区域农业投入品溯源研究与实现
时间：2020-04-17 05:24:54 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘要：为解决农资追溯过程中存在的环节信息缺失、信息不全和不对称的局限等问题，提出了融入反馈机制的追溯理念，构建了以二维码为追溯信息载体的追溯模型，阐述了核心的农资追溯信息编码，分析了数据融合的信息跟踪和回溯机制。结果表明，在统一的数据平台上，实现了对农资基本信息、流通信息和监管信息追溯查询，追溯的信息具有完整性、权威性、开放性和公信力，反馈机制为农资追溯的实现提供一种可行的解决方案，某区域的应用结果证明系统达到预期效果。
关键词：QR二维码；反馈机制；跟踪和回溯
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）10-2503-04
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.054
我国每年都要投入大量的人力、物力和财力对农业投入品进行抽检监测。2014年农业部对农药产品质量进行了抽查，合格率为93.1%。目前，农业投入品市场还存在不少问题，例如农资批发企业进货把关不严、农资产品销售台账记录不全、查处的假冒伪劣农资信息上下交流不畅、查处经营假冒伪劣农资的监管手段落后、监管效能不高，这些因素对农业投入品溯源造成一定的影响，直接关系到溯源的效果。因此，探索和建立农业投入品溯源机制对农资市场的规范化、标准化建设具有重要意义。
国外农产品质量追溯体系在21世纪初就开始建立并逐步完善。近年来，国内外研究者开发出基于物联网的RFID射频电子标识应用系统[1]；孙传恒等[2]设计了农产品流通追溯系统是基于嵌入式Linux技术；文斌等[3]设计了基于QR二维码和数据聚合技术农业产品追溯服务系统，这些系统更多用于农产品流通服务。相比而言，农业投入品的质量追溯问题研究相对较少，尚二莹等[4]利用RFID技术建立了种子溯源系统，系统可以查询种子品种、生产加工、销售流通等信息。方薇等[5]采用混合编码模式追溯，介绍了农资溯源服务系统。然而，如何弥补溯源信息的缺失，如何进行有效快速的溯源，如何共享溯源平台信息[6，7]，还有待去研究。
本研究在农资监管的背景下，利用反馈机制进行了有效追溯，通过提炼出追溯的核心信息编码，形成统一的数据中心，有效地解决了进货关、销售台账电子化、假冒伪劣农资信息平台共享等现实问题，提高了监管手段，强化了溯源能力。随着农业投入品质量追溯系统逐步推开，应用平台资源的企业队伍和消费群体不断扩大，引入云计算技术使其具有更广的适用性[8]和更高的追溯能力。
1 溯源机制与模型
1.1 溯源机制
追溯实质上是对客观事实的各种信息进行反馈。在农资监管的背景下，利用反馈机制作为农业投入品质量追溯体系运转的基本方法。该方法的思想就是通过构建一个平台体系，跟踪各环节多种的信息，结合反馈机制（职能部门的监管），利用数据的相关性，融合成回溯信息源。
农业投入品质量追溯体系中，采集生产、流通、销售等环节中实体单位（农资生产企业、农资批发企业、农资零售店、农资购买使用者）、产品（农资）的有效信息流，并融入职能部门的监管（反馈机制）信息，是整个追溯体系需解决的问题，而可追溯有效信息的载体可由多种方式实现。信息可以通过不同的载体有多种表现形式，信息反馈是实现可追溯的前提和条件。该方法的实现需要采集大量数据，并综合运用各种技术和方法。
1.2 溯源模型
模型由两个信息环和内核信息组成。外环是实体单元信息，包括作为监管的职能部门信息，内环是产品信息；内核包括与产品相关联的必要信息。追溯模型如图1所示。
农资生产企业在当地相关主管部门的监管下主动报告生产过程信息并备案，合格的产品获取准出证明。农资经销商（或农资批发企业）在流通市场获得当地监管部门的产品准入证，并对产品进行备案。农业生产企业（或农民）以实名销售的形式获得农资批发企业（或农资零售店）销售的产品，并获得带有二维码的销售小票。
