區塊鏈技術助推校園食品安全的立體化監管

劉宗妹，譚健欣

1. 廣東司法警官職業學院信息管理系（廣州 510520）；2. 廣東財經大學網絡信息與教育技術中心（廣州 510320）

東莞某幼兒園百名幼兒疑似食物中毒事件、浙江某大學疑似病毒感染事件、四川巴中某幼兒園食堂發現霉變食物事件等暴露校園食品安全事件的嚴峻性。2019年《國家衛生健康委員會令（第45號）學校食品安全與營養健康管理規定》指出校長是校園食品安全管理的第一責任人，校園食品安全問題引起教育部門的極大重視。文章探索校園食品安全“傳統監管”向“智慧監管”迭代升級，從校園食品智慧監管和風控高效觸達的視角，厘清區塊鏈技術在校園食品安全中的實現機理，全力構建“企業自律、群眾參與、政府監管”的共建共治新模式，實現源頭數據的精準采集和精確評判，確保事件發生的一鍵觸警和高效溯源，警惕新冠肺炎疫情和食品安全疊加效應，切實做好常態化疫情防控形勢下校園食品安全工作[1]。

1 校園食品安全困境分析

校園及周邊食品安全關系到學生群體的安全感、幸福感，具有敏感性、零容忍性、易發性等特點。近幾年，校園食品安全事件頻頻發生，通過調查研究發現校園食品安全存在如下不足之處。

1.1 體系化不完善

校園食品安全的空間跨度較廣，不可控因素較多，包括食堂、校園超市、周邊美食檔口，缺乏體系化的規章制度約束各個場所。目前，食堂采用對外承包和學校自營兩種模式，存在主管部門界定不明確、臺賬記錄不符合要求、餐飲服務機構人員文化水平不高等問題。校園超市監管意識不強，存在供貨渠道不規范、銷售過期食品等風險。周邊美食檔口主體責任落實不到位，外賣的盛行進一步給監管帶來了難度[2]。

1.2 輿情難控制

后真相時代學生的事情牽扯到千千萬萬個家庭的心，發生食品安全事件，輕則損壞學校聲譽，重則影響社會穩定。如2019年3月，成都某中學的食品安全問題引發較大波動，相關圖片和視頻在網絡中持續發酵，各種謠言多點爆發，呈現傳播速度快、影響規模大的特點[3]。

1.3 多元化治理不足

治理是一個持續的過程，針對校園食品安全問題呈現的復雜化特點，未充分發揮政府、社會和家庭的監管作用，形成專項治理、法制化治理和動員式治理等多元化治理。目前，專項治理行動具有周期較短、目標較高的特點，這類行動治標不治本，行動結束即刻恢復專項整治前的狀態，助長經營者的投機心理。法制化治理利用制度化進行事前警示和事后處理，但對于一些邊緣地帶，存在市場和政府“雙失靈”的風險，未充分發揮動員式治理的輔助作用[4]。

1.4 智慧監管有待改進

為了聚焦薄弱環節，采取有力措施，遏制發生食品安全事故，市場監管總局多措并舉守護校園食品安全，其中包括智慧監管，通過強化隱患排查，嚴防食品安全風險，切實守護校園食品安全，如：上海利用智能技術，提高監管效率，提升透明公開水平；浙江對學校食堂廚房違規操作“可抓拍、可示警、可核驗”。以上均從校園食品安全的透明監管做了部署，但也存在監管覆蓋面不廣、食品數據信息不可靠、智能評判不足等問題[5]。

2 “區塊鏈+物聯網+校園食品安全監管”內涵建設

市場監管局、教育局、衛健委等形成監管合力，以硬件改造、軟件提升為抓手，搭建“法制+技術+人制”的協同監管平臺。

2.1 智慧監管研究概述

相關學者從不同角度進行了一系列研究，較多關于校園食品安全的監管論述，個別探索了校園食品安全與思政教育的融合發展，借助于計算機技術對校園食品安全進行監管的研究較少[6]，其中：文獻[7]進行了基于物聯網技術的校園食品安全管理系統研究；文獻[8]進行了基于云平臺打造食品安全防火墻；文獻[9]進行了基于大數據校園食堂食品安全數據云服務試用平臺的建設研究。當前，區塊鏈的應用已延伸到教育、醫療、食品等多個領域，基于校園食品安全監管存在的不足之處，文章開拓性探索基于區塊鏈的數據安全性構筑校園食品信任空間，基于物聯網的智能全景監控，從源頭保證食品安全，助力校園食品安全監管工作。

