脆弱性評價及其在食品欺詐中的應(yīng)用研究進展

宋華欣，張星聯(lián)，陸柏益,*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室，浙江 杭州 310058；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中心，北京 100081）

“脆弱性”一詞可被追溯至羅馬帝國時期，指戰(zhàn)場上受傷的士兵易受進一步進攻。因此，脆弱性是來源于先前或現(xiàn)在正承受的壓力，是指個人或群體目前的狀態(tài)或應(yīng)對壓力的能力，而不是未來狀態(tài)[1]。脆弱性評價研究已有30多年的歷史，應(yīng)用范圍廣，包括氣候變化[2]、自然災(zāi)害[3]、社會系統(tǒng)[4-5]、生態(tài)環(huán)境[6]等多種學(xué)科和領(lǐng)域，但在食品欺詐中的應(yīng)用較少。脆弱性在廣泛的應(yīng)用過程中衍生出了復(fù)雜的知識體系、概念及評估體系紛雜。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，脆弱性評價的概念以及評價方法的選取有所不同，本文對脆弱性評價的概念和方法、在食品欺詐中的應(yīng)用及問題進行了總結(jié)討論。

1 脆弱性的概念

脆弱性研究最早被應(yīng)用于自然災(zāi)害領(lǐng)域，隨后逐漸延伸到生態(tài)、社會經(jīng)濟等多個方向，Wolf等[7]發(fā)現(xiàn)脆弱性的定義有超過20 種，美國國土安全部（the Department of Homeland Security，DHS）認為脆弱性是一種會使實體易受特定危害或損失的物理特征或操作屬性[8-9]；美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）認為脆弱性是指可能被威脅源利用的信息系統(tǒng)、系統(tǒng)安全程序、內(nèi)部控制或?qū)嵤┲械娜觞c[10-11]；聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）認為脆弱性是氣候變化的特征、程度和速度以及系統(tǒng)暴露的變化、敏感性和適應(yīng)能力的函數(shù)[12]；薛瑩瑩等[13]認為在自然災(zāi)害領(lǐng)域，脆弱性指某區(qū)域?qū)ψ匀粸?zāi)害的承受能力；顏世偉等[14]認為在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)及其組成要素面對內(nèi)外擾動時易受損、自身恢復(fù)與再生能力的情況。

基于多種不同的脆弱性定義，Khazai等[15]提出一個可用于比較不同領(lǐng)域脆弱性評價的參考系統(tǒng)——VuWiki，同時，作為一個共享知識平臺，VuWiki為用戶提供了一個簡單條理的脆弱性評價知識獲取途徑；Abedi等[16]通過對多種脆弱性定義進行分析，發(fā)現(xiàn)多數(shù)研究集中于物理脆弱性和系統(tǒng)脆弱性，物理脆弱性是指易受外部壓力影響的特征，系統(tǒng)脆弱性是指由于某要素或相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的變化導(dǎo)致系統(tǒng)受影響的程度。Gibb[1]發(fā)現(xiàn)多數(shù)脆弱性評價集中于分析結(jié)構(gòu)脆弱性，分析范圍可縮減至導(dǎo)致系統(tǒng)脆弱性的最基本因素，包括暴露于危機、壓力、沖擊中的可能性或程度，應(yīng)對能力以及恢復(fù)或最小化損害的能力。

2 脆弱性研究的方法

2.1 脆弱性評價方法

隨著概念及評價體系的發(fā)展和完善，脆弱性評價已逐漸由定性評價演變?yōu)榘攵炕蛘叨吭u價[17]，根據(jù)不同的評價背景和評價思路，有不同的脆弱性評價方法。表1中列出了常見的幾種方法并對其進行了簡要描述。