产品生产过程信息通过主动报告（生产过程备案）由质量管理系统采集到追溯平台数据库，属地管理系统及时反馈给出了产品准出证明信息。流通市场信息通过市场准入（产品备案）进入流通市场实时监管平台（与追溯平台数据共享）。终端通过实名销售系统，产品的销售信息上报农资产品数据中心。各环节使得农资实体间进行活动时，追溯平台可跟踪到农资实体信息、产品信息、监管信息。回溯时，通过系统的信息融合，相关产品各环节的信息可清晰组成信息链。终端消费者获得带有二维码的销售小票，二维码不仅包含有该产品的生产、流通、监管、销售过程的综合信息，还有农资实体的相关信息，具有较强的追溯功能。该模型配有销售终端查询机，提高了公众的参与度。通过扫描打印销售小票的二维码，消费者可即时追溯查询产品各相关环节的信息。
2 溯源编码
针对追溯信息的相关性和有效性，对不同管理系统异构数据结构，必须采用统一标准的信息编码体系。实现农资产品质量二维码追溯，必须要考虑追溯码所包含的必要信息，二维码所载有效信息越丰富，就越具有较强的追溯功能。追溯码信息的构成有农资生产企业的基本信息（本省、外省）、农资产品的基本信息、监管部门基本信息（属地和流通管理部门）、农资批发企业的基本信息、农资零售店的基本信息。为了便于对追溯信息进行管理，对赋予二维码上的农资实体和产品信息进行统一编码。核心的农业投入品信息编码元数据如表1所示。
3 信息溯源实现
3.1 信息融合
由于表1中单条元数据信息编码的信息量相对较少，对于全流程追溯，如果能融合各环节的编码信息，呈现出来的溯源线条是明晰的。带有二维码的销售小票作为农业投入品追溯信息的载体，融合其中的信息需要下列步骤来实现：
1）农资产品信息和编码网上下载入库：农资零售店与省数据库中心联网，并下载供货批发公司的农资产品信息，作为本地店销售的农资产品。
2）农资送货单采购入库：根据批发公司的送货单，从网上引用公司编码（EBC）和产品经营编码（OBC），在店内完成采购办理操作，并编制农资零售店内编码（SBC），最后保存入库。
3）农资零售店销售：建立农资零售店内码与公司经营码之间的关系，并经过数据聚合处理，按照零售店内码和公司产品批号进行销售。
4）数据报送：农资零售店管理软件通过接口将采购和销售信息（包括EBC、UBC、OBC和SBC编码）送到追溯平台的数据中心。
5）销售小票打印：农资零售店管理软件根据本地销售系统的产品融合信息生成二维码（包括EBC、UBC、OBC和SBC编码），通过小票打印机，将二维码和销售信息打印出来。
消费者手中的销售小票信息量丰富，通过扫描二维码，方便地实现溯源查询。
3.2 溯源实现
对农资零售店来讲，信息追溯的实现如图2所示。追溯采用分层设计，信息逐级细化完整，系統包括农业投入品的生产、物流、批发、零售等环节的4级溯源信息层。依据下层信息节点所带编码，依次类推父节点属性信息，完成回溯功能。图2实线为追踪某一农业投入品某一环节的信息路线，虚线为回溯某次购买品各环节的信息路线。
4 溯源平台
从表1设计的核心编码中，利用QRcode.jar提供的编解码库函数对其进行编解码，实现二维条码图形生成和图形扫描解析的功能。由于追溯平台与各农资相关系统的互联互通，二维条码生成的图形文件即可由本地生成，也可通过部署在服务器端的具有编解码功能的网络浏览器中即时生成。
4.1 平台架构
根据用户需求实际，在分层设计的基础上，设计“1+3+1+3”的农资追溯与服务平台，平台总体架构如图3所示。第一个“1”指数据库中心，农业投入品流通市场中生产过程信息、经营信息以及农业执法、信用评级等信息汇集形成的数据库中心。第一个“3”指3个平台，农业投入品质量追溯平台、农资流通市场监管平台和农资信息服务平台。第二个“1”指数据交换和采集中心，农资批发经营企业、农资零售店的经营数据与平台的数据库中心进行数据交换和采集中心。第二个“3”指3个管理系统，农业投入品生产质量管理系统、农资门店零售管理系统、农资批发企业经营管理系统。