2.2 智慧監管整體架構設計

2.2.1 完善制度體系，落實“食安”保障

重塑制度規則，轉變為自下而上的有效治理，配合校園食品安全法制化治理行動，制定完善《校園食品原材料購買規范》《餐飲服務食品安全操作規范》《周邊餐館和外賣食品管理規范》《校園小賣部管理承諾書》等相關制度，嚴控校園食品安全風險，嚴防校園食品安全輿情，使各項校園食品安全監管工作在制度的約束下有序推進[10]。

2.2.2 核查安全教育，落實“食安”教育

加強校園食品安全教育與思想政治教育的融合發展研究，幫助學生樹立正確的政治觀念，將食品安全意識植入每個人心中；加強對教育系統管理人員、校園食品管理人員和從業人員的培訓力度，深化自我對于食品安全的認識；加強對學校提供營養指導，倡導健康飲食理念，重點培養學生文明用餐習慣和健康生活方式[11]。

2.2.3 壓實主體責任，落實“食安”責任

在推進校園食品安全的各項工作中明確主體責任，加大督查力度，對出現的問題進行嚴肅查處，重點督促各地進一步落實校長、園長陪餐制；建立健全食品安全事件應急管理處理機制，制定學校食品安全風險清單，組織開展應急演練，確保遇到緊急突發事件發生，立即啟動應急預案，正確、果斷進行處置。

2.2.4 借助多元檢查，落實“食安”合力

督促“自查自糾”，后勤餐飲服務部門嚴格對照“六大問題”開展梳理自查，圍繞“六個到位”中的“檢查到位”，做到底數要清、職責要明、協調要順；狠抓“監督檢查”，固化專項治理、法制化治理、動員式治理成果，建立長效機制，定期以學校食堂、學校超市、學生集體用餐配送單位、集中給學校配送食品及原料的食品銷售單位以及校園周邊200米范圍的食品經營單位為重點，開展全覆蓋檢查。

2.2.5 探索技術改造，落實“食安”創新

將“區塊鏈+物聯網+明廚亮灶”納入校園食品安全質量提升重要內容，列入學校食堂軟硬件建設的必要指標，構筑“食安校園”智慧系統，實現食品安全、環境安全、生產安全“三安共治”[12]。利用物聯網技術實現原材料提供基地、食品庫房、烹飪間、備餐間、專間、留樣間、餐具飲具清洗消毒間等重要場所視頻監控全覆蓋[13]；利用區塊鏈技術保證上鏈數據無法刪除，避免因數據不足而發生校園食品安全輿情[14]；利用“數字監控”，教師、家長及學生可通過手機App實時了解從食材的生產、清洗、切配、加工到廚具的清潔、消毒及后廚情況全過程，提高家長、教師和學生的參與度，煥發他們共同維護校園食品安全的主人翁意識[15]；創新約談機制，對監控中發現的問題由過去的面對面約談，升級為大數據一鍵觸警，提升監管效率[10]。如圖1所示。

圖1 整體架構

3 “區塊鏈+物聯網+校園食品安全監管”系統分析與設計

依照“常態化、信息化、網絡化、社會化、信用化”的“五化”工作思路，依托智慧大平臺，積極探索“區塊鏈+物聯網+校園食品安全”監管新機制，搭建“智慧共治、校園共享”平臺，推動校園食品安全的戰略高度[16]。以高校、家庭乃至政府機構對于區塊鏈校園食品安全應用建設為契機，將區塊鏈、物聯網、大數據等應用到校園食品管理體系的數據安全、智能分析、一鍵觸警，推進“區塊鏈+物聯網+明廚亮灶”智慧管理模式，構筑具有確定性、即時性、易追責的立體化監管，保證數據真實可靠，提高數據共享度，力求智能分析并一鍵觸警，實現區塊鏈技術在校園食品安全領域的應用創新探索[17]。

3.1 可行性機理闡釋

文章進一步驗證了文獻[18]利用協同平臺促進協同治理的論斷，進一步厘清了區塊鏈技術助力校園食品安全的賦能機理，打破部門邊界，實現跨組織的協同治理，解決多主體協同困境問題，提升代碼式治理要素，利用區塊鏈技術“映射”數字空間，實現區塊鏈治理，為解決校園食品安全問題提供技術視角[19]。

