茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发

摘要摘要近年来，关于国内食品安全的报道层出不穷，食品安全事故造成的负面影响不可忽视。人民在国内生活的安全感不强，对政府保障食品安全能力的存在质疑，并直接导致了组团到香港买奶粉和高价进口食品遭到抢购等事件。打通食品领域的信息不对称、食品生产和监管透明化的呼声越来越高。如何有效保障食品安全，降低食品安全事故的发生频率是摆在政府监管部门和食品生产企业面前的紧迫问题。群众点评形式的第三方评价于10年前在国内兴起，并从中脱颖而出了大众点评网、豆瓣网和淘宝网等一批信息发布平台，受到消费者的广泛认可。本论文针对国内食品安全保障工作中存在的信息不对称、“良币驱逐劣币”现象凸显、专业监管人才缺口巨大和官方信息发布平台公信力不高等现象，运用第三方评价的方法，对食品生产、监管和销售反馈等环节进行整合，以茶产业作为切入点，设计并开发茶叶质量安全保障与预警平台。本文所做主要工作如下：分析食品安全问题存在的根本原因，结合目前政府部门、食品生产企业和消费者三方各自在食品安全保障工作中遇到的困难点，找出问题所在。针对各方在食品安全保障工作中存在的问题，结合第三方评价的基本原理，提出搭建茶叶质量安全保障与预警平台的构想。依照基本设计，结合茶叶生产企业和政府部门的现实情况，开发茶叶质量安全保障与预警平台。食品质量安全保障平台可以有效的采集食品生产过程中关键点的信息，并将信息准确无误地送达到企业管理人员和政府监管部门手中，加强监管部门和企业的合作，帮助企业及早发现并解决问题，在源头上降低食品安全事故发生的几率。第三方评价系统可以让消费者积极参与到食品安全保障工作中来，使信息充分流通，扭转食品生产行业中的逆向选择趋势，提高我国食品的整体质量。关键词食品安全，第三方评价，追溯系统，预警算法，农业产业化

ABSTRACTRecently,asnewsforfoodsafetyissuescomingoutfrequentlyandspreadingrapidly,Chinesepeoplearestartingtofeelunsafelivinginthiscountry.QuestionssurroundingwhethertheCentralGovernmenthastheabilitytoimprovethesituationhasinvolveintoapublictrustcrisis.EventslikepeoplecrowdingintoHongKongtobuymilkpowdersandconsumersrushtobuyexpensiveimportedfoodarealarmsurgingthegovernmentandfoodcompaniestotakeaction.Thirdpartyevaluationintheformofe-word-of-mouthcameintoChinaaround10yearsago.WebsiteslikeDianping,DoubanandTaobaoareamounttheonesthatcatchthemostattention.Inthisthesis,weanalysisthewidespreadinginformationasymmetryinfoodindustry,theexisting“badmoneydrivesoutgood’”(Gresham’sLaw)situationinthisindustry,thehugetalentgapinthefieldoffoodsafetyregulation,andthetrustcrisisamountChinesepeopleinthisissue.Wedigintowhyfoodsafetyproblemsexist.Whatproblemsthefoodcompany,theCentralGovernmentandtheconsumerseachhaveinthefaceofthoseproblems.Andhowthirdpartye-word-of-mouthplatformscanhelptoimprovethesituation.Accordingtothesituation,wedesignanddevelopthe‘Teaqualitycontroltraceabilitysystem”.Withthehelpofthissystem,informationregardingtoteaqualityandsafetyintheprocessofproductioncanbeefficientlycollectedandpushtothemanagingdepartmentsinboththecompanyandthegovernment,givingthemthechancetostopfoodsafetyissuesbeforetheybecomebigandirreparable.Thee-word-of-monthplatforminthesystemgivestheconsumersthechancetoactivelyparticipateintheguardingofsafetyfood.Withtheclosecooperationofthegovernment,thefoodcompanies,andtheconsumersinthissystem,wecanhelptoimprovetheoverallfoodqualityinChina.KeyWordsFoodSafety,ThirdPartyEvaluation,TraceabilitySystem,WarningAlgorithm,AgriculturalIndustrialization茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第一章概述概述中国食品质量安全现状介绍民以食为天。近年来，食品安全事件频发，从中央领导到普通百姓，莫不高度关切。人们对食品安全的担心，已成为束缚着我国食品产业持续发展、做大做强的瓶颈。食品问题频发的原因从表面上看有企业道德败坏，商家诚信缺失，行政监管形同虚设等，但究其本质是我国的食品产业发展方式落后及食品领域监管方式落后。在我国登记注册的近45万家食品生产加工企业中，从业人员在10人左右20人以下，年销售额在50万元以下者，约占到我国食品生产企业的80%REF_Ref287626154\r错误!未找到引用源。，生产经营者规模偏小、数量庞大、高度分散，是我国食品产业的现状。与庞大的企业数量不相匹配的是专业监管人员的匮乏。目前，我国食品、食品添加剂、食品相关产品生产企业约46.2万个，而全国质监系统从事食品生产加工监管的行政人员只有6210人，人均监管74个生产单位REF_Ref287626177\r错误!未找到引用源。。绝大多数监管者不是专业人员，缺少专业知识，甚至有无编制人员从事执法工作，导致监管难以到位。值得指出的是，对于我国的食品安全现状，社会舆论分成了两个观点鲜明对立的阵营。主流阵营认为我国当前食品安全状况不佳，支持者包括大部分普通群众和部分学者，然而，国家食品药品监督管理总局数据显示，中国食品安全监督抽查的合格率一直保持在90%以上，出口食品在国外的检测合格率也在90%以上REF_Ref287626194\r错误!未找到引用源。，由此国家食品药品监督管理总局得出的结论是我国当前食品安全状况尚可。