生鮮食品冷鏈可追溯性研究

□文/鐘 運 羅玉琦 史寧湘 何旭東

（徐州工程學院 江蘇·徐州）

［提要］隨著社會經濟的發展，物質生活水平的逐步提高，人們對食品的安全性和健康性給予了更多的關注，對食品安全方面的要求也越來越嚴格。同時，食品安全也是關系民生的重大問題。近年來，國內食品安全事件頻發，涉及生鮮、冷凍產品的案件數不勝數，食品安全領域存在的問題有待解決。

生鮮食品冷鏈產品的可追溯性要求冷鏈參與者之間進行高效、可靠的信息交換，這也是生鮮食品冷鏈的特殊性和復雜性。生鮮食品的生產、運輸和銷售需要經過多個步驟，因此很難及時、準確地收集和跟蹤冷鏈信息。目前，食品冷鏈供應鏈溯源的實施在很大程度上受到供應鏈不透明、數據存儲不透明、第三方信任度低、資源信息共享困難、數據信息傳輸錯誤等因素的影響。雖然我國的食品安全問題大多由政策監管來保障，但由于食品供應鏈仍然存在著規模大、流通速度快、結構復雜等諸多因素，難以綜合考慮。生鮮食品冷鏈物流的可追溯性受到集中單元（如系統服務器和數據庫）的限制。區塊鏈的新優勢吸引了金融、物聯網、保險、公益等多個行業的關注。然而，區塊鏈技術在生鮮食品冷鏈中的應用研究仍存在空白。食品安全溯源有利于解決食品安全問題。區塊鏈技術可以利用其特殊的存儲方法、加密計算方法等先進技術，有效解決傳統食品追溯系統數據集中、易修改等缺點。因此，研究區塊鏈技術在生鮮食品冷鏈物流中的應用，對于加強食品質量安全管理，促進生鮮食品供應鏈優化具有重要意義。

一、區塊鏈在生鮮食品供應鏈中相關應用研究

生鮮食品冷鏈物流要求通過冷藏技術、工藝和專業設備，對生鮮食品進行發貨后保鮮、分離分揀、腐爛產品去除、溫濕度控制和冷鏈過程保存，確保產品完整性和質量安全，抑制細菌，減緩生物反應，減少產品損失，確保農產品處于良好狀態，滿足客戶要求。生鮮農產品冷鏈對冷鏈物流有著極高要求。食品冷鏈與一般產品供應鏈相似，而生鮮食品冷鏈物流與一般貨物物流最大的區別在于生鮮食品冷鏈物流的運作對象都是鮮活的。冷鏈的目的是使貨物處于休眠狀態，抑制細菌的快速生長和繁殖，控制儲存和運輸周期，其產品質量在很大程度上受物流過程中的溫度和濕度條件的影響。

實時監控和追溯的生鮮食品冷鏈追溯框架，讓人們更易得知食品的源頭，來完善現有區塊鏈生鮮食品冷鏈方面的研究空白。首先，以“生鮮五品”為主，以果蔬（蔬菜水果）、肉類、水產品、面包和熟食等生鮮食品作為目標，通過數據采集設備收集和分析食品供應、生產加工、倉庫管理、運輸和流通等信息數據；將所有數據上傳至App，通過區塊鏈技術實現產品全過程跟蹤檢測，確保冷鏈食品質量安全。區塊鏈整個網絡無法識別單個修改，因此數據無法被篡改，數據安全可靠，可對售出的問題生鮮食品進行后續質量追溯。如果產品出現問題，可以方便產品召回，可視化的業務流程和業務可追溯性可以明確連鎖企業的責任，保障消費者權益，可以更好地解決現有的食品安全問題。

區塊鏈在銀行業、金融業和保險業的應用文獻不斷增加，但區塊鏈技術在食品領域的應用研究仍然非常不足。過去，許多關于食品安全的研究多數是從政府部門政策監管方面進行分析，或是未考慮一些靜態因素內在分析，在2020年的兩會中討論了區塊鏈在食品供應鏈中的概念性應用，但缺乏關于生鮮食品冷鏈溯源方面的具體實施方案。本文提出對面向生鮮食品冷鏈溯源的二維碼信息查詢及App設計。

圖1二維碼防偽+溯源圖

二、可追溯性的可行性分析

基于區塊鏈和二維碼信息查詢的智能合約和生鮮食品冷鏈溯源應用程序設計在新鮮食品冷鏈溯源方案中，每個新鮮食品冷鏈參與實體都有一個注冊賬戶，可以通過應用程序實時監控。區塊鏈數據庫中的所有數據都可以及時更新，數據和交易可以基于可追溯性和證書存儲技術進行確認。區塊鏈可追溯性和證書存儲技術為所有利益相關者建立產品質量數據庫提供技術支持。質量追溯系統中的信息維護由所有參與者共同實施，以降低單個參與者篡改數據的可能性。因此，建立基于可追溯性和證書存儲技術的質量安全可追溯系統，可以保證系統的穩定性和數據的可靠性，有效地跟蹤存在質量安全問題的產品的批次、產地等信息。

三、可追溯性方案設計

隨著時代的發展，各種技術不斷發展，出現了一種用于生鮮食品冷鏈追溯的二維碼信息查詢方法。這樣每個冷鏈食品都有一個唯一的對應代碼。食品追溯查詢二維碼是通過Java語言實現的，消費者可以通過手機掃描二維碼來追溯食品信息。重點解決二維碼掃描只能獲取文本信息的問題，特別設計了二維碼生成掃描應用，使二維碼掃描的信息具有超鏈接功能，為食品冷鏈安全提供有效幫助。

