韓志慧 ，李海燕，辛永波

（1.天津市林業(yè)果樹(shù)研究所，天津 300384；2.天津市蔬菜技術(shù)推廣站，天津 300200；3.天津市農(nóng)機(jī)鑒定站，天津 300192）

天津市無(wú)公害蔬菜基地化生產(chǎn)發(fā)展迅速，截止2006年底，全市認(rèn)定無(wú)公害蔬菜基地面積已達(dá)到5.67萬(wàn)hm2；全市已有55家無(wú)公害蔬菜企業(yè)、56個(gè)品牌的近200個(gè)產(chǎn)品獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品全國(guó)統(tǒng)一認(rèn)證；先后出臺(tái)了《天津市無(wú)公害蔬菜管理辦法》、《天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)辦法》、《天津市農(nóng)藥管理辦法（暫行）》及《天津市無(wú)公害蔬菜標(biāo)志管理辦法》、《天津市種植業(yè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理辦法（暫行）》等7部政府規(guī)章及規(guī)范性文件。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)的建設(shè)，帶動(dòng)了全市無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，完善了市、區(qū)縣農(nóng)業(yè)系統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)體系，質(zhì)量安全水平穩(wěn)步提高。

探索新的管理辦法和技術(shù)手段，保證蔬菜質(zhì)量安全的長(zhǎng)期穩(wěn)定，成為天津市下一步搞好蔬菜質(zhì)量安全工作的重要內(nèi)容。目前天津市蔬菜質(zhì)量安全體系建設(shè)尚不健全，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系不健全，農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)覆蓋率還不高；二是對(duì)無(wú)公害產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量監(jiān)管不力，缺乏系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的、有效的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控手段；三是質(zhì)量安全動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)不力，由于缺少快捷的信息反饋和管理平臺(tái)，難以及時(shí)掌握全市的農(nóng)產(chǎn)品安全水平發(fā)展動(dòng)態(tài)。

可追溯系統(tǒng)是促進(jìn)生產(chǎn)信息透明化，提高農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生安全，增加農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。天津市從2008年開(kāi)始進(jìn)行蔬菜可追溯系統(tǒng)建設(shè)，目前已建成覆蓋基地、合作社和技術(shù)推廣部門(mén)的追溯體系，取得了良好的應(yīng)用效果。

1 國(guó)內(nèi)外可追溯系統(tǒng)發(fā)展

對(duì)于追溯系統(tǒng)的研究，最初是由歐盟為應(yīng)對(duì)瘋牛病問(wèn)題于1997年開(kāi)始逐步建立起來(lái)的[1]。歐盟于2002年7月頒布了178/2002號(hào)法令，要求從2004年起在歐盟范圍內(nèi)銷(xiāo)售的所有食品都能夠進(jìn)行跟蹤與追溯，并于2006年初開(kāi)始實(shí)施《歐盟食品及飼料安全管理法規(guī)》，突出強(qiáng)調(diào)了食品從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的全過(guò)程控制管理和可追溯性[2-3]。美國(guó)于2004年5月公布了《食品安全跟蹤條例》，要求所有涉及食品運(yùn)輸、配送和進(jìn)口的企業(yè)要建立并保全相關(guān)食品流通的全過(guò)程記錄；加拿大要求到2008年80%農(nóng)業(yè)食品聯(lián)合體農(nóng)產(chǎn)品可追溯源頭，實(shí)現(xiàn)“品牌加拿大”戰(zhàn)略[4]；日本政府已通過(guò)新立法，要求肉牛業(yè)實(shí)施強(qiáng)制性的零售點(diǎn)到農(nóng)場(chǎng)的追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)允許消費(fèi)者通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)輸入包裝盒上的牛身份號(hào)碼，獲取他們所購(gòu)買(mǎi)牛肉的原始生產(chǎn)信息；澳大利亞實(shí)施國(guó)家牲畜標(biāo)識(shí)計(jì)劃（NLIS），它是一個(gè)永久性的身份系統(tǒng)，能夠追蹤家畜從出生到屠宰[5]。

目前我國(guó)許多地區(qū)都在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)的研究與探索，上海、南京、深圳、北京等城市進(jìn)行了相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)。近年來(lái)上海市開(kāi)發(fā)了“食用農(nóng)副產(chǎn)品全程監(jiān)控信息平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)等生產(chǎn)源頭的管理，提供了條形碼觸摸屏查詢(xún)、網(wǎng)上查詢(xún)及電話(huà)語(yǔ)音查詢(xún)等多種追溯手段[6]；南京市建立了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全I(xiàn)C卡監(jiān)管系統(tǒng)，取得了一定成效[7]；從2004年開(kāi)始，深圳市在批發(fā)市場(chǎng)的菜農(nóng)菜商中開(kāi)始推行“IC卡電腦信息管理系統(tǒng)”。其做法是在IC卡中記錄菜農(nóng)菜商詳細(xì)資料，批發(fā)市場(chǎng)設(shè)置的條形碼讀碼器通過(guò)識(shí)別，可以區(qū)分蔬菜是否來(lái)自農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理部門(mén)認(rèn)定的生產(chǎn)基地，并可及時(shí)調(diào)閱生產(chǎn)基地情況和信譽(yù)記錄，追蹤有毒蔬菜來(lái)源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量安全的溯源；2005年北京市在總結(jié)各地運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了北京市蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)，并在多家企業(yè)運(yùn)行[8]。

