>> 矿物元素指纹图谱技术及其在农产品产地溯源中的应用 二维码在农产品溯源中的应用 农产品溯源的想象空间 矿质元素指纹技术在植源性特色农产品产地溯源中的应用研究进展 空气能热泵干燥技术在农产品加工中的应用与分析 新疆农产品电子商务的应用模式及技术实现 新疆农产品物流发展分析 农产品安全溯源物联网体系分析 农业信息技术发展现状及其在农产品流通中的应用 基于RFID的农产品质量安全监控溯源系统应用研究 有机RFID标签在农产品食品溯源中的应用 RFID技术在农产品物流系统中应用现状与展望 农产品溯源系统的设计与实现 新疆巴音郭楞蒙古自治州农产品物流的现状分析及思考 近红外光谱分析技术在农产品方面的应用研究 新疆农业投资与农产品对外贸易现状分析 新疆农产品出口现状研究 海南农产品超市化经营的现状分析 农产品现代物流的现状和对策分析 农业部农产品加工技术对接活动在新疆举办 常见问题解答 当前所在位置：l.
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关键词：农产品 大数据平台 追溯平台 质量点评
中图分类号：F322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0104-02
基于大数据技术的农产品质量点评及安全追溯平台建设是基于大数据技术，以实现产销对接，形成生产、销售、服务一体化的完整产业链，从根本上实现农产品的“来可查、去可追”，最终促进农业产业升级为目的，构建农产品质量点评及安全追溯平台，集成农产品质量评估于农产品追溯过程中，平台面向农户、农业企业、农业合作组织等所有农业生产者，真正意义上实现农业生产者和农业消费者的对接；通过平台检验农产品的质量，体现供需关系；搭建供需渠道，解决供需矛盾；区分农产品等级，促进农产品品牌形成；推动农业产业升级。
1 发展现状
2002年以来，欧盟、美国等发达国家逐步确立了食品和农产品可追溯制度。近年来，随着问题农产品的频频出现，国家和有关部门也都在积极探索如何解决农产品质量安全问题，将农产品追溯作为一个重要的措施，一种发展战略方向。且近年来，随着物联网等技术的发展，利用信息技术进行农产品追溯，重要产品生产经营企业追溯意识显著增强，社会对追溯的认识度和接受度逐步提升，追溯体系建设市场环境明显改善，对追溯的需求也日益强烈。我国在北京、河北、上海、天津、深圳、南京等地就蔬菜、畜禽产品安全追溯制度及系统建设方面已经开展了试点示范工作，然而这些试点或收效甚微，或成效不持久，大多声势渐息。已有的农产品质量追溯系统虽然具备了可追溯性，却也没有强调对追溯过程标识的真实性进行鉴定。2014年政府工作报告中再次强调“要建立从生产加工到流通消费的全过程监管机制、社会共治制度和可追溯体系，切实保障舌尖上的安全”。农产品质量安全追溯工作势在必行[2]。
2 建设必要性
现有的农产品质量安全追溯系统仍面临农产品生产分散、溯源的“源头”不明确、流通不畅、市场信息不对称、信用缺失使数据信息真假难辨、农产品安全质量追溯分段式监管造成信息割据，形成数据信息孤岛等问题，因此农产品质量安全溯源的实现不能一蹴而就，而是需要分阶段由低到高，逐步完善。为了进一步推进产品追溯体系建设，2015年国务院办公厅《关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》，提出推动农产品生产经营者积极参与农产品质量安全追溯管理。在该意见指示下，同时考虑现有的生产、技术和经济条件，提出建立基于大数据技术的农产品质量点评及安全追溯平台，实现过程加结果监控，提升质量管理能力，促进监管方式创新，保障消费者安全。基于该平台形成生产、销售、服务一体化的完整产业链，建立基于大数据技术的农产品质量安全追溯全链条；突破现行的农产品销售瓶颈，建立新平台、新渠道，将农产品产销带入全面信息化r代，扫除农产品流通不畅、市场信息不对称等障碍，为不同形式的农业生产者提供了一个规模空前的市场契机，并形成消费者认可的农产品品牌，实现农产品的生产智能化、管理透明化、经营网络化、服务灵活化，颠覆传统零售模式，推动农产品产业升级。
3 技术方案
