郑开涛， 刘世洪， 胡海燕

(中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室，北京 100081)

随着物质生活得到满足，人们的观念从关注量的多少转变为关注质的高低。然而事实证明，我国农产品供应体制建设还远远赶不上城市化进程的脚步[1]。接二连三的食品安全事故被曝光，“三聚氰胺”“皮革奶”“地沟油”“瘦肉精”“塑化剂”等字眼时不时冲击着消费者的眼球。这类事件直接反映了我国农产品质量安全保障制度和措施存在严重缺陷，远不能满足人们对安全食品的追求。因此制定更加完善的食品安全保障体系，杜绝大规模食品安全事故的发生，是社会各界的殷切期盼。

基于农产品质量安全溯源的多边平台正是在此背景下提出的，多边平台(mult-sded platform，MSP)已经成为由信息化主导的第三次工业革命所引发的商业模式创新的一个重要形式[2]。多边平台通过将多方聚集在一个电子平台上，促进多方之间的直接互动而形成新的以降低搜索成本、交易成本等来实现增值的全新商业模式，成为信息化引领的商业模式创新的重要代表。建设基于农产品质量安全溯源的多边平台是关系到民生科技创新的重要措施，通过采用信息化技术全程监控来提升农产品质量监管效率，通过质量溯源实现全民“吃得放心、吃得满意”。多边平台模式是全面实现农产品质量安全溯源的关键技术模式和战略选择。

1 我国农产品质量安全溯源现状

近年来，农产品质量安全问题是社会各界最关注的问题之一，食品安全溯源是国内外科技工作者研究的热点。特别是《农产品质量安全法》颁布实施以来，我国在农产品质量安全追溯的制度支持、理论研究、体系构建以及落地实施方面取得了长足的进步。尽管如此，当前农产品质量安全溯源面临的问题依然严峻，主要有以下3个方面：

1.1 追溯标签伪机制不完善，假货、窜货现象频发

由于农产品的固有特性，追溯标签必须满足制作成本低、信息容量大、编码范围广、抗破坏能力强、可靠性高等特点，二维码则具有这些优点[3]。因此，几乎所有现行农产品追溯系统使用的追溯标签都是快速响应。QR码(quick response code，QR码)是一种矩阵式二维条码，除了具备以上特点外，还具有超高速全方位识读、编码字符广泛、有效表示汉字等特点[4]。但是，由于二维码是用黑白相间的特定的几何图形在二维平面上按一定规律分布的，所以其具有很强的可复制性。这就导致农产品在追溯系统中的唯一性难以保证，造成无序竞争的形成，假货、窜货现象频发。

1.2 分段监管，缺乏全国统一平台

农产品质量安全涉及到农产品的生产、加工、储藏、运输、销售等多个环节的安全，按照我国现行法律规范要求，不同环节的安全问题由不同的监管部门负责，如农业部门负责初级农产品生产环节的监管；卫生部门和质检部门负责食品生产加工环节的卫生监管；工商部门和食品药品监督局负责食品流通环节的监管等[5]。分段管理固然能明确各部门职能，在一定程度上能提高食品安全事件发生后各级政府的办事效率。但是，分段监管不能提前感知、联动协作和立即溯源追查，只有悲剧性的“人体检验”之后，才能实现大规模的溯源式查处[6]。以预防为目的，才应该是农产品质量安全溯源的根本。

同时，不同地区、不同部门、不同企业依据自身需求，设计开发了不同的追溯系统。各系统之间互不兼容，不能进行有效通信，信息无法共享，形成一个个信息孤岛。这不仅不利于消费者追溯查询，更不利于政府联动监管、快速响应，还造成了极大的资源浪费。

1.3 追溯信息不能满足多方需求，社会参与度低

目前的农产品追溯系统主要以政府主导为主，通过统一的平台，为农产品生产企业以及消费者提供服务。但是这类系统往往采取“一刀切”的模式，相关利益主体缺乏参与意愿，系统更新维护困难，推广应用举步维艰。究其原因，主要是记录的信息不能满足相关利益群体的需求。首先，记录的信息缺乏动态反馈机制，真实性和有效性不能保证，不能作为监管部门的执法依据；其次，消费者怀疑企业把“可追溯”当作虚假宣传的噱头[7]，对记录的信息缺乏信任，没有参与意愿；此外许多合作企业是在政府的高额补贴诱导下被动参与，同时承担追责风险，由于平台上消费者参与度不高，在交叉网络外部性的影响下，企业会因为消费者数量的减少，而逐渐退出该平台。

2 时空编码技术研究概述

2.1 农产品追溯信息编码内容

现行农产品追溯信息编码基本参照UCC/EAN-128码，根据农产品生产管理实际要求，将产品名称、生产企业、产地、生产许可证号、产品批次、生产日期、保质期等要素作为基本数据元进行编码。所有元数据信息可以通过扫描二维码获得具体内容。表1以金龙鱼纯正花生油为例，列举了追溯信息编码基本元数据，图1是以此生成的QR码。此二维码过于复杂，且易被复制，不能标志产品的唯一性。

表1 金龙鱼纯正花生油原追溯信息编码基本元数据

尽管QR码最多可表示7 089个数字，或1 817个汉字，但是编码信息越少，生成的QR码越简单，手机移动终端就越容易识别，解码率也就越高[8]。基于此，本研究提出基于时空信息，为每一件农产品设定唯一标志，即产品编号，图2是依据金龙鱼纯正花生油的产品编号生成的追溯码。