2 天津市蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 框架設(shè)計(jì)

結(jié)合天津市無(wú)公害蔬菜管理的實(shí)際，分析無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)、流通及銷(xiāo)售過(guò)程中影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和控制點(diǎn)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)，研究了蔬菜包裝標(biāo)識(shí)、蔬菜安全生產(chǎn)管理、農(nóng)事操作預(yù)警、追溯碼打印、多平臺(tái)溯源等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，構(gòu)建了面向監(jiān)管者的天津市無(wú)公害蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，面向生產(chǎn)基地操作者的便攜式農(nóng)事信息采集系統(tǒng)，面向生產(chǎn)者管理者的無(wú)公害蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，面向消費(fèi)者的質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。

建立無(wú)公害蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，必須實(shí)現(xiàn)包裝標(biāo)識(shí)、中央數(shù)據(jù)庫(kù)和信息記錄系統(tǒng)等3個(gè)基本要素。第1個(gè)基本要素是包裝標(biāo)識(shí)，要求具備成本低、易使用、融入當(dāng)前管理程序、較高保留率、數(shù)據(jù)采集方便等特點(diǎn)，本項(xiàng)目中采用帶加密二維條碼的標(biāo)簽對(duì)小包裝的無(wú)公害蔬菜進(jìn)行標(biāo)識(shí)；第2個(gè)基本要素是中央數(shù)據(jù)，基于紙張的記錄系統(tǒng)很難滿(mǎn)足大流通、多環(huán)節(jié)的復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)追溯的需求，本項(xiàng)目建立了基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫(kù)，為監(jiān)管和追溯奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；第3個(gè)基本要素是信息記錄系統(tǒng)，蔬菜在各環(huán)節(jié)中的移動(dòng)及其對(duì)應(yīng)信息，必須記錄到系統(tǒng)中，并與中央數(shù)據(jù)能無(wú)縫聯(lián)接，本項(xiàng)目在生產(chǎn)基地通過(guò)采用便攜式農(nóng)事信息采集系統(tǒng)記錄農(nóng)事操作信息，在生產(chǎn)或加工企業(yè)通過(guò)無(wú)公害蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)記錄包裝信息及打印追溯碼，也可通過(guò)該系統(tǒng)記錄農(nóng)事操作信息。平臺(tái)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)圖Fig.1 Platform Structure

2.2 運(yùn)行設(shè)計(jì)

根據(jù)平臺(tái)的用戶(hù)分類(lèi)不同，平臺(tái)分生產(chǎn)企業(yè)端、政府管理端和消費(fèi)者端三部分運(yùn)行，各部分運(yùn)行之間緊密關(guān)聯(lián)。生產(chǎn)企業(yè)在網(wǎng)上進(jìn)行注冊(cè)，政府管理部分對(duì)注冊(cè)信息進(jìn)行審核并實(shí)地考察，對(duì)于合格的企業(yè)分配用戶(hù)名和密碼，生產(chǎn)企業(yè)可下載無(wú)公害蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)專(zhuān)用軟件和便攜式農(nóng)事信息采集軟件；基地生產(chǎn)人員用基于PDA或手機(jī)的采集器采集農(nóng)事信息；各生產(chǎn)基地人員將采集到的農(nóng)事信息通過(guò)短信或GPRS方式發(fā)送到生產(chǎn)企業(yè)端的管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)連接條碼打印機(jī)進(jìn)行加密追溯碼打??；打印完成貼制在蔬菜包裝上，并將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)；消費(fèi)者可通過(guò)超市觸摸屏、網(wǎng)站、手機(jī)短信或手機(jī)掃描條碼等方式追溯企業(yè)信息、基地信息、生產(chǎn)操作信息、檢測(cè)信息等；政府管理部門(mén)可利用監(jiān)管設(shè)備通過(guò)掃描加密條碼進(jìn)行監(jiān)管。

3 追溯標(biāo)簽設(shè)計(jì)