构建基于大数据技术的农产品质量点评及安全追溯平台是以信息技术为依托，以物联网设备、大数据平台为载体，有效的信息获取、信息展示、信息共享以及信息管理机制的农产品质量点评及安全溯源平台。该平台采用C2C模式，直接对接农业生产者和农业消费者，并从农产品平台准入准出、农产品产地生产信息、农产品销售者提供的产品描述信息、平台农产品描述信息监督、平台农产品质量检测、平台农产品描述信息奖惩、消费者点评7个环节实现对农产品质量的安全追溯[3]。平台提供：（1）农产品质量追溯服务；（2）农产品电子商务服务，开辟农产品C2C营销模式；（3）品牌塑造服务，基于平台的监督机制和激励机制，通过市场化将农产品进行区分，形成农产品质量比拼竞争机制，促进农产品品牌的形成；（4）宣传推广服务，基于平台推广放心的农产品品牌，保证农产品从“田间”到“舌尖”的质量安全。基于大数据技术实现产销对接，形成生产、加工、销售、服务一体化的完整产业链，带动农产品产销全面信息化时代，从根本上实现农产品的“来可查、去可追”，促进农业产业升级。
4 创新点
充分考虑平台处理的准确性和及时性以及将来的可拓展性，采用大数据架构，保证处理能力和响应时间能够满足日益增多的用户对信息处理的需求。（1）为了适应不同使用者的具体需求，平台能够针对具体要求进行定制，以适应生产者、农产品类型各异、品种繁多、特色明显的现状。（2）提出农产品生产者、平台、农产品消费者三方共同参与的农产品质量安全追溯模式。（3）提出将农产品追溯过程与质量检测、质量点评相结合进行质量监管，综合追溯平台、第三方检测机构和消费者共同对农产品质量进行监督。
5 结语
该系统通过农产品产地信息的实时获取、农产品定期质量检测及用户质量点评，实现对农产品生产、销售的全过程动态监控，并将这些实时监控数据以云的方式分布式存储在数据中心，实现对农产品的各个环节的监控、预警，建立完整的农产品质量控制体系和可追溯体系，实现从源头到市场整个供应链全程可控，并基于该平台提供农产品质量控制、质量追溯、农产品电商、农产品品牌塑造、宣传推广服务。
（1）经济效益：突破现行的农产品销售瓶颈，拓宽农产品市场，借助该平台搭建生产者与消费者之间的桥梁，降低农产品流通成本，提高农产品质量，促进农产品等级及品牌形成，建立了产业转型升级的高速通道，具有显著的经济效益。（2）社会效益：促进了农业产业结构调整，满足了人们对无公害农产品日益增长的需求；提高了政府监管能力，保障了人们身体健康，提高了人们生活质量；开放的流量平台创造了商机，丰富了农产品的销售渠道，提高了农产品市场竞争力和产品附加值，部分解决农民创业、就业问题；提高了农民生态、环保、健康和科学种田意识，提高了农民素质；为生态农产品开发起到积极推动作用。（3）生态效益：严格的农产品质量安全及溯源体系，最大限度地控制了化学农药和肥料的使用量，同时有效地防止了土壤、水源、农产品的污染，保护了生态环境，不仅有利于农业生产的可持续发展，同时也为人们创造了良好的生活环境。
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物联网在国外的农产品可追溯系y中已得到了广泛应用。例如美国的农产品全程溯源系统、瑞典的农产品可追溯管理系统、澳大利亚的牲畜标识和追溯系统、日本的食品追溯系统和欧盟的牛肉可追溯系统等。国外发达国家在动物个体标号识别、农产品包装标识及农产品物流配送等方面对RFID（射频识别）技术的应用非常广泛，如加拿大肉牛已从2001年起使用的一维条形码耳标过渡到电子耳标。日本2004年构建了基于RFID技术的农产品追溯试验系统，利用 RFID标签实现对农产品流通的管理和个体识别。
“十二五”以来，我国各地加快推进物联网等新一代信息技术在农业中的应用，积极发展智慧农业、感知农业，努力构建智慧型现代农业生产经营体系，推动“互联网+”和现代信息技术与农业智能监管相融合，探索农产品质量安全领域物联网技术应用模式，抓好农产品质量安全追溯体系建设，转变农业生产方式，创新农业管理手段，为推动农业转型升级，促进农业可持续发展发挥了积极作用。
我国在农产品质量安全溯源技术的研究和系统建设上，主要集中在农产品包装标识及农产品物流配送等环节，广泛采用条形码技术、电子数据交换技术和RFID电子标签等技术。例如在北京、上海、天津等地相继采用条码技术、RFID技术、IC卡技术等建立了以农产品流通体系监管为主的质量安全溯源系统。天津市无公害农产品（种植业）管理中心和天津市农村工作委员会信息中心建设了开发了“放心菜”基地管理系统、“放心菜”质量安全监管系统、“放心菜”质量安全追溯系统和“放心菜”信息服务平台等4类应用系统；建设了市、区县、乡镇、基地相结合的4级监管网络，构建了“3344”放心菜质量安全保障技术体系，建成10个区县级监管站、72个乡镇级监管站和186个“放心菜”基地，应用规模达到35.47万亩，实现生产可控、安全可管、产品可溯。