此外，陈君石、王竹天以及陈锦屏等著名学者同样对我国食品安全状况持肯定态度。后一阵营支持者人数虽不及主流阵营多，但却主要为从事食品安全研究的专业学者及工作者，其观点更科学，更接近事实，受主观影响更小。针对上述现象，国家食品药品监督管理总局新闻宣传司副司长申敬旺认为，目前很多食品安全热点问题并不源于真正的食品安全，而是由于消费者与科学真相之间的信息真空造成的误读、误解、误信，这在客观上加强了公众对食品安全的忧虑REF_Ref287626208\r错误!未找到引用源。。中国食品科学技术学会理事长孟素荷也指出，就整体而言，中国食品安全的最大危机是信任危机REF_Ref287626220\r错误!未找到引用源。。可见，有效填补消费者与科学真相之间的信息真空，重新树立高公信力信息发布渠道是改善我国食品安全现状不可忽视的重要工作之一。如何彻底改善中国食品产业的混乱现状，解决食品安全问题？国务院食品安全委员会办公室副主任刘佩智认为，推动食品产业规模化、产业化、标准化建设，推行信息化监管，以系统管理企业取代以人管理企业是治本之策。党中央、国务院对食品安全问题高度重视，先后发布了《食品工业“十二五”发展规划》和《国务院关于加强食品安全工作的决定》等纲领性文件。2013年5月，国家工业和信息化部确定全国食品质量安全追溯体系项目立项，并发布了《食品质量安全信息追溯体系建设试点工作实施方案》，旨在促进全国食品工业建成统一的质量安全可追溯体系。该方案面向全国政府管理部门和所有食品生产企业，并接受消费者监督。方案中详细叙述了实施该方案的三步走计划：第一阶段：2013年底在婴幼儿配方乳粉和白酒行业试点建成实用、便捷、可扩展产品质量安全信息追溯体系，实现消费者采用智能手机等智能终端及政府网站平台对企业基本法定信息的实时追溯。第二阶段：2014年底前实现试点企业所有应用公开信息和产品生产、流通、使用等产业链全程信息的实时实地跟踪、信息汇总与分类使用。婴幼儿配方乳粉行业企业100%纳入追溯体系。第三阶段，2015年底将质量追溯体系拓展到所有消费品行业和企业。可以预见，如何利用信息技术为食品安全保驾护航这一严峻课题已成为今日国家及社会关注的重点和热点。茶叶作为重要的农业经济作物，近年来却频频爆出信阳“农药茶”外流、“茶姗姗”铁观音重金属超标、安化黑茶稀土超标等安全事件，引起了各方的重视。中国农业科学院、浙江工业大学、浙江大学、浙江省农业科学院、广西农垦茶业集团等科研院所及企事业单位纷纷着手搭建茶叶质量安全追溯系统和平台，实现了对茶产品信息的全流程追溯，迈出了茶产业信息化质量管理的第一步。国内食品质量安全保障工作中各方面临的问题据《中华人民共和国食品安全法》规定：“食品生产经营者应当依照法律、法规和食品安全标准从事生产经营活动，对社会和公众负责，保证食品安全，接受社会监督，承担社会责任。”该条款明确了食品生产经营者是保证食品安全第一责任人的法律义务。食品生产企业一味逐利，众多小作坊小工厂技术管理水平低下等是造成食品安全隐患的重要原因。但根据国家食品药品监督管理总局数据，中国食品安全监督抽查合格率和出口食品在国外的检测合格率均在90%以上REF_Ref287626194\r错误!未找到引用源。，换而言之，绝大部分食品生产企业的产品是合格且安全的，少数不安全食品的生产和流通并不是导致国内食品安全恐慌状态的最直接原因。对于绝大多数合法合规的食品生产企业，如何在稳定和提高产品质量的前提下建立与消费者有效沟通的信息渠道，对抗因少数企业为降低成本而使用劣质原料或违法添加剂并降低销售价格，排挤合格产品的“劣币驱逐良币”现象，是企业持续发展，稳定并扩张市场所必须尽快解决的问题。2013年3月22日，正部级部门国家食品药品监督管理总局（CFDA）正式挂牌，这意味着食品安全过去多头分段管理的“九龙治水”局面结束。国家食品药品监督管理总局的主要职责是对生产、流通、消费环节的食品安全和药品的安全性、有效性实施统一监督管理，是中国政府保障食品安全的第一职能部门。虽然保障食品安全的职能在政府组织结构方面得到了完善，但充分地履行部门职责确面临着专业人才缺口这个实际问题。随着科技发展，食品加工日趋精深化，生产流程拉长，添加物质种类大幅增多，食品安全问题的隐患点呈指数级上升，这便要求大量具有相关专业技能的人才加入到维护食品安全的队伍中来。根据业内人士估计，中国食品安全人才缺口达80万人REF_Ref287626281\r错误!未找到引用源。，且由来已久。当疯牛病、二恶英出现时，我国只有极少数的检测人员能够检测REF_Ref287626281\r错误!未找到引用源。，如今情况仍然严峻。数据显示，在岗政府食品监管人员人均需监管74个生产单位REF_Ref287626177\r错误!未找到引用源。，远无法进行有效管理。由于政府职能部门监管能力的匮乏和政府行为透明度不高、官员腐败、弄虚作假等历史问题原因，导致群众对政府普遍存在信任危机。由此可见，如何用现代手段提高监管效率并建立与消费者有效沟通的信息渠道，重塑职能部门权威形象是政府食品安全监管部门正面临且必须尽快解决的问题。民以食为天，与食品安全问题有最直接关系的是人民，是亿万食品消费者。从主食大米到熟食馒头、面包，再到鱼、肉、蔬菜直至一切辅料等传统主副食品，还有水果、茶类、酒类、干货类、奶制品等，从外出就餐到家庭主妇厨房，关于问题食品的报道涉及面越来越广。从食品外部的卫生问题到食品内部的安全危害，从物理方面到化学方面，从过去主要强调的食品细菌总数，到如今深入到食品内部的农药、化肥、化学品残留，加上众多的生物技术和食品新技术、新工艺，理解问题食品报道真像的知识要求越来越高。如何在浩如烟海且鱼龙混杂的信息汪洋中高效获得直观、真实的食品安全信息，是广大消费者急切希望解决的问题。目前对食品质量安全问题的研究食品质量安全问题在全球各个国家中受到普遍重视，一个多世纪以来，国内外学者从不同角度对其进行了研究，已有的研究成果主要集中在食品安全问题产生的理论基础、声誉机制与食品安全、制度与食品安全和供应链与食品安全等方面REF_Ref287626334\r错误!未找到引用源。。其中，国外对食品安全的研究起步比较早，理论比较成熟，实证研究在发展中积累了大量宝贵知识和真实数据；国内学者对食品安全的研究范围也在不断拓展，但主要集中在宏观层面和对欧美等发达国家的借鉴上，缺乏针对我国实际情况的有深度的一线实证研究。1.3.1食品质量安全问题产生的理论基础食品问题产生的根源可以表述为：做好事，成本自己背，利润大家享；做坏事，利润自己吞，后果大家扛。做好做坏无人知，做好事没动力，做坏事暗中逍遥。前者为食品安全外部性的表现，后者指食品产业中的信息不对称现象。刘宁把食品安全的外部性分为正外部性和负外部性REF_Ref287626357\r错误!未找到引用源。。“做好事，成本自己背，利润大家享”，即高质量生产企业生产的高质量产品推高了社会对该类型产品的普遍认可度，所带来的收益与社会共享，成本由自己承担，这会弱化对高质量生产企业的激励；“做坏事，利润自己吞，后果大家扛”，即违法生产企业生产质量不达标甚至有害产品，其产生的恶劣影响将降低社会对该类型产品的普遍认可度，所造成的损失由整个社会承担，收益由自己独占，且社会成本远大于收益，这将强化对违法生产企业的激励。简而言之，守法高成本低利润，违法低成本高利润，故违法者趋之若鹫。除了食品安全外部性外，食品市场中广泛存在的信息不对称也是造成食品安全问题的重要原因，即“做好事没动力，做坏事暗中逍遥”。周德翼、杨海涓等学者的研究表明，生产资料供应者与食品生产者之间、食品生产经营者和消费者之间、食品生产经营者与政府之间和消费者与政府之间的信息不对称现象广泛存在REF_Ref287628872\r错误!