基于可定制機制的農產品質量安全追溯系統的構建和應用

李智全 王麗麗 許江 賈笑英 李建華 李曉波 辛穎 張俊

摘要 由于海南熱帶果蔬特色農產品品類繁多、生產過程模式多樣性、流通環節長等因素，導致以往的靠單一方式串聯各環節信息的農產品質量安全溯源系統在應用過程中存在管理模式固化，數據采集難、實際應用效果欠佳等問題。通過比較分析無公害、綠色和有機農產品等國家標準規范，提取影響熱帶果蔬農產品關鍵因素的特征，研發了熱帶果蔬農產品質量安全溯源的靈活機制及其方法，滿足溯源內容、模板、機制的靈活管理與配置，實現農產品溯源平臺推廣的便利性，并根據海南農業高新區管理的需要，構建農產品質量安全溯源管理系統，實現企業入駐、產品檢測、溯源信息采集等功能，為入駐農高區的企業提供農產品質量安全追溯系統的應用，提升了入駐管理水平，保障農產品安全可信賴與可追溯性。

關鍵詞 質量安全溯源;可定制機制;熱帶特色果蔬農產品

中圖分類號 S-058 ??文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）01-0240-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.064

Construction and Application of Agricultural Product Quality and Safety Traceability System Based on Customizable Mechanism

LI Zhi-quan1，WANG Li-li2，XU Jiang1 et al

（1. Hainan State Farms Academy of Sciences， Haikou， Hainan 570206;2. Beijing Paide Science & Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100097）

Abstract Due to the variety of tropical fruits and vegetables in Hainan， the diversity of production process， long circulation links and other factors， the previous agricultural product quality and safety traceability system based on a single way to connect all links of information had some problems in the application process， such as the solidification of management mode， the difficulty of data collection， the poor practical application effect and so on. In this research， through the comparative analysis of national standards and specifications of pollution-free， green and organic agricultural products， the characteristics of key factors affecting tropical fruits and vegetables agricultural products are extracted， and the flexible mechanism and method of quality and safety traceability of tropical fruits and vegetables agricultural products were developed， so as to meet the flexible management and configuration of traceability content， template and mechanism， and realize the convenience of promotion of traceability platform of agricultural products. According to the management needs of Hainan Agricultural High-tech Zone， the quality and safety traceability management system of agricultural products was constructed to realize the functions of enterprise settlement， product detection， traceability information collection， etc.， so as to provide the application of the quality and safety traceability system of agricultural products for the enterprises in the Agricultural High-tech Zone， to improve the settlement management level， and to ensure the safety reliability and traceability of agricultural products.

Key words Quality and safety traceability;Customizable mechanism;Tropical characteristic fruit and vegetable agricultural products

基金項目 海南省重大科技計劃項目（zdkj201816）;北京市科技計劃項目（Z181100002418003）。

作者簡介 李智全（1966—），男，云南大理人，高級農藝師，碩士，從事植物保護研究;王麗麗（1981—），女，河北滄州人，高級工程師，碩士，從事農業信息化研究。李智全和王麗麗為共同第一作者。通信作者，副研究員，博士，從事農業信息技術研究。

收稿日期 2021-05-08

隨著人們生活水平的提高和消費者對農產品質量安全意識的增強，吃上放心安全的食品成為普通消費者的基本要求，建立農產品質量安全溯源體系是確保農產品質量安全的關鍵。對農產品質量安全追溯體系建設主要目標、建設內容和發展路徑、制度保障等做了具體安排[1]。張俊等[2]設計開發了基于國產基礎軟件的農產品質量安全溯源管理系統，并在山東、福建等地的農業主管部門和農業企業的實際業務中得到應用和推廣。農產品溯源是指對農產品供應鏈的生產、加工、配送和銷售各個環節，即農產品及相關信息進行追蹤或溯源，使農產品的整個生產經營活動處于有效的監控之中[3-4]。隨著溯源方法、溯源系統的搭建和標識技術的研究，信息技術的發展，大數據、區塊鏈等信息技術手段將更多地應用于溯源體系的搭建[5]。楊信廷等[6-7]探索建立蔬菜、水產的生產履歷管理機制，采用UCC/EAN128碼實現農產品生產過程信息的編碼和終端信息溯源。農產品質量安全溯源信息化研究和系統實踐取得了很大的進展，為建立農產品質量安全追溯體系，為消費者提供免費、快速、便捷、有效的查詢服務發揮了很大的作用。