上海市深入开展农产品质量安全追溯物联网应用示范，在这方面做得尤为突出。在粮食作物方面，建设10多万亩示范基地，辐射20万亩，通过物联网技术与先进农机装备的联动应用，促进了农业生产、流通、销售等环节数据的互通共享，实现了粮食作物可追溯；蔬菜方面，利用条码、二维码等物联网技术，在全市200多家园艺场、种植大户，共计6万多亩绿叶菜建立了安全生产质量可追溯系统，实时记录绿叶菜生产过程中的播种、施肥、用药、灌溉、采收、农残检测等信息，建立了电子化田间档案，并与加工、出库、运输、销售等环节数据相关联，实现绿叶菜安全可追溯；在动物及动物产品方面，开发了上海市动物及动物产品检疫监督信息管理系统，应用于19个区县动物卫生监督所、8个市境道口、110个产地检疫报检点与16家屠宰场检疫点及近58家动物产品集散交易单位，形成了覆盖全市检疫监督管理物联网解决方案；在冷链物流方面，形成了生鲜农产品冷链物流解决方案，详细记录农产品从出库到交付用户期间冷藏环境的温湿度、车辆的行驶线路等信息，实现一体化农产品冷链物流管理，物流效率提高近30%，生鲜产品损耗降低15%，实现物流过程可追溯。
>> 基于物联网的RFID农产品溯源标签的优化与实现 基于物联网的食品安全溯源体系分析 农产品供应链中物联网技术采纳的影响因素分析 农产品物流运输体系分析 基于物联网的农产品追溯系统设计 农产品溯源的想象空间 物联网交易中食品安全溯源体系探究 基于物联网技术的甘肃省农产品冷链物流体系设计 基于物联网的农产品质量安全可追溯平台的设计与实现 农产品质量安全溯源控制现状及建议 基于RFID的农产品质量安全监控溯源系统应用研究 湖北农产品质量安全监测体系实证分析 农产品质量安全检验检测体系建设的必要性分析 镇安县农产品质量安全检测体系现状分析 农产品质量安全追溯体系探析 农产品安全催生追溯体系发展 基层农产品安全检测体系建设探讨 农产品质量安全体系研究 农产品溯源技术在新疆的应用现状分析 农产品物流体系建设分析研究 常见问题解答 当前所在位置：.
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关键词：溯源系统；研究进展；蔬菜
中图分类号：S63 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2016）22-0039-04
蔬菜质量安全不仅关系到农业的发展，更关系到人类的身心健康，但消费者无法辨别所购买产品的安全信息，在这种大背景下农产品安全追溯应运而生。溯源系统最初应用于汽车、飞机的质量追踪及产品召回中。目前在发达国家，已经形成较为完整的农产品安全追溯制度[1～3]。
笔者经过走访调查并结合自己的工作实践，对我国蔬菜溯源管理应用作一综述，从溯源的定义、发展现状及未来发展的建议出发，分析了中国蔬菜溯源管理应用研究的状况，希望为我国蔬菜溯源管理的研究奠定理论基础。
1 蔬菜溯源的定义
所谓可溯源性，根据ISO8042中的规定，认为其是根据已知的编码，对商品予以追踪、识别的能力。欧盟在其通过的《通用食品法》中规定：“可溯源性是在食品加工的所有阶段跟踪产品的能力。”应用于蔬菜，可以理解为利用信息识别技术，通过对蔬菜整个生产阶段的标识，从而对所有环节进行控制和跟踪。其目的是如发现质量问题，可根据识别获得的信息，追踪问题所在，采取必要的反应措施[4]。
目前蔬菜安全的追溯管理主要有2种途径：
一种是从源头开始，即从蔬菜种植、采收、加工、包装、贮藏、运输、销售等环节进行追踪，优点在于容易查找出现蔬菜质量问题的阶段；另一种是从销售终端开始逆向追溯，如消费者购买了有毒有害的蔬菜，向上追溯，最终确定问题出在哪里，在问题蔬菜召回方面该方法使用效果较好[5]。通过实施质量安全追溯制，不仅大大增强了蔬菜生产者的责任心和蔬菜生产过程的透明度，而且让消费者放心。
2 溯源技术及方法简介
2.1 技术
溯源技术主要运用物理、化学、生物学的技术来区分产品的品种、栽培制度和产地来源，同时能鉴别产品的真伪。其特点是能获得产品在生产、加工过程中的全部信息。其作用包括鉴定产品的真实性、识别假冒伪劣产品、甄别特殊产品。
目前，世界上溯源技术主要运用电子编码识别技术，即将种植蔬菜的品种名称、田间管理、加工储藏、销售等从农田到消费者的各环节记录在案，自动形成条形码，通过条形码可查询各环节的有关信息。
蔬菜溯源系统有3个重要的功能，即信息的采集、传送、管理。对于数据采集过程，蔬菜种植者首先要保证采集数据的精确性及时效性[6，7]。但在实际的蔬菜生产中，生产、加工等环节较多，有关数据的精确采集较难实现，因此需要建立一个科学的蔬菜溯源管理系统，做好信息的传送、及管理等工作。
2.2 方法