未找到引用源。。信息不对称与食品安全的外部性共同作用滋生了逆向选择的风险，即“劣币驱逐良币”现象。P.Nelson、M.Darby和M.Karni等国外学者根据消费者获得信息的难易程度，从产品质量信息的传递角度，将商品分为搜寻品、经验品和信任品三类REF_Ref287628443\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626403\r错误!未找到引用源。。对于搜寻品，消费者可以通过感官从其大小、形状、价格、包装等方面判断质量优劣，即市场机制能够保证搜寻品市场有效运作。对于经验品，例如食品的口感和味道，虽然只有在使用之后才能获得其质量信息，但是通过重复购买积累的经验可以帮助消费者判断其质量，把经验品转化成搜寻品。然而，实现这一转变高度依赖于交易双方博弈的无限性和声誉机制发挥的作用。对于信任品，例如食品中的重金属残留和化学毒素残留，无论是在使用之前还是使用之后，消费者都无法判断其质量特征。就食品质量而言，大多数食品兼有经验品和信任品的特征REF_Ref287626334\r错误!未找到引用源。，信息不对称影响明显，因而逆向选择问题严重。由于食品安全的外部性和食品生产流通各个环节广泛存在的信息不对称，如何提高守法者的激励，加重违法者的处罚，打破各环节中的信息不对称，终止逆向选择便成为了保障食品质量安全的关键问题。1.3.2保障食品安全的方法针对食品业的逆向选择问题，部分学者从声誉机制方面进行了研究。S.Grossman认为，可以通过声誉机制形成独特的高质量高价格的市场均衡。在长期交易中，因维持高质量会带来可观收益，企业将不会自毁其声誉，这就减轻了政府保障食品安全的负担。但是当食品质量涉及信任品特征时，因消费者无法判断，故难以建立有效的生产者质量声誉。然而，信号发送模型表明，当高质量的卖家能找到某种途径，以低边际成本向买方传递自身的质量信号，并可以从传递信号中获利时，生产者将有动力持续的建立质量声誉REF_Ref287626438\r错误!未找到引用源。。S.Kirchhoff、S.Engle和S.Andersen等学者的研究进一步指出，当买方面临信任品特征所引起的信息不对称而无法判断信任品真实质量时，会根据产品标签和产品广告获取一定质量信息，在第三方介入的情况下，买方会根据第三方的不完全检测和卖方的声誉来判断是否相信卖方REF_Ref287626451\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626454\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626457\r错误!未找到引用源。。因此，只要引入具有高公信力的第三方监督，声誉机制也能在信任品市场上发挥作用。故建立具有可靠声誉机制的第三方监督，完善产品质量标准、标签规则、产品包装法等刚性制度法规，是治理信任品和经验品市场上逆向选择的有效途径。虽然声誉机制能在很大程度上保障食品安全，但必须指出的是，其有效性高度依赖于他所嵌入的制度背景REF_Ref287626334\r错误!未找到引用源。。换而言之，在制度缺乏或不健全且市场价格无法反映食品质量信息的情况下，即使第三方介入，仍然无法有效遏制逆向选择的趋势。这便引出了政府作为制度的最大供给者，在食品安全监管中的重要地位。食品安全制度的主要目的是保障消费者消费食品过程中的安全，降低由食品安全问题导致的公共风险。J.Antle、D.McNiel和J.Buzby等认为，政府在制度设计过程中应充分利用如声誉机制、价格机制等市场手段和如包装法、各种标准、公众教育等立法和行政手段；且必须考虑到消费者收益、生产者成本收益比、环境保护和健康风险等因素REF_Ref287626487\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626489\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626491\r错误!未找到引用源。。国外学者广泛采用成本收益的方法，对政府的规划成本和收益、企业的遵从成本和收益进行定量评估。例如，M.Ollinger等人的研究得出，美国肉禽屠宰加工厂在1996-2000年间，产品卫生与加工控制平均成本每年约增加0.5%REF_Ref287626509\r错误!未找到引用源。。类似研究表明，食品安全规则措施增加了企业的遵从成本，而政府机构在实施制度时同样面临成本和收益的衡量，两者都不是免费的午餐。国内学者更多地在宏观层面探讨政府食品安全制度，其研究主要集中在政府层面的描述及对现有政府管理失灵及监管机构改革的分析上，倾向于进行政府机构改革，建立一个统一的监管体系，形成更高的监管机构间的合作，保证食品质量安全REF_Ref287626334\r错误!未找到引用源。。因为食品安全涉及到从农产品种植，到加工，再到销售的整个供应链，在完善制度体制和建立企业质量声誉机制的过程中，重点加强食品供给链管理，能有效提高食品质量安全REF_Ref287626334\r错误!未找到引用源。。国外学者运用交易成本理论和不完全契约理论，重点研究了食品产业链中的治理结构、纵向契约协作和纵向一体化机制，研究成果丰硕。D.Hennessy讨论了纵向一体化解决食品产业信息不对称问题，认为食品产业链中的核心企业对食品质量的刚性约束能有效控制整个食品链中食品质量REF_Ref287626546\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626549\r错误!未找到引用源。。H.Vetter等讨论了治理结构中纵向一体化解决消费者无法识别质量特征的信任品市场上存在的道德风险问题REF_Ref287626559\r错误!未找到引用源。。国内学者陶海飞等从供应链治理角度分析了信息不对称条件下，食品生产企业承担社会责任的动因和外部约束条件，认为要想最终形成长效食品安全治理体系，必须完善食品监管法律体系、引入第三方机构和消费者评价等责任机制，形成合理的企业和社会责任分摊和收益分配机制REF_Ref287626570\r错误!未找到引用源。。王浩从系统相关性、信息不对称性、双重边际性及合作关系不稳定性四个方面论述了供应链结构特征，提出以质量信号传递、基于质量的跨期支付、质量违约触发惩罚和基于质量的收入共享这四种机制解决供应链中的质量问题REF_Ref287626580\r错误!未找到引用源。。综上所述，食品安全问题产生的根源是食品安全问题的外部性和食品产业中广泛存在的信息不对称性，而完善食品安全配套制度并引入高公信力的第三方进行基于质量信息传递的企业质量声誉监督和评估，重点用纵向一体化的方法管理食品供给链，能有效的改善食品安全现状。茶叶质量安全保障与预警平台的设计构想基于当今国内食品安全保障工作中各方面临的问题，运用目前对食品安全保障问题的研究，我们以茶产业作为切入口，提出了搭建茶叶质量安全保障与预警平台的构想。该平台由三个子系统构成，分别为：产品全生命周期信息追溯子系统该子系统收集、整理和储存茶叶从种植、生产到销售全生命周期过程中的数据信息，实现产品可追溯。该子系统是本平台另外两个子系统的基础。产品全生命周期质量安全动态监督子系统该子系统对所采集的数据信息进行分析，从全局视角挖掘异常信息，发出安全预警，并对下一环节进行风险预测，达到减少甚至消除异常操作、人为破坏和自然因素造成损失的目的。同时系统可以对于生产过程中的关键节点进行提示与管理操作，实现生产工序规范化。