鄭開(kāi)濤， 劉世洪， 胡海燕

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息服務(wù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

隨著物質(zhì)生活得到滿(mǎn)足，人們的觀(guān)念從關(guān)注量的多少轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注質(zhì)的高低。然而事實(shí)證明，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體制建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上城市化進(jìn)程的腳步[1]。接二連三的食品安全事故被曝光，“三聚氰胺”“皮革奶”“地溝油”“瘦肉精”“塑化劑”等字眼時(shí)不時(shí)沖擊著消費(fèi)者的眼球。這類(lèi)事件直接反映了我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全保障制度和措施存在嚴(yán)重缺陷，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們對(duì)安全食品的追求。因此制定更加完善的食品安全保障體系，杜絕大規(guī)模食品安全事故的發(fā)生，是社會(huì)各界的殷切期盼。

基于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的多邊平臺(tái)正是在此背景下提出的，多邊平臺(tái)(mult-sded platform，MSP)已經(jīng)成為由信息化主導(dǎo)的第三次工業(yè)革命所引發(fā)的商業(yè)模式創(chuàng)新的一個(gè)重要形式[2]。多邊平臺(tái)通過(guò)將多方聚集在一個(gè)電子平臺(tái)上，促進(jìn)多方之間的直接互動(dòng)而形成新的以降低搜索成本、交易成本等來(lái)實(shí)現(xiàn)增值的全新商業(yè)模式，成為信息化引領(lǐng)的商業(yè)模式創(chuàng)新的重要代表。建設(shè)基于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的多邊平臺(tái)是關(guān)系到民生科技創(chuàng)新的重要措施，通過(guò)采用信息化技術(shù)全程監(jiān)控來(lái)提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管效率，通過(guò)質(zhì)量溯源實(shí)現(xiàn)全民“吃得放心、吃得滿(mǎn)意”。多邊平臺(tái)模式是全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的關(guān)鍵技術(shù)模式和戰(zhàn)略選擇。

1 我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源現(xiàn)狀

近年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題是社會(huì)各界最關(guān)注的問(wèn)題之一，食品安全溯源是國(guó)內(nèi)外科技工作者研究的熱點(diǎn)。特別是《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》頒布實(shí)施以來(lái)，我國(guó)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯的制度支持、理論研究、體系構(gòu)建以及落地實(shí)施方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。盡管如此，當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源面臨的問(wèn)題依然嚴(yán)峻，主要有以下3個(gè)方面：

1.1 追溯標(biāo)簽偽機(jī)制不完善，假貨、竄貨現(xiàn)象頻發(fā)

由于農(nóng)產(chǎn)品的固有特性，追溯標(biāo)簽必須滿(mǎn)足制作成本低、信息容量大、編碼范圍廣、抗破壞能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)，二維碼則具有這些優(yōu)點(diǎn)[3]。因此，幾乎所有現(xiàn)行農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)使用的追溯標(biāo)簽都是快速響應(yīng)。QR碼(quick response code，QR碼)是一種矩陣式二維條碼，除了具備以上特點(diǎn)外，還具有超高速全方位識(shí)讀、編碼字符廣泛、有效表示漢字等特點(diǎn)[4]。但是，由于二維碼是用黑白相間的特定的幾何圖形在二維平面上按一定規(guī)律分布的，所以其具有很強(qiáng)的可復(fù)制性。這就導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品在追溯系統(tǒng)中的唯一性難以保證，造成無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)的形成，假貨、竄貨現(xiàn)象頻發(fā)。