目前使用的溯源方法有物理、化学及生物方法，物理方法又称为标签溯源技术，如无线射频识别方法（Radio Frequeney Identifieation，缩写RFID）、条形码方法、电子标签方法；化学方法即使用同位素、矿物元素、蔬菜内含的有机物进行溯源；生物方法是利用虹膜识别技术和DNA检测。
①无线射频识别方法 无线射频识别最初用于商品运输业。该方法使用时不需接触产品，直接利用射频信号的传导，即可获取有关数据，整个过程可实现自动化，对环境要求较低。该技术可识别高速运动的商品，操作简便[8]。
②矿物元素分析方法 不同地域生产的蔬菜中氮、磷、钾等元素含量差异很大，具有各自的特征，而导致这种现象的原因较多[9，10]。因此，可将矿物元素含量作为不同地域来源蔬菜独特的标志，根据不同矿物元素含量的测定，追溯蔬菜的来源地。
③同位素 同位素是指同一元素的系列元素，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同。其化学性质区别较小，但物理性质有较大的区别。在自然界中，因生物体长期与外界进行物质交换，稳定性同位素的丰度值逐渐稳定，与生物体所处的环境即蔬菜的产地有关，因此可根据不同稳定同位素的丰度值对蔬菜进行溯源，其精确度较高。
④DNA DNA溯源技术的产生源于DNA的遗传与变异。因为生物体是由大量的细胞构成的，每一个细胞拥有的DNA序列是唯一的，因此可以用DNA作为唯一的特征来鉴别不同的蔬菜产品。由于亲代与子代之间的DNA有遗传性，因此还可以判别2个个体之间是否具有亲缘关系。该技术已作为一种法医学物证分析技术在刑事案件侦破以及亲子鉴定广泛应用中。目前也用于蔬菜、肉类的溯源。
3 溯源系统在我国蔬菜生产的应用实例
中国蔬菜追溯系统的研究始于2001年。当年7月，上海市出台了《上海市食用农产品安全监管暂行办法》，首次提出蔬菜可追溯体制；2004年建立了蔬菜安全信息平台。2002年北京市也建立了类似的制度，要求根据蔬菜的产地、生产日期、种植者、销售商等建立档案，如发现问题要及时召回。2004年，农业部的科研项目《进京蔬菜产品质量追溯制度试点项目》得以立项。2007年北京开始建立首都奥运食品（蔬菜）安全溯源系统[11，12]。
党和政府对农产品溯源高度重视，通过立法和行政手段，强制要求有关企业尽快建立食品溯源系统，如2013年颁布的《国务院关于加强食品安全工作的决定》，即要求各有关单位要建立食品安全全程追溯系统[13]。
从技术的层面，国内的科学家也进行了积极的探索，2007年张兵等[14]构建了蔬菜质量安全追溯系统，该系统将网络化技术与蔬菜种植相结合，应用条码技术为蔬菜标识。李辉等[15]利用RFID、二维码等技术开发设计了基于互联网的蔬菜质量追溯系统。
经过多年的发展，国内已形成多个有一定影响力的蔬菜溯源系统，下面介绍其中的4个具有代表性的系统。
3.1 上海市的系统
该系统基于上海市科技兴农重点攻关项目，利用市政府的资金支持于2003年由科研部门与有关机构合作开发成功。该系统运用条码识别技术和网络查询的功能，实现了从“田间到老百姓餐桌”的全程监控管理，有利于蔬菜种植业者实现标准化生产、规范化经营，为我国首例。该系统于2004年1月开始运行，目前已涵盖几乎全部的农产品，除已有的蔬菜以外，还监控畜禽、蛋、粮食作物、水果、食用菌等，并在50家超市大卖场内安装查询平台，方便大家查询。
3.2 北京市的系统
该系统由北京市农业局组织实施。其目的是实现蔬菜的生产、包装、储运和销售全过程的跟踪控制。从2006年初至今已基本完成，用户可以通过互联网终端、手机短信、电话、卖场内的触摸查询屏查询有关信息，该系统已经在40余家蔬菜种植、加工、物流企业内应用，覆盖蔬菜种植基地面积1万hm2，涉及蔬菜品种120多个，蔬菜产品在170多家超市、便利店、食堂销售，得到用户的一致好评。
3.3 山东省的系统
该系统是山东省标准化研究院与当地一家蔬菜生产龙头企业合作开发的，在寿光市燎原果菜生产基地内进行试验推广，主要开展蔬菜生产、供应的跟踪和追溯。该系统自2003年开始研发，经过几年来的试运行，已发展成为“一个平台，多套系统”的格局。一个平台是指基于互联网的“蔬菜质量安全追溯与监管平台”，多套系统是指涵盖水果、蔬菜、肉蛋奶禽、鱼类、粮油等的质量安全追溯系统。
以上的每套系统又分为内销企业版和外销企业版。消费者可通过互联网、电话、手机短信、超市触摸查询机查询产品信息及生产企业的相关种植信息。
3.4 山西省的精准农业智能化管理系统