该子系统向企业和政府监管部门提供接入口，主动推送关键数据点实时信息，满足企业和政府质量接管部门对产品生产智能化实时监督的要求，并采用可视化的数据处理，降低监管的知识门槛，提高监管效率，缓解食品安全人才缺口问题。产品质量安全保障政企民三方互动子系统该子系统是本平台的重点和亮点，其接入方式为产品包装上的二维码，消费者在扫描后即可进入平台进行产品全生命周期信息追溯并浏览该产品质量相关参数，包括产品的检测信息和监管部门发布的企业质量安全警告信息等。最重要的是，消费者还可以看到其它买家对该产品的点评，并发布自己的观点。该子系统旨在运用第三方评价的手段打通市场中的信息不对称，建立高公信力的企业质量声誉评估平台，扭转逆向选择，并及时收集消费者的反馈信息以持续根据市场调整生产。2015年1月13日至14日，国家食品药品监管总局在北京召开全国食品生产监管工作会议。会议提出了开展政企风险信息交流，积极推进食品安全共管共治，开展大型食品生产企业食品安全风险信息交流，质监系统应开展食品企业诚信体系建设活动，为食品生产加工单位建立企业监管档案等要求。茶叶质量安全保障与预警平台在各方面均满足会议提出的要求，是顺应社会趋势和要求的产物。本文的章节安排本文由以下几个部分组成：首先在第一章中对国内食品质量安全现状和各方存在的问题进行了描述，通过政府、生产企业和消费者三方各自面临的问题结合目前国内外学者对食品安全问题的研究阐述茶叶质量安全保障与预警平台的设计构想。然后在第二章详细介绍了解决存在问题的理论基础，主要包括第三方评价概念和社会公信力概念介绍。讲述通过第三方评价建立公信力理念的理论基础。第三章是论文的核心，以茶产业为切入点，针对国内茶叶质量安全保障现状，在结合第三方评价与公信力建立方法具体界定、分析了国内茶叶质量安全保障存在的主要问题的基础上，通过对主要因素进行改进、控制，提出茶叶质量安全保障与预警平台的设计方案。第四章对我们在搭建茶叶质量安全保障与预警平台过程中使用到的技术进行介绍。得出基于第三方评价的政企民协同建立高公信力平台策略，提高茶叶质量安全保障水平，并采用统计学方法对整个平台的效果进行追踪、验证。最后在第五章总结茶叶质量安全保障与预警平台的分析与实施，并阐述下一步推进计划。茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第二章第三方评价与公信力建立第二章第三方评价与公信力建立第三方评价的特点2.1.1第三方评价的公正性第三方的定义为，在一个事件或情境中除利益相关主体双方之外的个人或团体。第三方可以与两个主体有联系，也可以独立于两个主体之外。其特点是客观，公平，公正。口碑（word-of-mouth）指的是对于产品、服务、品牌或组织等的评价通过社会公众之间的互相传达而形成的长期的、统一的、稳定的看法。口碑不能产生于某一次购买或服务，而是长期积累的结果。与其他渠道相比，口碑传播的最突出特点是消费者通过非正式渠道进行双向交流。由于传播者和接收者都是消费者，与企业无利益关系，且传播过程不受企业控制，故传播的信息较其他渠道（广告、企业自身发布信息等）更具公正性，能显著降低消费者的感知风险REF_Ref287626608\r错误!未找到引用源。。约翰·霍普金斯大学第三部门比较研究中心的定义认为，凡符合组织性、民间性、非赢利性、自治性和志愿性等五个特性的组织都可被视为第三部门。消费者群体具有民间性和非盈利性两个特征，网站或线下调查机构以自愿性打分和点评的形式采集消费者反馈，并在不修改信息主体的基础上进行分类、统计和展示，集合远大于一次的消费评价，形成口碑，其本质为对信息的组织和对信息渠道的治理。故可以认为，收集并展示消费者对产品、服务、品牌或组织等打分和评价的机构或平台属于第三部门，其结论具有客观，公平，公正的特征。第三方评价已成为大众消费的重要参考。调查数据显示，54%的英国消费者认为能否看到其他消费者对产品的评价对是否做出购买决定很重要，在美国，这个比例更是高达76%REF_Ref287626645\r错误!未找到引用源。。如今，大多数电子商务网站会在产品主页设置口碑展示及打分评论区域，其中包括大众熟知的亚马逊网和淘宝网。此外，以大众点评网和豆瓣网为代表的第三方点评网站更是专注于口碑的收集和发布，聚集了大量人气。2.1.2第三方评价的权威性和容错性对于多数普通消费者来说，在购买一件商品前判断其质量并不是件容易的事情。不仅因为商品本身汇集了性能、材质、价格、安全性和售后保障等等不定参数，而这些参数绝大多数无法被普通消费者量化，且认知心理学的研究早已表明，对绝大多数人而言，整合多条信息以综合评价某个事物是一项非常困难的任务REF_Ref287626658\r错误!未找到引用源。。换而言之，给出一个具有众多不定参数的事件或服务的综合评价是非常困难的。因此，大部分消费者会选择通过关注某些指标或信息线索，比如价格REF_Ref287626673\r错误!未找到引用源。、原产国REF_Ref287629081\r错误!未找到引用源。或认证机构等，来简化他们的判断负担。虽然关注某条信息线索的方法能使消费者在当今海量信息的环境下相对轻松的做出决定，但却经常导致对于产品的错误判断。类似的例子有，当消费者用价格作为信息线索来衡量某类产品的质量时，高价格对应的并不一定是高质量的产品；当用包装大小作为信息线索来衡量单位尺寸的产品价值时，包装尺寸大的产品其单位尺寸产品价值却并不一定低REF_Ref287626699\r错误!未找到引用源。。因而，为了达到即降低选择产品的难度又避免因对信息线索判断的不准确而造成的错误，消费者转向了拥有专业人才和专业评价技术，具有理论和实践两方面优势的第三方，根据其提供的相对准确的质量信息作为购买依据，指导消费。第三方提供的信息可分为专家意见和群众点评两种REF_Ref287626713\r错误!未找到引用源。。对于不同属性的产品，消费者会倾向于相信不同类型的信息。2004年，美国“消费者报告网”（ConsumerReports）的专家对全国上千位手机用户进行关于其使用无线网络信息号的强弱、稳定性和速度等信息的问卷调查，随后得出了全美无线网络供应商排行榜REF_Ref287629180\r错误!未找到引用源。。针对高校REF_Ref287626736\r错误!未找到引用源。、银行REF_Ref287626749\r错误!未找到引用源。、公众服务REF_Ref287626766\r错误!未找到引用源。和汽车等领域也进行过类似的调查。以上信息均属于专家意见类，是对产品质量系统测试和分析后的结果，具有较高的权威性。D.Biswas的研究标明，当所涉及的商品或服务在技术上越复杂时，消费者就越倾向于相信第三方提供的专家意见REF_Ref287626782\r错误!未找到引用源。。与之相对应的是食品或服务等难以用物理方法量化的商品，这类商品的质量很大一部分是无形的，并与个人体验和偏好高度相关，这时，消费者便会倾向于相信以群众点评形式提供的信息，因为此类信息提供者群体较大，能更好的综合体现各种偏好，受个体极端意见的影响较小，具有包容性。茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第三章茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第三章茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发3.1定义茶叶质量安全保障与预警平台为了缓解当前国内食品安全保障工作中政府监管部门、企业和消费者各自面临的问题，在国民普遍对政府及企业所发布信息不信任的这个社会大背景下，我们将茶叶质量保障与预警平台定位为一个政企民三方协作的茶叶质量安全保障平台。