下面描述提出的解決方案：該解決方案利用食品冷鏈溯源的二維碼信息查詢及App設計，讓從食品的生產、運輸最后到客戶手上，溯源都有跡可循，確保冷鏈食品規范化產出，為食品冷鏈行業提供良好的示范作用。還可針對用戶需求進行完善，將其多加推廣，服務更多的用戶。

在5G技術的加持下，溯源App系統平臺通過物聯網技術進行數據采集、數據傳輸、數據存儲和運用，對食品冷鏈生產、倉儲加工、包裝配送及銷售等環節全流程進行監管與追蹤。App平臺針對消費者、政府、企業三大主體用戶進行服務模式設計。如圖1所示。（圖1）

對于企業用戶，通過注冊企業賬號，進入App企業服務模式，進行溯源商品信息組成個性化的制定，提供企業信息、食品信息、質檢信息，制定配送過程中車輛行駛的路線規劃，監控冷藏車的溫度并設置預警機制，對配送流程進行實時把控，并實時更新完善數據，以保障食品冷鏈全流程的溯源公開透明、可視化。

對于消費者用戶，在食品溯源App上注冊消費者賬號，完善個人信息，進入消費者溯源模式，通過掃描冷鏈食品溯源碼，查詢食品的相關信息、企業相關信息、配送流程相關信息以及相關問題處理情況。此外，消費者也可以通過App預警機制進行事故登記。

對于政府監管部門用戶，通過登陸App政府監管平臺，對企業銷售情況、消費者購買情況以及食品冷鏈各個環節進行全程監管，審批企業的食品質量，查看加工、配送或銷售環節的報警信息，查詢食品在消費者中流通信息，進行宏觀調控和追溯。

圖2基于區塊鏈技術的食品供需網信息協同模式圖

四、信息交流過程

借助區塊鏈的集成功能，食品供需網絡、金融機構和食品監管機構三大主體有機地聯系在一起，在這個系統中，任何主體都可以直接進行點對點的信息交換和信息共享。同時，區塊鏈智能合約技術可用于實現具有信息交換、信息共享、在食品監管機構的監督下，食品供求網絡多個成員與金融服務機構之間的信息識別和信息監管。如圖2所示。（圖2）

冷鏈食品各個環節的管控和信息收集實現了產品信息的共享。它可以實現冷鏈食品供應鏈流向的實時控制和跟蹤，以及從原材料產地到消費者的多個環節的閉環跟蹤。使用App追溯系統記錄冷鏈食品的所有生產環節，通過可追溯性系統，生成可追溯性二維碼標簽。消費者可以通過App查詢獲得詳細的冷鏈食品追溯信息。基于區塊鏈技術的食品冷鏈追溯系統不僅可以記錄從食品生產加工、流通到最終交易的各個環節的監管，還可以實現從源頭到消費者購買的全過程監管。

五、可追溯體系

可追溯性解決方案通過區塊鏈完成生鮮食品生產、加工、運輸和銷售的所有過程的數據透明追蹤。供應鏈各個環節的參與者將相關冷鏈物流信息上傳到平臺上，利用該技術，時間節點的信息可以存儲在每個節點的分布式賬本中。這些生食品和新鮮食品通過二維碼查詢技術被貼上獨特的二維碼。每個冷鏈節點連接起來，在參與成員之間實現更可靠的信息收集傳輸和查詢，包括消費者，可以跟蹤生鮮食品的信息。

從食品生產開始，生鮮食品的所有必要信息都作為原始信息輸入。可追溯性與物流和運輸相結合，借助5G、GIS GPRS技術對冷藏車進行定位監控，確保食品的追溯效率。它將生鮮食品的供應物流、資金流和信息流結合起來，便于查詢和追溯。一旦出現安全問題，可以及時召回食品，實現消費者和企業的雙贏。

生鮮冷鏈上的所有交易都實時分享給App平臺上的所有參與節點，實現了信息的可視化和快速傳播。上下游可以根據需要通過App平臺查詢業務信息，大大縮短從消費者到制造商的整個冷鏈追溯時間。

在區塊鏈驅動的生鮮食品冷鏈可追溯性應用程序系統中，所有參與者都可以參與并擁有所有信息。每個數據連接點都證明在特定的時間必須有特定的數據。因此，從技術上講，只要數據規模足夠大，區塊鏈上就可以避免惡意欺騙或操縱數據。實際上，冷鏈參與者為了節約成本，可能會在物流運輸和冷鏈倉儲中隱藏一些數據。為了克服這種欺騙，可以通過智能合約在應用平臺上實時監控，平臺上會有相關記錄，即使發生欺詐，所有政府監管機構和參與者都可以快速地追溯到問題節點，以確保生鮮食品冷鏈的可追溯性和透明度。

綜上，本文借助區塊鏈技術，將冷鏈作為食品追溯的中心環節，提高食品追溯和維護水平，實現食品追溯的優化，通過二維碼編碼技術開發相應的食品紙質碼和電子標簽，確保商品的唯一性標識。一個代碼對應一個對象，一個代碼連接三個端——企業端、消費者端和政府監管端。從食品生產、倉儲、運輸到最終銷售，數據很難被篡改，商品也很難被假冒取代。此外，在運輸環節，采用RFID技術為冷鏈食品冷藏車安裝全過程跟蹤系統，確保食品安全順利運輸。當然，溯源平臺還建立了預警機制，可以及時處理或召回問題食品。冷鏈食品追溯平臺實現了基于區塊鏈的產品生產、運輸、監管和消費之間的信息共享，在很大程度上保證了食品相關數據的可信度和互操作性，進而提高了食品冷鏈全過程的安全性和效率。基于區塊鏈的食品溯源平臺打破了傳統食品冷鏈物流的認知，為基于食品安全的冷鏈智能物流提供了新思路，進而促進了整個行業的全面升級和創新。