该系统是山西省内首个蔬菜溯源管理系统，是由山西省农业科学院蔬菜研究所、山西精准生态农业集团有限公司、山西前程光明科技有限公司共同开发。该系统以Visual C#.NET作为开发语言，利用Microsoft Sql Server 2005关系型数据库技术，构建了蔬菜产品质量溯源管理应用系统。
该系统通过在温室内安装多种传感器，利用多串口数据采集技术将有关数据传回计算机，工作人员可以通过个人电脑、掌上电脑（PDA）、手机实时观测，功能模块有基地分布、温室实况、溯源管理等。系统将蔬菜种植过程归为自动灌溉、耕地、施肥、病虫害信息、授粉等几类，在每项蔬菜种植技术使用之前，先制作各项操作预案，然后按预案要求进行操作，蔬菜产品种植过程中的农药或者肥料的使用要符合标准，操作结束后，将各项操作录入系统。通过二维码技术，关联蔬菜采收、加工等过程信息，自动生成溯源码（全球唯一随机码）。
用户可以通过扫描产品包装上的二维码，获得蔬菜产品的生产地点、种植记录、加工记录、采收人等信息，实现蔬菜全过程跟踪。
通过分析上述几个实例可看出，蔬菜安全溯源系统是依托信息技术和网络技术，将生产、加工、包装、储运、流通和销售等各环节信息进行记录、采集、加工和查询的系统，可查询到产品生产的整个过程，如发现问题可追溯到每个环节，实现有效监管。
4 目前我国蔬菜溯源系统的不足
4.1 溯源信息内容表达不正确
由于现有蔬菜溯源系统在开发之初，各自的目标和原理不同，因此已有系统存在溯源信息内容表达不正确、系统软件与其他软件不兼容等问题，造成溯源信息无法在互联网上实现共享。如笔者曾在市场上调查发现，有的蔬菜溯源系统仅提供了生产地点、品种名等信息，其他信息基本没有，仅可以满足生产者的要求，无法满足消费者的要求，存在信息不对称的问题，无法实现信息的共享，与互联网的初衷背道而驰。
另外，还发现经溯源系统得到的信息有简有繁；有些企业的信息较为完整，如前面提到的山西省的精准农业智能化管理系统可查询到详细的种植、加工包装、采收人等记录信息，而有些企业的信息仅说明按照无公害、绿色、有机蔬菜的生产标准进行生产，而无法获得具体信息，让消费者一头雾水。
4.2 缺乏信息的可视化展现
目前已有的系统主要用于产品出现质量问题后的可追溯，即出现质量问题后倒查产品的有关信息等，信息的形式多为表格数据，缺乏可视化的信息。也就是说只能查询生产蔬菜时的有关信息，而目前生产地区的实时状况则无从查寻。
4.3 生产企业的产品较多，无法顾及所有产品
在实际的应用中不难发现，只有一定规模的企业才能拿出资金进行有关溯源系统的构建，而大的企业其生产的产品种类也较多，在这种情况下，如对每一种产品均进行较为精确的溯源信息管理，必须要投入大量的人力、物力、财力，为此，企业会选择性地提供部分信息，导致消费者获得的信息变少。
4.4 质量溯源终端的匮乏
当消费者拿到一种产品后，通过溯源系统的查询可以了解蔬菜产品的生产过程，如是否使用高毒的农药、生产的地区等信息，但查询这些信息需要相应的设备，早期这种专用设备多存在于大型商场，很少走入寻常百姓家，一定程度上制约了溯源系统的发展。
近年来随着我国智能手机、二维码的普及，这种现象得到改善，一般而言利用智能手机在联网的情况下通过扫描二维码即可查询溯源信息，大大提高了查询的效率。
5 建议与对策
蔬菜安全可溯源体系是确保蔬菜安全的关键，能够对蔬菜供应链中反映蔬菜质量安全的信息进行有效溯源、跟踪和预警，以改进供应链中蔬菜质量安全信息的管理，推动安全放心蔬菜的生产销售和品牌建设。
5.1 尽快出台相关政策法律法规规范溯源系统
目前很多消费者反映，蔬菜溯源系统可供查询的信息较少，多为蔬菜产地、种植管理等信息，缺少蔬菜存储、物流环节等比较重要的信息，无法进行全程质量跟踪。因此，希望国家出台相关的法律法规，强制规定必须提供的信息的种类、标准等，以利于消费者查询，了解蔬菜产品的有关信息，确保追溯信息覆盖整个生产过程，建立一个完整的信息库。一旦出现质量问题就能立即找到问题所在。
5.2 溯源系统的管理规则
溯源系统的主要功能是通过标识确定蔬菜的产地和生产、物流过程。其目的是当蔬菜出现质量问题时，可及时有效地从市场中撤出，确保流通蔬菜的安全性。追溯管理与标识管理是互相联系、互为补充的。追溯管理能提供有关信息，而标识管理有助于可追溯管理的实施。追溯管理强调产品的唯一性和全过程管理，对追溯的产品，在其各个生产环节可实行跟踪，一旦发生安全问题，及时召回[16]。
目前蔬菜可追溯码多采用一维码作为可追溯标签，但一维码信息容量小，尺寸偏大，不适用于蔬菜溯源。二维码信息容量大、尺寸小、具唯一性等[17]特点，应用起来更方便，因此使用二维码作为蔬菜溯源管理的标识将是大势所趋。