不同的脆弱性評價方法有不同的適用范圍和領(lǐng)域，目前在生態(tài)環(huán)境及自然災(zāi)害等領(lǐng)域的脆弱性評價中應(yīng)用較多，在食品中的應(yīng)用處于初步發(fā)展階段，Spink等[9]根據(jù)歸納分析法提出食品欺詐初步篩選模型，用于識別特定風(fēng)險及可疑情況，為定量分析工具提供更加有效、詳細的評價指標(biāo)；Moragues-Faus等[20]以芬蘭為背景，采用綜合指標(biāo)法，通過對45 名專家進行問卷調(diào)查確定指標(biāo)權(quán)重，應(yīng)用雷達圖分析直觀反映歐洲的食品安全管理情況。此外，國外研究常將矩陣形式用于評估食品產(chǎn)業(yè)中的脆弱性因素，如Gramdo等[29]于2016年提出了用于評價歐洲食品和營養(yǎng)狀況的脆弱性判斷矩陣——TRANSMANGO脆弱性矩陣，包括16 行（即16 個脆弱性因子）和5 列（即5 個脆弱性區(qū)域），使得與食品營養(yǎng)安全相關(guān)的敏感問題可視化，方便進行“脆弱性檢查”；在此矩陣基礎(chǔ)上，Paloviita等[30]結(jié)合VuWiki，提出一個包含13 個脆弱性驅(qū)動因素和5 個易受攻擊的系統(tǒng)（具體劃分為30 個易受攻擊的子類）的食品系統(tǒng)脆弱性評估矩陣用于發(fā)現(xiàn)影響脆弱性的關(guān)鍵因素。

表1 常見的脆弱性評價方法Table 1 Common vulnerability assessment methods

2.2 權(quán)重計算方法

權(quán)重計算作為脆弱性評價的一個重要環(huán)節(jié)，各指標(biāo)的權(quán)重值直接關(guān)系到評價結(jié)果的科學(xué)性和合理性[31]，也可修正指標(biāo)體系主觀性過強的不足。權(quán)重值的確定方法通常有3 種：主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法及綜合賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是根據(jù)決策者對各項評價指標(biāo)的主觀重視程度，客觀賦權(quán)法是指利用各項實際評價指標(biāo)值所反映的客觀信息，綜合賦權(quán)法則綜合了主、客觀賦權(quán)法的優(yōu)勢，既能反映決策人員的主觀意志，又能反映決策問題的客觀實際，具體如表2所示。

權(quán)重計算關(guān)系到評價結(jié)果的客觀性和科學(xué)性，根據(jù)不同的研究目的和數(shù)據(jù)來源，可選擇不同的權(quán)重計算方法。樓甜甜等[34]以雙孢蘑菇為例，采用層次分析法分析供應(yīng)鏈的生產(chǎn)、采收、貯藏、運輸、銷售環(huán)節(jié)的脆弱因素權(quán)重，建立了我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估脆弱性評價模型，這也是我國首次將脆弱性評價應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域；國外對食品領(lǐng)域的脆弱性評價多屬于定性分析，或通過問卷調(diào)查得到影響評估目標(biāo)脆弱性的要素，并不注重權(quán)重計算的應(yīng)用。出現(xiàn)這一差別的原因是由于國外研究傾向于發(fā)現(xiàn)并解決影響脆弱性的因素，而國內(nèi)研究多是通過量化計算，在諸多影響因素中找到最關(guān)鍵、最亟待解決的因素。

表2 常用權(quán)重確定方法Table 2 Common weight determination methods

3 脆弱性評價在食品欺詐中的應(yīng)用

食品欺詐是指食品造假和欺騙，多是出于經(jīng)濟目的故意為之的食品違法行為[38]。全球食品安全倡議（Global Food Safety Initiative，GFSI）將食品欺詐定義為涵蓋范圍廣泛的事件，包括摻假（尤其是替代、稀釋、隱瞞、未經(jīng)許可的加強）、標(biāo)簽不明、灰色市場（包括轉(zhuǎn)移、平行貿(mào)易等）、走私、盜竊和假冒[39]。其中，經(jīng)濟利益驅(qū)動型摻假（economically motivated adulteration，EMA）是發(fā)生頻次最高的食品欺詐行為[38,40]。目前已有多種應(yīng)對食品欺詐的方法，如構(gòu)建食品欺詐數(shù)據(jù)庫[43-47]、頒布相關(guān)法律法規(guī)[40]、理化性質(zhì)檢測[41-44]、溯源及區(qū)塊鏈技術(shù)[45]等，但都存在不同程度的技術(shù)問題及實施難度。食品欺詐是相對于傳統(tǒng)食品安全事件來說更難以預(yù)測、檢測的蓄意行為，基于風(fēng)險的傳統(tǒng)食品安全防控體系并不完全適用于控制食品欺詐行為。為了解決欺詐發(fā)生的根本問題，食品科學(xué)和技術(shù)研究應(yīng)該擴展到社會科學(xué)、犯罪學(xué)和商業(yè)決策等方面，控制食品欺詐有必要從“風(fēng)險”“緩解”向“脆弱性”“預(yù)防”轉(zhuǎn)變[11]。