2.2 农产品追溯信息编码设计

编码设计结合生产时间和产地坐标，生成唯一标志码，共30位(图3)。

L0～L16表示时间码，共占17位，表示该产品的生产完成时间，精确到ms，例如1桶5 L装金龙鱼纯正花生油的时间码可表示为20161201102835001。空间码占13位，L17表示经纬度方向，L18～L23表示经度，L24～L29表示纬度，经纬度各精确到小数点后4位，基本可以精确定位到生产方的具体地理位置。由于经度最多能到180°，所以L17用来区分经纬度方向。当经度>90°时，用实际度数减90°，例如天津嘉里粮油工业有限公司坐标是(117.7718°E，39.0156°N)，查表2可得，该公司13位空间码为4277718390156。通过以上方式获得的追溯码，可以标志农产品的唯一性。

表2 经纬度方向标志L17[9]

3 追溯码防伪机制研究概述

3.1 建立大数据认证中心

建立一个大数据认证中心(数据库)，以生产企业为基本模式，设计企业安全生产管理系统，自动记录企业名称、产地地理位置、产品名称、产品类别、产品完成生产时间等形成产品档案并形成追溯码，将其上传到认证中心。追溯码具有唯一性，可作为产品的数据库查询主键。集合原材料生产、流通、销售、政府质检以及监督部门等多方数据，结合通信技术实现多方之间的相互通信。

3.2 农产品生产方、流通方、销售方授权认证机制

生产方需要提供相关合法资质在认证中心注册并取得授权，获得具有打印唯一标志追溯二维码的终端设备，认证中心采集工厂的地理位置信息，并授权厂商在工厂所在一定范围内，可以对商品做出厂认证。

流通方和销售方也需在认证中心取得授权，并获得特制二维码识别终端，认证中心采集分拣中心和销售商所在的地理位置信息。分拣中心和销售商利用特制终端扫描包装二维码，将获取的追溯码数据发送到认证服务器，对商品真伪进行初步验证。

3.3 消费者追溯流程分析

消费者在购买农产品时，通过扫描追溯码查询农产品“从农田到餐桌”全过程信息，以确保所购买农产品的质量安全。消费者在智能手机、平板电脑等智能终端上安装专用二维码识读APP，使用该应用软件扫描贴在商品上的二维码追溯标签，联网访问服务器，根据追溯标签查询农产品追溯结果。具体流程如图4所示：

(1)消费者利用移动设备扫描解码农产品标签上的二维码。

(2)联网访问服务器，根据得到的追溯码进行验证，如果验证不通过则提示消费者该产品是假冒、仿造产品，提示消费者谨慎购买。同时，自动将结果返回到认证中心备案，并反向追溯具体是哪一环节出现问题，依据情节的严重程度作出相应处理。

(3)每件商品出售后大数据中心就会将商品的销售状态由未售改为已售。消费者扫描该商品二维码时，商品的销售状态也会同时反馈给消费者。如果消费者并未购买此商品并且反馈信息显示商品已售，则可能存在二维码被复制，发生窜货，消费者可向认证中心举报。如果认证中心调查情况属实，结果也会及时反馈给第1次购买贴有该追溯码的消费者，并提示其停止食用。

4 总结

本研究重点对农产品质量安全溯源多边平台(MSP)的溯源编码机制进行了研究。通过时空编码对所有农产品确定唯一标志，该标志即是农产品的“身份证”，利用特定软件平台扫描该标志可以快速访问大数据认证中心，获得农产品生产、流通、销售等全过程详细数据信息。该机制下，消费者不仅可以监督食品生产全过程，有效维护自身合法权益，还可以“买得舒心，吃得放心”；产品的生产方和流通方不仅可以及时了解市场需求信息，还可以杜绝无序竞争，维护自身信誉，提高核心竞争力；政府各部门不仅可以实时监督农产品质量，对食品安全事故快速响应，保证市场秩序，还可以促进我国农业信息化建设以及保障人民健康生活。农产品质量安全溯源多边平台最终能实现多方共赢。

5 展望

基于目前的研究成果，开发基于移动终端集成现代信息技术的采集设备。通过现代信息技术集成创新，多元化布局，实现产品信息采集的及时、准确、有效；开发一个基于农产品安全溯源的多方平台，包括标准的建立，农产品生产管理、农产品质量安全信息查询、政府部门检测管理、农产品经销商管理等功能，变被动溯源为主动追溯，在发生食品安全事件之前提前预警，全面提高农产品质量安全追溯水平。

在大数据时代，农产品追溯过程中会产生海量有价值数据，及时、跨系统地实现数据传递、选择过滤以及数据挖掘，可以有效辅助本平台进行疾病预防、减少浪费和促进企业利润的提高。

参考文献：

[1]丁 源. 农产品质量安全追溯系统的设计与实现[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

[2]Hagiu A. Strategic decisions for multisided platforms[J]. Mit Sloan Management Review，2014，55(2)：71-80.

[3]兰龙辉，邱荣祖. 二维码技术在农产品物流追溯系统中的应用[J]. 物流工程与管理，2013，35(9)：86-89.

[4]刘宏伟，严 妍. 快速响应码的识别和解码[J]. 计算机工程与设计，2005，26(6)：1560-1562.

[5]李 静. 中国食品安全监管制度有效性分析——基于对中国奶业监管的考察[J]. 武汉大学学报(哲学社会科学版)，2011，64(2)：88-91.

[6]涂传清，王爱虎. 我国农产品质量安全追溯体系建设中存在的问题与对策[J]. 农机化研究，2011，33(3)：16-20.

[7]黎光寿. 可追溯，革命还是噱头[J]. 农产品市场周刊，2010(4)：16-19.

[8]徐 玲，蒋欣志，张 杰. 手机二维码识别系统的设计与实现[J]. 计算机应用，2012，32(5)：1474-1476

[9]苏小波，严志雁，赵嵩等. 基于二维码和地理坐标的农产品追溯编码设计[J]. 江西农业学报，2012，24(6)：173-175.