该平台由三个子子系统组成，其中所有数据的采集和整理在产品全生命周期信息追溯子系统中进行；追溯子系统采集的生产相关数据（包括生产关键控制点参数和产品检测报告等）在产品全生命周期质量安全动态监督子系统中被分析并推送给特定企业责任人和政府部门；消费者通过扫描产品二维码进入产品质量安全保障政企民三方互动子系统，并可进行产品追溯、点评、投诉等操作，企业和政府发布的质量信息也将以可视化的方式展示在该子系统中，供消费者查看。3.2政府监管部门、食品生产企业和消费者的需求分析3.2.1政府监督部门的需求2013年3月22日，正部级部门国家食品药品监督管理总局（CFDA）正式挂牌，这意味着食品安全过去多头分段管理的“九龙治水”局面结束。国家食品药品监督管理总局的主要职责是对生产、流通、消费环节的食品安全和药品的安全性、有效性实施统一监督管理，是中国政府保障食品安全的第一职能部门。虽然保障食品安全的职能在政府组织结构上得到了完善，但充分地履行部门职责确面临着专业人才缺口这个实际问题。随着科技发展，食品加工日趋精深化，生产流程拉长，添加物质种类大幅增多，食品安全问题的隐患点呈指数级上升，这便要求大量具有相关专业技能的人才加入到维护食品安全的队伍中来。根据业内人士估计，中国食品安全人才缺口达80万人REF_Ref287626281\r错误!未找到引用源。，且由来已久。当疯牛病、二恶英出现时，我国只有极少数的检测人员能够检测REF_Ref287626281\r错误!未找到引用源。，如今情况仍然严峻。数据显示，在岗政府食品监管人员人均需监管74个生产单位REF_Ref287626177\r错误!未找到引用源。，远无法进行有效管理。由于政府职能部门监管能力的匮乏和政府行为透明度不高、官员腐败、弄虚作假等历史问题原因，导致群众对政府普遍存在信任危机。由此可见，如何用现代手段提高监管效率并建立与消费者有效沟通的信息渠道，重塑职能部门权威形象是政府食品安全监管部门正面临且必须尽快解决的问题。3.2.2茶叶生产企业的需求据《中华人民共和国食品安全法》规定：“食品生产经营者应当依照法律、法规和食品安全标准从事生产经营活动，对社会和公众负责，保证食品安全，接受社会监督，承担社会责任。”该条款明确了食品生产经营者是保证食品安全第一责任人的法律义务。食品生产企业一味逐利，众多小作坊小工厂技术管理水平低下等是造成食品安全隐患的重要原因。但根据国家食品药品监督管理总局数据，中国食品安全监督抽查合格率和出口食品在国外的检测合格率均在90%以上REF_Ref287626194\r错误!未找到引用源。，换而言之，绝大部分食品生产企业的产品是合格且安全的，少数不安全食品的生产和流通并不是导致国内食品安全恐慌状态的最直接原因。对于绝大多数合法合规的食品生产企业，如何在稳定和提高产品质量的前提下建立与消费者有效沟通的信息渠道，对抗因少数企业为降低成本而使用劣质原料或违法添加剂并降低销售价格，排挤合格产品的“劣币驱逐良币”现象，是企业持续发展，稳定并扩张市场所必须尽快解决的问题。3.2.3茶叶消费者的需求民以食为天，与食品安全问题有最直接关系的是人民，是亿万食品消费者。从主食大米到熟食馒头、面包，再到鱼、肉、蔬菜直至一切辅料等传统主副食品，还有水果、茶类、酒类、干货类、奶制品等，从外出就餐到家庭主妇厨房，关于问题食品的报道涉及面越来越广。从食品外部的卫生问题到食品内部的安全危害，从物理方面到化学方面，从过去主要强调的食品细菌总数，到如今深入到食品内部的农药、化肥、化学品残留，加上众多的生物技术和食品新技术、新工艺，理解问题食品报道真像的知识要求越来越高。如何在浩如烟海且鱼龙混杂的数据汪洋中高效获得直观、真实的食品安全信息，是广大消费者急切希望解决的问题。3.3技术研究的主要内容3.3.1信息编码技术在茶叶全生命周期追溯系统中的应用在国家和茶叶行业的茶叶种植、采摘、生产和销售等生产链的各项标准的框架下，采用二维码的信息编码技术对茶叶产品个体进行数据化，实现生产链上对产品个体的自动识别和信息自动采集信息的功能，达到产品流和信息流的良好连接。3.3.2使用UML对动态监督系统的建模产品全生命周期质量安全动态监督子系统是面向企业和质量监督部门的系统，是打通企业和政府监管部门之间信息不对称的渠道，满足企业管理者和政府质量监督部门对产品生产数据和产品质量数据实时查询的要求。统一建模语言（UML）是随着现代计算机技术发展而诞生的建模语言，将被用于产品全生命周期质量安全动态监督子系统的建模中。茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第三章茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发3.4茶叶质量安全保障与预警平台三大子系统3.4.1产品全生命周期信息追溯子系统在信息化时代的当下，数据的重要性不言而喻。中国是一个传统农业国家，农业约占国民生产总值的10%，但绝大多数农业企业仍在使用传统管理和方式，与工业企业存在较大差距。就信息记录方面而言，国内茶叶企业大多至今依然采取手工记录在纸质材料上的方式。除了效率低下、易出错、信息采集不及时和易被篡改等显而易见的劣势外，手工记录数据还成为了农业企业享受信息化成果的拦路虎，妨碍了企业的进一步发展。因此，搭建本平台首要任务就是建立信息化的数据采集渠道，制定信息记录规则，并实现产品追溯等最简单的数据利用。由于上个世纪疯牛病的流行，欧洲各国政府很早便在畜牧业开始了产品追溯体系的建设。欧盟和美国食品和药物管理出台规定，市场上销售的食品必须具备一定的可追溯性。在亚洲范围内，2001年日本政府也在牛肉生产供应中引入了信息追溯系统，并且很快推广到全国其他行业中。在中国，2003年国家质量监督检验检疫总局启动了“中国条码推进工程”，国内的部分蔬菜，牛肉产品开始拥有了属于自己的条码，迈出了食品可追溯的第一步。如今，随着北京市农业局食用农产品（蔬菜）质量安全追溯系统、上海市食用农副产品质量安全信息查询系统和福建农垦农产品质量追溯系统等众多食品追溯系统的上线，我国食品追溯系统搭建的技术已非常成熟。由于不同食品的生产链不同，所以对应的追溯的系统的设计方案也不同。茶叶生产经历了茶园种植、茶叶采摘、茶叶加工和产品运输四大环节，本平台中的追溯子系统也将针对这四个环节进行设计。3.4.2产品全生命周期质量安全动态监督子系统传统生产和监督方式的行为主体都是人，如今国内绝大多数农业企业仍然如此，但东西方近一个世纪的研究和实践已经证明，用信息化系统进行生产和监督是更经济、效率更高、更有利于进一步发展的方式。产品全生命周期质量安全动态监督子系统开发的目的便是制定规则，并在这些规则的指导下对信息采集系统所采集的数据信息进行分析，从全局视角挖掘异常信息，发出安全预警，并对下一环节进行风险预测，达到减少甚至消除异常操作、人为破坏和自然因素造成损失的目的。同时系统可以对于生产过程中的关键节点进行提示与管理操作，实现生产工序规范化。该子系统向企业和政府监管部门提供接入口，主动推送关键数据点实时信息，满足企业和政府质量接管部门对产品生产智能化实时监督的要求，并采用可视化的数据处理，降低监管的知识门槛，提高监管效率，缓解食品安全人才缺口问题。3.4.3产品质量安全保障政企民三方互动子系统搭建茶叶质量安全保障与预警平台的最大社会背景是中国消费者对政府和企业所发布信息的普遍不信任感。