3.1 食品欺詐脆弱性評價工具的研究

現(xiàn)有的食品欺詐脆弱性評價（food fraud vulnerability assessment，F(xiàn)FVA）工具有GFSI委托SSAFE（Safe Supply of Affordable Food Everywhere）與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)研究中心、阿姆斯特丹自由大學(xué)共同研發(fā)的FFVA工具、脆弱性分析和關(guān)鍵控制點系統(tǒng)（vulnerability analysis and critical control point system，VACCP）4、Campden威脅分析和關(guān)鍵控制點系統(tǒng)（Campden threat analysis and critical control point system，TACCP）、美國藥典提出的《食品欺詐控制指南》及食品欺詐初步篩選模型（food fraud initial screening model，F(xiàn)FISM）4 個體系，具體如表3所示。

表3 FFVA工具Table 3 Food fraud vulnerability assessment tools

現(xiàn)有的FFVA工具都來自于國外研究，其中，F(xiàn)FISM是一種定性分析工具，可用于識別特定風(fēng)險及可疑情況，為SSAFE FFVA等工具提供更加有效、詳細的評價指標(biāo)[8]。在應(yīng)用過程中，F(xiàn)FISM也可將風(fēng)險較低的指標(biāo)或已有的控制措施指標(biāo)從后續(xù)脆弱性評價中暫時刪除，以便能夠?qū)Ｗ⒂诮鉀Q脆弱性更高的部分[50]。部分研究將VACCP和TACCP視作相互關(guān)聯(lián)的過程，用于判斷食品供應(yīng)鏈中的每一個點對于蓄意犯罪或惡意行為的脆弱程度[51]； GFSI將VACCP、TACCP與HACCP視作3 個相互獨立的體系，認為VACCP是專門針對食品欺詐的評價體系[39]，提出FFVA概念，并委托SSAFE等機構(gòu)開發(fā)了SSAFE FFVA工具，提供產(chǎn)業(yè)鏈中可能影響脆弱性的50 個具體指標(biāo)，在實際應(yīng)用中可進行調(diào)整。美國食品欺詐控制指南將脆弱性評價作為控制食品欺詐行為的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，從供應(yīng)鏈、監(jiān)管策略、供應(yīng)關(guān)系、監(jiān)管歷史、評估方法及規(guī)范的敏感性、監(jiān)管頻率、地緣政治因素、欺詐歷史和經(jīng)濟異常9 個大方面進行了食品欺詐脆弱性影響因素評價，從食品安全和經(jīng)濟利益兩方面評估了食品欺詐會造成的影響，并通過構(gòu)造影響因素-影響力矩陣得到全面的性評價結(jié)果，評價框架固定[52-53]。

