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书书书第!卷第#期$%年!月地球信息科学&’()*+,(-./0*(+12*’+2’3456!!+46#(789!$%收稿日期!$:%$;修回日期!$%!9基金项目!国家科技部农业科技成果转化资金项目#全国优质农产品物流管理和追溯系统$资助%=#%/&’作者简介!屈晓晖%!;:!?&!男!河南叶县人!博士研究生!主要从事&*1与大型空间数据库研究’’)@AB5(CDEFG5HIBJ6A767K蔬果农产品可追溯物流信息系统的构建与应用屈晓晖!!$!庄大方!!邱冬生!%!中国科学院地理科学与资源研究所!北京L!!!$中国科学院研究生院!北京L!M;&摘要!蔬果农产品是人们生活的必需品!其安全问题关系着国计民生’北京$%年奥运会的食品安全问题引起各级政府的普遍关注’本文将蔬果物流过程与可追溯相结合!提出了可追溯物流的概念!并从技术层面对物流过程可追溯的实施进行了分析!提出了一个利用*2卡记录)存储蔬果物流信息的可追溯信息传递方案!并对系统原型进行了构建!最后以北京市数据为基础对系统进行了应用’实践证明!利用&*1技术辅助实现蔬果农产品物流过程的可追溯方案是高效可行的!它为我国建立可靠实用的质量跟踪和可追溯蔬果物流体系提供了一个新的思路’关键词!蔬果物流可追溯地理信息系统%&*1&可追溯物流!L引言近年来!随着我国经济的发展和农业技术的推广!蔬果农产品的供给格局发生了根本性的变化!不仅品种丰富而且数量充足!然而与此同时!由于我国农产品生产)经营的基础设施比较薄弱!环境污染问题严重!农药滥用得不到有效管理!导致农产品的农药残留和污染形势严峻#民以食为天!食以安为先$!农产品安全已成为当前世界各国共同关注的一个焦点问题*!+!建立和实施完善的可追溯蔬果物流体系是当务之急’另一方面!由于物流信息对地理空间有着较大的依赖性!具有明显的空间尺度和空间特征!而&*1作为对地理数据获取)存储)分析)处理的工具!具有强大的空间数据管理和分析的功能*$+!因此!&*1技术与物流管理技术的集成将会从根本上改变传统物流的管理和分析模式!具有广阔的应用前景’$L可追溯及其物流概念!#$可追溯的涵义当今可追溯被普遍应用在各行各业!尤其是食品行业相关的领域!人们一致认为可追溯是产品安全控制系统的基础!然而#可追溯$的确切涵义却尚未明确定义!对于可追溯性的定义有几个不同版本’*1(%国际标准化组织&将可追溯定义为通过记录标识的方法回溯某个实体来历)用途和位置的能力’这里的实体可以是一项活动或过程)一项产品)一个机构或一个人*+’美国农业综合部门认为可追溯是为了确保质量安全对产品及其特性在供应链中发生改变的关键控制点进行快速有效的跟踪!而且他们认为供应链不同所需追溯的级别也不一样*M+’我国#质量管理和质量保证国家标准术语$中将可追溯定义为根据记载的标识!追溯实体的历史)应用情况和所处场所的能力’尽管对可追溯的定义形式各异!但本质相同!也就是一种还原产品生产和应用历史及其发生场所的能力!目的是发现食品链的最终端’一旦发现安全问题!可按照从产成品的最终消费至原料上市过程中各个环节所必须记载的信息!追溯流向!回收未被消费掉的产品!撤消上市许可!切断源头!消除危害减少损失’!!$可追溯物流概念物流活动涉及产品供应链中从产地经运输)存储)加工)分拣)包装)配送到最终消费者用户手中等一系列过程!如果将产品的可追溯应用于这个过程!那么这样的物流活动就应该是可追溯物流’在蔬果农产品物流供应链中!每个环节都潜伏着质量安全风险因素!一方面在种植过程中由于生产者经验技术或利益驱动造成蔬果本身质量安全问题!另一方面在加工)储藏)运输)销售等环节的控制技术落后或人为管理不当而引起质量安全问题*#+’因此!要保证人们餐桌上的安全!就必须对蔬果农产品的物流过程进行全程监控!建立可追溯的蔬果物流体系!