基于云計算的食品數據分析方法

膠州實驗中學 吳啟源

基于云計算的食品數據分析方法

膠州實驗中學 吳啟源

本文提出一種基于云計算的食品數據分析方法，解決了現有技術由于食品安全信息冗雜，食品安全評估以及獲取食品安全等級信息的復雜而占用資源多、效率低下、維護成本高的問題，獲得了計算效率高，占用資源少，更便于群眾迅速及時獲取食品安全信息的有益效果。

云計算；食品；數據分析；安全

一、前言

目前，隨著社會的發展，食品安全是深受餐飲業界和廣大消費者廣泛關注的事情，尤其是在“互聯網+”時代，餐飲業以觸網方式為公眾帶來生活便利，餐飲業質量及安全水平如何保障，成為整個行業關注的焦點。然而，傳統的審查是通過商家提供的照片，這種方式，過于單一，無法獲知食品加工生產的真實過程，如果進廠進行調查，耗費人工，費時費力，依然杜絕不了有害食品的生產。食品安全關系著人民群眾身體健康和生命安全，關系著經濟社會的穩定和諧。在信息不對稱的食品市場上，經常出現“逆向選擇”現象。由于單個消費者不可能全面掌握有關食品質量的信息，有些食品企業就選擇以次充好來牟取利益。當部分企業這樣做時，它的競爭對手要是不同步跟進，就會在市場競爭中處于劣勢，于是，生產偽劣產品的企業可能贏得市場，真正生產優質產品的企業反倒會被淘汰，這就是所謂“逆向選擇”現象。鑒于現有食品安全領域存在的諸多缺點和不足，以及鑒于食品安全預警所涉及領域的廣泛性和所要求技術的復雜性，有必要設計一種食品安全預警系統。

二、云計算分析系統

本文設計的云計算分析系統如圖1所示，包括信息采集端、云中心和本地終端；云中心分別與信息采集端和本地終端建立通信連接。其中：

(1)信息采集端，用于采集食品信息數據；

(2)云中心，包括信息接收模塊、安全評估模塊、預警模塊和信息儲存模塊，其中：

圖1 云計算分析系統

1)信息接收模塊，用于接收食品信息數據；

2)安全評估模塊，用于根據食品信息數據對食品進行安全評估，計算相應的食品安全等級信息；

3)預警模塊，用于根據食品安全等級信息生成相應的預警信息；

4)信息儲存模塊，用于儲存食品信息數據，以及相應的安全等級信息和預警信息；

(3)本地終端，包括信息查詢模塊；其中，

信息查詢模塊用于向云中心發出查詢信息，從而獲取相應的預警信息，以及食品安全等級信息。

云中心分別與信息采集端和本地終端建立通信連接為通過Internet網絡連接。

信息采集端采集的食品相關的信息數據，通過與云中心建立的通信網絡，將食品信息數據上傳至云中心，云中心中的信息接收模塊對食品信息數據進行接收，在需要的情況下，可由云中心的信息儲存模塊進行儲存，由云中心的安全評估模塊根據食品信息數據對食品進行安全評估，計算相應的食品安全等級信息以及由云中心的預警模塊根據食品安全等級信息生成相應的預警信息；安全等級信息和預警信息也對應儲存于云中心的信息儲存模塊中。群眾和監管部門可以通過本地終端的信息查詢模塊向云中心發出查詢信息，從而獲取相應的預警信息，以及食品安全等級信息。由于對食品安全信息的儲存和處理評定通過云中心來完成，可以大大節省對本地終端計算和儲存空間的資源占用。

進一步的，食品信息數據包括食品源頭信息數據和食品過程信息數據，所述信息采集端包括多個的源頭信息采集模塊和/或多個過程信息采集終模塊；對應的，

信息采集端的源頭信息采集模塊,分布在多個地區多種食品來源,用于采集食品源頭信息數據，食品源頭信息包括食品/飼料中非法添加物、和/或農產品中化學污染物及有害因子、和/或種植中的蟲害、和/或養殖中的疫病疫情；

信息采集端的過程信息采集終模塊，分布在食品加工過程的各操作環節，用于采集食品過程信息，食品過程信息包括各操作環節中食品的信息數據、各操作環節所處環境的信息數據、各操作環節中操作人員的操作及個人衛生/健康信息數據。

其中，信息采集端的源頭信息采集終端包括各類數據采集傳感器、各類檢測設備及人工輸入終端，所述檢測設備為農殘速測儀、酶標儀、液相/氣相確認分析設備、微生物分析儀、液質聯用儀、氣質聯用儀、和原子吸收分光光度計中的至少一個。信息采集端的過程信息采集終端包括各類數據采集傳感器、視頻/音頻監控設備、各類檢測設備及人工輸入終端。