3.2 FFVA工具的應(yīng)用

根據(jù)已有報道，SSAFE FFVA工具和TACCP應(yīng)用研究較多，van Ruth等[54]使用SSAFE FFVA工具對魚類、肉類、牛奶、橄欖油、有機香蕉和香料供應(yīng)鏈進行了FFVA，通過對各行業(yè)專家及參與人員的問卷調(diào)查，對各脆弱性指標(biāo)進行打分，并對不同供應(yīng)鏈脆弱性的差異和相似性進行了比較，結(jié)果顯示機會因素比驅(qū)動力因素得分更高，但驅(qū)動力因素更敏感，控制措施因素在不同供應(yīng)鏈之間差異明顯。在香料供應(yīng)鏈脆弱性研究中，研究人員采用問卷調(diào)查法進行評價，問卷涉及50 個問題，包括機會、驅(qū)動力、控制措施三大因素，調(diào)查對象為企業(yè)相關(guān)人員，對問卷結(jié)果進行雷達圖分析，結(jié)果顯示香料供應(yīng)鏈為中等脆弱程度[55]；在牛奶供應(yīng)鏈脆弱性的評估中，問卷包括48 個問題，調(diào)查對象拓展為農(nóng)民、加工商及零售商，并對有機和非有機兩種生產(chǎn)模式進行了對比研究，結(jié)果顯示牛奶供應(yīng)鏈為中低脆弱度，且有機模式脆弱度低于非有機模式[56]。

Soon等[50]對英國19 家企業(yè)進行了調(diào)查，其中有超過半數(shù)企業(yè)使用了FFVA工具，5 家企業(yè)采用了TACCP工具，2 家公司使用了SSAFE FFVA工具。沒有企業(yè)報告使用原始的《食品欺詐控制指南》中的脆弱性評價工具或FFISM，但有企業(yè)對該指南中的工具進行改編后再應(yīng)用。這可能是因為接受調(diào)查的公司是以英國為基礎(chǔ)的，因此缺乏對美國開發(fā)的工具的接觸。此外，還有兩家企業(yè)內(nèi)部制定了評估工具，其中一家根據(jù)國家情報模型開發(fā)了自己的模型，數(shù)據(jù)來源于歷史數(shù)據(jù)、外部資源信息及專家評估結(jié)果；另一家熟肉和魚制品生產(chǎn)公司根據(jù)他們自己的經(jīng)驗和行業(yè)專家的建議，并利用食品標(biāo)準(zhǔn)局（Food Standards Agency，F(xiàn)SA）和英國環(huán)境食品和農(nóng)村事務(wù)部（UK Department for Environment Food and Rural Affairs，DEFRA）網(wǎng)站的信息進行評估。

以上FFVA工具應(yīng)用的目的在于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈中存在的脆弱性因素并進行解決，因此，并不強調(diào)權(quán)重計算及脆弱性排序，相對來說，國內(nèi)現(xiàn)有的其他領(lǐng)域的脆弱性研究更注重通過計算得到最關(guān)鍵、最脆弱的因素，但鮮有食品欺詐方面的脆弱性研究，脆弱性評價在食品領(lǐng)域的應(yīng)用僅有樓甜甜等[34]提出的雙孢蘑菇質(zhì)量安全脆弱性評價模型，F(xiàn)FVA有待進一步發(fā)展。

4 FFVA研究總結(jié)

FFVA主要包括定義食品欺詐脆弱性的概念、構(gòu)建評價指標(biāo)體系、問卷調(diào)查及脆弱度計算等步驟，具體如圖1所示。由于國內(nèi)該研究處于起步階段，現(xiàn)有研究多是套用其他領(lǐng)域及國外研究經(jīng)驗，鮮有系統(tǒng)的總結(jié)分析，仍存在指標(biāo)篩選原則不明確、評價結(jié)果主觀性過強等問題。