由于茶叶属于低科技复杂度，高用户体验的产品，根据D.Biswas和P.DeMaeyer的研究，消费者会更倾向于相信群众点评而非专家意见形式的信息REF_Ref287626713\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626782\r错误!未找到引用源。。大众点评网和豆瓣网是第三方点评网站的典型代表，至今已聚集大量用户；调查数据同时显示，消费者在如亚马逊网和淘宝网等网站上购物时，所购产品的点评会对其是否做出购买决定产生显著影响。由此我们可以推断，点评形式的第三方评价有助于建立国内消费者的信心，换而言之，以第三方点评形式搭建的平台容易成为一个高公信力的平台。因此，产品质量安全保障政企民三方互动子系统采取以消费者点评为主，政府及企业发布信任品信息为辅的思路进行开发。产品质量安全保障政企民三方互动子系统不同于前两个子系统,该子系统的核心信息内容并非来自于企业或政府的编辑发布,而是根据消费者的评论汇集而成。虽然信息琐碎而分散，且带着消费者的主观随意性，但也正因此，这些信息才显示出了强大的包容性，形成了对其他一般消费者有价值的内容体系，对其购物提供参考。换而言之，该平台的核心将是用户数量的积累，只有当足够数量的用户发布其对于某一产品或服务的体验时，才能形成口碑，即进行多次博弈，达到将经验品转化为搜寻品的目的REF_Ref287626396\r错误!未找到引用源。REF_Ref287626403\r错误!未找到引用源。。因此，如何吸引消费者在购买产品后在平台上进行有效评价是本子系统设计的重点和难点。国外学者对消费者在电子公众平台上发布点评的动机进行了较深入的研究。T.Hennig-Thurau等在德国访问流量最大的网站之一DeutscheBahnAG进行了问卷调查，在收回的4445份问卷中，2083名有过发布点评经历的用户问卷被作为有效数据，用于分析。分析结果显示，有利于其他消费者、有利于个人提升，获得正面社会效应，获得物质及经济奖励和寻求帮助和意见等因素都是消费者在电子公众平台上发布点评的动机（表3-1）REF_Ref287626907\r错误!未找到引用源。。表3-1消费者使用点评平台动机的回归分析因素平台登陆频率回归系数(标准化)发布评论回归系数(标准化)因素1:有助于平台发展-.88**-0.04因素2:发泄负面情绪-.10**0.01因素3:对其他消费者有益.13**.16**因素4:对个人提升有益.15**.12**因素5:正面社会效应.37**.34**因素6:物质及经济奖励.10**.18**因素7:有助于公司发展-0.1-0.03因素8:寻求帮助和建议.10**.06*R20.2420.197**显著水平p<.001*显著水平p<.01T.Hennig-Thurau等进一步通过系统聚类分析发现，消费者并不是一个同质性群体，分析结果基于动机和人口统计指标将消费者分为4类，分别为利己的帮助者、多动机的消费者、消费者权益支持者和无私利他者（表3-2）。有意思的是，对其他消费者有益这个因素在4类消费者中都有巨大影响。在排名第二的影响因素中，对第一类利己的帮助者而言，经济及物质上的回报对其最具有吸引力，这类消费者占到总样本的34%，是所有类型中最高的。对于第二类多动机的消费者而言，所有因素均能成为他们参与点评的强烈动机，这类消费者占到了总样本的21%。第三类消费者权益支持者似乎只有对其他消费者有益这一个强烈动机，这类消费者占到了总样本的17%，是所有类型中数量最少的。最后一类无私利他者对帮助其他消费者和帮助公司发展这两个因素都反应强烈，而其他因素则对他们影响不大，这类消费者占到了总样本的27%REF_Ref287626907\r错误!未找到引用源。。表3-2基于消费者动机对消费者类型进行聚类分析第一类第二类第三类第四类全体因素1:有助于平台发展2.893.712.353.173.04因素2:发泄负面情绪32.182.32因素3:对其他消费者有益4.324.6544.54.38因素4:对个人提升有益2.943.852.192.882.98因素5:正面社会效应3.314.022.312.863.16因素6:物质及经济奖励4.023.982.032.263.19因素7:有助于公司发展3.664.38因素8:寻求帮助和建议13.413.35年龄（平均值）2727.429.130.428.3性别（占女性受访者%）2830323331教育程度（占本科以上学历受访者%）2822443130职业（占学生受访者%）21188231720发布过的点评数（平均值）63.169.532.332.250.7访问平台频率2.282.632.192.312.41*第一类：利己的帮助者（n=700）；第二类：多动机的消费者（n=429）；第三类：消费者权益支持者（n=356）；第四类：无私利他者（n=556）；样本全体（n=2041）基于这个实验，我们在设计互动平台时将不同消费群体做出区分，并根据其不同的关注点设计服务，提高消费者在平台上做出点评的积极性。茶叶质量安全保障与预警平台的设计与开发第四章系统实现过程中使用的技术第四章系统实现过程中使用的技术4.1二维码技术在平台开发中的应用个体自动识别技术是在计算机技术和通信技术的基础之上交叉融合之后发展出来的综合性技术，利用计算机技术，对个体的标识进行信息化，并对标志的信息化数据进行自动编码、自动识别、自动采集输入。现在，常被数据采集终端使用的自动识别技术有一维条形码、二维码、无线射频识别、智能卡、生物识别、光字符识别等等。4.1.1条形码技术条形码技术是在当代信息科学技术基础上产生的符号自动识别技术，在上世纪20年代诞生。从条码技术出现至今，随着电子信息技术的进步，尤其当计算机技术在现代化的生产和管理领域得到越来越广泛的应用的情况下，发展异常迅速，条形码技术的种类也不断增加。条形码技术广泛应用于工业生产过程控制、仓储、邮政、图书管理、交通等领域，是实现当今普遍应用的POS系统、EDI、电子商务系统和供应链管理系统等系统的技术基础，是实现管理现代化的不可或缺的基础技术。条形码技术包括条码编码、条码标识符号设计、条码快速识别和计算机管理技术等，是实现信息化管理和电子数据交换必不可少的前端采集技术。条形码是一种可以印制的计算机语言，它采用二进制的概念，用特定图形表示“0”和“1”。通常，条形码由反射率相差很大的黑色块和白色块排列而成，常用的条形码由一组宽度不等的多个黑条和空白组成，这些宽度不等的黑条和空白按照一定的编码规则进行排列，可用于编码字母A-E，数字0-9或是一些专用符号。不同的编码规则的条形码编号样式也是不一样的，现在的条形码编码方案，多达四十余种，目前应用最为广泛的有:UPC码、EAN码、交叉25码、39码等。其共同点是:符号图形结构简单；每个条形码字符由一定的条符组成，占有一定的宽度和印制面积；每种编码方案均有自己的字符集；每种编码方案与对应的阅读装置的性能要求密切配合。4.1.2二维码技术二维码技术是移动互联网时代应用最广的一项技术，是近年来在条形码的基础上出现的按矩阵方式或堆栈方式排列信息的二维条形码。二维码是一种在二维平面分布内采用特定的形状以一定的规则形成黑白相间的图形，并以此实现记录数据信息的技术。二维码技术在其代码编制上，利用了二进制的概念，将图形和文本信息相对应，并通过外部设备的扫描识别。二维码与一维码相比，优势明显。一维条形码只利用一个维度（水平维度）表达信息，而垂直维度则不表达任何信息。二维码则在水平和垂直方向的二维空间存储信息，与一维条形码相比，其数据容量更大，并因此可以超越字母数字的限制编码更丰富的信息，二维码由于信息编码效率高，故尺寸相对较小，并有一定抗损毁能力。