更進一步擴展，信息采集端還可以包括用以搜集、整理、分析相關食品出口到國外時被扣檢貨物的監測結果及政府、媒體、行業公布的相關數據的輔助信息采集終端。

為實現對食品的安全評估，獲取對應的食品的安全等級，云中心的安全評估模塊可由以下幾部分構成：(1)評估指標系統生成單元，用于生成針對于食品的評價指標系統，其包括目標層、準則層和指標層，目標層定義為待評估的食品，準則層包括由于原料不合格導致食品處于不安全等級的概率、由于生產不合格導致食品處于不安全等級的概率和由于運輸存儲不合格導致食品處于不安全等級的概率，所述指標層包括對應于母指標的各項子指標；(2)評價等級系統生成單元，用于生成對應于評價指標系統的評價等級系統，其包括多個評價等級，每一個評價等級對應一個等級模糊子集；(3)指標量化單元，用于根據采集的食品安全信息對子指標對對應母指標的影響程度進行評定，并根據對評定結果進行量化；(4)指標權重計算單元，用于引用層次分析法計算母指標和子指標的權重向量；(5)隸屬度矩陣構建單元，用于根據評價指標系統，計算母指標對等級模糊子集的隸屬度，構建母指標的隸屬度矩陣；(6)模糊綜合評價結果計算單元，用于根據隸屬度矩陣和權重向量計算模糊綜合評價結果；(7)評估單元，用于根據權重向量及模糊綜合評價結果向量計算食品的安全等級。

云中心的預警模塊在食品安全等級信息大于預設閾值時生成相應的預警信息。

云中心還包括：

云計算管理中心，用于為安全評估模塊根據食品信息數據對食品進行安全評估，計算相應的食品安全等級信息動態分配云計算資源，動態分配云計算資源包括計算服務器分配計算量、調用計算服務器的計算資源、以及驗證各個計算服務器的計算過程和結果。

本文中，設有的云計算管理中心對服務器的計算資源進行調配，相比于將計算資源置于一個系統平臺下而進行視頻安全評估和預警的傳統方式，能夠合理調配資源，運行效率更好，計算更快。

進一步的，本地終端還包括資源調用模塊，用于調用本地的資源進行計算并將計算結果上傳至云中心。

信息采集端采集的食品源頭信息數據和食品過程信息數據，可以通過與云中心建立的通信網絡，實時將食品信息數據上傳至云中心，云中心中的信息接收模塊對食品信息數據進行接收，由云中心的安全評估模塊根據食品信息數據對獲得食品安全等級信息以及由云中心的預警模塊生成相應的預警信息；云中心的信息儲存模塊進行數據的儲存；云中心的云計算管理中心對服務器的計算資源進行合理的評估后調配，以實現更高效率的計算；本地終端通過與云中心的網絡連接，信息查詢模塊向云中心發出查詢信息，從而獲取相應的預警信息，以及食品安全等級信息。

三、總結

本文提出的基于云計算的食品數據分析系統通過信息采集端采集食品信息數據，通過云中心搭建信息接收模塊、安全評估模塊、預警模塊和信息儲存模塊對食品信息數據進行處理儲存以及生成相關的安全等級信息和預警信息，在本地終端包括了信息查詢模塊用于獲取相應的所述預警信息，以及所述食品安全等級信息；云中心分別與信息采集端和本地終端建立通信連接的技術方案，解決了現有技術由于食品安全信息冗雜，食品安全評估以及獲取食品安全等級信息的復雜而占用資源多、效率低下、維護成本高的問題，獲得了計算效率高，占用資源少，更便于群眾迅速及時獲取食品安全信息的有益效果。

[1]劉勝達,王知強,徐淑新,王英瑋,葛雷,陳本士,董玲.智慧城市食品安全追溯系統研究[J].智能計算機與應用,2014(01).

[2]李佳潔,王寧,崔艷艷,王志剛.食品追溯系統實施效力評價的國際經驗借鑒[J].食品科學,2014(08).

[3]上海市食品流通安全信息追溯系統時間表[J].中國動物檢疫,2013(06).

[4]劉國信.福建:進口食品安全追溯系統通過驗收[J].中國包裝,2013(10).

[5]王冬梅.我國首家牛肉跟蹤追溯系統上崗[J].肉品衛生,2005(06).

[6]思文·席勒.食品安全的重要舉措:追溯系統的建立[J].肉類研究,2005(08).