基于区块链的河豚供应链可信溯源优化研究

针对河豚供应链环节复杂、监管要求高以及溯源系统信息传递繁杂、数据查询效率低的问题,以提高河豚溯源查询效率和安全性为目的,建立了基于区块链技术的河豚供应链溯源优化模型,并搭建相应系统。首先,对河豚供应链业务供应链信息进行分析,整理并提取供应链各业务环节溯源码信息和产品信息;然后,基于区块链技术建立河豚供应链可信溯源优化模型架构,设计多链的存储模式和快速查询流程并制定相应的智能合约;最后,基于Hyperledger Fabric实现了一种河豚供应链信息溯源系统,并使用Caliper性能测试工具测试。结果表明,在数据记录条数大于1000条后,本文模型查询效率高于传统单链模型,在10000条数据记录上链后,本文模型较传统单链模型查询效率提高约92.9%。以江苏省某河豚企业为例,实现河豚供应链信息安全传递和快速溯源。所提出的模型可以应用到河豚行业从而提高溯源效率和安全性,为河豚行业提供一个防篡改、查询效率高的模型。     

基于区块链跨链技术的水产品交易模型研究

为解决现有水产品供应链中各企业环节的区块链间信息孤岛的问题以及实现各企业间的安全交易,提出了基于区块链跨链技术的水产品交易模型。在分析水产品供应链交易业务流程的基础上,针对水产品跨链交易的功能需求,构建基于跨链技术的水产品交易模型;基于此模型设计跨链交易流程及相应的智能合约,实现水产品供应链中企业间的跨链交易;最后,利用Hyperledger Fabric平台实现了水产品跨链交易模型的原型系统。系统性能测试结果表明,平均交易成功率为99%左右,而平均交易延迟为0.2s左右。因此,所提出的水产品跨链交易模型既能够满足现有水产品供应链在区块链链上交易的需求,也保证了跨链交易的可行性。     

生食牡蛎HACCP计划的语义建模及可视化应用

为有效保障危害分析及关键控制点(HACCP)计划国家标准的可执行性,以国标中的生食牡蛎加工HACCP计划的语义表达为研究对象,提出生食牡蛎HACCP计划的知识可视化应用模型(HVEM),对HACPP计划进行结构和数据两方面的语义理解,从动态和静态两个角度进行知识提取,实现活牡蛎接收、干法冷藏、牡蛎肉储存等关键控制点(CCP)、监控以及验证、纠偏的实体、联系知识表达,构建HACCP计划知识体系,结合图数据库实现知识储存、可视化,并给出一个基于HVEM模型的HACCP质量溯源应用测试。结果表明,HACCP计划的知识可视化应用模型能较为系统地实现生食牡蛎HACCP计划的知识理解、知识表达、知识存储和可视化应用。     

基于自由曲面和L–system的红掌生长模型

针对红掌花卉生长可视化中参数难以确定的问题进行研究,提出推导控制点的方法,建立红掌器官模型：采用Bezier曲线结合扫描成型的方法来构造叶柄模型,采用双三次NURBS曲线对佛焰苞进行建模;运用红掌的相关表型数据拟合生长函数,提出基于红掌生长规律的微分L–system,可有效模拟红掌的拓扑结构和生长过程;通过虚拟器官表示红掌器官的几何属性,降低微分L–system的复杂度。试验验证提出的方法对红掌各项生长指标拟合度可达0.89以上,并可对每个生长阶段的红掌进行模拟,能有效地对红掌的生长过程进行建模。     

基于公证人机制的水产品跨链交易模型研究

随着水产品交易规模的扩大,区块链技术在产品溯源和数据共享方面得到广泛的应用,但不同企业内或同一供应链内的不同环节构建的区块链之间数据无法有效交互和共享,致使信息孤岛问题依然存在。因此提出了基于公证人机制的水产品跨链交易模型,旨在实现水产品不同环节之间的跨链交易,解决单点故障问题,并提升交易效率。同时针对水产品跨链交易业务特点,提出两阶段跨链交易流程,完善交易错误处理机制,从而解决跨链交易过程中的数据一致性、原子性需求,并基于Hyperledger Fabric平台构建系统原型。实验结果表明,在交易量较大的情况下,交易平均成功率高于99%,平均延迟时间为0.21s左右,模型在保证交易安全性的前提下,满足了水产品区块链跨链交易需求。     