圖1 食品欺詐脆弱性評價流程Fig. 1 Food fraud vulnerability assessment process

4.1 FVA 指標(biāo)的確定

食品欺詐脆弱性同其他領(lǐng)域一樣，包括多個要素，如風(fēng)險、易損性、適應(yīng)能力、彈性等，各要素沒有明確的概念，易出現(xiàn)概念的重疊或遺漏，脆弱性評價指標(biāo)的確定也會因此出現(xiàn)重復(fù)或缺失。國內(nèi)食品領(lǐng)域的脆弱性研究多從產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)出發(fā)，根據(jù)產(chǎn)業(yè)自身特點及各個環(huán)節(jié)組成篩選影響脆弱性的指標(biāo)。國外進行食品欺詐脆弱性指標(biāo)篩選的角度更為多樣，包括橫向空間和縱向時間比對，此外，“人”的影響也作為一個重要因素加以考慮，如FFVA，其指標(biāo)體系相對細致、完整，但各指標(biāo)間部分概念重疊，界限不夠明確。總體來說，F(xiàn)FVA指標(biāo)的選擇可基于各產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，從供應(yīng)鏈和各級供應(yīng)關(guān)系、市場監(jiān)管、食品自身屬性、質(zhì)量安全問題歷史、檢測評估方法、地緣政治因素及產(chǎn)業(yè)參與人員的經(jīng)濟狀況、道德準(zhǔn)則等方面考慮，同時，還應(yīng)考慮食品欺詐事件對消費者健康及市場經(jīng)濟造成的影響程度。

4.2 食品欺詐脆弱性計算方法的選擇

現(xiàn)有FFVA方法未結(jié)合過多計算內(nèi)容，傳統(tǒng)的脆弱性評價多采用加權(quán)求和法計算評價目標(biāo)的脆弱程度，計算簡單、易于理解，但容易忽略指標(biāo)之間的相互作用機制，導(dǎo)致評價結(jié)果只是各指標(biāo)脆弱度的簡單疊加[57]。指標(biāo)選取過程主要依據(jù)人的主觀意志，加權(quán)求和法無法對指標(biāo)的主觀性進行較好修正，因為無法得出客觀、科學(xué)的評價結(jié)果。合適的計算方法可降低評價結(jié)果的主觀性，如層次分析法-熵權(quán)法，將主、客觀評價相結(jié)合，既可修正主觀性，又可消除極值的影響。隨著人工智能及數(shù)學(xué)模型的多樣發(fā)展，評估方法趨于多樣化、精細化、綜合化，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[58]、支持向量機[5]等機器學(xué)習(xí)方法逐漸被用于脆弱性評價，適于解決復(fù)雜、非線性問題，解決未知樣本的脆弱性定量評價[58]。一般可通過隨機模擬生成足夠的訓(xùn)練樣本和驗證樣本，但由于模型選擇及參數(shù)的復(fù)雜性，機器學(xué)習(xí)大多易出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象，因此需保證足夠的樣本數(shù)，在迭代過程中進行交叉驗證等方法也可避免過擬合現(xiàn)象。此外，還需探究更多計算方法的應(yīng)用價值及不同方法的適用情況。

5 結(jié) 語

脆弱性概念從提出后即得到迅速發(fā)展，目前已成為一門成功應(yīng)用于多種領(lǐng)域的新興學(xué)科。脆弱性評價也向著指標(biāo)和方法多元化，分析角度多樣化，評價精細化、綜合化發(fā)展。由于食品欺詐行為具有隱蔽性、廣泛性及難檢測性，傳統(tǒng)食品安全控制方法難以適用，而脆弱性評價可操作性強、靈活度高且成本低，是一種控制食品欺詐行為的新思路。但目前脆弱性評價還存在指標(biāo)體系不規(guī)范、評價結(jié)果主觀性過強等問題，現(xiàn)有的FFVA研究忽視了客觀數(shù)據(jù)分析的必要性，各評價體系差異大，未形成統(tǒng)一規(guī)范，也無法適用于我國龐大、分散、競爭性強的食品行業(yè)。

因此，應(yīng)根據(jù)我國實際情況，首先統(tǒng)一食品欺詐脆弱性概念，再對已發(fā)食品欺詐案件進行搜集分析，結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點（如生產(chǎn)環(huán)節(jié)、產(chǎn)品的特殊價值屬性等），建立專門、科學(xué)、完善的FFVA指標(biāo)篩選原則或框架，通過定性分析構(gòu)建脆弱性評價體系。結(jié)合多種計算方法對評估目標(biāo)的脆弱性進行科學(xué)、客觀的評價，還可結(jié)合實驗分析或產(chǎn)業(yè)調(diào)查對脆弱性評價的結(jié)果進行對比驗證，以降低主觀性及特殊情況對結(jié)果造成的影響，獲得更加貼合實際的脆弱性評價結(jié)果。