1.2 分段監(jiān)管，缺乏全國(guó)統(tǒng)一平臺(tái)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全涉及到農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等多個(gè)環(huán)節(jié)的安全，按照我國(guó)現(xiàn)行法律規(guī)范要求，不同環(huán)節(jié)的安全問(wèn)題由不同的監(jiān)管部門(mén)負(fù)責(zé)，如農(nóng)業(yè)部門(mén)負(fù)責(zé)初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管；衛(wèi)生部門(mén)和質(zhì)檢部門(mén)負(fù)責(zé)食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的衛(wèi)生監(jiān)管；工商部門(mén)和食品藥品監(jiān)督局負(fù)責(zé)食品流通環(huán)節(jié)的監(jiān)管等[5]。分段管理固然能明確各部門(mén)職能，在一定程度上能提高食品安全事件發(fā)生后各級(jí)政府的辦事效率。但是，分段監(jiān)管不能提前感知、聯(lián)動(dòng)協(xié)作和立即溯源追查，只有悲劇性的“人體檢驗(yàn)”之后，才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的溯源式查處[6]。以預(yù)防為目的，才應(yīng)該是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的根本。

同時(shí)，不同地區(qū)、不同部門(mén)、不同企業(yè)依據(jù)自身需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了不同的追溯系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間互不兼容，不能進(jìn)行有效通信，信息無(wú)法共享，形成一個(gè)個(gè)信息孤島。這不僅不利于消費(fèi)者追溯查詢(xún)，更不利于政府聯(lián)動(dòng)監(jiān)管、快速響應(yīng)，還造成了極大的資源浪費(fèi)。

1.3 追溯信息不能滿(mǎn)足多方需求，社會(huì)參與度低

目前的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)主要以政府主導(dǎo)為主，通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)以及消費(fèi)者提供服務(wù)。但是這類(lèi)系統(tǒng)往往采取“一刀切”的模式，相關(guān)利益主體缺乏參與意愿，系統(tǒng)更新維護(hù)困難，推廣應(yīng)用舉步維艱。究其原因，主要是記錄的信息不能滿(mǎn)足相關(guān)利益群體的需求。首先，記錄的信息缺乏動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，真實(shí)性和有效性不能保證，不能作為監(jiān)管部門(mén)的執(zhí)法依據(jù)；其次，消費(fèi)者懷疑企業(yè)把“可追溯”當(dāng)作虛假宣傳的噱頭[7]，對(duì)記錄的信息缺乏信任，沒(méi)有參與意愿；此外許多合作企業(yè)是在政府的高額補(bǔ)貼誘導(dǎo)下被動(dòng)參與，同時(shí)承擔(dān)追責(zé)風(fēng)險(xiǎn)，由于平臺(tái)上消費(fèi)者參與度不高，在交叉網(wǎng)絡(luò)外部性的影響下，企業(yè)會(huì)因?yàn)橄M(fèi)者數(shù)量的減少，而逐漸退出該平臺(tái)。

2 時(shí)空編碼技術(shù)研究概述

2.1 農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼內(nèi)容

現(xiàn)行農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼基本參照UCC/EAN-128碼，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理實(shí)際要求，將產(chǎn)品名稱(chēng)、生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)地、生產(chǎn)許可證號(hào)、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等要素作為基本數(shù)據(jù)元進(jìn)行編碼。所有元數(shù)據(jù)信息可以通過(guò)掃描二維碼獲得具體內(nèi)容。表1以金龍魚(yú)純正花生油為例，列舉了追溯信息編碼基本元數(shù)據(jù)，圖1是以此生成的QR碼。此二維碼過(guò)于復(fù)雜，且易被復(fù)制，不能標(biāo)志產(chǎn)品的唯一性。

表1 金龍魚(yú)純正花生油原追溯信息編碼基本元數(shù)據(jù)

盡管QR碼最多可表示7 089個(gè)數(shù)字，或1 817個(gè)漢字，但是編碼信息越少，生成的QR碼越簡(jiǎn)單，手機(jī)移動(dòng)終端就越容易識(shí)別，解碼率也就越高[8]?；诖?，本研究提出基于時(shí)空信息，為每一件農(nóng)產(chǎn)品設(shè)定唯一標(biāo)志，即產(chǎn)品編號(hào)，圖2是依據(jù)金龍魚(yú)純正花生油的產(chǎn)品編號(hào)生成的追溯碼。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品追溯信息編碼設(shè)計(jì)

