     

可追溯系统的追溯粒度评价指标体系构建

随着追溯系统研究与应用的不断深入,根据供应链实际需求及主体信息化程度,构建合理粒度的追溯系统已成为扩大追溯系统在中国进一步深入应用的关键。该文在深入分析追溯系统结构的基础上,借鉴信息论中粒度的衡量方法初步提出了追溯粒度的描述性定义,以追溯精度、追溯宽度和追溯深度为核心,构建了一个2层结构的评价指标体系,评价因子包括外部追溯单元、内部流转单元、标识单元转换、信息采集内容、信息更新频率、前向追溯距离、后向跟踪距离;采用层次分析法确定了各评价因子的权重,并通过一致性检验得到所有目标的权重集,其中外部追溯单元的综合权重最高,为0.1985,标识单元转换的综合权重最低,为0.0872。该研究可为评价追溯系统的差异提供量化依据。     

基于RFID的蔬菜产地追溯精确度提高方案及应用

农民专业合作社为实现到基本生产管理单元的追溯提供了组织载体。该文采用14位数字对采收筐进行编号并以超高频无线射频识别(RFID)卡为载体对其进行标识,通过开发便携式蔬菜采收信息采集系统和升级蔬菜生产管理系统实现采收信息与生产信息关联及包装信息与采收信息关联,从而构建农民专业合作社模式下提高蔬菜追溯精确度的方案;将该方案应用于天津市某合作社的追溯管理中,结果表明该方案可实现追溯精确度的提高,在最小追溯单元、召回成本、检测成本等方面存在明显优势,但需额外投入设备、人力等成本。该研究可为在合理考虑成本效益的情况下利用信息技术提高追溯精确度提高参考。     

第三方稻米溯源平台设计与实现

中国现有农产品质量安全溯源平台大多以生产企业(基地)为主体自行设计和实施,造成溯源平台与生产企业同属一个利益团体,溯源结果难以得到消费者认同。为解决这一问题,该文分析现有农产品溯源机制及实现方式,以稻米为例提出一种第三方溯源平台的设计模式。第三方溯源平台在政府监管下,通过独立权威检测机构对稻米生产相关数据进行检测,并把溯源数据安全可靠地提供给消费者。该溯源平台系统采用B/S架构,数据库采用My SQL,采用J2EE(Java 2Platform Enterprise Edition)等技术手段,通过与微信公众号连接,向消费者提供二维码溯源服务,针对溯源平台中二维码防伪关键技术问题进行深入研究,并实现试运行。该系统为2家企业的稻米高端农产品实现全程溯源。试运行结果表明,由第三方溯源模式带来的成本提升,在售价提升20%后,得到了消费者认可,且销量提高了20%,达到了企业的效益增长。证明本文设计的第三方溯源平台较好解决了消费者对溯源结果的认同问题,为优质农产品安全溯源提供了一种有效手段。