4.2 公共数据接口
为了实现全省范围内农资流通市场的统一监管的目标，设计了基于互联网为总线的网络访问控制的规范协议，实现对农资流通市场的经营、监管和使用的三大主体的互联互通。由图4可以看出，IDC是基于公共标准的集成数据接口（Integrated data connector），具有双向数据交换能力，IDC根据需要可以设计IDC-1、IDC-2和IDC-3分别为零售店、批发公司和生产企业连接监管平台的公共标准接口；IDC-4公共的数据输出标准接口，以及一个服务器端的IDC交换系统。IDC-1标准接口已经封装到农资店实名销售系统中，其他IDC标准接口需要根据实际情况分别与原系统对接。①IDC-1标准接口是农资零售店互联网连接监管平台的标准集成数据接口；②IDC-2标准接口是农资批发公司互联网连接监管平台的标准集成数据接口；③IDC-3标准接口是农资生产企业互联网连接监管平台的标准集成数据接口；④IDC-4标准接口是农资监管平台互联网连接上级部门和同级其他部门的标准集成数据接口；⑤IDC交换系统是服务器端的农资监管平台的通用数据交换系统。
4.3 实例应用
依托农业投入品追溯平台的后台大数据，开发手机客户端APP，方便用户进行追溯。随着微信的应用，越来越多的沟通通过手机微信来实现，为查询追溯提供一种便捷的方式。平台是为微信用户提供服务，而追溯平台开发接口则是提供服务的基础。表1中元数据URI作为打印小票上二维码文件的标识，通过追溯服务平台的资源链接，可方便地展现在用户面前。图5是扫描二维码后通过农业投入品追溯公共账号查到的追溯信息。
回溯信息由3部分组成，分别是产品信息（产品名称、产品规格、产品类型、产品登记证号、生产许可证号、产品标准号等信息）、流通信息（零售商、批发商、销售商、生产企业等法定代表人实体信息）、流通地的监管信息（是否备案、是否准入、是否准出、抽检情况）。通过信息回溯再现，消费者了解到产品信息以及流通的实体企业信息。这些信息是否进入相关部门的监管也清晰可见，更重要的是产品的抽检信息通过监管平台关联到追溯信息栏，让消费者有了信任感，提高了政府的公信力。
5 小结与讨论
针对农业投入品具体领域，设计并开发一种质量追溯体系。通过研究在生产、流通、监管、批发、零售全质量周期中，农业投入品内在的信息流程规律，设计一种“多码并举”的编制方式，实现农业投入品的二维码追溯应用。搭建的质量追溯系统，有效解决农业投入供应链中存在的信息孤岛问题，同时，为农资实体及产品的信息互联互通提出了一种新的实战可行模式。
参考文献：
[1] 徐焕良，陆荣和，彭增起，等.基于产品生命周期管理的肉品车间生产跟踪及追溯体系研究[J].农业工程学报，2007，23（12）：161-163.
[2] 孙传恒，刘学馨，丁永军，等.基于嵌入式Linux技术的农产品流通追溯系统设计与实现[J].农业工程学报，2010，26（4）：208-213.
[3] 文 斌，梁 鹏，罗自强.基于QR二维码和数据聚合的农业产品追溯服务系统设计[J].小型微型计算机系统，2014，35（2）：261-265.
[4] 尚二莹，孟未来.基于物联网的种子质量安全溯源管理系统研究[J].农业网络信息，2011，26（9）：14-16.
[5] 方 薇，崔超远，宋良图.混合编码模式的农资溯源服务系统现[J].农业工程学报，2012，28（14）：164-169.
[6] 锁 放.论中国食品安全监管制度的完善—以比较法为视角[D].合肥：安徽大学，2011.
[7] 马晓丽.我国农产品信息不对称问题研究[D].山东泰安：山东农业大学，2010.
[8] 陈联诚，胡月明，张飞扬，等.农产品安全追溯系统的云计算技术性能提升设计[J].农业工程学报，2013，29（24）：268-274.
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