5.3 建立和完善多级互联互通的可追溯网络
目前互联网在我国发展很快，基于互联网的溯源系统的发展却未跟上形势，已有的系统多自成体系，缺乏互联互通。应尽快建立国家、各级地方、企业、消费者等多级共享、互联互通的可追溯网络，通过网络进行追踪，从而保证蔬菜质量。如已上市的蔬菜出现质量问题，生产者可通过该网络，快速找出问题所在，及时采取补救方法。另外，利用互联网的优越性也可了解其他产品，如工业产品的溯源体系的优缺点，为蔬菜溯源体系的发展提供借鉴[18]。
5.4 大力开发可溯源终端
除在商场开发、安装大量可追溯终端外，还应加快智能手机的发展，开发基于手机的可追溯查询终端，以满足用户的要求，充分发挥该系统的优势。
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关键词：农产品；供应链；追溯；网络架构；信息查询；质量安全
中图分类号：S126；TP319 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）18-4814-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.18.047
食品安全问题日益引起人们的广泛关注，欧盟、国际标准化组织和美国、日本、澳大利亚等相继了有关食品安全可追溯性的法规和标准，英国、美国、荷兰等率先建成了牲畜养殖和畜产品质量安全追溯系统。中国虽然起步较晚，但随着《中华人民共和国农产品质量安全法》、《农产品质量安全追溯操作规程》、《我国农产品质量快速溯源过程中电子标签应用指南》等一系列法规、标准的逐渐，国内的农产品质量安全追溯系统建设也在经历了试点、示范阶段之后逐渐进入应用、发展阶段。
从设备、技术、建设过程和应用管理诸方面来看，农产品质量安全追溯系统具有一定的复杂性。从尽量压缩系统规模、降低实现难度和节约建设成本的角度出发，实际的系统设计都不追求“大而全”，而以“精简、够用”为原则：它们或针对某类农产品[1，2]，或采用单一编码标识方法[3，4]，或设计为单一网络架构[5，6]，或支持单一查询方式[7，8]。近年来，由于中国国民经济的发展、技术水平的提高和用户需求的更新，建设适用范围更广、使用更加灵活方便的农产品质量安全追溯系统已成新的目标。在此环境条件下，本研究借鉴已有成果，以农产品供应链模式为基础，综合应用当前主流技术和方法，研究了农产品质量安全追溯系统的混合模式――包括混合编码与标识、混合网络架构和混合查询模式。
1 农产品供应链模式分析
不同地区、不同种类农产品供应链模式的差异，决定了追溯系统结构、溯源指标体系及其编码标识方法的不尽相同。以川东北地区为代表，调查、分析了多类农产品的生产和流通过程，其主要供应链模式如下：
Ⅰ.生产主导模式。生产者完成生产、粗加工和包装，通过物流直送到销售终端（或出口），主要适用于果蔬和水产品。该模式没有中间环节，溯源信息仅包括“生产+销售+物流”三部分内容；
Ⅱ.批发主导模式。粗加工并包装后的农产品经由批发中心（包括产地批发中心、销地批发中心等）配送到销售终端，适用于各类种植和养殖农产品。该模式流通环节增多，其间通常更换包装，发生质量安全问题的风险增大，相应的溯源信息包括“生产+批发+销售+物流”等更多内容；
Ⅲ.加工主导模式。加工者从生产者获取农产品原料进行深加工，产品通过批发中心或直接配送到销售终端（或出口），主要适用于粮油、茶叶、水产和畜禽类动物产品。该模式下农产品经过严格的检测并有完整的包装，质量安全较有保障，溯源信息则包括“生产+加工+批发+销售+物流”等内容[9]。
农产品供应链模式如图1所示。其中，①、④为农产品供应链的基本环节，前者为生产基地或农业合作社，后者包括超市、农贸市场和食堂、饭店等。环节①、④构成模式Ⅰ，加入环节③即成模式Ⅱ，再纳入环节②则为模式Ⅲ。
2 农产品质量安全溯源信息的混合标识与编码
2.1 溯源指标的确定
农产品供应链由多个环节构成，每个环节都会产生大量信息，不可能将其全部录入追溯系统。因此，必须依据HACCP（Hazard analysis and critical control point，危害分析与关键控制点）、ChinaGAP（Good agricultural practices，良好农业规范）、GMP（Good manufacturing practice，良好加工操作规范）体系和其他相关标准、法规，对农产品供应链中各环节的关键信息进行筛选，形成一个合理有效的农产品质量安全溯源指标体系。