編碼設(shè)計(jì)結(jié)合生產(chǎn)時(shí)間和產(chǎn)地坐標(biāo)，生成唯一標(biāo)志碼，共30位(圖3)。

L0～L16表示時(shí)間碼，共占17位，表示該產(chǎn)品的生產(chǎn)完成時(shí)間，精確到ms，例如1桶5 L裝金龍魚(yú)純正花生油的時(shí)間碼可表示為20161201102835001。空間碼占13位，L17表示經(jīng)緯度方向，L18～L23表示經(jīng)度，L24～L29表示緯度，經(jīng)緯度各精確到小數(shù)點(diǎn)后4位，基本可以精確定位到生產(chǎn)方的具體地理位置。由于經(jīng)度最多能到180°，所以L(fǎng)17用來(lái)區(qū)分經(jīng)緯度方向。當(dāng)經(jīng)度>90°時(shí)，用實(shí)際度數(shù)減90°，例如天津嘉里糧油工業(yè)有限公司坐標(biāo)是(117.7718°E，39.0156°N)，查表2可得，該公司13位空間碼為4277718390156。通過(guò)以上方式獲得的追溯碼，可以標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品的唯一性。

表2 經(jīng)緯度方向標(biāo)志L17[9]

3 追溯碼防偽機(jī)制研究概述

3.1 建立大數(shù)據(jù)認(rèn)證中心

建立一個(gè)大數(shù)據(jù)認(rèn)證中心(數(shù)據(jù)庫(kù))，以生產(chǎn)企業(yè)為基本模式，設(shè)計(jì)企業(yè)安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，自動(dòng)記錄企業(yè)名稱(chēng)、產(chǎn)地地理位置、產(chǎn)品名稱(chēng)、產(chǎn)品類(lèi)別、產(chǎn)品完成生產(chǎn)時(shí)間等形成產(chǎn)品檔案并形成追溯碼，將其上傳到認(rèn)證中心。追溯碼具有唯一性，可作為產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)主鍵。集合原材料生產(chǎn)、流通、銷(xiāo)售、政府質(zhì)檢以及監(jiān)督部門(mén)等多方數(shù)據(jù)，結(jié)合通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)多方之間的相互通信。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方、流通方、銷(xiāo)售方授權(quán)認(rèn)證機(jī)制

生產(chǎn)方需要提供相關(guān)合法資質(zhì)在認(rèn)證中心注冊(cè)并取得授權(quán)，獲得具有打印唯一標(biāo)志追溯二維碼的終端設(shè)備，認(rèn)證中心采集工廠(chǎng)的地理位置信息，并授權(quán)廠(chǎng)商在工廠(chǎng)所在一定范圍內(nèi)，可以對(duì)商品做出廠(chǎng)認(rèn)證。

流通方和銷(xiāo)售方也需在認(rèn)證中心取得授權(quán)，并獲得特制二維碼識(shí)別終端，認(rèn)證中心采集分揀中心和銷(xiāo)售商所在的地理位置信息。分揀中心和銷(xiāo)售商利用特制終端掃描包裝二維碼，將獲取的追溯碼數(shù)據(jù)發(fā)送到認(rèn)證服務(wù)器，對(duì)商品真?zhèn)芜M(jìn)行初步驗(yàn)證。

3.3 消費(fèi)者追溯流程分析

消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，通過(guò)掃描追溯碼查詢(xún)農(nóng)產(chǎn)品“從農(nóng)田到餐桌”全過(guò)程信息，以確保所購(gòu)買(mǎi)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。消費(fèi)者在智能手機(jī)、平板電腦等智能終端上安裝專(zhuān)用二維碼識(shí)讀APP，使用該應(yīng)用軟件掃描貼在商品上的二維碼追溯標(biāo)簽，聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器，根據(jù)追溯標(biāo)簽查詢(xún)農(nóng)產(chǎn)品追溯結(jié)果。具體流程如圖4所示：