4.1.3各种个体自动识别技术的比较自动识别技术除了条形码和二维码以外，还有RFID，IC卡，磁卡，生物识别等。它们的性能如表4-1所示。 实际应用中的个体识别技术应该根据追溯系统的不同种类、实际情况和各种自动识别技术的性能进行选择。在茶叶全生命周期追溯系统中，我们采用二维码技术，因为在茶叶安全质量保障与预警平台中，追溯系统是一个基础的系统，需要为其他系统提供大量的信息，二维码技术信息储存量大，可以满足需求。其次，二维码还具有成本低、抗损坏性好的特点，茶叶全生命周期追溯系统在实现过程中需要大量打印个体识别标志，二维码打印方便且成本低廉，非常适合于系统后期的推广。此外，二维码技术是自动识别技术中至今为止应用最普遍，群众识别率最高的，既容易在茶叶全生命周期的各个生产环节中应用，更有利于消费者通过二维码这个入口参与到追溯系统中来。最后，二维码拥有ISO标准，现在的用户大部分都拥有可以识别二维码的终端，便于用户对于产品进行追溯。4.1.4二维码技术在追溯子系统中的应用通常对于在追溯系统里的个体来说，它的对应编码必须是唯一的，并且编码中的数据包含某种信息含义，还要通过操作数据库建立起该编码与个体信息的对应关系，这样才能实现当经过编码的数据传到计算机上时，计算机上的应用程序可以在数据库中提取相应的信息对数据进行操作和处理，实现个体数据流通追溯的目的。在追溯系统的不同阶段，编码的含义往往是不同的，这需要争对不同阶段设计编码。采用不同的编码技术对于成本来说，是不小的压力，所以本项目只采用二维码技术作为个体标识。在各个阶段，争对最小的产品单位设计二维码，二维码的数据内容是信息查询链接和产品号。信息查询链接是茶叶质量安全保障与预警平台里追溯信息查询的链接地址，链接地址是统一资源定位符（URL）地址，产品号是企业在业务流程方面设计的唯一的产品号。当二维码的数据被扫描进入计算机，计算机得到信息查询链接和产品号的数据，可以进入信息查询页面搜索此产品号的产品单位信息，得到此产品单位在之前生产链中产生的数据信息，并可以为这个产品单位添加此生产流程中的生产信息。对于不同阶段条码转变的情况，本茶叶质量安全保障与预警平台也进行了专门的设计，在不同阶段的交替时会二维码会进行替换。当上一阶段的最小单位不再符合当前阶段的最小单位的要求时，会扫描上一阶段的二维码数据进入计算机，计算机得到信息查询链接和产品号的数据，进入该产品单位的信息页面，茶叶质量安全保障与预警平台会生产新的产品号并在建立该产品号对应的产品单位信息页面，该信息继承了上一阶段产品单位的信息，并扩展向下接口，生成新的二维码，二维码内容为信息查询链接和新的产品号，重新标志在最小产品单位上。这样就可以以很小的成本完成不同阶段的条码转变。为了实现茶叶全生命周期追溯系统的产品单位个体标识的跟踪与识别，有必要把所应用的二维码技术集成起来进行控制，采用软硬结合的方法实现，实现个体标识在供应链上的各个环节的数据交换。标识控制上如图4-1所示。具体控制步骤如下：①出现新的生产阶段时，从茶叶质量安全保障与预警平台信息查询页面链接地址和产品号，打印二维码。②在一个生产阶段时，扫描二维码，进入茶叶质量安全保障与预警平台信息查询编辑页面，查询和编辑信息。4.2利用UML对产品全生命周期质量安全动态监督子系统中的预警功能建模“食品安全追溯系统”是一个对食品安全质量信息进行追踪和溯源的系统，必然会涉及到食品供应链上不同地点的质量安全信息的数据采集、数据传递以及监控预警，需要基层农科人员，计算机技术人员，食品质量管理人员、领域专家和普通用户的多方协作参与，是一个覆盖多个领域的比较复杂的系统。对于这种覆盖多个领域的系统，我们可以利用面向对象技术去设计。面向对象的技术是可以直观、自然地描述人类在客观世界中所认识的有关事物，它也是人类在探索客观世界里常用的思维方式。它具有抽象性、封装性、继承性和多态性的特点。统一建模语言（UML）是面向对象技术的建模语言之一。4.2.1追溯子系统总体设计方案对于不同类型的食品追溯系统，其系统的设计方案是不一样的。要根据食品的生产链特点，设计追溯系统，比如鸡蛋食品追溯系统的设计，其生产链只有养鸡场、运输环节，那么追溯系统就只需要设计两个方面。而较复杂的猪肉食品追溯系统，其要经历生猪养殖场，屠宰场、运输才能到销售环节，那么它的食品追溯系统就会更复杂。茶叶全生命周期追溯系统则更加复杂，它的生产链有茶园生长，茶叶采摘，茶叶处理，茶叶运输四个生产大环节，该项目将争对茶叶的生产链特点设计追溯系统。茶叶全生命周期追溯系统的作用是通过这个系统，使得茶叶产品生产链上的各个成员（如操作工，企业管理者，政府监管部门，消费者）都可以对茶叶产品进行跟踪和溯源。例如，政府监管部门如果发现市场上有一盒茶叶出现了问题，可以追溯到问题成品的包装环节、茶叶加工的场所、或某一个具体的茶园采摘工、直至问题茶叶出产的茶园。这样就可以阻断这些地方的货源流入市场，减少有意、无意的茶叶产品危害，然后进行有效的治理。另一方面，在茶叶全生命周期追溯系统的基础上，通过茶叶产品全生命周期质量风险监督系统和茶叶全生命周期质量安全动态监督系统的建设，以增强茶叶生产加工的管理，并及时的在茶叶产品出现问题之前对其进行预警，避免在消费者消费的环节出现质量安全性问题。因此，根据茶叶食品生产链特点和以上要求，茶叶全生命周期追溯系统体系设计如图4-2所示。在图4-2中，通过不同的定位和功能、环节划分，整个茶叶全生命周期追溯系统被分成五个子系统：茶园养殖追溯系统、茶叶采摘、加工、运输环节追溯系统，茶叶生产信息追溯中心数据库，茶叶质量安全监控预测系统和信息共享平台。五个子系统的功能如下：①茶园种殖追溯系统该系统应实现从土壤培育、茶叶种植进行初始化起到茶叶采摘止，茶叶的种植相关过程信息的记录。如每种批次的茶叶种类、除虫施肥的方法、土壤环境的信息、个体的情况、茶叶采摘时的采摘时间、重量等情况。在该平台中，每亩的茶叶的生长信息都会被记录数据库，每批次采摘的茶叶都会分配唯一的二维码与之对应，因此每批茶叶都有对应的生长记录，这些记录数据将会上载至茶叶生产加工信息追溯中心数据库，接受茶叶生产全过程检测追溯系统的链接和数据调用，实现茶叶全生命周期的数据跟踪和溯源过程。在每批茶叶采摘后时，每最小单位的茶叶将会分配一个二维码标记，以便于下个追溯环节系统的茶叶个体识别。②茶叶采摘、处理、运输环节追溯系统该系统将从茶叶采摘到茶叶成品进入市场销售前止，自动识别茶叶个体的二维码，编辑记录茶叶采摘、处理、运输环节过程中的相关数据信息，自动生成阶段转化过程中的二维码标识，并将所有数据上载至中心数据库，接受茶叶全生命周期追溯系统的链接和数据调用，实现茶叶全生命周期的数据跟踪和溯源过程。③茶叶全生命周期信息追溯中心数据库在整个茶叶生产环节，用茶叶生产信息追溯中心数据库保存、处理和调用可追溯的信息数据。数据库的设计是根据记录信息的特点而进行不同的设计，茶叶生产信息追溯中心数据库则是争对茶叶养殖信息、茶叶采摘、处理、运输信息进行设计，并用二维码库作为串联基础，实现茶叶生产信息安全、全面的记录、处理和调用操作。数据库的结构如图4-3所示。④茶叶质量安全监控预测系统该系统专门争对数据异常进行的监控预警，对茶叶全生命周期各环节上所采集到的信息数据进行数据监测，根据茶叶生产过程中的安全质量的指标，分析过程信息数据中是否出现异常的数据，并追溯到出现异常的生产环节，确定发生异常的原因，产生客观的数据异常的提示信息，让企业管理者对数据异常现象采取发现和纠正行动。⑤信息共享平台该系统向消费者和政府监管部门提供了了解更多生产信息的接口，消费者和政府监管部门除了可以了解正常商品标签上面的必要信息外，还可通过扫描二维码进行网络访问茶叶全生命周期追溯系统信息共享平台获得更多的关于该茶叶商品的信息。