溯源指标体系应包括两部分内容：①用于追溯农产品的来源、目前位置和去向的过程溯源指标；②反映农产品安全相关信息的安全溯源指标。
以供应链模式Ⅰ的果蔬产品为例，筛选出各环节的溯源指标如下：
1）生产环节。对于主流的“公司+基地+农户”生产模式，其过程溯源指标包括公司、基地、农户、农田编号及责任人、种子来源、播种日期、采收日期、产品去向等，安全溯源指标则包括化肥和农药的名称、残留量等。
2）批发环节。对于各级农产品批发中心，过程溯源指标应为批发中心、供货单位、进货日期及数量、批销单位、批销日期及数量、批销去向等，安全溯源指标则有检验检疫结果、暂存温度、湿度等。
3）销售环节。对于各类销售终端，其过程溯源指标应有供货单位、进货日期及数量、销售单位、上架日期、销售日期及数量等，安全溯源指标则包括库存地点、温度和湿度等。
4）物流环节。对于贯穿于整个农产品供应链的各物流环节，其过程溯源指标包括物流企业、运输工具、货品数量及装箱规格、发货方与收货方、运输时间、路线、责任人等，安全溯源指标则有运输温度、湿度等。
2.2 溯源信息的混合标识方案
目前主流的信息标识技术为RFID（Radio frequency identification，射频识别）和二维条码。射频识别利用无线电波对记录媒体进行自动读写，其优点为存储容量大、封装样式多、读取距离远、能同时识别多个标签、可用于灰尘、油污、雨水等恶劣环境；二维条码利用特定几何图形按照一定规则在平面上分布条、空相间的图形来记录信息，具有信息容量大、抗干扰能力强、纠错效果好、对网络数据库的依赖性低等优点。其中，QR Code（Quick Response Code，快速响应矩阵码）能够超高速、全方位识读并有效表示汉字，因而在国内得到广泛应用。
基于对农产品供应链各环节的环境条件和系统建设成本的综合考虑，溯源信息可采用RFID与QR Code混合标识方案，具体包括3种：
Ⅰ.畜禽、水产等农产品，因价值相对较高，且其供应链各环节所处环境“恶劣”，故宜采用RFID标识技术。相比之下，粮食、果蔬类农产品则价值较低、各环节所处环境较好，可选择成本更低的QR Code标识方法。
Ⅱ.在同类农产品供应链的不同环节，其所处环境和操作条件也有差异，因此应选用不同的标识方法。如畜禽产品在屠宰、批发和物流环节通常需要更换包装，且环境相对“恶劣”，宜于采用RFID标签；而养殖和销售环节则环境相对稳定，操作也较方便，可以换用QR Code标签。
Ⅲ.在批发和物流环节，大包装（如集装箱）使用RFID 标签，小包装（袋、包、盒等）粘贴QR Code标签。系统读取QR Code标签后自动链接到对应RFID所关联的产品信息，因此无需在数据库中存储大量的小包装产品信息，这样既能节约标签使用成本，又可减少服务器存储空间的开销[10]。
2.3 溯源信息的混合编码技术
将农产品供应链各环节的关键溯源指标信息按规则编码，即得农产品质量安全追溯码。编码规则既应遵从国际、国内标准，也要适应选定的标识方法，因此根据EPC编码规范、采用混合编码技术来实现RFID和QR Code标签中溯源信息的编码。
2.3.1 EPC 256 Ⅲ编码结构 EPC（Electronic product code，产品电子编码）编码体系是全球统一标识系统EAN.UCC的延续和扩展，能实现单个物理对象的全球惟一标识，应用广泛的主要为64位、96位和256位3类。其中，EPC 256 Ⅲ编码结构宜于用作农产品质量安全追溯码结构，其由标头（版本号）和3个信息码段组成，如表1所示。
2.3.2 溯源信息的编码设计
1）EPC管理者码段用32位数字标识农产品供应链中各节点企业代码，这是实现追溯的关键，如表2所示。
2）对象分类码段用14位数字标识农产品的种类、名称和产地代码，如表3所示。
其中，农产品的类别、分组和名称根据GB 2763-2014编码；产地编码由县级以上行政区划代码（6位）和乡镇代码（3位）组成，分别采用GB/T 2260-2013、GB/T 10114-2003的代码体系。
3）序列号码段用16位数字标识农产品的生产档案号、采收批次及其在供应链各环节的批次流水号，如表4所示。
其中，生产档案由产品备案号（3位）和生产批次号（3位）组成，前者的第1位为大类标识、后2位为流水号，后者的前2位为年份、后1位为年度批次；采收批次为生产环节的批次号；批次流水则依次由加工、批发和销售环节的批次号组成。
2.4 混合标识与编码技术的应用