实现蔬果农产品的质量监控与管理’鉴此!笔者综合了国际上对可追溯概念的定义!并结合农产品物流过程!将农产品可追溯物流定义为通过对农产品在生产)包装)储存)运输)销售等环节的每一步进行严格的信息记录!建立覆盖整个农产品物流供应链的溯源体系!运用信息技术实现对农产品物流活动的历史信息)使用方式和空间位置予以追踪的能力!将实现可追溯功能的物流系统就称之为可追溯物流系统’L可追溯物流的支撑技术一直以来!人们对可追溯的认识局限于物流供应链的上下游流通领域内!却忽视了其作为地理空间实体的特性’在地理学上!地理空间%&I4)NHAOFB71OA7I&是指物质)能量)信息的存在形式在形态)结构过程)功能关系上的分布形式和格局及其在时间上的延续*P+!而作为可追溯物流供应链中的各节点实体有着明显的地理空间特性’首先!作为蔬果农产品来源的生产基地或企业在地域分布上具有空间特性和空间尺度其次!蔬果农产品流通所依附的供应链具有明显的空间特性!供应链中的各节点分布及其活动范围具有空间特性最后!作为供应链末端的最终消费者%或客户&在地理分布上的空间特性也很明显!客户信息中一个非常重要的属性就是客户的地址!这个属性反映了客户的空间分布’而信息的空间特性体现在位置的空间性)形态的空间性)分布的空间性以及信息实体之间关系上的空间性’因此!蔬果物流的可追溯不管从哪个角度来讲都体现着空间特性的本质!这为利用地理信息系统%&*1&管理)计算)分析蔬果物流及其相关实体的地理坐标位置信息及相关位置上的属性信息提供了方便’要使蔬果物流过程可追溯!供应链中各节点都必须按照既定的格式详细记录产品的进货和出货以及中间加工过程的信息!并严格实行产品的批号管理*:+!追溯系统必须记录农产品从生产基地%或农户&发货直到消费者收货为止的整个过程的产品批号!以此保证整个物流过程可追溯的连续性’各节点之间的信息传递可以通过多种技术来实现!欧美发达国家多采用’Q*%’5I78H4KB7QA8A*K8IH7FAKNI&电子数据交换技术*%+!但由于’Q*投资大)缺乏开放性等原因在我国发展很慢!只在少数一些大的企业之间进行试点’因此笔者在追溯系统中考虑使用成本低)快速)安全的*2卡进行数据的采集)存储和交换’*2卡%*K8INHA8IR2BH)7DB82AHR!集成电路卡&是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具’它将一个微电子芯片嵌入符合*1(:%!P标准的卡基中!做成卡片形式!通过*2读写设备实现数据的远距离传输*;+’在实现追溯系统时!预先在一个既定的协议框架内为参与贸易的各企业主体配备*2卡以记录企业信息和产品信息当蔬果农产品在供应链内各节点之间流动时!通过*2卡读写设备将企业主体信息及产品信息向下复制传递*2卡信息在复制传递的同时!将交易双方的企业主体信息与产品信息相捆绑!并通过*2卡读写设备将捆绑信息上传至中心数据库%如图!所示&!中心数据库通常是由第三方具有认证资格的企业主体来管理的’图!L蔬果物流追溯系统中的信息流,BN6!L0FIBKS4H@A8B4KS54TBK8HA7IAUB5B8VJVJ8I@中心数据库中通过记录产品的状态%进库)出库)运输&和工作日志%加工)分拣)包装等过程&P!P地球信息科学LLLLLLLLLLLLLLLLLLL$%年://://://来存储产品交易的历史信息!在整个信息的传递过程中追溯码是始终保持不变的!它象一根主线把交易的各个环节串联起来!这样一旦出现质量安全事故!通过查询产品的追溯码就可以了解该产品的整个历史交易信息!从而实现产品的可追溯’ML系统总体框架设计%#$系统的构建技术组件技术是面向对象的一种新的软件工程技术’在组件技术的概念模式下!软件系统可以被视为相互协同工作的对象集合!其中每个对象都会提供特定的服务!发出特定的消息!并且以标准形式公布出来!以便其他对象了解和调用*!