(1)消費(fèi)者利用移動(dòng)設(shè)備掃描解碼農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)簽上的二維碼。

(2)聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器，根據(jù)得到的追溯碼進(jìn)行驗(yàn)證，如果驗(yàn)證不通過(guò)則提示消費(fèi)者該產(chǎn)品是假冒、仿造產(chǎn)品，提示消費(fèi)者謹(jǐn)慎購(gòu)買(mǎi)。同時(shí)，自動(dòng)將結(jié)果返回到認(rèn)證中心備案，并反向追溯具體是哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，依據(jù)情節(jié)的嚴(yán)重程度作出相應(yīng)處理。

(3)每件商品出售后大數(shù)據(jù)中心就會(huì)將商品的銷(xiāo)售狀態(tài)由未售改為已售。消費(fèi)者掃描該商品二維碼時(shí)，商品的銷(xiāo)售狀態(tài)也會(huì)同時(shí)反饋給消費(fèi)者。如果消費(fèi)者并未購(gòu)買(mǎi)此商品并且反饋信息顯示商品已售，則可能存在二維碼被復(fù)制，發(fā)生竄貨，消費(fèi)者可向認(rèn)證中心舉報(bào)。如果認(rèn)證中心調(diào)查情況屬實(shí)，結(jié)果也會(huì)及時(shí)反饋給第1次購(gòu)買(mǎi)貼有該追溯碼的消費(fèi)者，并提示其停止食用。

4 總結(jié)

本研究重點(diǎn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源多邊平臺(tái)(MSP)的溯源編碼機(jī)制進(jìn)行了研究。通過(guò)時(shí)空編碼對(duì)所有農(nóng)產(chǎn)品確定唯一標(biāo)志，該標(biāo)志即是農(nóng)產(chǎn)品的“身份證”，利用特定軟件平臺(tái)掃描該標(biāo)志可以快速訪(fǎng)問(wèn)大數(shù)據(jù)認(rèn)證中心，獲得農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、銷(xiāo)售等全過(guò)程詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。該機(jī)制下，消費(fèi)者不僅可以監(jiān)督食品生產(chǎn)全過(guò)程，有效維護(hù)自身合法權(quán)益，還可以“買(mǎi)得舒心，吃得放心”；產(chǎn)品的生產(chǎn)方和流通方不僅可以及時(shí)了解市場(chǎng)需求信息，還可以杜絕無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，維護(hù)自身信譽(yù)，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力；政府各部門(mén)不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)督農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)食品安全事故快速響應(yīng)，保證市場(chǎng)秩序，還可以促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)以及保障人民健康生活。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源多邊平臺(tái)最終能實(shí)現(xiàn)多方共贏。

5 展望

基于目前的研究成果，開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)終端集成現(xiàn)代信息技術(shù)的采集設(shè)備。通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)集成創(chuàng)新，多元化布局，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息采集的及時(shí)、準(zhǔn)確、有效；開(kāi)發(fā)一個(gè)基于農(nóng)產(chǎn)品安全溯源的多方平臺(tái)，包括標(biāo)準(zhǔn)的建立，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全信息查詢(xún)、政府部門(mén)檢測(cè)管理、農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)銷(xiāo)商管理等功能，變被動(dòng)溯源為主動(dòng)追溯，在發(fā)生食品安全事件之前提前預(yù)警，全面提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯水平。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，農(nóng)產(chǎn)品追溯過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量有價(jià)值數(shù)據(jù)，及時(shí)、跨系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞、選擇過(guò)濾以及數(shù)據(jù)挖掘，可以有效輔助本平臺(tái)進(jìn)行疾病預(yù)防、減少浪費(fèi)和促進(jìn)企業(yè)利潤(rùn)的提高。

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