以混合标识方案Ⅱ为例，首先在生产环节直接使用QR Code标签记录编码，其中包括EPC管理者码段的生产者代码、对象分类码段的全部编码和序列号码段的生产档案、采收批次代码；进入加工环节后，利用RFID中间件系统将QR Code标签内容与本环节的关键信息转换写入RFID标签的信息区域，添加的内容包括EPC管理者码段的加工者代码和序列号码段的批次流水代码；在批发环节仅需向RFID标签的EPC管理者码段和序列号码段分别加入批发中心、供货商代码和批次流水代码；在最后的销售环节，再将RFID标签内容、该环节的关键信息和溯源信息数据库中的部分内容转换输出为QR Code标签，以便消费者的追溯查询操作。
3 农产品质量安全追溯系统的混合网络架构
3.1 系统的功能结构及主要运行流程
1）溯源信息管理中心。是整个系统的核心，共享数据库中存储着农产品供应链各环节的溯源指标信息和政府监管部门（农业、质监等）、检验检疫部门提供的相关信息，实现整个系统的信息录入、分析与输出，并负责系统用户及其权限的管理。
2）生产经营单位管理子系统。既可作为本单位的管理信息系统独立运行，又能在登录系统后获得相应的溯源信息数据库访问权限，从而实现农产品供应链各环节的溯源指标信息录入与修改。
3）追溯信息查询子系统。允许消费者通过溯源网站、自助终端、手机短信和客服电话等多种途径进行农产品信息的追溯查询，并开展对外宣传、在线召回问题产品、受理消费者对问题产品的举报和投诉等服务[11]。
系统的功能结构及其运行流程如图2所示。
3.2 系统的混合网络架构
3.2.1 常用的两种网络模式 目前的管理信息系统以B/S（浏览器/服务器）网络模式为主流，它是由数据层、服务层和应用层组成的三层结构，其客户端通过浏览器访问Web服务器及其与之相连的数据库服务器。B/S模式系统的客户端只需安装浏览器，应用软件和后台程序都在服务器端运行，采用HTTP协议实现双方的信息传输，扩展及升级非常方便，但较多用户同时访问系统会导致响应速度变慢。
另一种常用的C/S（客户机/服务器）网络模式则为两层结构，其用户界面和业务处理在客户端进行，数据管理维护在服务器端完成。C/S模式系统的运算响应速度快，但应用软件和数据库管理系统分装在客户端和服务器端，故而系统的升级、维护较为困难。
3.2.2 农产品质量安全追溯系统的混合架构 由于两种网络模式各有优劣，农产品质量安全追溯系统宜于采用C/S模式与B/S模式的混合架构。具体方案为：①供应链中各节点企业的管理子系统采用C/S结构，以便高效地进行企业内部业务管理和溯源信息的输入；②溯源信息查询、公众信息等子系统的业务处理较简单，不会明显增加服务器的运行压力，采用B/S结构可以简化客户端的操作，并降低系统的维护成本；③系统以B/S结构为整体框架，通过VPN（Virtual private network，虚拟专用网络）或XML数据交换技术将C/S结构的局域网接入，实现Internet环境下的信息交互。这种混合架构将两种网络模式的优点集于一体，在响应速度、数据安全、系统维护等方面取得了较好的平衡，如图3所示。
4 农产品质量安全追溯信息的混合查询模式
4.1 追溯信息查询的流程
根据条码标签查询农产品质量安全溯源信息的流程如图4所示。
4.2 追溯信息的混合查询模式
随着Internet的发展、移动网络的提速和智能手机的普及，农产品质量安全追溯系统提供的溯源信息查询方式也应与之相适应，主要包括：①PC网站查询。在连接到Internet的任何计算机上访问农产品质量安全追溯系统网站，消费者即可酥所购农产品的溯源信息；②自助终端查询。在批发中心、超市、农贸市场等场所，消费者可通过操作专用终端方便地查询农产品的溯源信息；③扫描QR Code标签查询。消费者使用智能手机扫描QR Code标签，可自动打开农产品质量安全追溯系统网站，或直接解码获得所购农产品的溯源信息；④客服电话或手机短信查询。消费者可使用任何手机，在任意时间、地点进行溯源信息查询。
在农产品质量安全追溯系统中将这些查询方式结合起来构成混合查询模式，既充分运用了现代科技发展的主流成果，也为消费者方便、灵活地进行溯源信息查询提供了更多的手段支持，如图5所示。
5 结语
农产品作为食品的主要原料，其质量安全问题早已引起世界各国的高度重视，具体体现为相关法规、标准的大量出台和各种农产品质量安全追溯系统的立项建设。在这种有利环境下，本研究基于国内主流的农产品供应链及相应质量安全追溯系统的全面分析，依托计算机网络技术、物联网技术和二维条码技术的最新进展，从溯源信息的编码及其标识、系统网络架构和追溯信息查询等方面研究了农产品质量安全追溯系统的混合模式，为相关的研究和开发工作提供一种参考思路。
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