海南是我國唯一的熱帶省份，是全國熱帶作物資源最豐富的地區，具有保障國家種業和糧食安全的獨有資源，在農業現代化方面具有種業優勢、熱帶農業技術優勢、生態資源優勢。近年來，海南全省上下圍繞自由貿易港建設，依托自身優勢，不斷打造海南品牌農業和王牌熱帶特色農業[8-9]。海南熱帶特色農產品流通方式不一樣，農產品溯源機制也不一樣，當前的溯源平臺僅靠單一方式串聯各環節信息，難以滿足不同類型的企業、不同規模的企業以及不同種植產品的溯源需求，難以滿足企業、消費者和監管部門對溯源信息的多樣性、靈活性的需求，導致企業采集記錄溯源信息困難，技術人員不愿意用，政府部門推廣艱難。鑒于此，筆者通過提取熱帶果蔬的種植、流通等特征，探索一種熱帶果蔬農產品質量安全溯源的靈活機制及其方法，滿足溯源內容、模板、機制的靈活管理與配置，實現農產品溯源平臺推廣的便利性，為促進海南熱帶特色農產品高質量發展提供解決方案，降低農產品溯源的成本。

1 系統總體設計

以海南熱帶特色農產品的質量安全信息和溯源機制為應用對象，研究利用物聯網技術、大數據技術、條碼技術等，形成農產品從種植、生長、收獲、檢測、經銷全環節的質量數據體系，實現基地農業從生產投入到農產品流通的全程追溯，構建農產品質量安全追溯系統，為管理人員、消費者提供農產品生產全過程的質量追溯和監管服務，實現生產數據的存儲與分析，對溯源產品進行標識，用戶可通過終端查詢產品質量追溯相關信息，提升海南省農產品的品牌。

農產品質量安全追溯系統的主要建設內容包括關鍵點信息管理、編碼管理、生產記錄管理、檢測管理、流向管理、溯源信息管理、溯源模板定制、基礎數據、系統管理等幾大功能模塊。該平臺涉及3類用戶，即平臺管理員、企業管理用戶和消費者用戶，用戶根據權限的不同，可以執行不同的操作。①系統管理員，負責本系統日常運維工作，可以進行用戶管理和權限設置。②企業管理用戶，負責入駐企業農產品生產過程中的管理工作，并且結合智能手機完成生產管理的日常報送工作。③消費者用戶，指可通過互聯網或掃描二維碼查看農產品溯源信息。

2 系統設計與開發

該研究采用前后端分離對系統進行設計和開發，通過Nginx+Tomcat的方式有效地對前端和后端的開發進行解耦。前后端分離的核心思想就是前端HTML頁面通過AJAX調用后端的RESTFUL API接口，并通過JSON數據進行交互。前后端分離可以真正地實現前后端解耦，前端服務器使用Nginx。前端/WEB服務器放的是CSS、JS和圖片等一系列靜態資源。前端服務器負責控制頁面引用、跳轉和路由，前端頁面通過AJAX異步調用后端的接口，后端/應用服務器使用Tomcat，加快整體響應數據[10]。系統的運行支撐環境，主要包括數據存儲、網站運行、數據填報、數據集成工具等應用，服務器操作系統為Linux Centos 7;數據庫為微軟Sql Server 2016;運行服務器為Tomcat。