+’组件软件强调以即插即用的方式重用不同软件开发人员的开发成果!它从根本上改变传统的软件开发思想!构筑了一个由多方自主提供软件组件)组件间相互协调工作的体系!实现了软件复用和健壮的版本更新!是软件业沿社会化方向发展的大趋势*!!+’系统的构建采用2W1%客户端W服务器&模式和XW1%浏览器W服务器&模式相结合的技术路线进行实施’从整体上看!系统是一个基于*+0’-+’0W*+0-/+’0的!具备多源信息管理)表达)查询检索与物流业务分析等功能的应用软件平台’本系统采用关系型数据库%-QX.1&技术与地理信息系统%&*1&技术的结合来对属性信息)矢量信息及动态实时信息进行集中式的存储与管理!通过XW1模式记录物流供应链各环节的可追溯产品信息数据!从服务器端数据库中取出用户所需要的信息数据!传递给用户!并在用户的浏览器中显示!用户可基于YIU方式对所需的地理信息进行快速的浏览)查询)分析和数据提取等!所包含的模块包括产品信息发布)网上农产品交易)追溯信息的记录与存储等’2W1端的功能面向物流企业内部!负责处理与系统维护与管理决策有关的业务!其核心思想是组件技术!在组件技术的支持下!将庞大的&*1功能分解成按应用需要针对一定功能集合的&*1组件!这些&*1组件能通过标准的系统环境!与其他的&*1组件或非&*1组件连接!有效地实现了本系统的集成!具有易于推广)成本低)扩展性强)开发效率高等特点%如图$所示&’图$L系统的组件集成,BN6$L24@O4KIK8BK8INHA8B4K4S8FIJVJ8I@%!$系统数据库建设可追溯物流的系统数据从逻辑上要建设四种类型的数据库(元数据库)基础空间数据库)物流业务数据和动态监控数据库’元数据库是按一定的标准采集与组织的!元数据标准通过定义共同的术语)定义)元素)子集和扩充方法等!规范各种数据集的元数据内容!使信息数据得到更好的应用和有效的检索!即数据生产者能更好地组织和管理数据!用户可得到关于数据集的信息!以便找到能满足其需求的数据!根据系统建设需求!本系统的元数据分为基础空间数据元数据)物流业务数据元数据和动态监控数据元数据’基础空间数据库是针对可追溯物流系统的数据库需求!基于/H71Q’建立空间数据库!且最终存储在(HA75I数据库中!实现各类数据的一体化存储和管理’同时实现空间数据图幅管理)数据更新)历史数据管理等功能’物流业务数据库包含了在整个蔬果物流供应链中各个环节所使用和产生的数据’动态监控数据库包含系统在完成物流业务过程中所产生的动态实时数据’它们之间的关系如图所示!元数据库是其他三个数据库数据的描述集合!其中存放对所有种类数据的描述信息物流业务数据库和动态实时数据库在数据流转换过程中都要与基础空间数据库产生关联以获得空间位置信息!而动态监控数据库中的数据在使用之后又会作为历史信息在物流业务数据库中得以保存以备日后的查询统计和决策分析’各数据库的表关系模型如图M!#!P所示(:!P#期屈晓晖等(蔬果农产品可追溯物流信息系统的构建与应用LLL图L系统数据库构成及其关系,BN6L24@O4JB8B4KAKRHI5A8B4KJ4S8FIJVJ8I@RA8AUAJI%&$系统框架设计系统的框架结构如图:所示!从图中可以看图ML基础地理空间库表关系模型,BN6ML0FIHI5A8B4K@4RI54S8AU5IJBKUAJB7NI4JOA8BA5RA8AUAJI出!系统有:个组成部分!其中系统管理机制)系统安全机制)信息分类与编码体系)数据更新与维护机制贯串于系统始终’前两者为系统的运行管理与安全提供提供保障!后两者为数据库的更新维护提供保障’系统管理机制为整个系统提供一个统一的管理功能!包括用户的管理)基地管理)车辆管理以及物流过程
本文标题:可追溯物流信息系统的构建与应用
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