基于区块链的HACCP质量溯源模型与系统实现

为提升质量溯源的可信度及有效度,以生食牡蛎为例,应用区块链技术构建了基于危害分析及关键控制点（Hazard analysis and critical control points,HACCP）的质量溯源模型。该模型提取生食牡蛎加工HACCP规范中的关键控制点（Critical control points,CCP）作为溯源系统监控数据点,并由此设计智能合约,监控数据上下链和对质量进行自动判断,最终应用联盟链平台Hyperledger Fabric实现了该模型的系统溯源。结果表明,系统将HACCP融入智能合约,使用质量控制的关键、有效数据作为溯源数据,并利用区块链中交易的不可篡改性,保证了质量溯源数据的可信度,系统平均交易成功率为99.96%,交易吞吐量可相对平稳地达到377笔/s,平均交易延迟为0.5s,基本满足生食牡蛎加工过程质量溯源的业务需求。     

基于多链存储优化的水产品交易匹配模型研究

区块链技术应用到水产品线上交易架构中可以使交易双方隐私信息得到基本保障,然而,目前区块链水产品线上交易模型和系统存在海量数据存储负载大、维护成本高、数据查询效率低等问题。为进一步缓解以上问题,在梳理和分析水产品交易流程基础上,根据水产品交易业务技术需求,提出了基于多链存储优化的水产品交易匹配模型。该模型在智能合约中通过贪心算法实现了效率较高的多属性水产品线上交易匹配过程,通过区块链多通道技术构建了水产品交易多链架构,实现了用户交易信息分布式存储,提高了交易信息查询效率,同时,采用区块链与本地数据库双模式存储技术,缓解了区块链网络中各个节点海量数据存储的负载。基于Hyperledger Fabric平台实现了基于多链存储优化的水产品交易原型系统。该原型系统测试结果表明,临界值900s平均最多可以完成1296笔交易,说明系统在处理千条交易数据量时可以正常运行,满足水产品线上交易平台日常实际交易业务需求,同时在链上存储1600条合同信息时查询1条用户合同信息平均时间为4.018s,多链存储结构提高了链上数据查询速度。     

基于生食牡蛎HACCP计划的语义建模研究

为提高水产品加工中的质量安全风险信息化管理水平,以国标中的生食牡蛎HACCP 计划为例,提出了基于生食牡蛎加工HACCP计划的语义基础模型(HACCP semantic base model,HSBM),用来实现知识的提取、表示、建模和推理。从HACCP计划中获取领域知识,构建生食牡蛎HACCP语义建模架构。在该架构指导下,构建知识表示模型,采用本体建模方法对生食牡蛎加工HACCP语义进行建模,并绘制生食牡蛎HACCP概念-关系结构图。然后,采用语义网规则语言SWRL描述业务逻辑规则,提高知识的自动推理能力。最后,利用HermiT推理机实现知识推理。结果表明,此模型可以较为完整地表述生食牡蛎HACCP计划覆盖的知识,丰富生食牡蛎本体知识库,为HACCP计划的数字化、智能化应用提供技术支持。     

基于区块链的水产品撮合交易模型与系统实现

为缓解水产品线上撮合交易效率低、交易双方隐私信息泄露和商品信息造假安全漏洞多、平台监管成本高等问题,针对水产品撮合交易多属性匹配的特点,提出一种基于区块链的水产品撮合交易模型,将水产品的交易过程转移到区块链上,实现水产品交易的去中心化可信、不可篡改性,并使用改进的蚁群算法对撮合交易模型进行寻优求解,最大化匹配精度和效率。以Hyperledger Fabric为底层架构搭建实验环境,实现原型系统,测试该模型的有效性。结果表明,基于区块链的撮合交易模型可以满足水产品交易双方和交易平台在成本、效率、安全性方面的需求,当2 h内累计提交系统的供需单数量小于1 626时,不超过模型规定的交易匹配时间上限,撮合交易系统可以正常运行,该数据量基本能够满足B2B平台线上交易量的需求。     

增强HACCP计划的可信可视溯源应用研究

为提升水产品危害分析及关键控制点(Hazard analysis and critical control points, HACCP)体系国家标准在保障质量溯源方面的数据可信、可读，以国家标准中的巴氏杀菌蟹肉HACCP计划为例，结合语义建模和区块链技术，提出了巴氏杀菌蟹肉增强HACCP计划可信可视溯源模型(Enhanced HACCP credibility and visualization traceability model, EHCVTM)。该模型结合国家标准对巴氏杀菌蟹肉HACCP计划进行语义理解，构建巴氏杀菌蟹肉HACCP计划质量安全数据体系(HACCP quality and safety data system, HQSDS)并设计知识表示。为所得的增强HACCP计划的执行数据设计合理的数据存储结构、智能合约，实现“有风险上链，无风险自治”、“高风险直接上链，低风险加密上链”的数据分级存储管理模式。然后借助图数据库实现不同需求的可视化展示。最终实现了基于EHCVTM的HACCP质量溯源应用原型并进行测试。结果表明，基于此模型的应用保障了质量溯源风险数据的可信度，提高了...