4.2.2统一建模语言UML简介统一建模语言UML是一种定义良好、功能强大、易于表达、普遍适用、扩展性好、面向对象的建模语言，它支持模型化和软件系统开发。UML适用于以面向对象技术来描述任何类型的系统，而且适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护，并可以从开发者、用户、外部系统等不同角度分析系统，从实现层、说明层、概念层等不同层次描述系统，以达到准确地确定系统功能、结构与行为的目的。统一建模语言UML的重要内容可以由下列五类图来定义:第一类是用例图(Casediagram)，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第二类是静态图(Staticdiagram)，包括类图、对象图。其中类图用来描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构(类的属性和操作)。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。第三类是行为图(Behaviordiagram)，描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。第四类是交互图(Interactivediagram)，描述对象间的交互关系。其中序列图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互;合作图描述对象间的协作关系，合作图与序列图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用序列图;如果强调上下级关系，则选择合作图。第五类是实现图(Implementationdiagram)，其中组件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。组件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。4.2.3静态建模静态模型是产品模型的基础，它很好的展示了系统有什么层次、有什么模块和有什么需求。静态建模的图有很多，其中用例图是最直接的表达系统需求的方式，需求表现了用户期望系统应该实现什么功能，不方便甚至是全部的系统功能需求都可以表达为用例。用例模型是一种使用UML功能需求分析的模型，是用图的方式来直观表现的。用例模型常常表示了外界环境与系统的交互和系统的主要功能。图4-4是茶叶食品安全追溯系统体系结构的用例模型图。进一步分析追溯系统的功能需求，发现其中类以及类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析的基本任务。4.2.4动态建模动态建模是在静态模型的基础上针对系统的各个模块进行设计其行为，其中活动图是优秀的动态建模方法。活动图的应用非常广泛，它既可用来描述操作(类的方法)的行为，也可以描述用例和对象内部的工作过程。我们用活动图描述和分析每个用户行为。活动图特点是只有一个起始点，但是它的结束点可以是多个。活动图中的事件是以两个活动之间的转移为联系的，用箭头表示活动之间的转移。活动的顺序关系可以是简单的一个活动跟在另一个活动之后，也可以用一个菱形的标志表示判断关系，判断标志不限制输入和输出的数量，但在活动的进行时中仅触发其中的一个输出转移。由于茶叶采摘、处理、运输环节追溯系统中的流程比较明确，我们可以采用如下所示的活动图来描述茶叶采摘、处理、运输环节中“转换二维码”的用例，其用例的活动图如图4-5。4.3产品全生命周期质量安全动态监督子系统预警体系框架及算法全生命周期质量风险监督系统是通过对茶叶质量关键因素的监测、追踪以及分析进行信息通报和安全预警等行为，建立起一整套针对茶叶质量风险监督的功能系统。这是一个概念，落实到茶叶质量安全保障与预警平台上可以分为三部分，一是对茶叶安全状态进行监测，发现异常的数据情况；二是分析发现的数据异常情况，得到产生异常数据的原因并提出相应的建议；三是以各种方式进行提醒，让负责人发现情况并同时纠正异常。4.3.1信息源系统信息源系统是产品全生命周期质量风险监督系统的数据基础，它以茶叶生产信息追溯中心数据库为中心。信息源系统必须要拥有长期并且稳定更新的数据，可以能够保证给产品全生命周期质量风险监督系统提供完整、稳定、及时更新的数据，可以满足产品全生命周期质量风险监督系统对数据和信息的需求，充分支撑产品全生命周期质量风险监督系统的信息产出和加工需求。因此茶叶生产信息追溯中心数据库的核心内容是提取反映茶叶安全品质的关键点检测数据，这就需要建立一套评价指标体系。构建产品全生命周期质量风险监督系统评价指标，应遵循以下原则:①实用性、规范化原则根据食品安全生产中，出现质量问题的成因要素和监测的效果，建立相应的预警评价指标系模块，并用不同的评价指标模块构成评价指标体系。②科学性原则指标体系要能够全面反映食品安全生产过程中出现质量问题的因素的各主要方面，其主要指标要能够准确反映某一影响方面的具体内容，体现科学性。只有这样，获取的信息才具有客观性和可靠性，预警的结果才有较高的可信度。③可行性原则尽可能全面系统地收集食品生产加工过程中，质量问题出现的背景，发展过程以及后果影响等信息，以此为依据确定评价指标，所选指标要容易被监测，容易实现量化，要有可行性。④定性指标与定量指标相结合的原则当食品追溯预警系统中涉及的指标较多，有些难以量化，而这些指标对评价又是很重要的，因此，必须用定性指标加以描述，在实际评价时再选取适当的方法进行量化处理。评价指标体系的建立中指标的设置和闽值的设置是专业性和经验性都很强的工作，需要食品检测专业人员的支持。4.3.2动态监督系统框架预警的关键是对评价指标体系中各个数据异常情况的定义和分析，根据食品安全控制的实际情况，如图4-6所示.可以反映出数据四大类异常，包括检测数据的不规范异常、检测数据的超限异常、检测数据的分布异常和检测数据的趋势异常。不规范异常是指未按照标准方法或对标准方法存在一定偏离情况下取得的检测结果数据，包括应用标准不当、操作过程偏离以及数据及其单位表示不准确等情况。从原理上说，在这样的情况下产生的数据不能反映样品及其所代表的食品质量安全的实际状况，因而是不可信的和无效的，并且它所引起的警情等级是比较低的。对照标准数据库，逐一扫描检测结果数据，如果某个检测结果所使用的方法不同于标准方法数据库中对应的内容，说明该检测结果是用非标准方法获得的，属于非规范数据。对于不规范异常，风险监督系统根据茶叶质量安全指标提前设立数据范围，当检测到相关数据不在数据范围内时，系统进行警报。超限异常是指对于某一个具体指标数据，或者对于数个具体指标数据的集合，具有影响食品安全状况的评价结果。检测数据的超限异常处理，从根本上来说是个非线性模式识别问题。一般来说，当评价指标体系中存在指标数目多、数据量相对较大，指标数据间祸合程度比较大时，对其进行预警监测的过程较为复杂，用一般的数据处理方法难以适应其运算需求。检测数据历史数据库记录了每次数据超限异常的信息，通过对检测数据历史数据库中的数据超限异常在地域分布方面的统计数据的分析，可以发现食品安全问题在不同地域己经存在或潜在的问题。对于历史时间段检测数据的集合，包含着关于被检测食品中被检测数据的变化规律的信息。借助统计方法，可以从总结现有的变化规律获得趋势信息，以此推测检测数据的变化规律，对于可能出现的不符合情况