3.1 追溯碼編碼

在分析無(wú)公害蔬菜的個(gè)體屬性、包裝形式、生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上，對(duì)于無(wú)公害蔬菜采用批次追溯編碼方法，定義同一天收獲的來(lái)自于同一生產(chǎn)單元（地塊或溫室）、同一品種、同一等級(jí)的農(nóng)產(chǎn)品為同一批次。追溯編碼采用24位數(shù)字碼，其中6位郵政編碼+4位企業(yè)編碼+6位產(chǎn)品編碼+6位生產(chǎn)日期編碼+1位認(rèn)證類(lèi)型編碼+1位校驗(yàn)碼，其中郵政編碼根據(jù)企業(yè)所在位置查詢(xún)生成，企業(yè)編碼采用該郵政編碼區(qū)域內(nèi)流水編號(hào)，產(chǎn)品編碼采用2位產(chǎn)品種類(lèi)+2位產(chǎn)品名稱(chēng)+2位產(chǎn)品品種的方式，生產(chǎn)日期編碼采用YY/MM/DD方式生成，認(rèn)證類(lèi)型根據(jù)產(chǎn)品是無(wú)公害、綠色、有機(jī)或無(wú)認(rèn)證類(lèi)型的方式采用“1”、“2”、“3”和“0”，校驗(yàn)碼采用CRC循環(huán)冗余碼的方式產(chǎn)生。編碼示例見(jiàn)圖2。

圖2 編碼示例Fig.2 Example of coding

采用的編碼類(lèi)型可通過(guò)郵政編碼直接將企業(yè)鎖定在一定范圍內(nèi)，便于發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件時(shí)快速定位；采用的6位產(chǎn)品編碼，預(yù)留了一定的產(chǎn)品數(shù)量，便于根據(jù)追溯系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用擴(kuò)大產(chǎn)品；將認(rèn)證類(lèi)型直接寫(xiě)入編碼中，便于直接監(jiān)管；采用的校驗(yàn)碼具有一定的防偽功能。

3.2 二維條碼加密

二維條形碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的。二維條碼與一維條碼相比，具有信息容量大、編碼范圍廣、容錯(cuò)能力強(qiáng)、譯碼可靠性高、防偽性好等特點(diǎn)；與RFID相比，又具有成本低的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)無(wú)公害蔬菜追溯標(biāo)簽中要求存儲(chǔ)信息多并具一定防偽能力的要求，本項(xiàng)目采用中國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的漢信碼，漢信碼中存儲(chǔ)企業(yè)名稱(chēng)、企業(yè)負(fù)責(zé)人、產(chǎn)品名稱(chēng)、生產(chǎn)日期、認(rèn)證類(lèi)型、主要農(nóng)事信息等。

漢信碼的可加密性為無(wú)公害蔬菜的監(jiān)管和防偽提供了有效技術(shù)手段。本項(xiàng)目利用基于DES和RSA混合加密算法對(duì)漢信碼中的原始信息進(jìn)行加密，再將加密后生成的漢信碼圖像用離散分?jǐn)?shù)傅里葉變換雙隨機(jī)相位編碼技術(shù)進(jìn)行二次加密，從而生成最終的加密漢信碼。

3.3 追溯標(biāo)簽設(shè)計(jì)

為了達(dá)到可讀性強(qiáng)、美觀、體現(xiàn)監(jiān)管的要求，本項(xiàng)目對(duì)追溯標(biāo)簽進(jìn)行了設(shè)計(jì)，標(biāo)簽既包括無(wú)公害認(rèn)證標(biāo)志、查詢(xún)方式、產(chǎn)品名稱(chēng)、包裝日期、認(rèn)證類(lèi)型等明文信息，也包括加密了的漢信碼。標(biāo)簽大小采用4 cm*6 cm，材質(zhì)采用不干膠紙張，便于企業(yè)貼制。標(biāo)簽樣式見(jiàn)圖3。

圖3 標(biāo)簽樣式Fig.3 Example of Label

4 系統(tǒng)應(yīng)用

經(jīng)過(guò)充分考察調(diào)研，以企業(yè)自有基地和合作生產(chǎn)基地為基礎(chǔ)，在武清、寧河、靜海、西青等區(qū)縣建立146.67 hm2核心示范基地。在應(yīng)用優(yōu)質(zhì)品種和采用安全生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，完善蔬菜生產(chǎn)管理、信息采集和質(zhì)量安全監(jiān)管制度，形成了企業(yè)信息、基地信息、生產(chǎn)者信息及檢測(cè)信息、生產(chǎn)技術(shù)信息等多種信息完整集成的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為核心，通過(guò)二維條碼確定單一生產(chǎn)者生產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品的身份標(biāo)識(shí)，一直跟隨產(chǎn)品流通到消費(fèi)者手中，實(shí)現(xiàn)蔬菜從生產(chǎn)到消費(fèi)全程信息的完整可查和可溯源，滿(mǎn)足政府職能部門(mén)、供應(yīng)企業(yè)及公民大眾的多方訴求。通過(guò)在4家超市及供應(yīng)基地的蔬菜產(chǎn)品全程可追溯模式建立與推廣，在全市11個(gè)區(qū)縣蔬菜產(chǎn)區(qū)擴(kuò)大示范應(yīng)用范圍，帶動(dòng)蔬菜安全生產(chǎn)及可追溯基地建設(shè)，兩年累計(jì)示范面積5697.33 hm2。

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