3 系統主要功能實現

3.1 關鍵點信息管理

系統通過對企業基本信息、農產品基本信息、投入品信息、產地信息、產地生產環境監測、人員基本信息、經銷企業基本信息等內容的錄入整合，實現對海南農產品生產過程的基本信息維護和信息管理，構建海南農產品生產基地關鍵點的基礎信息數據庫，全面掌握產地環境信息，為農產品質量安全追溯提供數據支撐，從生產源頭保障海南農產品質量安全（圖1）。

3.2 編碼管理

根據海南省發展實際和溯源管理要求，系統制定一套適用于農業種植等產業的編碼規則，實現產地編碼、農產品編碼的管理，使該農產品的溯源碼與產地信息、產品信息、生產過程信息緊密相連，確保各環節編碼與產品信息有效對應，從而建立基于溯源碼的信息溯源機制。

3.3 生產記錄管理

整個生產過程將以農事生產檔案為核心，詳細記錄農產品種植過程中農藥、化肥、植物生長調節劑等農業化學投入品的采購來源、使用方式、施用次數等信息[11]，確保投入品使用的安全規范;記錄生產過程中種植、灌溉、施肥、收獲等農事操作信息，實現對生產全過程的信息化管理。基于Android系統的移動種植管理系統便于田間記錄農產品種植過程中農藥、化肥、植物生長調節劑等農業化學投入品使用信息和田間農事操作信息，便于用戶快捷操作。

3.4 基礎數據管理

基礎數據管理即對農藥最大殘留限量數據管理、農產品類別管理、農產品作物管理、農產品品種管理、農藥類別管理、化肥類別管理、種子類別管理、農藥登記信息、化肥登記信息、種子登記信息等農業生產基礎數據進行統計管理。基礎數據管理作為生產記錄管理的數據基礎，是農產品質量安全追溯系統必不可少的部分。

3.5 檢測管理

實現農產品企業自檢數據、第三方檢測或政府抽檢數據的錄入和管理，包括溯源檔案編號、產地（地塊）、農作物品種、采樣單位、檢測內容、檢測日期、檢測值、生產管理人、采樣日期、檢測單位、檢測方法、檢測結論等信息內容，檢測數據屬于農產品質量安全溯源數據的一部分。

3.6 流向管理

流向管理模塊通過對農產品的溯源檔案編號、農產品品種、經銷商名稱、采收時間、去向、數量等信息的統計管理，詳細記錄基地生產的農產品的市場銷售區域信息，同時可以以追源碼、農作物品種、經銷商名稱、采收日期等內容為關鍵字進行模糊匹配查詢，以實現消費者和管理部門對市場銷售的農產品的快速追蹤溯源。

3.7 溯源管理

3.7.1 溯源信息管理。

溯源信息管理主要實現生產的農產品溯源檔案的匯總管理、溯源檔案的查看、溯源標簽的打印（圖2）。

當完成一批次農產品的采收工作后，用戶可通過“生成溯源信息”生成該批次農產品對應的溯源信息，生成后的溯源數據可以在“溯源信息管理”模塊查看。每1份溯源檔案對應1個唯一的檔案編號（生產記錄編號+生產日期，組成）和1個溯源碼（用戶溯源信息查詢的編號，20位防偽碼）（圖3）。

用戶可通過微信掃描二維碼手機查看溯源信息。手機掃描查看見圖4。

3.7.2 溯源模板定制。

系統實現關鍵節點信息的可定制溯源，企業根據市場營銷、消費者喜歡、政府對農產品質量安全要求等因素，定制批次化個性化的溯源信息，為優質農產品的銷售提供溯源信息支持。可定制的信息包括農產品認證證書、農產品檢測證書、宣傳視頻、農產品圖集、農事記錄信息、產地環境檢測信息、農產品檢測信息、農產品流向信息、產地氣象信息等。