3.1.1 “去中心化”的協同平臺

區塊鏈技術是由多個區塊通過加密算法組成、多個節點共同維護的鏈式結構。在校園食品安全監管中，原材料、存儲、烹飪、消毒等各環節食品信息通過算法上鏈。區塊鏈技術接入校園食品安全監管體系，重新編織新型組織形態，形成去中心化的網狀結構，呈現扁平化的系統結構[20]。區塊鏈和物聯網助力校園食品安全監管，通過技術加持的認證背書，同步采集原材料種植（飼養）過程、廚房烹飪過程、食堂清洗消毒等數據信息，監控視頻將生成的哈希特征值上鏈，視頻資料存儲在普通數據庫。去中心化存儲實現食品數據無法被更改，對內實現精細化治理、重組、加工、處理，進而形成知識，對外實現統一接口，助力構建良好的校園食品安全信用生態。如圖2所示。

圖2 校園食品安全監管的“去中心化”組織形態

3.1.2 “透明化”的共享機制

利用分布式賬本記錄食品信息，方便家長、教師和學生追蹤食品的供應鏈記錄，鏈上數據實時更新，涵蓋從種植（飼養）到食堂餐桌的全過程，利用區塊鏈的電子標簽實現身份的象征和不可篡改性，過去存于孤島的角落數據，在鏈上充分共享，打破各個主體之間的空間邊界。以往的校園食品安全輿情因為虛假信息的傳播呈現不可控的態勢，區塊鏈技術可以構筑信任空間，避免因為扭曲事實而發生突發事件。

3.1.3 “智慧化”的系統自治

鏈上主體按照智能合約規則形成高度自治，將校園食品安全監管規則形成協議代碼，制定相應規則嵌入區塊鏈中，通過自動排查利用大數據一鍵觸警，實現自動報警并風險防控。利用區塊鏈技術實現上鏈數據不可刪除，提升了溯源的準確性。

3.2 系統設計

根據校園食品安全監管過程的“前-中-后”來設計，由數據輸入系統、智慧監管模塊、預警觸達模塊組成，建立全過程校園食品安全監管機制。

3.2.1 數據輸入系統

數據輸入系統由網絡全景監控部署，協作地感知種植環境、飼養環境、生產過程、烹飪過程、清潔消毒過程，利用無線傳感網絡構建系統，將采集到的信息通過物聯網傳感器傳送到智慧監管模型[21]。

3.2.2 智慧監管模塊

充分利用校園食品安全數據，構造集區塊鏈、物聯網、大數據的模型，經程序編碼處理區塊鏈事務，進行不同維度信息關聯分析，建立校園食品安全綜合畫像，利用模型化拓展整合數據資源，構建校園食品的多維度檔案[22]。

3.2.3 預警觸達模塊

模塊評估結果顯示不合格時通過移動大數據靶向語音播報一鍵觸警，使食堂和監管部門收到人工外呼警告。如圖3所示。

圖3 預警觸達模塊

3.3 開發環境

基于Hyperledger Fabric平臺框架設計，構建“點—線—面”網絡式監管結構，操作系統采用Ubuntu，模擬Linux的網絡環境[23]，使用Kafka算法保持數據的一致性，使用Bootstrap框架編寫前端頁面，它適用于所有主流的瀏覽器，而CSS設計又適用于手機[22]，包括生產方、倉儲方、流通方的信息錄入界面，信息查詢操作用戶即可在電腦端基于交易ID使用瀏覽器查詢風險評估結果，也可在移動端通過掃描RFID標簽來獲取評估結果[2]，最關鍵的是基于移動通信實現一鍵預警功能，利用食品安全評估報告快速鎖定不安全食品，在銷售商出售有問題食品時即刻語言預警，響應時間非常快，能夠控制在秒數級。開發的過程主要包括智能合約的編寫，通過SDK調用智能合約及訂閱各類事件。

3.4 系統實現

在Window 7操作系統下，服務器為vmware，移動設備為華為、小米等，進行仿真實驗，對監管平臺的視頻和信息數據進行分析，系統實現流程圖見圖4。

圖4 系統實現流程圖

3.5 性能對比分析

研究進行的區塊鏈技術助力校園食品安全立體化監管，解決了傳統校園食品安全監管數據信息不能有效共享，驗證困難，預警速度慢，溯源速度慢，數據不安全，不能保證全過程準確留痕等問題，進一步優化了校園食品安全的技術監管力度。

4 結語

“區塊鏈+物聯網”為校園食品安全監管指明了前進的方向。研究通過將區塊鏈與校園食品安全管理的創新融合，實現了采購、倉儲、烹飪、清洗全過程上鏈、智能評判和一鍵觸警，解決了傳統校園食品安全監管多元治理不足、信息協同失靈等問題，優化了校園食品安全內涵建設，實現了從“田間到舌尖”的全程品質監管，保障了“學生舌尖上的安全”，守好了校園食品安全底線，推動了校園食品安全的進一步變革，構筑了良好的校園食品安全生態。