4 系統應用成效

系統在海南興農科實業有限公司、昌江縣農墾科學院昌江基地、桂林洋高新產業園區的企業或者基地使用。為海南興農源農業科技開發有限公司的椰子樹樹苗的生產防偽溯源，海南農墾科技發展有限公司的國外引進名優特水果的生產管理和質量安全管理提供了很好的支撐，實現這些企業從原料到產品全產業過程食品安全信息的溯源，可以實現產地的來源、農事情況、儲存狀態的可溯源管理，實現快速跟蹤定位，提高應急反應效率，最大限度降低農產品中有害物質帶來的風險。

5 結語

經過多年省市縣的推廣，農產品質量安全管理與信息溯源的理念已經深入人心，但實際應用效果不甚理想，其主要原因是現有農產品溯源管理機制和方法煩瑣、信息系統使用成本較高、功能單一、信息采集困難、溯源信息不及時甚至滯后，導致種植企業、農戶不愿意使用。對于農產品來說，從“農場到餐桌”的產前、產中、產后的過程涉及農資供應商、農戶等生產商、加工商、中間商和末端消費者等，涉及“點多、線長、面廣、錯綜交叉”，食品安全監管和溯源困難，不同行業、不同農產品其溯源機制各不相同，因此一種靈活、可配置、操作便捷，同時對農產品質量安全節點進行把控的信息化平臺尤其重要，不僅能滿足消費對農產品的知情需求，又能滿足不同類型和規模的企業、種植戶的質量安全管理需求。經過該研究與實踐證明，應用互聯網+思維構建農產品質量安全管理需要建立長效機制，研究溯源信息可定制機制和實現方法，建立可定制的農產品質量安全追溯系統，是構建農產品質量安全管理長效機制的重要內容，也是落實責任管理的重要保障，同時也是發達國家的通行做法和發展趨勢[12-14]。

參考文獻

[1] 胡云鋒，孫九林，張千力，等.中國農產品質量安全追溯體系建設現狀和未來發展[J].中國工程科學，2018，20（2）：57-62.

[2] 張俊，徐杰，王秀徽，等.基于國產基礎軟件的農產品質量安全溯源管理系統的設計與實現[J].中國農學通報，2012，28（9）：297-301.

[3] 李錦，傅茂潤，盧曜昆，等.中國農產品溯源管理的問題與對策[J].中國果菜，2021，41（2）：48-51，71.

[4] 馬麗平，樊廣佺，張榮梅，等.基于云計算的農產品溯源系統平臺架構探討[J].安徽農業科學，2017，45（36）：219-220.

[5] 劉炯.從專利角度淺析中國食品溯源技術的發展[J].現代食品，2018（12）：7-10，17.

[6] 楊信廷，錢建平，孫傳恒，等.蔬菜安全生產管理及質量追溯系統設計與實現[J].農業工程學報，2008，24（3）：162-166.

[7] 楊信廷，孫傳恒，錢建平，等.基于流程編碼的水產養殖產品質量追溯系統的構建與實現[J].農業工程學報，2008，24（2）：159-164.

[8] 莫運書.關于海南品牌農業建設的思考[J].中國農業會計，2020（11）：38-41.

[9] 湯俊.海南省特色現代農業發展的現狀、問題與對策[J].貴州農業科學，2020，48（6）：156-161.

[10] 隋欣，趙玲，張欣，等.基于PHP的“接鑰匙”裝修網站的設計與實現[J].電腦知識與技術，2019，15（15）：92-93.

[11] 鄒萍.農產品質量安全溯源系統設計與實現：以水果為例[D].泰安：山東農業大學，2014.

[12] 張聰.“食有源、心方安”，聯合打造智能農業產業鏈云平臺：訪河南云合資訊商業管理有限公司總經理肖春[J].食品安全導刊，2019（10）：37-39.

[13] 吳愛忠，李林峰，俞菊生，等.上海農業現代化評價指標體系研究[J].上海農業學報，2015，31（2）：1-7.

[14] 陳慕齡.畜產品生產加工企業可追溯系統評價體系的構建：基于熵權理論[J].生產力研究，2012（8）：48-50，57.